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「第一縷曙光」的美麗與哀愁 ●這是一個「神奇」的項目。 ●它有一個美麗的名字,叫「宇宙第一縷曙光」(21CMA)探測。 ●所有的人都認為,只要成果能做出來,就可以得諾貝爾獎。 【5月3日中國科學報/實習生 王珊 記者 張巧玲】然而,從2007年建成以後,這個 項目從未正常運行過。「建完了,就停了」是該項目首席科學家武向平對它最直觀的 描述。更令武向平心痛的是,由於很難再籌措到運行經費,今年8月份,21CMA將再次 面臨被關閉的命運。 從選址到運行,21CMA項目已進行了整整十年,為何直到現在依然沒有成果出來?一 個建成後曾被《科學》、《自然》雜誌稱為「可得諾獎的舉措」,為何現在備受質疑 ?盡管許多人都坦承「科學是允許失敗的」,但現實卻往往事與願違。記者在採訪中 發現,21CMA所面臨的困境並非個案。在我國,很多建成的科學裝置,由於後期運行 費用以及人員的缺乏,基本都在生死線上苦苦掙扎。 節假日的「值班人」 和以往的五一假期一樣,中國科學院院士、21CMA首席科學家武向平簡單地收拾了幾 件行李,就搭上了從北京飛往烏魯木齊的飛機。 21CMA位於南北天山之間的烏拉斯台基地,每逢假期就去那裡值班,已是武向平的不 二之選。「工作人員要回家團聚,而基地必須要有人留守。」武向平告訴記者,只有 春節期間他不用待在那裡,因為要回家陪年邁的母親。 下了飛機後,沿216國道從烏市出發,途經一號冰川並翻越4280米的冰達阪,4個小時 的顛簸後,武向平抵達基地。 熟悉這一區的人都知道,武向平走的這條路很危險。這裡空氣稀薄、終年積雪,尤其 是在經過被稱為「老虎口」的路段時,更要小心。「老虎口」位於冰達阪的頂端,是 216國道的必經之路。兩邊山石陡峭,崢嶸林立,氣候惡劣。幾十年來,葬身在此的 車輛上百台,傷亡人數逾千。 「但這條路最省時。」武向平很是平靜。他表示,如果坐火車,得先到庫爾勒,再驅 車兩小時才能到目的地,需要10多個小時。 5月初的烏拉斯台區依舊是冬季,僵硬的土地上一片荒蕪,每天下午定時來訪的狂風 夾帶著沙粒,打在臉上像針扎一樣疼。 望著一手操建、在天山深處默默運行了8年的21CMA基地,武向平的眉頭緊皺起來:8 月份後,所執行的「973」項目就要結題,運行經費的難題再次擺在武向平的面前。 第一批「吃螃蟹」的人 宇宙中第一代發光天體(如恆星)是何時誕生的?人類能否看到宇宙中誕生的第一縷 曙光?能否看到宇宙從黑暗走向光明的整個過程?一直以來,探尋黑暗時代的奧秘成 為所有天文學家夢寐以求的事情。 目前,天文學家只能觀測到距今130億年的星光,再往前追溯很難,除了宇宙大爆炸 時留下的一些輻射信號外,人類觀察不到其他任何光信號。 「探測宇宙第一縷曙光是回答『宇宙在大爆炸後什麼時刻形成第一代恆星』的問題。 」中國科學院院士陳建生向《中國科學報》表示,探測宇宙第一縷曙光是當代天體物 理非常前沿的課題,「解決這個問題,是諾貝爾獎級的成果」。 武向平領導的21CMA項目的主科學目標即開展「宇宙第一縷曙光」探測,力爭在70MHz ~200MHz(對應的宇宙紅移大約為6~20)頻率範圍內,發現與宇宙第一代發光天體密 切相關的中性氫21釐米輻射特徵,進而揭示宇宙從黑暗走向光明的歷史。 「我們終於有機會跟國外競爭了。」2007年,21CMA基地初步建成的那一刻,上海交 通大學物理系教授、21CMA項目成員徐海光興奮不已。 建成的21CMA基地陣列由南北4公里、東西3~6公里兩條基線,共81組、總計10287個天 線構成。作為世界上最早建成且專門用於搜尋宇宙第一縷曙光大型低頻射電干涉望遠 鏡陣列,武向平團隊成為世界上第一批「吃螃蟹」的天文人。 然而,從項目開始選址直至最後建成,資金短缺的問題一直是武向平揮之不去的陰影。 