從元代郭守敬的簡(jiǎn)儀,到今日屹立于群山之巔的“大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)”國(guó)家重大科學(xué)工程,中國(guó)人探索宇宙的渴望,如同一條永不熄滅的星河,穿越時(shí)空,奔流至今。《大先生》第四季第八期有幸邀請(qǐng)到了“鑄鏡觀天”的天文光學(xué)專家、中國(guó)科學(xué)院院士、國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜望遠(yuǎn)鏡(LAMOST——郭守敬望遠(yuǎn)鏡)總工程師崔向群院士,讓我們一起走進(jìn)她與星辰為伴的五十余載歲月,聆聽(tīng)她如何率領(lǐng)團(tuán)隊(duì),用一面“會(huì)呼吸”的巨鏡,為中國(guó)建造了一扇通往宇宙深處的新窗口,讓中國(guó)在洞察銀河、破譯星辰起源的征途上,從追隨者躍升為引領(lǐng)者。
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緣起:一本書種下的“星辰夢(mèng)”
每一個(gè)偉大的夢(mèng)想,都始于一顆不經(jīng)意間埋下的種子。對(duì)于崔向群院士而言,這顆種子是母親買回的第一版《十萬(wàn)個(gè)為什么》,其中天文分冊(cè)為她打開了仰望星空的第一扇窗。然而,通往星辰的道路并非坦途。
1975年,作為工農(nóng)兵大學(xué)生的崔向群,最初拿到的是計(jì)算機(jī)專業(yè)通知書,但報(bào)道時(shí)被調(diào)配到陌生的“光學(xué)儀器”領(lǐng)域。這個(gè)看似偶然的轉(zhuǎn)折,卻讓她年少時(shí)種下的天文“種子”,意外地找到了破土而出的土壤。1975年大學(xué)畢業(yè)后,崔向群主動(dòng)放棄了省會(huì)南昌飛機(jī)制造廠的優(yōu)渥工作,執(zhí)意選擇了處于深山里的光學(xué)儀器廠。
“我到了那個(gè)軍工廠,才知道那個(gè)山溝有多偏僻,組織科的人說(shuō)‘你為什么要分到我們這里來(lái)呀?我們這里人想出去都出去不了’。”崔向群院士笑著回憶,而彼時(shí)的她只有對(duì)天文相關(guān)工作的執(zhí)著。
在軍工廠的三年,崔向群院士每天磨制望遠(yuǎn)鏡和周視瞄準(zhǔn)鏡的光學(xué)零件,卻不滿足于按部就班。看到閑置的高速拋光機(jī),她主動(dòng)研究工藝,摸索方案。我就把它當(dāng)做一個(gè)專業(yè)來(lái)學(xué),所以我就去買書來(lái),自己看自己學(xué),然后這個(gè)對(duì)我現(xiàn)在搞天文光學(xué),那些大鏡子非球面磨制和檢測(cè)這些也是有用的,我還是很幸運(yùn)的,沒(méi)有浪費(fèi)時(shí)間。”這份不浪費(fèi)時(shí)光的自覺(jué),為她后來(lái)的科研之路埋下了伏筆。
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1978年,恢復(fù)考研的消息從廣播里傳來(lái)。崔向群立刻借了一輛自行車,騎了40里的山路,報(bào)考了天文光學(xué)天文儀器專業(yè)。當(dāng)接到中國(guó)科學(xué)院研究生錄取通知書時(shí),車間的女工們圍著她歡呼雀躍,她卻突然發(fā)呆:“讀研究生這個(gè)路,可能要花很大的精力和壓力了,新的一個(gè)歷程開始了。”
從1985年起,崔向群院士先后赴英國(guó)卓瑞爾河岸天文臺(tái)、歐洲南方天文臺(tái)學(xué)習(xí),參與射電望遠(yuǎn)鏡更新改造、甚大望遠(yuǎn)鏡(VLT)項(xiàng)目,在國(guó)際天文界嶄露頭角。可當(dāng)蘇定強(qiáng)院士來(lái)信告知 “國(guó)內(nèi)籌劃LAMOST項(xiàng)目,急需光學(xué)人才”時(shí),她毫不猶豫選擇回國(guó):“蘇定強(qiáng)院士代表王綬琯院士要叫我回來(lái)參加王綬琯和他提出的LAMOST的項(xiàng)目,我覺(jué)得國(guó)家需要的時(shí)候我就回來(lái),這是應(yīng)該的。”
崔向群院士的人生軌跡,恰是一代中國(guó)科研人的縮影:路途雖非坦途,但目標(biāo)始終堅(jiān)定;鮮有個(gè)人利益的計(jì)較,唯有國(guó)家需要的擔(dān)當(dāng)。她的“初心”,從不是一句口號(hào),而是轉(zhuǎn)化于行動(dòng),始終把每一步都走在靠近星空的路上。
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破壁:讓鏡面 “活”起來(lái)的世界級(jí)創(chuàng)舉
因此,當(dāng)?shù)谝淮我?jiàn)到科學(xué)院科技基礎(chǔ)能力局局長(zhǎng),聽(tīng)到對(duì)方一句“LAMOST拜托你了”時(shí),崔向群院士感受到了肩頭沉甸甸的分量。“如果不做成,我這些年的精力和時(shí)間都浪費(fèi)了,也白回來(lái)了,所以我還是努力在爭(zhēng)取,要把它做成。”
