本報(bào)記者 吳月輝《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2017年06月12日 04 版）
世界最大單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST去年9月25日在貴州省平塘縣大窩凼落成。然而，F(xiàn)AST項(xiàng)目副總工程師李菂（上圖。資料照片）匆忙的腳步并沒(méi)有因此放慢。接下來(lái)，他會(huì)更頻繁地往來(lái)于北京和貴州之間。
“為了FAST之后能順利開展研究，我們必須進(jìn)行大量的科學(xué)和技術(shù)準(zhǔn)備，一切只是開始。”李菂說(shuō)。
參與中國(guó)FAST項(xiàng)目建設(shè)，沒(méi)有理由不回來(lái)
在投身FAST項(xiàng)目建設(shè)之前，李菂在美國(guó)的射電天文領(lǐng)域已有建樹。
2002年5月，李菂從美國(guó)康奈爾大學(xué)博士畢業(yè)后，曾分別在美國(guó)哈佛—史密松天體物理中心做天文學(xué)者，在美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室和加州理工學(xué)院做研究員。其間，他在觀測(cè)天文領(lǐng)域取得一系列具有開創(chuàng)意義的成果。
對(duì)星際分子的持續(xù)發(fā)現(xiàn)和系統(tǒng)研究是了解恒星形成、星際介質(zhì)演化和天體化學(xué)的觀測(cè)基礎(chǔ)。首次發(fā)現(xiàn)星際分子氧氣的便是李菂當(dāng)時(shí)所在的微波衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)。科學(xué)期刊PASP的特約綜述《2002年天體物理進(jìn)展》中指出：李菂等人第一次探測(cè)到分子氧氣，這可能是主要的氧元素庫(kù)。
在探測(cè)星際分子的同時(shí)，李菂還對(duì)宇宙氫的觀測(cè)方法進(jìn)行了創(chuàng)新。“對(duì)氫的觀測(cè)非常重要。”李菂說(shuō)，“星際氣體演化是天文領(lǐng)域的重大科學(xué)問(wèn)題。氫氣是宇宙重子物質(zhì)的主要成分，其質(zhì)量遠(yuǎn)大于恒星總質(zhì)量。宇宙物質(zhì)循環(huán)從原子氫氣開始。”
但氫的觀測(cè)也是天文觀測(cè)的難點(diǎn)所在。通過(guò)不懈的研究，李菂發(fā)展并命名了一個(gè)新的觀測(cè)方法——中性氫窄線自吸收。它是目前測(cè)量分子云中總原子豐度的唯一可靠辦法，并被恒星形成理論的年度綜述文章評(píng)述為測(cè)量氫轉(zhuǎn)化時(shí)標(biāo)的主要工具。“宇宙學(xué)的計(jì)算和模擬也開始利用我們測(cè)量的結(jié)果，幫助計(jì)算星系形成。”李菂說(shuō)。
2010年，因?qū)κ澜缱畲罂臻g望遠(yuǎn)鏡赫歇爾望遠(yuǎn)鏡的遠(yuǎn)紅外外差接收機(jī)作出了杰出貢獻(xiàn)，李菂獲得美國(guó)宇航局優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)，成為該團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)獲得者中唯一的中國(guó)籍科學(xué)家。
2008年，李菂被中國(guó)科學(xué)院聘為兼職的FAST項(xiàng)目科學(xué)家，2001年FAST正式開工。2012年，他決心暫時(shí)中斷空間科學(xué)技術(shù)的探索，回國(guó)參與FAST一線的建設(shè)。“能夠遇到FAST這樣世界級(jí)項(xiàng)目的建設(shè)是我的幸運(yùn)，也是我的科學(xué)興趣所在，沒(méi)有理由不回來(lái)。”李菂說(shuō)。
嘗試天文史上沒(méi)有完成過(guò)的概念
2012年，克服各種困難后，李菂如愿回到了國(guó)家天文臺(tái)，一回來(lái)便全身心投入到FAST項(xiàng)目的建設(shè)中來(lái)。