武向平說,為了避免城市光污染以及各種潛在的探測干擾,21CMA需要「落戶」於遠 離人類活動的地方。因此,課題組選擇在電波環境相對干淨的青海和新疆進行無線電 環境和地形測量。 「我們相信西藏地區擁有理想的候選站點。」徐海光向《中國科學報》指出,但由於 西藏海拔太高,交通和後勤保障等不利因素導致項目造價過高,使得課題組只得折中 ,選擇在烏拉斯台地區建設基地。 「事實上是項目建完了就停了。」武向平指出,由於後期的運行經費跟不上,自建成 以來,項目從未完全運行過,目前81組陣列僅運行了40組,中間甚至停過兩年時間。 一個解不開的死結 「21CMA是世界最先建成的設備,但目前的研究進展和隊伍建設已經落後於他國。」 武向平沉重地嘆了口氣。 截至目前,全球範圍內,多個國家先後開展了「宇宙第一縷曙光」的探測,荷蘭、澳 大利亞、美國一馬當先。 徐海光表示,項目之所以運行不下去,一是缺錢,二是缺人。 21CMA不屬於國家大科學工程範疇,過去8年所有經費加起來是6400萬元人民幣,包括 前兩年3000萬元的建設經費以及後6年3400萬元的更新和維持經費。 武向平指出,在我國,項目建設完成以後,運行費用特別是人員費用等需要自籌,而 這主要是通過申請課題來獲得經費。目前21CMA的主要經費渠道依靠2009年科技部支 持的「973」項目。 除此之外,武向平還曾經花費一年時間去做別的項目來反哺21CMA。 「1萬多個天線、160台計算機,運行起來,僅電費就是一筆很大的數目。」徐海光告 訴記者,加上人員交通費以及工資費用,每年的運行費用需要200萬元。眼看著基地 即將停止運行,徐海光也很痛心。 課題組的一個成員指出,「973」項目勞務費有5年,事實上,在第四年勞務費就已經 花光,主要用於人員工資的結算以及交通費用等的支付。 「天文台支持我們的運行經費,今年承諾了85萬元。」武向平表示,但85萬元只能夠 維持大約4個月運行。 然而,費用的問題僅是武向平面臨的問題之一,研究人員的嚴重缺乏也是壓在他心頭 的一塊大石。 記者了解到,課題組成立之初有30多人,目前整個隊伍只有十二三人。與荷蘭的LOFAR (國際低頻陣列望遠鏡)擁有190多名成員的隊伍相比,可謂相差甚遠。 武向平向記者解釋,人員的減少一是要節約成本,只能裁員;二是由於研究跨時長, 不容易出論文,很多學生主動放棄。 「課題組人員流動量很大。」武向平的學生謝麗(化名)告訴記者。 人員不足與經費缺乏的矛盾在武向平這裡就像解不開的死結。然而,對於成員的主動 退出,武向平表示理解:「學生的畢業、科研人員的職稱都是和論文掛鉤的,整個課 題組只有我沒有文章的壓力。」 據記者了解,目前,課題組的成員中,僅有四個人在做21CMA的科研工作,其他均為 技術支撐人員和後勤人員。而四個人中,三個人在做理論模型,只有武向平一個人在 做後期的數據處理分析,因為做理論模型出文章相對容易些。 對於年輕的生力軍沒有真正投入到試驗分析中去,武向平很無奈。 「再過5年的時間,宇宙的『第一縷曙光』一定會被看到,不是我們就是別人,而我 們的優勢正在失去。」坐在21CMA的辦公室裡,武向平話語中有著厚重的滄桑。 「每年只需要200萬元,21CMA就可以運行下去。」武向平長長地嘆了口氣。 質疑與辯護 從立項至今,21CMA一直未有顯著的成果出來。設備是建成了,但是否達到了國際一 流水平?很多人開始質疑:21CMA立項時是否論證充分,對困難和技術方案能夠達到 的探測極限,有沒有真正地了解? 陳建生也指出,探測「宇宙第一縷曙光」難度非常大,不僅需要極高的靈敏度,還要 扣除銀河系在內的各種背景噪聲。 「科學是允許失敗的。」一名21CMA的反對者意味深長地告訴《中國科學報》記者。 對於質疑,武向平表示,「第一縷曙光」是一個全新的領域,沒有成熟的東西可以借 鑒和使用。他告訴記者,申請項目之時,他就曾坦誠地表示:成功的概率是51%,失 敗的概率是49%。