宇宙第一缕曙光的“追光者”——访天文学家武向平

宇宙如何从黑暗走向光明？第一代发光天体怎样诞生？全国政协委员、中国科学院院士、“宇宙第一缕曙光探测”项目首席科学家武向平，正是这个神秘课题的“追光者”。这位10 余年来常年在新疆天山高寒地带“宇宙第一缕曙光探测”(宇宙诞生后第一代恒星探测)基地工作的天体物理学家，接受采访时刚回到北京。他有一种探险家式的活力，风趣健谈，喜欢面对面给公众做科普。

改行研究天文

上世纪80 年代初，武向平还在物理学专业读硕士时，“类星体”的能源机制引起了他浓厚的兴趣。他说，当时很想弄明白为何类星体如此明亮，于是开始自学天文学；由此“越陷越深”，改行研究天文，至今已30 多年。

武向平说，头10 余年，他是一个“清高”的理论研究者。直到2003 年，他对宇宙第一代恒星的探测产生了兴趣，遂开始“宇宙第一缕曙光探测”项目，从此成为一名观测天文工作者。“做理论的时候真是想象不到野外工作的艰苦。”武向平说，当初自己按理论推想，认为一个月一定能完成探测。“结果十余年还没做完”。他说，建设基地要做很多与天文无关的事，如和当地牧民打交道，学盖房子，以及解决实际操作中各种各样未曾想到的小问题。“想办法屏蔽电源的信号干扰就几乎花了我一年时间，解决蓄电池温差电流不稳定又花了一年时间。”

天文学家的雄心

作为最古老和神秘的一门自然科学，天文学的研究让无数人着迷不已。仰望星空，离不开遥望宇宙深处的望远镜。而当今世界，天文大设备已经成为一个国家综合实力的体现和重要标志。2016 年9 月，有着中国“天眼”之称的500 米口径球面射电望远镜（FAST）落成，不仅成就了中国射电天文设备未来10 年的国际霸主地位，也为中国射电天文学家创造了探索宇宙奥秘、取得原创性发现的绝佳机遇。目前，FAST 取得了中国在该领域“零”的突破，具有重要的里程碑意义。

然而，天文学家的雄心就像宇宙一样深远。国际学界已经试图谋划并建造下一代的超级射电望远镜，以克服单口径射电望远镜的缺陷和不足，并获得更高的灵敏度、更大的视场、更高效的巡天能力等。在众多方案中，由全球十多个国家的科学技术人员共同参与和协作建造、共同运行和管理的SKA“平方公里阵列射电望远镜”被寄予厚望。武向平就是国际大科学工程SKA 中国首席科学家。SKA 是人类迄今为止计划建造的最宏伟天文观测设备，其科学目标包括“探测宇宙大爆炸后如何形成第一代发光天体”“检验爱因斯坦广义相对论”“直接探测超大质量双黑洞产生的引力波”“寻找地外文明”等前沿科学问题。

SKA 为何需要中国

SKA 集传统射电天文干涉技术和现代相控雷达技术于一体，体现了诸多当代科学技术的最新和最高成就，被认为将推动全球制造、通信、计算、能源等一系列产业迅速发展。

SKA 将分别在澳大利亚和南非/非洲八国的两个台址分阶段进行建设，第一阶段建设约10%的体量，计划在2019 年开工，历时5 年；第二阶段建设其余的部分，预计在2030 年完成全部建设。根据这一望远镜阵列的设计规划，武向平推测，即使只完成第一阶段的目标，SKA的综合性能也将远超FAST。在他看来，SKA 建设和运行时间表与“2035 年跻身创新型国家前列”和“2050 年建成世界科技创新强国”的国家战略高度契合。中国参与SKA 也是中国“构建人类命运共同体”的具体科技实践，是中国展现大国风范、承担大国责任的体现。

“国际SKA 大家庭需要中国的加入和支持，甚至成为未来的主导和引领。”武向平说。

譬如，中国的制造业将为SKA 奠定坚实的工业基础。武向平觉得，只有中国的工业能够支撑和保障SKA 未来近3000 面反射面天线制造和安装的质量和速度，中国新型的信息、通信和计算机工业也将全方位参与项目建设和运行，再次展现“中国制造”的魅力。

呼吁人才培养

据武向平介绍，中国研发和制造SKA 蝶形天线等设备的能力非常出色，但处理SKA数据的技术却尚未完全掌握，“这个领域的人才奇缺”。他说，许多人、包括一些政府管理层都有误解，认为处理数据只需有强大的计算机；然而处理SKA 科学数据的程序需要天文学家编写。另一种误解是，等SKA 运行后、再培养相关人才也不迟；但人才培养需要10 年左右的时间。为何年轻人不愿投入这个领域？主因是短期难出成果，影响毕业、评职称。武向平过去10 余年依据自行设计建造的低频干涉阵列21CMA 摸索编写处理软件，其间只发表了两篇论文，但解决的都是实际问题。

为了不让造好的设备变成“为人作嫁”，武向平积极向多方呼吁重视和支持本领域人才培养，也希望现行学术考核制度能有所改变。

政协履职，是他为科研发声的重要平台。

2013 年，武向平担任全国政协委员。他说，数次提案、意见书等都能及时回复，问题得到解决，因此他总是认真对待政协的提案工作。关乎科技发展，关乎社会民生……他向记者展示政协提案书，聊起履职经历。“政协里会集了科技界人才，可以反映自然科学研究、应用开发、教育等各方面的成就和问题。”武向平说。不过，于他个人而言，政协还是一个学习的平台。“通过在政协和各行业专家交流，才知道各领域发展现状和正在攻坚的瓶颈。很多改进措施已经在做，只是成效尚慢。”武向平说，各领域专家平常科研圈子较窄，但在政协平台，有机会广泛交流学习，每次都收获颇丰。他笑称，这也让他不再当“愤青”。

今年是人民政协成立70 周年，也是新中国成立70 周年。武向平说，天文学的发展依赖观测设备发展，是一门“吃饱了饭才能做”的学问。而近几十年来，随着国家经济实力的提升，LAMOST(郭守敬望远镜)、FAST(“中国天眼”)等顶尖天文设备渐次建成，天文研究的硬件条件可谓“巨变”。武向平相信，再过十余年，很多领域定能步入国际第一梯队。而挂在他心头的，是SKA 的队伍建设。