如果說(shuō)LAMOST的構(gòu)想是前輩學(xué)者繪下的一張“星圖”,那么崔向群院士便是將其變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的“鑄鏡師”。她與團(tuán)隊(duì)面對(duì)的核心挑戰(zhàn),是一個(gè)世界級(jí)難題:如何讓一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡同時(shí)“看得廣”又“看得清”?這近乎天方夜譚。
面對(duì)這道世界級(jí)難題,崔向群與團(tuán)隊(duì)開始了長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的技術(shù)突圍。而破題的關(guān)鍵之一,便是LAMOST與眾不同的身形。與大眾印象中“圓柱體鏡筒”對(duì)準(zhǔn)天體的傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡不同,LAMOST由三個(gè)柱體銜接而成,最高處達(dá)48米,最低處亦有30米。崔向群底氣十足地解釋:“王綬琯和蘇定強(qiáng)的這個(gè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)在世界上獨(dú)一無(wú)二。”常規(guī)的方案支撐四五十米長(zhǎng)鏡筒,需要高達(dá)數(shù)十米的跟蹤機(jī)架,“我們的方法,是把鏡筒固定,只用這一塊鏡子來(lái)跟蹤。”
蘇定強(qiáng)選擇了一個(gè)更艱難的方案——拼接變形鏡面,用直徑1.1米的六邊形變形鏡進(jìn)行拼接,成本降低了,難度卻呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。一旦成功,可將我國(guó)的主動(dòng)光學(xué)技術(shù)發(fā)展到國(guó)際最前沿。
LAMOST項(xiàng)目總指揮趙永恒先生的一句話,道出了其中的難點(diǎn):“大概兩三分鐘,這個(gè)鏡面的整體形狀就變一次”,而這種調(diào)整對(duì)精度的要求,達(dá)到了二、三十納米——相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的三、四千分之一。“如果做不到這個(gè)精度,我們的方案就不可行。”
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交棒:青出于藍(lán)而勝于藍(lán)
正是在如此極致的條件約束下,崔向群院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功研制出LAMOST,讓中國(guó)天文學(xué)實(shí)現(xiàn)了從“追趕”到“引領(lǐng)”的跨越。在LAMOST之前,國(guó)際上一次最多獲取640條天體光譜,而王綬琯院士最初的目標(biāo)是“要超出他們一個(gè)數(shù)量級(jí)”。當(dāng)時(shí)國(guó)際學(xué)界在稱贊之余也心存懷疑:“4000根光纖的定位,你們能做出來(lái)嗎?”
“回來(lái)了過(guò)后,就一定要做出來(lái)。”崔向群院士的回應(yīng)簡(jiǎn)單而堅(jiān)定。
如今,LAMOST一晚上便能捕捉數(shù)萬(wàn)條光譜,累計(jì)發(fā)布了千萬(wàn)量級(jí)的“黃金數(shù)據(jù)源”,并取得了發(fā)現(xiàn)“最古老的恒星”、“最大質(zhì)量的恒星級(jí)黑洞”等一系列重磅成果。它讓那句永恒的哲學(xué)追問(wèn)——“我們從哪里來(lái),又將到哪里去”,開始有了基于海量觀測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)回答。
當(dāng)宏偉的科學(xué)目標(biāo)一步步成為現(xiàn)實(shí),精神的傳承便成為下一段征程的起點(diǎn)。如今,已過(guò)古稀之年的崔向群院士,思考更多的是傳承。她說(shuō):“宇宙是如此之大,我們只是冰山一角……年輕一代的人就像接力賽一樣的,那個(gè)接力棒,他要從老一輩的手上接過(guò)去,繼續(xù)往前走。”她希望年輕人不僅能傳承科學(xué)精神,更要“青出于藍(lán)而勝于藍(lán)”。在她身上,我們看到了一種將個(gè)人命運(yùn)融入國(guó)家發(fā)展和人類求知長(zhǎng)河的境界。當(dāng)年那個(gè)在山溝里磨鏡片的姑娘,用一生回應(yīng)了星空的召喚。她鑄造的不僅是一面觀天的巨鏡,更是一架精神的階梯,激勵(lì)著后來(lái)者,向著更深邃的宇宙,勇敢進(jìn)發(fā)。
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更多精彩內(nèi)容,10月28日21:15分,鎖定《大先生》第四季第八期,看崔向群院士如何以“鏡”為筆,寫下人類解碼星辰的新篇章。
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