李菂（前排左一）和團隊成員在討論科學問題。受訪者供圖
李菂與國際同行在“中國天眼”建設現(xiàn)場（右二）。受訪者供圖
團隊成員在咖啡館開展“頭腦風暴”。受訪者供圖
黃暖的燈光，白色的枕頭堆，醇郁的咖啡……在北京東城一家網(wǎng)紅咖啡館里，一群人圍著筆記本電腦在聊天。
快速射電暴的高時間分辨率探測，是他們正在討論的話題。
他們，到底是何許人也？
這群時常到咖啡館開展“頭腦風暴”的人，是中國天眼首席科學家李菂率領的科研團隊。
作為“大國重器”，中國天眼（FAST）是世界上最大、最靈敏的單口徑射電望遠鏡。抬眸所及，便是億萬光年以外的宇宙空間。
2020年1月11日，F(xiàn)AST建成并通過國家驗收正式開放運行。2023年1月12日，由兩院院士投票評選的2022年中國十大科技進展新聞在京揭曉，“中國天眼FAST取得系列重要進展”位居榜首。
“從追趕到超越的一次嘗試”
脈沖星、中子星、快速射電暴、中性氫宇宙……這些拗口的科學名詞，因為FAST的成果連續(xù)發(fā)布，日益走入大眾視野。
“FAST提高了公眾對天文的關注度。”一見面李菂就笑著坦承，“其實我們的研究目前‘毫無實際用處’，對普通人的生活沒有任何直接的影響。”
作為有史以來最大的射電望遠鏡，500米口徑的FAST相較于排名世界第二的望遠鏡，靈敏度是其2.5倍以上，巡天速度是其10倍以上。
“FAST讓中國在無線電波段擁有了世界上最先進的設備。”李菂介紹，“宇宙一切誕生都有微弱的回響，F(xiàn)AST使我們能非常好地捕獲這樣的回響。”
在很多領域，F(xiàn)AST都具備超強“發(fā)現(xiàn)力”，可以驗證很多科學規(guī)律，在引力理論、星系演化、恒星、行星乃至物質(zhì)和生命起源等方面，都具備突破性的科研潛力。
作為世界上望得最遠的“科學天團”，李菂團隊的科研工作，注定要在科學“無人區(qū)”中跋涉。
“我們所做的事，不光是領先世界，而且要領先歷史。”李菂說，“在天文這種‘遠離現(xiàn)實’的基礎研究領域，只有人類迄今為止沒有做過的事情，才是值得做的事情。”
李菂在21世紀初提出并命名了中性氫窄線自吸收方法，多個國際同行團隊開始嘗試探測其塞曼效應，都未成功。正式運行3年以來，F(xiàn)AST展現(xiàn)出無與倫比的靈敏度，在2021年首次測到高置信度的中性氫窄線自吸收塞曼效應，揭示了微弱的星際磁場，為解決恒星形成三大經(jīng)典問題之一的“磁通量問題”提供了重要的觀測證據(jù)。北京時間2022年1月6日，國際學術期刊《自然》雜志以封面文章形式，發(fā)表了這一重大科學成果。
“這一結(jié)果比較好地反映了著名天文學家南仁東先生說的一句話——中國天眼是中國天文從追趕到超越的一次嘗試。”李菂說，“生逢盛世，我們必須努力做出能夠跟這個時代和國家的發(fā)展步伐所匹配的科學成果。”
“好奇心是驅(qū)動科研的原動力”
探索未知的科學前沿，等待科研人員的往往不乏壓力、挫折、迷茫，甚至是絕望。那么，什么樣的動力才能支持他們在這條險峻的道路上執(zhí)著前行？
“科學探索要不斷打破過往的認知局限。”李菂說，“好奇心是驅(qū)動科研的原動力。”
“當然，從單純感到好奇到實現(xiàn)科研突破之間，會有一段漫長的路要走。”李菂認為，從事前沿探索的科研人員聰明程度其實都差不多，能否取得突破性成果，更主要的是靠專注和勤奮。
每天從睜眼就開始思考科學問題，李菂有意識地模糊生活與工作的邊界。工作累了，他就刷一下視頻網(wǎng)站，追追美食探店的短視頻。這容易被當成工作狂，雖然他自己不承認。
“人生的最終結(jié)果是分離，我們總要為這個世界留下點什么。”李菂說，“我們從事的工作，很像是在科學曠野中為后人確立一個個路標。參與天眼建設，超出我對人生最美好的想象。”
