7月9日下午，“中國天眼”首席科學家李菂因帶領(lǐng)團隊利用中國天眼FAST實現(xiàn)星際磁場的精確測量，推動快速射電暴研究進入高統(tǒng)計時代等多項創(chuàng)造性成果，獲頒馬塞爾·格羅斯曼個人獎。馬塞爾·格羅斯曼獎是國際物理學界最重要的獎項之一，歷屆獲獎人包括6位諾貝爾獎得主，其中楊振寧、李政道、丘成桐等數(shù)位華裔科學家也曾獲獎。李菂是首位憑借在中國國內(nèi)取得的學術(shù)成果獲得這一獎項的科學家。

李菂（右）獲馬塞爾·格羅斯曼獎

此前，李菂團隊在快速射電暴領(lǐng)域的相關(guān)研究曾連續(xù)兩年入選中國科學十大進展。有觀點認為，他們的研究成果，都來自于FAST，因此榮譽和功勞，應(yīng)屬于“天眼之父”南仁東。針對這一尖銳觀點，李菂回應(yīng)：“當然是這樣。在觀測天文學領(lǐng)域，沒有先進的設(shè)備，肯定做不出成績。天眼的功勞，主要歸功于老一代前輩。我是這一大科學裝置的建設(shè)者，也是受益者，要在正確的時間、正確的位置，盡可能把它用到最好。”

“天眼探索”宇宙奧秘

在人類探索宇宙的歷程中，建設(shè)大型天文望遠鏡是不可或缺的一環(huán)。在20世紀90年代，中國的天文學家為保證自己的研究成果準確可靠，經(jīng)常要依賴外國的先進設(shè)備和數(shù)據(jù)。1994年，當時尚在日本擔任客座教授的天文學家南仁東提出，要在中國的土地上，建造世界上最大的射電望遠鏡，以免讓中國在宇宙探索中受制于人。

為了選址，南仁東帶著300多幅衛(wèi)星遙感圖，幾乎踏遍了貴州大山里的所有洼地，最終將目標定在平塘縣克度鎮(zhèn)一個叫大窩凼的喀斯特洼坑中。

早在2002年，李菂從美國康奈爾大學博士畢業(yè)在國內(nèi)開會時遇到南仁東，主動詢問FAST籌建是否需要年輕科學家加入，當時南仁東希望他繼續(xù)在國外充電。直至2008年，李菂被中國科學院聘為兼職FAST項目科學家；2012年回國，加入國家天文臺，參與FAST建設(shè)。

2016年9月25日，被稱為“中國天眼”的FAST工程終于落成啟用，22年的艱難坎坷最終鑄就了這個國際天文學領(lǐng)域的奇跡。作為全球最大的單口徑射電望遠鏡，F(xiàn)AST不僅在規(guī)模上打破了所有的紀錄，更在技術(shù)上領(lǐng)先世界，為天文學研究提供了前所未有的工具。

FAST的五大科學目標在建設(shè)之初已被明確，包括巡視宇宙中性氫、觀測脈沖星、搜索地外文明信號等。2017年，“中國天眼”首席科學家、總工程師南仁東去世。次年，李菂接棒FAST首席科學家。最初幾年，他的壓力很大。“FAST何時能有重大發(fā)現(xiàn)？國內(nèi)外用戶會將FAST與國際上的望遠鏡對比，它能否經(jīng)受住那些苛刻的評價？”

中國天眼FAST

FAST的觀測能力驚人。它的接收面積相當于30個光學望遠鏡或120個紅外望遠鏡的總和。不僅如此，它的靈敏度還超過了世界上最大的100米口徑射電望遠鏡的3倍。這意味著中國天眼可以觀測到更遠的天體，而且能夠檢測到小得多的信號。

