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  • 访武向平委员:坐穿“科研牢底”搭建宇宙天梯

    2019年03月11日 08:56| 作者:吕巍 | 来源:人民政协网 分享到:

    人民政协网北京3月11日电(记者 吕巍)在百度输入“武向平”这三个字,跳出的信息多与科普相关:中科院院士莅临我校做科?#25112;?#24231;,听武向平精彩讲述“宇宙和人类的命运”,武向平院士与新区高中学子聊宇宙……

    每年30多场科?#25112;?#24231;,是武向平给自己的“规定动作”,也许有人认为他是“不务正业”,但正是这位“不务正业”的科学家,为了追寻宇宙第一缕曙光,毅然决然背着帐篷扎进天山,在荒无人烟的偏远山区里一待就是十几年,终于把一万多只天线接收到的信号变成了来自天际的清晰图像。

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    如今,担任国际大科学工程SKA中国首席科学家的武向平依然按照自己的“82原则”我行我素。在他看来,将科研的“牢底坐穿”,把科学的理念和知识传递给百姓大众,并?#32972;?#33021;够“漫步宇宙”思考科学问题,才是科学家应该的样子。

    从机械到相控:

    天文科学是大国必备的?#21543;?#20360;品”

    ■世界各国的天文学家们,利用各种天文望远?#25285;?#26102;刻观察着遥远太空中的各?#20013;?#29699;,不愿放过哪怕丝毫能够给人类带来全新领域认知的新发现。

    ■天文学是一个国家综合国力的体现,它的发展与国家的经济发展直接成正相关,是大国必备的?#21543;?#20360;品”。

    ■人类面对同一片天空,遵从同一原则,共同开启探索之旅是最好的选择。

    记者:说起宇宙,总会同时想到一个词:神秘莫测。而天文学家的工作正是探索宇宙,其中一定充满了困难与挑战吧?

    武向平:的确,宇宙的浩瀚难以想象。?#35789;?#20056;坐飞行速度最快的喷气式战斗机(速度每秒约为966米),想要到达除太阳之外距地球最近的星座半人马座(比邻星),也要花费100万年!

    但也正是因为茫茫宇宙充满着诱惑与挑战,才吸引着人类孜孜不倦地钻研探索。世界各国的天文学家们,利用各种天文望远?#25285;?#26102;刻观察着遥远太空中的各?#20013;?#29699;,不愿放过哪怕丝毫能够给人类带来全新领域认知的新发现。每年,都有数不胜数的新领地被探知,宇宙正慢慢揭开那层神秘面纱,将自身的?#26053;?#34962;露在人类眼前。

    记者:500米口径球面射电望远?#25285;‵AST)的建成?#24230;?#20351;用,让老百姓第一次感受到了“天文重器”的震?#22330;?#36825;只“中国天眼”给中国天文学的发展带来了怎样的变化?

    武向平:宇宙空间混杂着各种辐射,来自遥远宇宙的信号像雷声中的蝉鸣,没有超级灵敏的“耳朵”,根本?#22836;直?#19981;出来。

    射电是比红外线频率更低的电磁波?#24013;?#23556;电望远镜与接收卫星信号的天线锅类似,通过锅的反射聚焦,把几平方米到几千平方米的信号聚拢到一点上。要想获得更远的射电信号,“阅读”到宇宙深处的信息,就需要更大口径的射电望远镜。简言之,就是“锅”越大,星际穿越的距离就越远。与德国波恩100米望远镜相比,FAST灵敏度提高约10倍。这意味着,FAST也有可能“捕捉”到更暗弱的信号。

    在天文观测方面,中国过去多年在世界上没?#22995;?#25454;很?#25226;?#30340;位置。如果没有观测数据积累,总是用别人“二手的东西”,?#35789;?#20570;了研究,也很难出彩。FAST建成后弥补了我国在观测领域的不足。而且FAST非常适合脉冲星的观测,可以检验广义相?#26376;郟?#23545;?#34892;?#27682;宇宙、极?#23435;?#29702;、相?#26376;?#30340;检验也非常有意义,FAST有助揭开宇宙起源之谜,甚至是揭开“地外文明”的面纱。

