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李菂:投身FAST,睁中国“天眼”看宇宙奥秘

科普小知识2021-08-22 16:10:09
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本报记者吴《人民日报》(04版,2017年6月12日)

李菂:投身FAST,睁中国“天眼”看宇宙奥秘

世界上最大的单孔径球面射电望远镜FAST于去年9月25日在贵州省平塘县大武堂建成。然而,FAST项目副总工程师李殊(上图)。匆忙的步伐没有放慢。接下来,他将更频繁地在北京和贵州之间旅行。

“为了在FAST之后顺利开展研究,我们必须做好大量的科技准备。一切都只是开始。”李殊说。

在参与了中国的FAST项目建设之后,没有理由不回来。

在加入FAST项目之前,李殊已经在美国射电天文学方面取得了成就。

2002年5月从康奈尔大学毕业后,李殊是哈佛-史密森尼天体物理学中心的天文学家,也是美国宇航局喷气推进实验室和加州理工学院的研究员。与此同时,他在观测天文学领域取得了一系列开创性的成就。

星际分子的不断发现和系统研究是理解恒星形成、星际介质演化和天体化学的观测基础。李殊的微波卫星小组是第一个发现星际分子氧的人。根据科学杂志《天体物理学进展2002》的特别评论,李等人首次发现了分子氧,这可能是主要的氧元素库。

在探索星际分子时,李殊还创新了宇宙氢的观测方法。"对氢的观察非常重要。"李殊说,“星际气体演化是天文学领域的一个重大科学问题。氢是宇宙重子的主要成分,它的质量比恒星的总质量大得多。宇宙物质的循环始于氢原子。”

然而,氢观测也是天文观测中的一个难点。经过不懈的研究,李殊发展并命名了一种新的观测方法——中性氢窄线自吸收。这是目前唯一可靠的测量分子云中总原子丰度的方法,并被恒星形成理论年度评论文章评论为测量氢转化时间尺度的主要工具。"宇宙学计算和模拟也开始使用我们的测量来帮助计算星系的形成."李殊说。

2010年,李殊因其在世界上最大的空间望远镜——赫歇尔望远镜的远红外外差接收器上的杰出贡献,获得美国航天局杰出团队奖,并成为团队奖获得者中唯一的中国科学家。

2008年,李殊被中国科学院聘为兼职FAST项目科学家,FAST于2001年正式启动。2012年,他决定暂停太空科技探索,回国参与FAST前线建设。“我很幸运能遇到像FAST这样的世界级项目,这也是我的科学兴趣所在。没有理由不回来。”李殊说。

尝试天文学史上尚未完成的概念。

2012年,在克服各种困难后,李殊如愿返回国家天文台,一回国就致力于FAST项目的建设。

李殊一年中大约有三分之一的时间是在贵州山区度过的,因为他参与了FAST的建设和调试。“从工程开工到竣工,我们已经在临时住房里住了六年多。”李殊用手比划着说,“一排两层的活动板房,办公室在一楼,宿舍在二楼。董事会会议室里没有浴室。我记得2016年的春节,当我晚上洗完澡回来的时候,我的头被冰覆盖着。”

与生活中的困难相比,科学工程中的困难是更大的考验。

李殊说:“南老师、彭波老师和许多天文台的前辈已经推广和建造FAST 20多年了。这是中国人在天文科学工程方面的一个实验。在尝试天文学史上尚未完成的概念时,我们肯定会面临超乎想象的困难。”

自2015年以来,李殊一直担任FAST副总工程师,并主持主要工程系统的验收,如进料支持和整体控制。“动态条件下的低信息传输损耗是一项高技术。美国拥有专利技术,但我们无法获得。同样,高强度抗疲劳钢缆也远远超出相关行业标准。这些都取决于我们的自主创新。”李殊说。

除了技术上的困难外,我们还必须与制造商和材料供应商打交道。“早期有一段时间,几乎每天都在会议室举行谈判。每个人总是满脸通红,甚至在兴奋的时候会拍桌子。”李殊说。

今天,FAST已经完成并投入运行。考虑到它将把中国的深空探测能力扩展到宇宙的外缘,并将与其他现代望远镜一起打开面向宇宙的窗口,扩展人类的感知和想象,李殊认为所有的努力都是值得的。“这是一个非常有趣和好奇的过程。在这个过程中,我们充分发挥了我们的主动性和创造性。我们做了许多别人做不到的事情。”

根据国际惯例,完成后的FAST至少需要2到3年的调试时间。谈到未来可能的科学突破,李殊说:“根据计划的性能指标,在10到20年的世界领导地位中,FAST预计将观测到两倍于目前已知数量的脉冲星,并发现10倍于目前已知数量的气体星系。”

积极、认真、好奇地做科学研究

李殊认为好奇心、主动性、执行力和爱在科学研究中非常重要。

“天体物理学是一门相对纯粹的基础科学,没有直接的实用性。动机是满足人类的好奇心。好奇心不仅是我们科学家的乐趣,也是人类生存的必要条件。只有不断探索以前未知的世界,我们才能面对前所未有的困难,并获得我们仍然无法想象的答案。”李殊说。

他认为“爱”的价值远远超过“天赋”。“事实上,天赋是比较常见的。热情的人才是罕见的,同时也是罕见的,我既钦佩又钦佩。”

在科学研究方面,李殊也非常重视主动性和执行力。"执行力通常不是关于你的大脑有多快,而是关于积极做事."李殊告诉记者,他的研究生通常没有一流的大学或天文学学士学位背景,但那些试图主动积极克服困难的人总是出人意料的、创新的,并主导着国际交流。

要积极、认真、好奇地、热情地做好科学研究,就必须每天努力工作李殊说。

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