然而,評委們的眼光是前瞻性的,他們表示,要支持一些有風險的 、可能取得突破的重大項目。 據了解,21CMA系統工作的波段包含了重要的調頻廣播波段。根據理論預計以及之前 其他波段的觀測,再電離發生紅移落在這裡的可能性很大。國外的很多探測項目建在 腹地,不能在調頻廣播的波段工作,因此這一塊有很大的空白區,而這正是21CMA的 巨大優勢。 有專家向《中國科學報》透露,這10年之中,21CMA從未進行過評估,現在很難下決 心繼續投入。「在看不到前景的情況下再投錢,也是不負責任的。」他認為。 「項目一直是在缺錢和缺人的狀況下『帶病』運行。」國家天文台副台長趙剛接受《 中國科學報》采訪時對武向平表示理解,並指出觀測研究周期相對較長,需要人員投 入的時間也長。 作為武向平的合伙人,徐海光力挺戰友。他告訴記者,「武向平的無奈,是從科研體 制開始的。」 和武向平一樣,徐海光也面臨著科研考核的壓力。他坦承,自己選擇了兩條腿走路, 一方面進行21CMA的研究,一方面作一些容易出論文、出成果的研究。 徐海光的博士生顧俊驊目前是武向平的博士後,也是武向平課題組中最「忠實」的成 員之一。2005年,他開始參與21CMA的研究。 顧俊驊告訴《中國科學報》記者:「武老師對於成果的發表有著更高的自我要求,不 願意為了考評而將成果拆成階段性的論文發表。」 顧俊驊表示,他很尊重甚至是尊敬武向平的信念,「但這與當前的科研考評體制不完 全一致」。 今年,顧俊驊也將站在人生的十字路口上:出國深造還是留在21CMA項目組?在所有 人看來,出國無疑是最好的選擇,因為這是評「百人」或「千人」的必需條件。 徐海光告訴記者,顧俊驊的離開,可能會導致項目組無法正常運行,但出於對學生前 途的考慮,他無法不支持顧俊驊出國。 不過,顧俊驊很認真地告訴記者,他已確定留在國家天文台。「你覺得我像雷鋒嗎? 我覺得不像。」顧俊驊和記者開起了玩笑。 顧俊驊說,並非他的精神境界有多高尚,21CMA有它得天獨厚的優勢,他相信在這個 平台上憑借自己的努力能夠作出很好的科學成果。「而這些成果在其他地方可能無法 產出。」 司空見慣的現實與無奈 在國內,面臨21CMA同樣遭遇的項目非常多,不少專家表示司空見慣。陳建生則指出 ,在我國目前的科研體制內,一些科學設備未經嚴格的同行專家論證,或者由項目提 出人找同意的專家來論證,或者是領導的意願,決定項目上馬與否的現像相當普遍。 項目上馬後,只關心建造,建完之後運行情況卻往往被忽視。 趙剛告訴記者,包括國家大科學裝置也面臨類似的問題。對於這些大科學裝置來說, 人員費用成為運行單位的重大負擔已是不爭的事實。如果沒有相關經費的投入,前期 建設的設備有可能無法正常運行,以取得預期的研究成果。 記者了解到,從「九五」開始,我國相繼支持了一批天文學大科學裝置,21CMA只能 算一般規模的項目。但國家發改委、財政部對於大科學裝置的運行,只有運行費,而 人員費卻需要項目組自籌。幾乎所有的大科學裝置都在賠錢運行。 陳建生表示,與國際先進國家相比,天文在中國的地位太低。 在美國,有專門的研究機構來運行大科學裝置,每個裝置都有專門的預算,包括運行 、維護、升級,還有人員費用。而在中國,天文的經費體量還不到物理的10%。 其實,不只是人員費用普遍缺乏,缺人,尤其是能夠勝任研究的人才,更是我國天文 工程面臨的困境。 據悉,我國目前只有5所高校設立天文系,且主要的觀測資源基本上都集中在中科院 ,大學基本沒有設備。可以說,後備力量嚴重不足。而美國所有知名大學都有天文專 業。 「我的研究生只有三個,兩個今年畢業。」徐海光無奈地告訴記者,過去的兩年中, 他放走了三個博士生。「功底不足,若要其擔當實驗和觀測任務,太勉為其難了。」 陳建生也表示,受科研評估體系的導向,科研人員更傾向於用做好的設備去寫論文。 「高校應該設置更多的天文系。」