    记者:据我所知,您主持了一个“宇宙第一缕曙光?#35762;狻?#30340;大型低频射电望远镜阵?#26657;?1CMA)项目。宇宙第一缕曙光,名字很有意思。

    武向平:137亿年前的大爆炸之后,宇宙经历过一段漫长的黑暗时期。直到有一天,在宇宙的深处诞生了第一代发光天体,逐步照亮了整个宇宙。科学家最想知道的是,宇宙是怎么从黑?#24213;?#21521;光明的?

    逐渐降温的微波背景辐射和微弱的?#34892;?#27682;辐射,就是我们要抓捕的来自遥远宇宙深处的神秘信号。当然,它的难度也是世界级的,甚至可以?#39057;?#19978;是宇宙级的。相当于在海面上行船,测量海面上哪朵浪花是由海底10万米深处的一块石头产生的。?#32972;?#30003;请这个项目时,我就对?#29282;?#20204;坦承过,成功的?#24597;?#26159;51%,失败的?#24597;?#26159;49%。所以我早就做好了长期攻坚克难的心理准备,从来?#27982;?#26377;动摇过。

    记者?#21644;?#26159;射电望远?#25285;?1CMA和FAST有哪些不同?21CMA如今的发展程度如何?

    武向平:不知道你有没有注意到,原来的雷达都是机?#24213;?#21160;的,而现在的雷达则是朝相控的方向发展。所谓相控,就是在雷达里面设置多个小单元,每一个单元实施数字化,后端由计算机处理,?#35789;?#38647;达不动,我们?#37096;?#20197;“指哪打哪”,同时监视多个目标。

    21CMA就是这个工作原理,它并不是如FAST等传统望远镜一样有类似锅的外貌,而是由81组、总计10287只天线组成的大型低频射电干涉望远镜阵?#26657;?#23427;也不再是机械型的射电望远?#25285;?#32780;是数字化射电望远镜的代表。用一定数量规律排列的天线阵?#35762;?#32418;移在6以上极其微弱的?#34892;?#27682;辐射信号,以获得宇宙大爆炸后黑暗时代结束时的宇宙信息。这种?#35762;?#23431;宙最早发光天文信息的新方法,对研究宇宙的形成和演化具有重要意义。

    2003年8月,在新疆南北天山之间的乌拉斯台基地,从一顶简易帐篷开始,21CMA项?#31185;?#21160;了。经历两年多的建设期,南北4公里、东西6公里的两条基线组成了21CMA阵?#26657;?#36825;是世界上最早建成并专门用于搜寻“宇宙第一缕曙光”的大型低频射电干涉望远镜阵?#26657;?#32780;经过十几年的观测,21CMA也获得了低频波段的北极天空宇宙图像。

    记者:现在,您是“平方公里阵列射电望远?#25285;⊿KA)”项目中国首席科学家,21CMA和SKA有什么相通之处吗?

    武向平:把21CMA扩大一百倍,就变成了SKA的低频阵?#26657;?#20108;者的工作原理是一样的。让我做中方的负责人,就是因为我多年前就启动了21CMA项目,澳大利亚、荷兰、美国等国也有类似的项目,所?#28304;?#27425;12个国家?#38498;?#20316;的方式共同开启了这项国际大科学工程。

    政府间协议签完?#38498;螅?#35813;项目?#32479;?#20026;我国参加的继热核聚变反应堆之后的第二大政府主导的重大科技国际合作项目,它的总投资相当大,两个阶段共需要?#24230;?#22823;约1000亿人民?#25671;?/p>

    记者?#25788;?#24040;资发展天文科学,您觉得意义在哪里?我国天文学未来发展的方向是怎样的?

