姜鹏:瞭望宇宙的眼睛
The following article is from 南方人物周刊 Author 林霖
在充满不确定性的人生中,你我总会有一些时刻,憧憬着能够打败生活的曲折坎坷,创造非凡。 见非凡品牌计划,希望与众多领域的“非凡大师”们相遇,从一张张面孔、一个个故事里,看见非凡,听见非凡,遇见非凡。本次,南方周末对话姜鹏,讲述他探索光年之外的背后故事。
文|林霖
编辑|李屾淼 阮白卿
“古希腊人相信,眼睛在视觉方面扮演着双重的角色。他们认为,从双眼中可以放射出一道苍白的光线,与世间万物接触后再返回瞳孔,所见事物就像是旅行者归来所携带的礼物。”美国科学家切特·雷莫在《给仰望者的天文朝圣之旅》中写道,“眼睛既是发射器又是接收器。”
坐落在贵州平塘一个喀斯特地貌巨型洼坑中的FAST便是这样一双瞭望宇宙的明眸,追逐着浩瀚宇宙中的点点暗光,连接过去和未来。“FAST”的全称是500米口径球面射电望远镜。作为世界最大的单口径射电望远镜,FAST又被称作“中国天眼”,其落成是中国乃至世界射电天文学领域的一个重要里程碑。
在FAST启用8周年之际,“中国天眼”总工程师姜鹏作为见非凡系列访谈的嘉宾,与南方周末对话。和我们想象中天文学的浪漫主义有诸多不同,姜鹏更像一个朴素的实干家,身上带着强烈的工科气质。录制时,导演对他说,想拍一个他为大家讲课的场景,于是姜鹏精心挑选出一张课件,向在场所有人娓娓道来,机位切走了也没有停下,这节“科普课”就一直讲了下去。
这是姜鹏一贯的工作原则:仰望星空,但脚踏实地。在国家天文台,众多科学装置不分昼夜地运行着。时间和空间流淌其间,有着不同的尺度,将它们串联在一起的,是一代代巡天者不变的好奇与热忱。
信念:支撑传奇工程
第一次在招聘信息里看到FAST这个项目,姜鹏曾怀疑它到底是不是真的。
其时是2009年,姜鹏刚从中国科学院力学研究所博士毕业,摆在他面前的出路,一个是在原本的研究方向继续深造,或者是去高校当老师。就在这时,FAST的招聘信息出现在他眼前。
FAST的构想在当时是难以想象的,在项目规划里,这是一台直径长达500米的巨型射电望远镜,一旦建成,人类将可以探测百亿光年外的宇宙深空,为天文学和科学界的发展带来新的可能。然而放眼中国,乃至世界范围,都从未有过这种规模的观测工具。如果把这台巨型望远镜看作眼球,那么下方必须有足够稳固的“视网膜”——索网——来支撑它的重量。索网的不同部位均要能够形成抛物面,需要根据观测目标的位置改变形状,还要有极高的疲劳性能要求,至少使用30年。
“这个想法太大胆太疯狂了!”姜鹏说,“这个土木工程的规模比鸟巢还要大,但精度要求却是细如发丝,这两者带来的矛盾非常强烈。”但是,尽管难度高到让人觉得“不现实”,那条招聘信息的结尾还是放上了一张国家发改委的批文,以示这是个真实存在的大科学工程,“不是忽悠人的”。
姜鹏选择接受这个新挑战。“一个无从设想实践路径的项目,一个看似不着边际的创意团队,它的独特性和挑战性反而让我想试试看。”姜鹏越想越觉得自己与FAST契合。他曾攻读水工结构工程和固体力学,恰好覆盖了项目所需的多个关键技术领域。“它满足了我对工程的一切设想,万一干成了,那一定是个传奇工程!”
