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李菂:投身FAST,睁中国“天眼”看宇宙奥秘

2017-06-18 13:29 来源: 人民日报

世界最大单口径球面射电望远镜FAST去年9月25日在贵州省平塘县大窝凼落成。然而,FAST项目副总工程师李菂(上图。资料照片)匆忙的脚步并没有因此放慢。接下来,他会更频繁地往来于北京和贵州之间。

“为了FAST之后能顺利开展研究,我们必须进行大量的科学和技术准备,一切只是开始。”李菂说。

 

参与中国FAST项目建设,没有理由不回来

 

在投身FAST项目建设之前,李菂在美国的射电天文领域已有建树。

2002年5月,李菂从美国康奈尔大学博士毕业后,曾分别在美国哈佛—史密松天体物理中心做天文学者,在美国宇航局喷气推进实验室和加州理工学院做研究员。其间,他在观测天文领域取得一系列具有开创意义的成果。

对星际分子的持续发现和系统研究是了解恒星形成、星际介质演化和天体化学的观测基础。首次发现星际分子氧气的便是李菂当时所在的微波卫星团队。科学期刊PASP的特约综述《2002年天体物理进展》中指出:李菂等人第一次探测到分子氧气,这可能是主要的氧元素库。

在探测星际分子的同时,李菂还对宇宙氢的观测方法进行了创新。“对氢的观测非常重要。”李菂说,“星际气体演化是天文领域的重大科学问题。氢气是宇宙重子物质的主要成分,其质量远大于恒星总质量。宇宙物质循环从原子氢气开始。”

但氢的观测也是天文观测的难点所在。通过不懈的研究,李菂发展并命名了一个新的观测方法——中性氢窄线自吸收。它是目前测量分子云中总原子丰度的唯一可靠办法,并被恒星形成理论的年度综述文章评述为测量氢转化时标的主要工具。“宇宙学的计算和模拟也开始利用我们测量的结果,帮助计算星系形成。”李菂说。

2010年,因对世界最大空间望远镜赫歇尔望远镜的远红外外差接收机作出了杰出贡献,李菂获得美国宇航局优秀团队奖,成为该团队奖获得者中唯一的中国籍科学家。

2008年,李菂被中国科学院聘为兼职的FAST项目科学家,2001年FAST正式开工。2012年,他决心暂时中断空间科学技术的探索,回国参与FAST一线的建设。“能够遇到FAST这样世界级项目的建设是我的幸运,也是我的科学兴趣所在,没有理由不回来。”李菂说。

 

尝试天文史上没有完成过的概念

 

2012年,克服各种困难后,李菂如愿回到了国家天文台,一回来便全身心投入到FAST项目的建设中来。

因为参与FAST的建造调试工作,一年里有约1/3的时间,李菂是在贵州的山里度过的。“从开工前到竣工超过6年的时间里,我们都一直住在临时工房里。”李菂边说边用手比划,“一排两层的活动板房,一楼办公,二楼宿舍。板房里没有洗手间和洗澡间。记得2016年春节,我晚上从外面洗澡回来,头上结了一层冰碴。”

相比生活上的困难,科学工程上的难题才是更大考验。

李菂说:“南仁东老师、彭勃老师,以及天文台诸多前辈推动、建设了FAST逾20年,这是中国人做天文大科学工程的一次实验。 我们在尝试天文史上没有完成过的概念,一定会面对超出想象的困难。”

2015年起,李菂担任FAST副总工程师,主持过馈源支撑、总体控制等主要工程系统验收。“动态条件下的信息传输低损耗是一种高科技,美国有专利技术,但是我们拿不到。同样,高强度抗疲劳的钢索也是远超相关工业标准。这些都依靠我们自主创新。”李菂说。

除了技术上的难题,还要跟施工方、材料供应方等打交道。“早期有一段时间,几乎每天都要在会议室进行谈判,大家经常争得面红耳赤,激动时还拍桌子。”李菂说。

如今, FAST已落成启用。想到它将使中国深空探测能力延伸至宇宙外缘,并且会与其他现代望远镜一同打开面向宇宙的窗口,延展人类的感知和想象力,李菂觉得所有的辛苦付出都很值得。“这是一个十分有趣的、令人充满好奇心的过程。在这个过程中,我们充分发挥了自己的能动性和创造性。做成了很多别人做不到的事情。”

依照国际惯例,竣工后的FAST还需要至少2年到3年的调试。谈到未来可能出现的科学突破,李菂说:“按照计划的性能指标,在其保持世界领先的10年至20年里,FAST预期观测到两倍于目前已知数量的脉冲星,发现10倍于已知数量的气体星系。”

 

积极、认真、充满好奇地做好科学研究

 

李菂觉得在科学研究中,好奇心、主动性和执行力,以及热爱非常重要。

“天体物理是比较纯粹的基础科学,没有直接的实用性,原动力是满足人类的好奇心。好奇心是我们科学家个体的乐趣,更是人类生存的必须。不停探索前所未知的世界,才能面对前所未有的困难,取得我们现在还想象不到的答案。”李菂说。

他认为,“热爱”的价值远远超过“才华”。“其实,才华相对常见。热忱才华同时具备却稀少难得,也是我所羡慕和崇拜的。”

在科学研究中,李菂还很看重主动性和执行力。“执行力很多时候不是说脑子有多快,而是要积极上进地去做事。”李菂告诉记者,自己的研究生里常有不具备超一流大学或者天文本科背景的学生,可是但凡努力主动、积极克服困难的,总是能出人意表,多有创新,并主导国际交流。

“积极、认真、充满好奇、充满热情地做好科学研究,自己须每日努力。”李菂说。

作者: 吴月辉   [责任编辑: 吕芮光]
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