作者:倪思洁 来源: 中国科学报 发布时间:2024-9-13
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李菂:对抗本能

 

7月9日,意大利佩斯卡拉,雷莫·鲁菲尼为李菂(右)颁奖。受访者供图

■本报记者 倪思洁

接受采访时,“中国天眼”首席科学家李菂穿着文化衫、大裤衩,光脚趿拉着塑料拖鞋,背着一个土黄色的帆布双肩包。

这与7月初在意大利佩斯卡拉领奖现场的他,判若两人。在第十七届马塞尔·格罗斯曼会议上,他抿嘴微笑,接过马塞尔·格罗斯曼个人奖奖杯,成为第一位凭借在中国取得的科研成果获奖的科学家。那天,他穿着深蓝色西装,衣领上别着“中国天眼”徽标,衬衣袖口恰好长出西装袖口1厘米。

“我本质上是懒散的人。”李菂笑着告诉《中国科学报》。在工作中,他一直在努力对抗本能,把自己武装得足以适应激烈的国际竞争;在工作间隙,他也努力把自己调整到最舒适的状态,寻找一个尽可能松弛的平衡。

对抗惯性

马塞尔·格罗斯曼奖每3年颁发一次,被视为物理学界最重要的奖项之一。此前荣获马塞尔·格罗斯曼个人奖的华人科学家包括杨振宁、李政道和丘成桐。李菂获奖的理由之一是,他领导团队利用“中国天眼”推动快速射电暴研究进入高统计性时代及精确测量星际磁场。

2007年,天文学家发现了一种神秘的天文现象,它能在几毫秒内释放出太阳一整天释放的能量,被视为外星文明的信号。后来,这种天文现象被命名为“快速射电暴”。

快速射电暴被发现的同年,“中国天眼”望远镜立项。2015年,作为“中国天眼”概念源的美国阿雷西博望远镜,探测到人类发现的首个重复爆发的快速射电暴FRB121102A。之后,李菂等人开始推动将快速射电暴纳入“中国天眼”的探测计划。

当时,有国际同行跟他说:“我敢打赌,等你们的装置建成,你想做的事肯定被别人先完成了。”

从这句话里,李菂感受到了一种惯性。“纯粹的科学研究是为了寻找和理解自然规律,而不只是为了争奖项、争利益、争发现的优先权。”他说,“当大家都在争奖项、争利益时,就形成了一种思维惯性,在这种惯性下,人很难做纯粹的研究。”

他要对抗这种惯性,走一条不被国际同行看好的路,因为他更在意的是快速射电暴的真相。

这场对抗带来了一连串的胜利。

2019年,试运行阶段的“中国天眼”,瞄准首个重复射电暴FRB121102A,仅用59.5小时的观测时间就检测出1652次快速射电暴爆发,相关成果2021年10月发表于《自然》。自2007年快速射电暴领域开启,至2021年“中国天眼”公布成果之前,14年间,全球所有公开发表的论文中包含的爆发总数量不足1000次。“中国天眼”探测的突破带来了认知的突破,首次揭示了快速射电暴爆发率能谱的双峰结构,对应了其辐射机制及辐射区域的复杂性,同时推动该领域对爆发特征的研究进入高统计性时代。

2020年底,作为快速射电暴研究重要设备之一的阿雷西博望远镜,因坍塌而关停。这一曾经领先世界超半个世纪,并催生出诺贝尔物理学奖的科学工程奇迹突然落幕。“中国天眼”开始在射电望远镜领域独领风骚。

之后,李菂带着团队利用“中国天眼”并统筹国际望远镜网络,发现并定位了世界首例持续活跃的重复快速射电暴FRB20190520B。这一发现相当于给学界提供了一张“寻宝图”。大多数快速射电暴转瞬即逝,系统的跟进研究极为困难,而李菂团队发现的FRB20190520B持续活跃,为天文学家提供了探索这类宇宙神秘爆发的窗口。2022年,李菂团队的成果发表于《自然》后,很快催生10多篇理论模型论文。

再往后,李菂又组织多台国际大型望远镜,联合监测FRB20190520B,不仅促成了快速射电暴演化统一图景的构建,还揭示出快速射电暴周边磁场反转等特征。这两项成果分别于2022年、2023年发表于《科学》。