比如，F(xiàn)AST能夠觀測到“快速射電爆發(fā)”等高能現(xiàn)象,這是一種來自宇宙深處的神秘現(xiàn)象，直到現(xiàn)在，人們?nèi)圆恢揽焖偕潆姳┑男再|(zhì)、物理機制及真正的起源，這吸引全球天文學家投入研究。中國天眼在觀測這些現(xiàn)象上具有獨特的優(yōu)勢，為解開這個宇宙之謎提供了更多可能性。

“快速射電暴在幾毫秒時間里釋放的能量相當于太陽幾天甚至一年內(nèi)釋放的能量。研究這種極端爆炸的產(chǎn)生機制可能對物理學和天文學產(chǎn)生革命性的影響。”李菂介紹。

快速射電暴作為新興領(lǐng)域，是天文學重大熱點前沿之一，國際同行競爭激烈。研究好它，大致要經(jīng)歷三個階段：先發(fā)現(xiàn)數(shù)量足夠多的快速射電暴，在此基礎(chǔ)上深入觀測，最后去尋找它的定位。李菂團隊也保持著足夠的冷靜，這三步中，F(xiàn)AST憑借靈敏度高、觀測距離遠，與其他望遠鏡比，在第二個環(huán)節(jié)有優(yōu)勢，但要想長期發(fā)展，需要把其他兩步補齊。

好奇心是科研的原動力

與很多人的想象不一樣，用“天眼”觀星的科學家，并不是真地在“看星星”，而是在辦公室從海量的數(shù)據(jù)里計算、探查。

FAST具有強大的數(shù)據(jù)處理能力。每天，望遠鏡都會收集到海量的數(shù)據(jù)。為了處理這些數(shù)據(jù)，F(xiàn)AST配備了一流的計算機集群和算法。科研人員通過分析這些數(shù)據(jù)，可以研究出更多的天文現(xiàn)象，進一步推動人類對宇宙的認知。

“基礎(chǔ)研究有它的特性，一開始要坐很長時間的冷板凳，或者獲得的正反饋沒有那么多。你最初對它的好奇心和興趣，是決定未來能走多遠的至關(guān)重要的因素。”團隊的每一名成員對于自己的日常工作都不覺得枯燥，反而樂在其中。在他們看來，做好一件事有兩個前提：熱愛、擅長。兩者的順序不能調(diào)換。

如今，“中國天眼”不僅成為國際一流的天文學研究與交流中心，而且還成為世界天文學重要的科普基地之一。FAST正帶動起天文科普研學熱潮，在提高全民天文知識素養(yǎng)方面展現(xiàn)出獨特作用。自2016年開放至今，“中國天眼”科普基地獲得了“國家科普示范基地”“全國科普教育基地”“全國首批中小學生研學旅游教育實踐基地”等稱號。FAST正在培訓科研人員、推動科普教育等方面發(fā)揮更大的作用，激發(fā)出更多孩子們對于天文學的好奇心。

“中國天眼”首席科學家李菂

基礎(chǔ)研究是好奇心驅(qū)動的，所以即使有用，也不是因“用”而驅(qū)動的。FAST核心目標是看似“全無用處”的基礎(chǔ)天文研究，但FAST的建設(shè)過程所催生的技術(shù)進步又反哺了中國的工業(yè)體系。如FAST的高抗疲勞拉索技術(shù)在港珠澳大橋得到應(yīng)用等。不僅如此，通過參與以FAST為代表的天文大科學工程的建設(shè)和使用，一批人有幸成為中國過去幾十年高速發(fā)展歷史性進程的受益者和貢獻者。

“無用而能存在，昭示了好奇心是個體和群體生存的必要條件，等同于吃飽、穿暖等人所必需。很多東西人類現(xiàn)在不探索，就可能無法在未來面對難以想象的生存危機。”李菂說，“天文學屬于既古老又現(xiàn)代的科學，是基礎(chǔ)科學里最基礎(chǔ)的一個科學，即使沒有眼前能夠看得見的用處，但它是為了未來。”