李菂：投身FAST，睜中國“天眼”看宇宙奧秘

時間:2017-06-12來1源:未知作者:91boshi

本報記者吳月輝《人民日報》（ 2017年06月12日 04 版）

世界最大單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST去年9月25日在貴州省平塘縣大窩凼落成。然而，F(xiàn)AST項目副總工程師李菂（上圖。資料照片）匆忙的腳步并沒有因此放慢。接下來，他會更頻繁地往來于北京和貴州之間。

“為了FAST之后能順利開展研究，我們必須進(jìn)行大量的科學(xué)和技術(shù)準(zhǔn)備，一切只是開始。”李菂說。

參與中國FAST項目建設(shè)，沒有理由不回來

在投身FAST項目建設(shè)之前，李菂在美國的射電天文領(lǐng)域已有建樹。

2002年5月，李菂從美國康奈爾大學(xué)博士畢業(yè)后，曾分別在美國哈佛—史密松天體物理中心做天文學(xué)者，在美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗室和加州理工學(xué)院做研究員。其間，他在觀測天文領(lǐng)域取得一系列具有開創(chuàng)意義的成果。

對星際分子的持續(xù)發(fā)現(xiàn)和系統(tǒng)研究是了解恒星形成、星際介質(zhì)演化和天體化學(xué)的觀測基礎(chǔ)。首次發(fā)現(xiàn)星際分子氧氣的便是李菂當(dāng)時所在的微波衛(wèi)星團(tuán)隊�？茖W(xué)期刊PASP的特約綜述《2002年天體物理進(jìn)展》中指出：李菂等人第一次探測到分子氧氣，這可能是主要的氧元素庫。

在探測星際分子的同時，李菂還對宇宙氫的觀測方法進(jìn)行了創(chuàng)新。“對氫的觀測非常重要。”李菂說，“星際氣體演化是天文領(lǐng)域的重大科學(xué)問題。氫氣是宇宙重子物質(zhì)的主要成分，其質(zhì)量遠(yuǎn)大于恒星總質(zhì)量。宇宙物質(zhì)循環(huán)從原子氫氣開始。”

但氫的觀測也是天文觀測的難點(diǎn)所在。通過不懈的研究，李菂發(fā)展并命名了一個新的觀測方法——中性氫窄線自吸收。它是目前測量分子云中總原子豐度的唯一可靠辦法，并被恒星形成理論的年度綜述文章評述為測量氫轉(zhuǎn)化時標(biāo)的主要工具。“宇宙學(xué)的計算和模擬也開始利用我們測量的結(jié)果，幫助計算星系形成。”李菂說。

2010年，因?qū)κ澜缱畲罂臻g望遠(yuǎn)鏡赫歇爾望遠(yuǎn)鏡的遠(yuǎn)紅外外差接收機(jī)作出了杰出貢獻(xiàn)，李菂獲得美國宇航局優(yōu)秀團(tuán)隊獎，成為該團(tuán)隊獎獲得者中唯一的中國籍科學(xué)家。

2008年，李菂被中國科學(xué)院聘為兼職的FAST項目科學(xué)家，2001年FAST正式開工。2012年，他決心暫時中斷空間科學(xué)技術(shù)的探索，回國參與FAST一線的建設(shè)。“能夠遇到FAST這樣世界級項目的建設(shè)是我的幸運(yùn)，也是我的科學(xué)興趣所在，沒有理由不回來。”李菂說。

嘗試天文史上沒有完成過的概念

2012年，克服各種困難后，李菂如愿回到了國家天文臺，一回來便全身心投入到FAST項目的建設(shè)中來。

因為參與FAST的建造調(diào)試工作，一年里有約1/3的時間，李菂是在貴州的山里度過的。“從開工前到竣工超過6年的時間里，我們都一直住在臨時工房里。”李菂邊說邊用手比劃，“一排兩層的活動板房，一樓辦公，二樓宿舍。板房里沒有洗手間和洗澡間。記得2016年春節(jié)，我晚上從外面洗澡回來，頭上結(jié)了一層冰碴。”

相比生活上的困難，科學(xué)工程上的難題才是更大考驗。

李菂說：“南仁東老師、彭勃老師，以及天文臺諸多前輩推動、建設(shè)了FAST逾20年，這是中國人做天文大科學(xué)工程的一次實(shí)驗。我們在嘗試天文史上沒有完成過的概念，一定會面對超出想象的困難。”

2015年起，李菂擔(dān)任FAST副總工程師，主持過饋源支撐、總體控制等主要工程系統(tǒng)驗收。“動態(tài)條件下的信息傳輸?shù)蛽p耗是一種高科技，美國有專利技術(shù)，但是我們拿不到。同樣，高強(qiáng)度抗疲勞的鋼索也是遠(yuǎn)超相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這些都依靠我們自主創(chuàng)新。”李菂說。

除了技術(shù)上的難題，還要跟施工方、材料供應(yīng)方等打交道。“早期有一段時間，幾乎每天都要在會議室進(jìn)行談判，大家經(jīng)常爭得面紅耳赤，激動時還拍桌子。”李菂說。

如今， FAST已落成啟用。想到它將使中國深空探測能力延伸至宇宙外緣，并且會與其他現(xiàn)代望遠(yuǎn)鏡一同打開面向宇宙的窗口，延展人類的感知和想象力，李菂覺得所有的辛苦付出都很值得。“這是一個十分有趣的、令人充滿好奇心的過程。在這個過程中，我們充分發(fā)揮了自己的能動性和創(chuàng)造性。做成了很多別人做不到的事情。”

依照國際慣例，竣工后的FAST還需要至少2年到3年的調(diào)試。談到未來可能出現(xiàn)的科學(xué)突破，李菂說：“按照計劃的性能指標(biāo)，在其保持世界領(lǐng)先的10年至20年里，F(xiàn)AST預(yù)期觀測到兩倍于目前已知數(shù)量的脈沖星，發(fā)現(xiàn)10倍于已知數(shù)量的氣體星系。”

積極、認(rèn)真、充滿好奇地做好科學(xué)研究

李菂覺得在科學(xué)研究中，好奇心、主動性和執(zhí)行力，以及熱愛非常重要。

“天體物理是比較純粹的基礎(chǔ)科學(xué)，沒有直接的實(shí)用性，原動力是滿足人類的好奇心。好奇心是我們科學(xué)家個體的樂趣，更是人類生存的必須。不停探索前所未知的世界，才能面對前所未有的困難，取得我們現(xiàn)在還想象不到的答案。”李菂說。

他認(rèn)為，“熱愛”的價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過“才華”。“其實(shí)，才華相對常見。熱忱才華同時具備卻稀少難得，也是我所羨慕和崇拜的。”

在科學(xué)研究中，李菂還很看重主動性和執(zhí)行力。“執(zhí)行力很多時候不是說腦子有多快，而是要積極上進(jìn)地去做事。”李菂告訴記者，自己的研究生里常有不具備超一流大學(xué)或者天文本科背景的學(xué)生，可是但凡努力主動、積極克服困難的，總是能出人意表，多有創(chuàng)新，并主導(dǎo)國際交流。

“積極、認(rèn)真、充滿好奇、充滿熱情地做好科學(xué)研究，自己須每日努力。”李菂說。