    武向平:昼夜交替,四季循环,人们生活在自然界中首先接触到的就是天文现象。翻开科学史的记录可以看到:从行星运动规律的总结中得出来万有引力定律;从月亮绕地球运动得到启发,制造了人造地球卫星;观测到太阳上氦的光谱线后,在地球上才寻找到它;从计算超新星爆发的能量,发现了人们还不了解的能源。人们经常从天文上得到启发,然后在地球上的?#23548;?#29983;产中加以利用。

    从另一个角度来?#25285;?#22825;文学也是一个国家综合国力的体现,它的发展与国家的经济发展直接成正相关。美国、澳大利亚、日本、德国、英国、法国,都是很具实力的射电强国。虽然天文学是一个大国才能玩得起的东西,但它也是大国必备的?#21543;?#20360;品”。

    近年来,我国在天文界的国际知名度越来越高,但仍然不是天文大国。未来,走国际合作的道路,符合我们的国情,也更符合世界的潮流。人类面对同一片天空,遵从同一原则,共同开启探索之旅是最好的选择,中国要做的,就是不断提升我们在天文领域的水平,在国际合作?#22995;?#21462;更大的话语权。

    院士做科普:

    是人尽其才而非大材小用

    ■如果一个科学家的成就以10分来计算的话,8分来自于他的科研成就,另外2分应该来自于他对科学知识的普及和传播。

    ■在我做的数百场科?#25112;?#24231;中,如果有一个孩子因为听了我的讲座而改变了他的命运,那就算值了。

    ■科技资源配置不平衡问题依然存在,不管是科协的平台、院士的平台,还是政协的平台,?#23478;?#20026;科技资源向农村、西部、山区倾斜而努力。

    记者:最近有一部很火的影片叫做?#35835;?#28010;地球》,有人说它是在全国推广最广泛的一部科普大片,也有人对其持批判态度,觉得其中传达的科学信息并不科学。?#28304;耍?#24744;有什么看法?

    武向平:认为?#35835;?#28010;地球》是科普大片的人混淆了科普和科幻的概念。很多人都容易把科学、科普、科幻混为一谈,但其实这三者有很大的区别。

    科学是对自然科学?#25226;?#30340;探索,它是特殊人群的工作,不是人人都能做的。科普是把科学?#25226;?#30340;科学语?#21592;?#25104;大众能够接受的大众语言(白话)传播给大众,增进公众对科学知识的理解,提高公众的素质。而科幻则是基于科学?#29575;?#30340;文学创作,它首先是文学作品,然后才是科学。所以科普不允许犯错,而科幻则允许发挥,允许想象,允许超越和超前。当然,科学家的批评也有好处,有助于让大众知道哪些是对的哪些是不对的,在一定程度上也起到了科普的作用。

    记者:您如何看待科普的意义?#32771;?#28982;科普不能犯错,那您觉得这项颇为严谨的工作应该由哪类人?#25788;?#25285;起来比较合适?是否应该设置专职的科普人员?

    武向平?#21512;远准?#30340;是,科学普及是一项?#30475;?#38754;广的社会性工作,绝非某个部门、少数专职人员所能完成的。在一定意义上讲,社会上的每一个人都是科普对象,而每个人又都可能成为科普工作者。“能者为师”是群众性社会教育的又一特点。然而,科普工作仍然需要有相对固定的基?#24452;?#20237;,我认为科学家是最合适的科普工作承担者。他们是科技知识的占?#22995;擼?#20256;播科技知识是他们的神圣职责,而他们在各自领域的不断探索又使得他们的知识不会?#34962;?#26377;的国家把科普工作作为科技工作者应尽的一项公益性的社会义务,我是很支持的。

    记者:据了解,您本人就是一位科普工作的?#23548;?#32773;和推动者,您的科普报告主要涉及哪些方面的内容?作为院士,您不觉得去做科普是大材小用吗?

