问天寻道:清华工物人的天文梦


“遂古之初,谁传道之?上下未形,何由考之?冥昭瞢闇,谁能极之?冯翼惟像,何以识之?”这是屈原在《天问》中对宇宙起源的诘问之始。一连串的发问,步步紧逼,直扣宇宙最深层的奥秘。

2017年暑期,一群有着天文梦想的清华工物系少年走出方寸,仰望星空,高举“问天寻道”之旗帜,先后奔赴河北兴隆观测基地、贵州平塘500米口径球面射电望远镜 (FAST)台址、西藏羊八井宇宙线观测基地进行实践调研,追寻天文前沿,调研天体物理系列大科学装置。这一系列实践让他们深入了解了我国天文及天体物理发展前沿,体会了天文人默默无闻、甘于奉献的精神,也在心底埋下了投身科研、奉献国家的种子。 

支队成员、天文协会成员与兴隆基地赵勇博士在光纤光谱天文望远镜前合影。

大国工程,科学重器

大国崛起离不开基础科学的发展,而基础科学的发展离不开大科学装置的建造。无论是兴隆大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST),还是贵州500米口径球面射电望远镜(FAST),皆为耗时数十年、投入巨资建造的世界一流天文望远镜。

“500米口径球面射电望远镜有着独一无二的场地与设计,动用了238家单位和成千上万个建设者,而且这些建设者都是来自于中国各行各业的建设精英。”FAST台址建设系统总工朱博勤在总结射电望远镜建设时这样说道。500米口径球面射电望远镜的建造是前无古人的,没有标准可供参考。 “没有标准,我们就创造标准!”中国科学家与生产商协力攻关,自主研发,在成功建造500米口径球面射电望远镜的同时,还获得了大量发明创新专利。

同样,兴隆大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜 (LAMOST)也以其主动光学和光纤定位技术位居世界一流。 “我们要做4000根光纤,国际上认为这太野心勃勃、自不量力了,毕竟美国也只做了600根。但是最后我们4000根光纤一根也没少!”光纤光谱天文望远镜首席科学家赵永恒说道,眼神中流露着自豪。兴隆大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜的第一个五年巡天计划已经完结,共收集了近900万条光谱,超过了其他所有国家获得光谱总数。其收集的光谱大数据成为了科学工作者新发现的源泉。

“我国在这些方面起步比国外晚,但是我国的科研工作者们凭着勇气和胆识,采取了直接攻克更大科研难题的方式,得以后来居上,为我国科研争气了!”支队队员陈雨航在总结中激动地说道。“弯道超车”的实现,离不开国家的大力支持与投入。500米口径球面射电望远镜、光纤光谱天文望远镜这些大科学装置的建造是大国工程,而落成之后也将成为科学重器,为天文前沿探索提供最先进的武器。 

与500米口径球面射电望远镜总工艺师、清华大学2000级博士后校友王启明在台址前合影。

苦心孤诣,甘于寂寞

科学的道路不是热闹的大街,而是寂寞的山路。天文研究对环境要求十分严苛:光学需要远离灯火,射电需要隔绝电磁,宇宙线需要高海拔环境。而这一切却也给天文人的生活带来了挑战。

“射电望远镜周围都是连绵的丘陵,在刚建设的时候只有很窄的路,村民们都只能从大窝凼山崖上沿小路爬下去。现在方圆5公里内都没有了人家”总工艺师王启明说道。而通向兴隆站的也是蜿蜒崎岖的山路,有的路段甚至有接近180°的大转弯同时有45°的坡度。而羊八井观测站则位于海拔4300米的高原,气压只有标准大气压的60%。

天文工作者需要长时间驻扎在台站,成天面对冰冷的设备与寂静的山林,找不到多少人说话。500米口径球面射电望远镜甚至还需要屏蔽电磁信号,与外界断绝联系,这对于一个现代人来说无疑是痛苦的煎熬。很多刚毕业的年轻人因为忍受不了环境的艰苦,做了不久就离开了。500米口径球面射电望远镜现场办公室主任李奇生笑道:“选择走天文道路,真的要讲奉献。”

他们面对的,不仅是环境上的艰苦,还有情感上的折磨。因为工作地和居住地相隔太远,天文工作者常年与家人分离。在工作与家庭间,他们往往是先考虑前者。李奇生无奈地笑道:“在北京吃饭,突然接到任务,放下碗就走。“同样的,射电望远镜馈源支撑系统工作人员吴若飞的孩子前几天发高烧,他也没能回去照顾。羊八井观测站驻守员俞师傅本是甘肃人,年近60,却带着妻子双双来到羊八井,并且打算长久驻守下去。这样的感人事例还有很多。 

与驻守员俞师傅在羊八井观测站门口合影。

问天寻道,青年担当

“在某种意义上,天文人与核能人一样,放弃了繁华,选择了荒凉。扎进深山,驻守高原,默默坚守。他们钟情黑夜,远离灯光,心中却依然明亮无比,因为那满天星斗,便是他们的指路明灯。如果把核工人比作戈壁滩上的盛开的马兰花,那么天文人便如青藏高原上的绽放的雪莲花。”支队长韩文斌总结道,“我们工物系本是研究微小的原子核,这次实践却是探寻浩渺的宇宙。小大之间,我们沟通起世间最微观和最宇观的尺度。”在谈及实践初衷时,韩文斌说道: “将工程与物理相结合,是我们工程物理系最应该做的事,而大科学装置正是完美的典范。”

500米口径球面射电望远镜在深山中静静地聆听,大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜在峻岭上默默地仰望,羊八井宇宙线观测站在高原上孤独地守候。先进的大科学装置是建造起来了,但器只有为人所用,才能体现它应有的价值。因此,还需要新一代青年学子投身科研,勇于担当,让物尽其用,人尽其才。只有青年将内心的理想信念外化为切实的“寻道兴邦”的行动,“天文梦”才能得以实现,这些先进的大科学装置也才会有最大的价值。

清华新闻网7月31日电

供稿:工物系 编辑:华山

2017年07月31日 17:56:58  清华新闻网

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