趙剛認為,現在國家的體制對天文學的發展還是很 不利。 陳建生說,中國發展天文應走兩條路,一是大科學工程要走國際化道路,聯合國際最 強的力量把大科學裝置建設好、運行好;二是要大力發展大學天文教育,這是解決天 文人才的根本辦法。 http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2013/5/272477.shtm 課題閑置,究竟在拷問誰 【5月3日中國科學報評論/王珊 巧玲】關於21CMA的稿子寫完了。然而,閉上眼睛, 總會有一幅畫面跳出來:廣袤無垠的草原上,站立著一個蕭瑟而又堅韌的身影,寒風 漸起,有種壯志未酬的蒼涼。 21CMA在中國不是個例。科學是允許失敗的。然而,事實卻是,中國的科研體制不允 許失敗。在中國,不僅是天文學,包括所有高校和科研院所在內的科學研究都過於強 調過程的管理和驗收。管理、驗收不過,研究就被貼上了「不合格」的標簽。 然而,驗收和評估是考核的手段,但不應是考核所有項目的手段。不同的科學研究領 域應當有不同的評價方式。 之所以10年內沒有出成果,並不是沒有成果,而是因為研究者本人不願意出階段性的 成果,21CMA就成了眾矢之的。如國家天文台博士後顧俊驊所說,「我們應該尊重科 學家的信念,盡管信念與現實有時會矛盾」。 事實上,我們不能強求把科學家塞進體制裡去。從進行創新和研究的角度來說,這也 是不合理的。 在國外,很多科學家,十幾二十年,甚至一輩子都在做一件事情,有的成功了,有的 失敗了,但並沒有人站出來指責他們的研究。人們欽佩他們為科學執著奉獻的精神。 日本有位科學家,在退休時,他的衛星發射又遭遇失敗,他也不可能再有機會去重新 做一個衛星,但這並不妨礙他「科學家」的稱號。 對科研失敗給予包容的國度才算具有真正的科學精神。 近十年來,我國先後興建了很多重大的天文學裝置。2009年LAMOST建設成功,成為亞 洲最大的光學望遠鏡;同期,號稱世界迄今最大單口徑射電望遠鏡FAST開建;2012年 上海65米口徑全方位可動的大型射電天文望遠鏡系統落成…… 一批批的大型望遠鏡設備在中國的土地上建成,也讓中國天文學家們滿懷憧憬:中國 的天文學是否能重新走上國際舞台? 然而,面臨經費與人才缺乏雙重壓力,許多天文科學裝置的正常運行都舉步維艱,與 此同時,輿論的壓力也接踵而至。 讓許多科學家擔憂的是,隨著科學裝置的不斷增多,今後是否還會出現第二個、第三 個,甚至更多的21CMA? 設備縱已建成,再去爭論當初的立項是否科學,已毫無意義,也無濟於事。筆者認為 ,當務之急,是盡快討論從體制層面考量如何支持這些科學設施不被閑置,作出更多 的科學成果來。 此外,當前在進行各種科學裝置建設的同時,更應著手推進後備生力軍培養的工作。 重大科學裝置建設成功以後,無疑需要研究人員的鼎力支撐才能穩妥運行。在人力嚴 重缺乏的情況下,建設再多的設備,其實也只是資源的浪費。 另外,相對於國外來說,我國的天文學基礎研究非常薄弱。目前,我國天文學研究的 主要力量和資源集中在國家天文台,而國家天文台的主要力量則集中在國家需求計劃 上。我國現有天文學研究人員呈供需不足的狀態。 當務之急,國家的大科學工程應改變現有的重建造、輕運行的模式,投入更多的資源 到設備的運行、維護上,保證已有裝置良好運行,讓其充分發揮作用。 http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2013/5/272478.shtm -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 27.109.246.138
felaray:sad... 05/08 16:31
rettoly:美國的 WMAP COBE 都直接到宇宙了 @@ 05/14 00:46