    武向平:我很早就开始做科普了,受众从幼儿园的小朋友到院士同事都有。我科普的内容相对固定,源于自己的科研活动,主要包括宇宙的结构和命运、引力波?#35762;狻⑻讲?#23431;宙的巨眼、“诺亚方舟”等主题,针对不同的受众,选择不同的讲述方式。在我看来,科学家一定要选取自己熟悉的领域进行科?#25112;彩觶?#19981;然传授了错误的知识点就适得其反了。

    而不管你是院士还是博士,做哪方面高端的研究,你都有责任去做科普这件事情。如果一个科学家的成就以10分来计算的话,8分来自于他的科研成就,另外2分应该来自于他对科学知识的普及和传播。

    这是因为,科?#35760;?#22269;的定义包括两个层面的意义,一个是能引领世界科技的发展,第二个便是国家整体的国民科学素质高。整体的公民科学素质不提升,?#35789;?#25105;们把科研搞得风生水起,我们依然是科?#35745;?#22256;国。

    记者:您的科普重点主要是哪些人?#28023;?#22312;做科普的过程中,有没有让您特别难忘的经历?

    武向平:我每年都会做30多场科?#25112;?#24231;,平均10天一场。我的科普对象主要是大?#34892;?#23398;生,尤其是贫困地区的?#34892;?#23398;生,云南、广西、甘肃、贵州、陕西……中国所有省份我几乎都走遍了,?#30475;?#30475;到孩子们充满兴奋和求知欲的眼神,我都觉得身体里充满了力量。

    记得那是在云南省的宁蒗县,我们从丽江出来开了四个多小时的车才到那个县城。做报告的时候,400多个小孩面前,只有一块小小的投影屏,昏暗的黄色投影光打在上面,后面的小孩根本看不清楚,但这丝毫不影响他们坐得直直的,不影响他们踊?#38236;?#20030;手提问,他们对知识的渴望至今给我留下深刻的印象。

    一次讲座,就是撒下一片种子,也许将来就会发芽!

    我常常想,在我做的数百场科?#25112;?#24231;中,如果有一个孩子因为听了我的讲座而改变了他的命运,那就算值了。

    记者:把贫困地区的孩子作为科普的重点对象是出于什么考虑?

    武向平:这么多年来,我一直在推动一件事情,就是科技资源的平衡问题。我青少年时期是在陕西省?#24433;彩?#30340;?#23631;?#23665;区度过的,当年这是一个经济条件极其落后的地区,当年全县仅5人考上大学,直到上大学我才开始学ABC。我?#26377;?#23601;知?#29282;?#21644;别人不在一个起跑线上,差得很远很远,落后地区孩子对知识的渴望,我感同身受。

    由于科技资源配置不平衡,农村小孩和城?#34892;?#23401;?#26377;?#23601;有巨大的差距,这种差距不仅体现在科技的硬件上,科技的人才资源也极其匮乏,农村的小孩子几乎没有和科学家面对面的机会。我觉得科学家们需要给这些地区的孩子创造接触科技人才、科学器材的机会。

    几年前,我和政协委员的朋友开?#32423;?#36139;困地区的孩子们做科技帮扶,我们分头去?#25216;?#36164;金,达到一定的金额就走一个地方,一直坚持着。我希望,只要科技资源配置不平衡的问题依然存在,科协的平台、院士的平台,政协的平台,就?#23478;?#20026;科技资源向农村、西部、山区倾斜而努力。

    记者:除了贫困地区的?#34892;?#23398;生,您觉?#27809;?#26377;哪些群体特别需要科普服务?