接到面试通知时,姜鹏非常兴奋。带着无畏、兴奋和一点迷茫,31岁的姜鹏一头扎到贵州平塘的深山里,加入南仁东先生领导的FAST工程建设团队,开启一段创造传奇的旅程。
和最初预判的一样,由9000多根钢索编织而成的索网是FAST工程最难的环节,而且没有任何经验可以借鉴。因为市场上的钢索材质没有任何一种能满足这个要求,FAST团队开始摸索自研。
整个团队如履薄冰,任何一个环节出了错,都无法达到预定的精度要求。在实验室里,试错是常态,但做工程不行,“技术接口如此之多,任何一个环节出问题都是不可逆的。”一旦走了弯路,很可能就是几个月甚至几年的时间。姜鹏等不起,“天眼”更等不起。
他至今记得一天夜里,自己在工地现场搭设的工棚里休息,脑海中还在不停比对着白天查看的钢索构型和设计图,突然一个念头闪过——会不会之前给施工方输出的数据中有一段钢索的长度参数有误?
“就是两秒的时间,我全身都被汗浸透了。我担心自己犯了错误,而且这个错误无法挽回。人生中我只有一次这么害怕过。”姜鹏立刻打开电脑细细排查,确认并无差错后才放心入睡。时至今日回想起那个夜晚,那种瞬时的心惊依然清晰。
这是从0到1的过程,“百亿光年再遥远,都始于最初的起点”,然而站在起点上的人,并不知道自己将来是否真的能抵达百亿光年之外。支撑着姜鹏的,唯有科研人朴素的信念,日复一日地奋斗,从而立到白头。而FAST也真的成为了传奇,从此地球有了非凡的眼眸,凝视星际银河,凝视深空宇宙。这极富开创性的科研项目,在潜移默化中融入了姜鹏的生命,成为他的一部分,“既是魔力,也是磨砺”。
定力:传好巡天人的接力棒
FAST从1994年提出构想至今,只有局中人能体味其中甘辛。
姜鹏的接力棒,是从“天眼之父”南仁东手里传过来的。这位被授予“人民科学家”国家荣誉称号的老人担任FAST工程首席科学家兼总工程师,负责FAST的选址、可行性研究和初步设计,领导了FAST工程建设。2017年,望远镜调试的担子交给了姜鹏。
上一辈未竟的使命传承了下来,一同交到他手里的,还有老一辈科研人勤恳务实的精神内核。接棒的姜鹏没有任何退路,他的人生已经牢牢和FAST绑定。从2009年到现在,姜鹏说自己的每一天都在为FAST努力。尽管在这过程中充满常人无法想象的困难和压力,他从未想过放弃。“天眼”在他心里只能成功不能失败,它不能仅用“项目”二字来概括,FAST背后,是科研团队的尊严。
“中国天眼团队,科研界应该没有几个人不知道,这就是尊严。”
事实上,姜鹏还要考虑另一个问题,就是如何激发年轻一代的斗志。此时FAST已经建成,并开始接收来自宇宙深处的电磁波,进入试运行、调试阶段,这也是整个团队最迷茫的时期。FAST因其复杂性,牵一发而动全身,常常会出现各种意想不到的突发问题。“天眼”一直是伴随着质疑成长的,进入调试阶段,质疑再度席卷而来:新旧交替能否高效顺滑,投入巨量资源建设的庞然大物能否实现既定的目标?其实每个人心里都没底,团队里的部分年轻成员难免有所疑虑。
姜鹏理解这些一线科研和工程人员的担忧,他深知最有效的“定心丸”就是拿出一份足够详尽且有说服力的调试方案。姜鹏花了两三个月将调试的各个环节逐一梳理,预演了不同任务的次序,明确哪些可以并行处理,每个核心步骤可能会遇到哪些问题,该如何解决……姜鹏深信,“乐观的基础是对前景的信心,而信心源于务实”,只有自己脚踏实地,才能感染到年轻人。
姜鹏挨个和这些年轻人面对面沟通,一聊就是一两个小时。他告诉团队,每个人都必须承受住眼前的挫折,开创者最珍贵的就是定力。但与此同时,姜鹏并不执着于所谓的“情怀”,一向秉持实干主义的他,更愿意用另一种朴实的角度引导大家:“如果说FAST是一艘巨轮,我们这些个体的命运都与它同在。”