对抗认知

如果不是当初与惯性对抗,“中国天眼”和李菂或许不会这么快在快速射电暴领域脱颖而出。同样,如果不是与传统认知对抗,李菂也不会想出惊艳国际的两个新概念——“时间前沿”和“宇宙触角”。

这两个概念是他2023年2月在美国夏威夷岛交流时想到的。当时,他参观了各种各样的望远镜。走到最南部的绿沙滩时,他“拽”住自己的思绪,生出一种猎手般的机警:“未来三五年内,快速射电暴领域必有诺奖级的重大突破,下一步我们需要一个什么样的新设备?”

观测天文学发展有两条主线:一是构建越来越大的望远镜,“中国天眼”就是这一条线的标志性成就;二是拓展宇宙电磁场的可探测频段,例如意大利科学家里卡尔多·贾科尼因开启X-射线天文学,先后获得马塞尔·格罗斯曼奖和诺贝尔物理学奖。

此时的李菂想到了著名天文学战略科学家马丁·哈维特说过的一句话。2021年,后者在其专著《宇宙信使》中悲观地说:“这些发展路径也许已经到达极限,天文学大发现的时代已经过去了。”

“果真如此吗?”李菂尝试把思路往天文学的本质问题上“拽”,他联想到了高能物理领域的发展路径。“高能物理领域挑战‘能量前沿’,建造大型对撞机和加速器探测微观粒子。那么,天文学要挑战的是什么?”

“时间。”当这两个字缓缓出现在李菂脑海里时,他感到十分兴奋。“高能物理可以控制能量,用更高的能量撞击出微观粒子。对比物理实验,天文观测能控制的只有‘时间’!我们要用最短的探测时间、最快的采样速度,完整采集包含快速射电暴的宇宙相场的信号,逼近量子宇宙的物理本质。”

这次与认知对抗的结果就是“宇宙触角”—— 一种没有镜面的望远镜。

在浙江之江实验室的支持之下,宇宙触角的初代原型机呈现为一个直径约1米的六边形金属盘,盘子里整齐排布着112个“尖”。探测时,这些“尖”可以完整采集来自1万平方度超大天区的宇宙相场信号,并通过智能超算处理信号,使得金属盘无须移动便可探知随时变化、无法预先定位的宇宙爆发。

这种想法在天文学领域是颠覆性的。“它省去了传统望远镜放大信号和移动镜面所需的时间,纯粹靠数值计算就可以完成聚焦,感知宇宙相场,完整记录天体信号的强度和相位。”李菂说。

“简洁而优雅!”对于这些新概念,国际相对论天体物理中心网络主任雷莫·鲁菲尼如是评价。

对抗压力

进入21世纪,天文学成为物理科学的热点前沿,已有19位学者因10项天文学成果获得诺贝尔奖。2023年,快速射电暴的发现被授予邵逸夫天文学奖。2024年,快速射电暴的系统研究又被授予马塞尔·格罗斯曼奖。发展快速射电暴领域,特别是最终揭示其起源,成为当前射电天文国际竞争的焦点。

在过去的很长时间里,身处国际竞争旋涡中的李菂被一种看不见的压力裹挟着。“我的睡眠质量不高,有很多事情要想。”李菂说。

有时,他和朋友、家人约好,规划了数天时间休息,去上潜水课、爬山,但他总是放松不到两个小时,就开始到处找地方上网、查邮件、看论文。

“我不够放松,不然头发怎么白了呢?”李菂抿嘴笑了笑。

他的学生王培注意到,老师的头发在2018年之后白了很多。2018年,是“‘中国天眼’之父”南仁东去世的第二年。当时,李菂接棒成为“中国天眼”首席科学家。之后的几年,是“中国天眼”亟待自证实力的几年,也是李菂责任最重的几年。

身处压力之中的李菂慢慢摸索出了各种对抗压力、纾解紧张情绪的办法。

他很少在办公室里开组会,而是会在某个周末临时起意,“摇”几个学生、同事去很小众的社区咖啡馆聊新想法,或是改论文。不管时间多紧张,他都要在组会开始前,为自己做一杯Dirty咖啡—— 一种下层是凉浓缩牛奶、上层是热浓缩咖啡的饮品。在热咖啡和冷牛奶混合之前,他会几口喝完整杯咖啡,然后快速进入工作状态。