    武向平:前几天给国家机关各部门的领导做了一次科?#25112;?#24231;,讲宇宙观,取得了不错的反响。今年,在继续为贫困地区?#34892;?#23398;生做科普的基础上,也将开展面向领导干部和公务员群体的科普工作。

    有关部门做过一个调研,数据?#20801;荊?#30446;前,领导干部一般获取科学知识的渠道基本都是网络,直接接触到科学家做报告的比例非常低。如果领导干部的科学素质不提高,他所做的决策对科学?#38469;?#30340;推动就很可能是有限的,很可能在吸引投资时只看金额不看质量。将院士群体的重点科普对象从过去的?#34892;?#23398;生、大学生向公务员群体和领导干部阶层转变,这种对科普意义和成效的深入思考具有十分积极的现实意义。

    科研环境的改善

    有赖于评价体系的变革

    ■科学家,最重要的是科学目标清晰,?#31181;院?#22320;坚持,淡泊和远离名利地位。

    ■要想让我们的学者和科研工作者沉?#31859;?#27668;,守?#31859;?#24515;,耐?#31859;?#26102;间的考验,甘愿坐“冷板?#30465;保?#23601;必须去创造一个环?#22330;?#19968;些?#35782;?#30340;条件。

    ■尽管全面挖掘和传承我国传统文化中的科学因素,充分认识我国历?#39134;?#23545;科学发展作出的贡?#36164;?#20998;必要,但更需要思考如何在未来科学的发展和科学文化建设上,做出对世界有重要贡献的新成就,这应该是增强文化自信更重要的一个方面。

    记者:我们知道,FAST从提出设想到最?#25112;?#25104;,用了22年的时间,21CMA?#37096;?6岁了。无论是做科研,还是做科普,您觉得科学家需要一种怎样的精神?

    武向平:在1994年到2005年的11年间,南?#35782;?#23558;自己的足迹遍布上百个?#30524;省?#36825;在当时,是一项难以想象的大工程。他把他生命中近三分之一时光里的所有的?#38590;?#21644;?#26143;?#37117;奉献给了FAST,FAST就像是他的孩子。

    21CMA的建设和科研过程也是异常艰辛的。观测站位于举目荒芜的高寒地带,我和我的研究团队一待就是十几年,项目建设时,我全年三分之二的时间都在那里,项目运行时,每个月都有一周的时间要在实验基地度过。?#30475;?#21040;达乌鲁木齐后,要历经4个小时的颠簸才能到达研究基地,中间还要途经一号冰川以?#21543;?#30707;陡峭的被称为“老虎口”的风口,翻越海拔4280米的冰达坂。

    从事科学研究一定会遇到困?#36873;?#25387;折、甚至是失败,追求卓越科学目标则更是一个漫长的过程,这是科学研究的自然规律。科学家,最重要的是科学目标清晰,?#31181;院?#22320;坚持,淡泊和远离名利地位。

    从“?#38477;?#19968;星”到“西迁精神”“载人航天”,这些都是中国在站起来、富起来到?#31185;?#26469;进程中的精神航标。黄大年、南?#35782;⒅友锏日?#26679;一批典型科学家和知识分子,都是牢记使命的?#35775;?#20154;,但他们追寻的不仅是个人的梦想,更是?#20998;?#20013;华民族伟大复兴的中国?#24013;?#20182;们的人生轨迹如此相似,情怀追求如此一?#25314;?#20854;中蕴含的时代精神值得我们认真思考和学习。

    记者:目前,科学、科技界的学术氛围似乎不那么尽如人意,唯论文,唯帽子。评职称,?#32769;?#30446;更多是看论文因子和数量,有了文章、职称,帽子接踵而来,?#23548;世?#30410;远比踏踏实?#24213;?#31185;研来得实在。

    武向平:确实存在这个问题。做学问做研究需要沉?#31859;?#27668;,守?#31859;?#24515;,耐?#31859;?#26102;间的考验。但是,今天的这个时代是一个瞬息巨变的时代,是一个浮躁甚至狂躁的时代,要想让我们的学者和科研工作者沉?#31859;?#27668;,守?#31859;?#24515;,耐?#31859;?#26102;间的考验,甘愿坐“冷板?#30465;保?#23601;必须去创造一个环?#22330;?#19968;些?#35782;?#30340;条件。这样的环境和这样的条件,我以为就是要焐热科研的“冷板?#30465;薄?/p>

