苏定强院士讲话

苏定强院士

各位领导、各位来宾、各位老同事们:

  再过 3个星期就是2009年,2009年是联合国大会宣布的国际天文年,为的是纪念伽利略首次用望远镜观测天空400年,可见望远镜和观测对天文学的重要性。400年来,天文学取得了空前的进步,主要成就是通过望远镜观测取得的。

  对于中国,天文研究中用的望远镜主要是国内自己研制的,如 2.16望远镜、1.56望远镜、1.26红外望远镜、型光电等高仪、太阳磁场望远镜、米波综合孔径射电望远镜、甚长基线干涉仪(VLBI)、13.7米毫米波望远镜等。这些仪器是60年代到90年代研制的,尤其是在六十到七十年代,那时,生活艰苦,天文仪器厂这里是农村,这里以两件事为例:我们的宿舍在蒋王庙,没有自来水,用水要到约200多米外,过马路蒋王庙小学外一口井,一天打两桶水,倒在一个大脸盆里,再倒到小脸盆里用于洗脸等,夏天多打一桶水,用于洗澡,大约一年以后水塔建后才有水。交通上, 11路车终点是动力学校,就是现在的板仓南京师范大学门口,要进城就要走到板仓。11路车一共只有3辆,大约20分钟才有一趟车,晚上9点以后就没车了,有一些在城里念夜大的职工,就是这样辛苦,晚上上完课就走回来。那时候的科技人员,绝大部分没有出过国,没有见过国外的望远镜。那时的科技人员和工人也没有因为你做望远镜做得好就能升级、拿奖金,尤其文化大革命以后,职称也停掉了。所以他们的工作完全是为了国家,为了科学,这些老职工,包括科技人员、工人和管理人员,把自己的智慧和青春献给了中国的天文事业,这种精神是值得我们今天年青的一代尊敬和学习的。

  第二点我想讲的是,做出来的仪器怎么样呢,是不是都报废了,都停掉了,都不工作了?不是,今天我们国家天文研究用的主要仪器就是我们国内自己研制的。比如 2.16望远镜,是1989年11月13举行落成典礼的,马上就投入观测,一直到现在,已经工作19年了,为中国天文事业作出了巨大的贡献。通过这个望远镜的研制培养成长了一大批天文仪器专家;通过这个望远镜的使用,培养成长了一大批实测天体物理学家。2.16米望远镜平均每年大约出40篇论文,将近20年期间,有七、八百篇论文,而且有很多重要的发现。又比如太阳磁场望远镜,也工作了20年了;型光电等高仪现在也在工作,国内云南台的那台在工作,南美阿根廷的那台也在工作;还有像13.7米毫米波望远镜,本体是美国ESSCO公司和天文仪器厂共同研制的,接收机是紫金山天文台研制的,也一直在工作。从台站也可以清楚地看到,比如,在北京附近国家天文台的三个观测站:兴隆有2.16米望远镜,1.26米望远镜,最近又有LAMOST;密云有米波综合孔径望远镜;怀柔有太阳磁场望远镜。再看紫金山天文台的观测站,德令哈有13.7米毫米波望远镜,盱眙有1米施密特望远镜。再如上海佘山1.56米望远镜,VIBI 25射电望远镜;乌鲁木齐天文站25射电望远镜,这些都是国产的。只有云南天文台高美古观测站和凤凰山观测站主要是国外买的仪器。但是可以说,绝大多数台站所使用的大多数天文仪器是国内研制的。我还要讲的是,这些仪器是不是仿制国外的呢?不是,我提到的绝大多数仪器是中国的科技人员自己画图、自己设计的,而且在上面有重要的创新。这里举几个例子,比如说象型光电等高仪,就是有重要创新的,是国外没有的,且观测精度是地面等高仪里是最高的。这方面当然不完全是天光所的科技人员创新的,是包括天文台的科技人员的,但是天光所的专家是作了重要创新的,比如,这个望远镜采取抽真空,采用反射的光学系统,采用角镜,主要是胡宁生提的,是一般天体测量望远镜里没有的。再比如像太阳磁场望远镜,基本方案是艾国祥提出的。再比如像2.16米望远镜的光学系统,也是有重要创新的。科技人员没有出过国,仍有这么多重要的创新,是很不容易的,也是今天年青的一代值得学习、应该学习的。

  今天是天光所(她的前身是天文仪器厂、天文仪器研制中心)的 50华诞,我讲这些事跟天光所有什么关系呢?因为很多仪器是天光所研制或参加研制的,我估计了一下,全国所有的国内自己研制的天文仪器当中,天文仪器厂、天文仪器研制中心、天光所、天文仪器公司,就是整个我们今天庆祝50周年的这个系统,完成了大约一半,作出了一半的贡献。前面我已经讲过,望远镜和观测对天文学是根本性重要的,明年就是国际天文年,就是为了纪念这件事情,国内的仪器大部分是自己研制的,而天光所贡献了一半的份额,这就是50年她的贡献。另外,我还想从另外一角度来看看天光所的贡献。讲到贡献,有的人会说,多少篇SCI文章,拿SCI文章来比,而天光所,包括天文仪器厂、天文仪器研制中心的同志就会说拿一台台望远镜出来比。这样就不好比了,一台望远镜抵几篇SCI文章?但有一个事情是好比的,就是得了多少国家奖。我们来看看国家奖,国内搞天文研究和教学的主要单位,我想了一下大约有12个,5大天文台,5大天文系(包括清华大学的天体物理中心),一个天光所,一个乌鲁木齐天文站,一共12个单位。我们先来看看国家自然科学奖,解放以后天文界没有得过国家自然科学一等奖,得了大约10个国家自然科学二等奖,国家天文台总部(以前的北京天文台)、紫金山天文台、上海天文台3家就大约拿了7项,还剩3项就是其余9个单位分,那么多大学,那么多有名的天文系都在里面,还包括一些天文台,总共只有3个奖,但是天光所就拿了1个。再来看看国家科技进步奖,解放后天文界没有得过国家科技进步特等奖,一共得过4个国家科技进步一等奖,这4个国家科技进步一等奖里,南京天光所有两个,当然我指的是第一完成单位。从这些指标里,大家可以看出,在国内的12个天文单位里,天光所应该说是非常突出的。