他也会把很多与科研相关的事情变得好玩。他曾和学生张永坤一起,把“中国天眼”探测到的脉冲星信号数据谱成乐曲,写出了一曲由6颗脉冲星信号组成的“宇宙电音”;他还会找设计师,仿照王希孟的《千里江山图》等国画,设计出“中国天眼”的成果示意图,再把成果示意图做成鼠标垫、书签、马克杯、文化衫等各种文创产品。

有时,童年也能够帮助李菂找到内心的安宁。小时候,他跟父母住在中国科学院高能物理研究所东平房的一间宿舍里。李菂记得,他读小学、初中时,跟周边的小伙伴一样“富足”,平时吃窝头、馒头、食堂大锅菜,每两个月,母亲会去食堂买个鸡腿回来,那鸡腿“无穷的香”。科学大院里的快乐童年让他坚信,自己不必为了生计去干那些“挣大钱的工作”,做科研再苦、再难,“也不至于没饭吃”。

李菂用来放松自己的各种办法,让很多人以为他本质上就是个浪漫的人。央视主持人撒贝宁曾在2020年初的《开讲啦》里说“李老师浪漫得一塌糊涂”。回想起这句评价,李菂笑着摇了摇头:“我是个理工男,对于很多事情,我的本能反应是去量化它。所谓‘浪漫’,其实是我在跟本能对抗。”

这些对抗压力的办法是有效的。他的学生们感慨:“不管压力多大,老师从来没有把负面情绪传导给团队成员。”

对抗惰性

在自己的学生和朋友面前,李菂从不掩饰缺点。他会很坦诚地跟学生和朋友说:“我很懒散,有严重的拖延症,越是想干好的事,越是重要的事,就越会拖。”

他教学生“向上管理”:“你们脸皮厚一点,有事给我发邮件,我要是没搭理你,你就给我发微信,再不行就敲我门、打我电话,天天催。如果天天催还不行,就一小时发一条信息催我。”

学生成了他对抗惰性的动力源之一。李菂觉得,一段好的师生关系就是老师与学生相互成就。

这是他在求学过程中总结出的经验。1995年,李菂大学毕业后去美国康奈尔大学深造。求学过程中,他的导师并没有给他太多约束,反倒跟他说“你想要干什么,就自己去读文献”。事后,李菂不仅自己找到毕业论文题目、申请到望远镜机时,还带着导师用了很多导师自己都没用过的望远镜。毕业后,导师的推荐信的第一句话就盛赞:“他的工作都是独立完成的。”

李菂让自己的学生“push(推动)”自己,但他从不要求学生们在各种考试中名列前茅。他自有一套“中上等生理论”:“变革性的事,往往是上进的中上等学生干出来的。既然在现有赛道里我们怎么跑也跑不赢,那么我们就重新开一条赛道。”

在这样的师生关系下,李菂的学生里已经出了好几位明星人物。例如,1990年出生的冯毅去年入选2023达摩院青橙奖获奖名单、天文科普作者刘博洋是国内拍摄中国空间站清晰影像第一人。李菂感到与有荣焉的是,他和已经成为之江实验室资深研究专家的冯毅合作开展了很多研究,其中包括研制第一台“宇宙触角”并开展探测;遇到刘博洋的“粉丝”时,他也会很开心地自我介绍说“你好,我是刘博洋的导师”。

其实,即便没有学生们的“push”,李菂也已经完全能够以最从容的状态处理纷繁、复杂的事务。在本我与超我之间,他似乎找到了最舒适的自我。在他的待办事项里,有很多他觉得有趣的事情。“当我因为一件事过于重要而不想干时,我就先放一放,去干点别的、我喜欢的事情。”他说。

在长达4个小时的采访结束后,李菂转过身去,单肩背着包,一边趿拉着拖鞋慢慢地往办公室走,一边逐一回复微信里的50多条未读信息。此刻,办公室里有一位客人正期待着他的出现,或许,他又将沏上一壶工夫茶,开启一场令他兴奋的头脑风暴。

《中国科学报》 (2024-09-13 第1版 要闻)
 
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