    今年两会上,我就带来了与之相关的一篇提?#28014;?/p>

    记者:您认为,怎么做才能焐热“冷板?#30465;保?/p>

    武向平?#32418;?#28909;科研的“冷板?#30465;?#39318;先要解决的是科研支持问题。这里涉及的不仅仅是科研经费的?#24230;?#38382;题,更是科研经费的分配使用问题。在我看来,科研经费的?#24230;?#19982;使用应采取项目制?#24230;?#21644;人才制?#24230;?#20004;种不同的模式。项目制?#24230;?#36866;用于应用型科研?#38469;?#39046;域,可?#28304;?#25104;明确的经济与社会?#24230;?#20135;出考核,人才制?#24230;?#36866;用于人文社会科学基础领域和自然科学基础领域,用年度科研进展报告考核和中长期科研成果考核相结合的方式做好考核和人才评价。

    其次是科研评价的问题。关于清理“四唯”的行动是正确的,论文、职称、学历、奖项只代表?#25215;?#26041;面的成绩,?#23548;?#24037;作中,品德和能力等更加重要。更进一步,我认为还要清理科研评价中的?#25300;?#21517;”问题,真正把院士、人才工程、首席专家等?#25300;?#21517;”论的人才荣誉回归到荣誉地位,不要让这些荣誉影响了科研项目竞争、科研奖励评价、科研人才遴选、科研职称评定等相关工作,真正做到用学术道德贡?#20303;?#20195;表性科研成果、社会经济科技发展贡献等作为科研评价标准,让科研人才人归其位。

    记者:有观点认为,我国的科技工作者普遍存在缺乏文化自信的问题,您认同这一说法吗?

    武向平?#33322;?#24180;来,中国自然科学各个领域论文发表数量、总被引用篇次和高被引论文的数量接连不断屡创新高。但是,这其中大部分高被引论文却都是在海外科技期刊上发表的,鲜有在国内科技期刊上刊载。导致这种现象的主要原因有两点:一是与国外知名科技期刊相比,国内大部分科技期刊无论从质量方面还是影响力方面确实还存在很大差距;二是由于目前国内科研评价体系导向存在一些偏颇,使得大家对SCI?#31456;?#26399;刊过度膜拜。但无论哪种原因,背后隐藏的一个重要病灶都是我们的科研人员缺乏文化自信。

    在当前评价体系?#25314;?#21002;物级别和刊物的影响因子多少的确比较重要,但这些只是参考数据,并不应?#21271;?#36807;分看重,更不应?#21271;?#35748;为是衡量科研成就的唯一标准。

    屠?#32447;?#33719;?#24403;?#23572;奖的那篇论文,就是在《科学通报?#39134;?#21457;表的。而当时《科学通报》并没有进入到SCI,但其学术成果还是为国际学术界所看到和承认。由?#19997;?#35265;,同行评价还是主要以工作本身的贡献来衡量的,真正好的科研成果是不会被轻易埋没的。

    记者:对于增强文化自信,您持什么观点?

    武向平:文化自信不仅表现在对既往文化贡?#23376;?#20215;值的社会认同上,更表现在融汇各种优质的文化资源、创造新文化的信心和决心上。尽管全面挖掘和传承我国传统文化中的科学因素,充分认识我国历?#39134;?#23545;科学发展作出的贡?#36164;?#20998;必要,但更需要思考如何在未来科学的发展和科学文化建设上,作出对世界有重要贡献的新成就,这应该是增强文化自信更重要的一个方面。

    换言之,当我们把科学事业看做是人类共同的财富,我们的文化自信就在于要坚定这样的决心和信心,即我们能够更好地通过科学文化建设,不断探索和完?#21697;?#21512;科学发展规律、?#20174;?#24403;代科学发展特点、适应中国国情的现代科学制度,进而为全人类的知识进步作出更大的贡?#20303;?/p>

    (武向平: 第十三届全国政协委员,中国科协常委,中国科学院大学天文和空间科学学院院长。天体物理学博士,中国科学院国家天文台研究员,中国科学院院士。)

    编辑:吴静怡

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