在李菂影響下，團隊成員也都癡迷于坐在“冷板凳”上鉆研科學問題。
“李老師工作起來太拼了，以至于我們也不好意思‘摸魚’。”90后團隊成員牛晨輝說。
為了調(diào)動大家的好奇心，李菂常在周末約請團隊成員一起到咖啡館里開展“頭腦風暴”。他表示：“‘討論’這個過程，與獨立思考是不能互相替代的。”
“我們每次去的店都不同，都是李老師在網(wǎng)上找的人氣高、有特色的店，每次大家都是抱著探寶的心情去聚會。”團隊成員、國家天文臺副研究員王培說。
在咖啡館里的交流，氛圍很輕松。“李老師會提出各種想法，我們很多時候會跟不上節(jié)奏，這也就促使大家回去后趕緊去查資料、讀文章。”牛晨輝說，等自己豁然開朗后，往往會收獲一個新的研究方向，寫出新的文章。
在2022年9月27日起舉辦的“奮進新時代”主題成就展上，“天眼觀蒼穹”互動展項前始終排著長隊。像潺潺雨聲、像汽船鳴笛、像心臟跳動……參觀者在“中國天眼”FAST模型前，通過耳機聆聽經(jīng)過技術處理的來自宇宙深處的脈沖星聲音。
“點燃更多人探索宇宙奧秘的好奇心，傳播科學精神，是一線研究者的莫大快樂。”李菂說。
“在人類的知識邊界上拓展前行”
“我們主要的工作，就是處理FAST觀測到的數(shù)據(jù)。”牛晨輝說，“FAST可以同時觀測天上的19個點，如果把所有數(shù)據(jù)都存下來，硬盤瞬間就滿了。所以我們必須要通過編程，做出專業(yè)化的選擇，再對這些信號進行細致梳理。”
“我們團隊的各類觀測項目，一年大概有上千個小時的數(shù)據(jù)要處理。”李菂說，“科研工作的常態(tài)，其實是比較枯燥的。所以，在探索未知的同時，我們要想辦法把科學做得有趣。”
“李老師經(jīng)常把大家聚在一起，騎自行車在北京城內(nèi)到處轉(zhuǎn)。像魯迅、老舍、茅盾、宋慶齡等文化名人的故居，我們都去過。”王培說，“騎行的過程中，大家既放松了頭腦，也提高了審美水平。在沒有目的性的游游走走中，也往往會有新的想法被激發(fā)出來。”
也許正因如此，這個團隊把極為專業(yè)、晦澀的科研做得生動有趣、深入淺出。“為了便于大眾理解，我們不僅將快速射電暴機制轉(zhuǎn)化成音樂，還將相關研究成果以《千里江山圖》的風格繪制成圖，其中山脈河流的形態(tài)都來自FAST傳回的真實數(shù)據(jù)。”王培說。
FAST正式運行3年來，其獲取的數(shù)據(jù)催生了100多篇高水平學術論文，其中涉及的最活躍的前沿領域是快速射電暴。
2022年，李菂團隊通過FAST的“多科學目標同時巡天”優(yōu)先重大項目，發(fā)現(xiàn)了迄今為止唯一一例持續(xù)活躍的重復快速射電暴FRB20190520B。北京時間2022年6月9日，該成果發(fā)表于《自然》雜志。
“快速射電暴這個領域是很年輕的。在設計、建設FAST望遠鏡的時候，這個領域都還沒有成形。”李菂介紹，2019年夏天，尚在FAST調(diào)試期間，團隊就通過自主研發(fā)的實時后端，成功捕獲了一個極端的快速射電暴爆發(fā)活躍期。
“在一個半月的監(jiān)測期內(nèi)，我們獲取了1652個脈沖。這個數(shù)量，超過了此前14年中，所有其他先進望遠鏡正式發(fā)表的快速射電暴爆發(fā)事件的總和。”王培說，“由于FAST設備本身的優(yōu)勢，以及團隊對科學的執(zhí)著探索，我們在人類的知識邊界上又往前走了一步。”
“這是一件多么美好而有趣的事。”李菂眼中，仿佛有星光閃爍。（羅旭）
（責任編輯：蔡文斌）
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