此时的姜鹏,已不再是刚刚参加工作的博士生,他要带着老一辈科学家对“天眼”的期待,与团队一起去发现更多宇宙的未知,要承上,也要启下,科研的接力棒未来总要交给年轻人,而他身上的责任,不仅是传递事业,还要传递精神。
队伍整装待发,努力的方向愈发明晰,剩下的便交给时间。问题还是会层出不穷,但大家都憋着一股劲头,“怎么样都能想办法,怎么样都要建成”。在姜鹏看来,困难只是一层窗户纸,没捅破前以为是一堵墙。捅破了,一切便豁然开朗。
时间最终给出了答案。按照以往国际同行的经验,一架传统望远镜的调试周期通常在4年左右,姜鹏和团队仅仅用了两年多便完成了任务。“天眼”的投入使用使得中国的天文学家终于有机会走到世界的最前沿。
每当姜鹏和同事们聊起各自与FAST的故事,总有人说着说着就眼圈泛红。“每个人都为这个项目付出了太多太多。我们目光所及是星辰大海,但我们走过的每一步路都是脚踏实地。”姜鹏觉得,FAST对于自己的团队不再只是一份工作,而早已根植进了人生的叶脉之中。这些巡天人,是“天眼”的建造者,也被“天眼”潜移默化地塑造着。
非凡:探索深空的意义
2021年3月31日,“中国天眼”正式向全球科学界开放。时至今日,美国、荷兰、澳大利亚等15个国家的科学家已经利用“中国天眼”进行了900多个小时的观测。姜鹏感慨良多,过去我们国家天文界没有先进的观测设备,只能处理别的国家的“二手数据”,现在,中国不但有了自己的“眼睛”,还可以把“眼睛”借给别人用。
中国的天文学家因FAST而得以站在人类视野的前沿。2024年上半年,FAST发现了6个距离地球约50亿光年的中性氢星系,这是人类迄今直接探测到的最远的一批中性氢星系;此前,FAST已发现了4万多个中性氢星系样本。“天眼”在天文学上的重要贡献正是“视野”——“第一个看见的才叫‘发现’,第二个看见的就不叫‘发现’。”
但深空探索对于人类的意义在哪里?
每个人或许都有不同的答案,在姜鹏看来,对宇宙的观察,就是在满足人类的好奇心。宇宙起源、星体起源、生命起源,这些问题可能伴随着人们一生,“天文学会提醒你,这是我们最本质的存在,好奇心也是推动人类进步非常重要的因素”。从普通的射电望远镜到FAST,设备的进步、性能的提升,领先世界不是目的,更重要的是,“让中国科学家产出能影响人类对宇宙认知的科学成果”。
这是距离普通人相当遥远的领域,但姜鹏觉得,“生活的要义不应只在于填满可感知的物质需求。”总有闪着光的瞬间提示着我们生而为人的有限和无限,即便是漆黑的夜空,也隐藏着宇宙中数不尽的岛屿与彼岸。恒星、星系、类星体……古老的光辉陪伴着永远年轻的人类,激发人们不断去思考那些从童年就开始萦绕在脑海中的问号。
仰望星空是浪漫,但为人类造出观星的“眼睛”,却是非凡的挑战。姜鹏亦是亿万普通人当中的一员,回想起当初那条招聘信息,他一度质疑“不可能”,却带着极大的热忱投身其中,最终实现了那个“天马行空”的创意。唯有脚踏实地的信念,坚实探索的定力,才让这个非凡的想象成为现实,让不可能成为可能,为人类通往一个又一个“无人之境”搭起永恒的阶梯。姜鹏成就了自己的非凡人生,科研人传承不怠的接力棒,则成就了一个非凡的时代。
中国天眼团队用脚踏实地的探索,拉近人类与星空、与未知之间的距离,传承坚定的精神内核,把不可能变为可能。敢于非凡,方见非凡。见非凡品牌计划与南方周末一起,将和来自多个领域的非凡大师碰撞出人生的智慧光点,走近这些非凡大师的真实人生。
每个人心中或许都有自己的非凡大师,是每个在生命中坚守热爱、勇敢追求的人。正如姜鹏所说,“一百亿光年再遥远,都始于最初的起点”。脚踏实地,仰望星空,每个人都终将在黑暗的宇宙旷野与那束命定的微光相逢。