因?yàn)閰⑴cFAST的建造調(diào)試工作，一年里有約1/3的時(shí)間，李菂是在貴州的山里度過(guò)的。“從開工前到竣工超過(guò)6年的時(shí)間里，我們都一直住在臨時(shí)工房里。”李菂邊說(shuō)邊用手比劃，“一排兩層的活動(dòng)板房，一樓辦公，二樓宿舍。板房里沒(méi)有洗手間和洗澡間。記得2016年春節(jié)，我晚上從外面洗澡回來(lái)，頭上結(jié)了一層冰碴。”
相比生活上的困難，科學(xué)工程上的難題才是更大考驗(yàn)。
李菂說(shuō)：“南仁東老師、彭勃老師，以及天文臺(tái)諸多前輩推動(dòng)、建設(shè)了FAST逾20年，這是中國(guó)人做天文大科學(xué)工程的一次實(shí)驗(yàn)。 我們?cè)趪L試天文史上沒(méi)有完成過(guò)的概念，一定會(huì)面對(duì)超出想象的困難。”
2015年起，李菂擔(dān)任FAST副總工程師，主持過(guò)饋源支撐、總體控制等主要工程系統(tǒng)驗(yàn)收。“動(dòng)態(tài)條件下的信息傳輸?shù)蛽p耗是一種高科技，美國(guó)有專利技術(shù)，但是我們拿不到。同樣，高強(qiáng)度抗疲勞的鋼索也是遠(yuǎn)超相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這些都依靠我們自主創(chuàng)新。”李菂說(shuō)。
除了技術(shù)上的難題，還要跟施工方、材料供應(yīng)方等打交道。“早期有一段時(shí)間，幾乎每天都要在會(huì)議室進(jìn)行談判，大家經(jīng)常爭(zhēng)得面紅耳赤，激動(dòng)時(shí)還拍桌子。”李菂說(shuō)。
如今， FAST已落成啟用。想到它將使中國(guó)深空探測(cè)能力延伸至宇宙外緣，并且會(huì)與其他現(xiàn)代望遠(yuǎn)鏡一同打開面向宇宙的窗口，延展人類的感知和想象力，李菂覺(jué)得所有的辛苦付出都很值得。“這是一個(gè)十分有趣的、令人充滿好奇心的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，我們充分發(fā)揮了自己的能動(dòng)性和創(chuàng)造性。做成了很多別人做不到的事情。”
依照國(guó)際慣例，竣工后的FAST還需要至少2年到3年的調(diào)試。談到未來(lái)可能出現(xiàn)的科學(xué)突破，李菂說(shuō)：“按照計(jì)劃的性能指標(biāo)，在其保持世界領(lǐng)先的10年至20年里，F(xiàn)AST預(yù)期觀測(cè)到兩倍于目前已知數(shù)量的脈沖星，發(fā)現(xiàn)10倍于已知數(shù)量的氣體星系。”
積極、認(rèn)真、充滿好奇地做好科學(xué)研究
李菂覺(jué)得在科學(xué)研究中，好奇心、主動(dòng)性和執(zhí)行力，以及熱愛(ài)非常重要。
“天體物理是比較純粹的基礎(chǔ)科學(xué)，沒(méi)有直接的實(shí)用性，原動(dòng)力是滿足人類的好奇心。好奇心是我們科學(xué)家個(gè)體的樂(lè)趣，更是人類生存的必須。不停探索前所未知的世界，才能面對(duì)前所未有的困難，取得我們現(xiàn)在還想象不到的答案。”李菂說(shuō)。
他認(rèn)為，“熱愛(ài)”的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)“才華”。“其實(shí)，才華相對(duì)常見(jiàn)。熱忱才華同時(shí)具備卻稀少難得，也是我所羨慕和崇拜的。”
在科學(xué)研究中，李菂還很看重主動(dòng)性和執(zhí)行力。“執(zhí)行力很多時(shí)候不是說(shuō)腦子有多快，而是要積極上進(jìn)地去做事。”李菂告訴記者，自己的研究生里常有不具備超一流大學(xué)或者天文本科背景的學(xué)生，可是但凡努力主動(dòng)、積極克服困難的，總是能出人意表，多有創(chuàng)新，并主導(dǎo)國(guó)際交流。
“積極、認(rèn)真、充滿好奇、充滿熱情地做好科學(xué)研究，自己須每日努力。”李菂說(shuō)。
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