  最近中国天文界出了两件大事,一件是今年 1016日举行了LAMOST的落成典礼,另一件是1120日《Nature》上发表了紫金山天文台常进研究员等的文章 《宇宙电子在 3000-8000 亿电子伏特能量区间发现》 ,这很可能是暗物质湮灭的一个证据,当然现在还需要进一步研究。这两件事情是很突出的。 LAMOST首先是王绶 琯 先生提出的,天光所是这个项目的主要完成单位。就在我们开会的时候,有一批天光所的同志正在严寒的兴隆站工作,而今天晚上和明天又有一批天光所的科技人员和工人要赴兴隆前线,准备迎接16-19日的验收。LAMOST是一架特殊的望远镜,LAMOST创造性地用主动光学实现了按照传统方法不能实现的光学系统,LAMOST有创新也有严峻的挑战,它的第一块镜子MA是由24块镜子拼成的,面形要变,既涉及薄镜面主动光学又涉及拼接镜面主动光学。坦白说,我本人对这种主动光学是担心的,尤其在2002年的时候,我真的担心能不能做出来。但是在以总工程师崔向群为首的工程专家们特别是她本人的努力下,终于攻克了这个技术难题,并有多项创新。多达4000根光纤的定位是另一个关键,中国科技大学邢晓正教授创造性地提出了分小区的思想,在他和同事们的努力下解决了这个问题。可以装置6米望远镜的MA跟踪机架我开始也有点担心,它是摩擦传动的,这个机架不仅做出来了,而且运行得很好。复杂的焦面也工作、运行得很好。光谱仪是LAMOST另一个重要的部分,它的质量直接影响到光谱的质量,初步看来,光谱的质量是好的。还使我感到欣慰的是,仪器的调试,往往要一、两年甚至更长,要修改,要克服许多困难,有的多年调试不出来,最后报废了。但是LAMOST8月底安装完毕后,只经过1个多月,就在落成典礼前3--10月13就传来了像质很好而且一次曝光获得大约3000条光谱的好消息。在LAMOST的研制中,崔向群总工程师和李国平总工艺师等天光所的工程专家和工人们做出了最主要的贡献。LAMOST的研制中,还成功地攻克了用环抛机磨制六角形子镜的技术,这种技术和主动光学、大跟踪机架的成功不仅为研制LAMOST做出了贡献,而且为我国建造未来光学/红外/亚毫米波极大望远镜打下了基础。

  LAMOST是世界上口径最大的大视场望远镜,也是世界上光谱获取率最高的望远镜。LAMOST平均通光口径是4.3米,2.16米望远镜完成以后,下一步做一架4米级的望远镜是很正常的。LAMOST是一个4.3米的望远镜,那么大家就觉得我们终于从2.16米望远镜走到了4米望远镜这一步了,似乎这是一个很正常的情况。但是,我算了一下,LAMOST有两块大镜子,两块大镜子加在一起的等效面积不是4米,而是7.8米,也就是一个差不多8米的望远镜。而从LAMOST的工程规模、技术难度和它的配备来讲,等于一艘军舰,你要看它的排水量,还要看它的动力,还要看它上面配备了多少导弹,LAMOST的配备了4000根光纤、16台光谱仪。所以从这三方面来讲,规模、难度上用了那么复杂的主动光学,和那么强的装备配在上面,LAMOST是一架8米级的望远镜。所以我觉得应该说LAMOST使我们中国望远镜的研制向前走了两步:从2.16米走到了4米,又经过4米走到了8米。而且它的影响实际上比一架8米级的望远镜还要大,因为现在世界上8米到10米的望远镜有13架,中国假如做出一架新的,也不过增加了1/14,而LAMOST是不一样的,所以完成一架LAMOST比完成一架8米级的望远镜更有意义。欧洲南方天文台42米极大望远镜预研项目的两位负责人参观了LAMOST后,跟白春礼副院长谈到国际合作时讲,你们中国自己就有能力下一步做42米的望远镜,这说明他们也认为我们已经达到了和当前国外一样的8米、10米望远镜的水平,下一步可以做30米、40米的望远镜。

  我想了一下,解放以来,我们国家的天文学从理论到观测到仪器研制,恐怕没有一项成果能超过 LAMOST和宇宙电子在30008000亿电子伏特能区的现象的发现。我觉得这两件事就是我们整个天文事业最突出的两件事。

  LAMOST的成功不仅为中国天文事业做出了巨大的贡献,而且为天光所的明天奠定了基础。听崔所长讲,下一步天光所要研制南极4米望远镜;要争取为我们国家研制30米的地面光学/红外望远镜;要把主动光学方面的专长用到射电望远镜上,要和紫金山天文台共同合作研制亚毫米波望远镜;要和乌鲁木齐天文站共同研制大射电望远镜。另外我也希望天光所向紫金山天文台甘为群副台长他们学习和与他们合作,也参与一部分空间项目。

  我相信,也预祝天光所的明天更美好!