回望百年,指点江山。
星空下的LAMOST望远镜。中国科学院国家天文台供图
“嘟,嘟,嘟……”
这样的音乐应该只有在天堂里,哪里能听到几次?
2017 10 10在500米口径球面射电望远镜(FAST)首批成果发布会上,时任FAST项目科学家的李勇扮演了一个名副其实的“天蝎座”——那是来自宇宙的心跳,也是我国射电望远镜发现的第一颗脉冲星。
这是中国天文史上可以记录的一刻。之后,FAST进入了脉冲星的大规模发现时代。
截至目前,FAST已探测到91颗优质脉冲星候选体,其中65颗已获认证,包括迄今为止流量最弱的毫秒脉冲星。
如今的FAST可谓家喻户晓。但很少有人知道,是一个名为中国科学院天文科学研究中心(以下简称天文科学中心)的创新平台,在默默支撑、培育、产出这些伟大的成果。
第二选择
自古以来,灿烂的星空一直是人类的向往。天文学也是中国古代最发达的自然科学之一。
然而,随着近代中国闭关锁国,错过了现代科学技术,这些璀璨的明珠逐渐被世人遗忘。
1949年,与新中国一同成立的中国科学院,重新整合了中国的天文观测力量。
2001年,形成了由国家天文台(含总部、云南天文台、南京天文光学技术研究所、新疆天文台、长春卫星天文台)、紫金山天文台、上海天文台组成的中国科学院天文台体系结构,促进了我国天文学的快速发展。
经过几十年的发展,中科院天文台系统各单位为天文学在中国的重新崛起做出了不可磨灭的贡献。
郭守敬望远镜(LAMOST)、FAST、65m天马望远镜、13.7m毫米望远镜、1m太阳塔...拥有自主知识产权的先进天文观测设施在中国如雨后春笋般涌现,中国天文学终于在国际舞台上有了一席之地。
尽管如此,中国天文学家面临的发展危机似乎从未消失。
“几个天文台之间有一个主任联席会议,讨论和协商中科院天文领域的公共和* * * *事务。”中国科学院天文科学中心主任、国家天文台党委书记、LAMOST科学委员会主任赵刚坦言,“但当时没有常态化机制。作为一个学科整体,中科院天文单位还缺乏统筹管理的资源和制度支持。”
赵刚的感觉源于天文学的特殊性。
在很多人的脑海里,一提到天文学,似乎就会浮现出“一壶清酒,仰望星空”的诗意画面。
事实上,近十年来,天文竞争的症结已经变成天文观测设备的竞争。
作为一门实验科学,随着重大天文观测装置的不断升级,国际主流的先进天文研究模式已经进入大科学研究时代,即依托重大天文观测装置的前沿科技研究,不断催生重大天文发现,不断创新人类对宇宙的认识。
据统计,近年来最重要的研究成果大多来自于依托重大天文观测装置的观测和研究。
2009年至2013年在国际天文领域发表的论文按被引频次排序。前0.1%的论文(81%)大部分是基于主要的天文观测装置。
“世界各国为了追求更高的灵敏度、更高的空间/时间/光谱分辨率和更大的视场,花费数亿甚至数十亿美元建设各种重大的地面和空间天文观测设施。”天文科学中心副主任、紫金山天文台台长常进评价说,“简单来说,谁想比别人看得更多、更远、更暗、更清晰,就必须有更先进、更灵敏的望远镜。天文学确实变得越来越昂贵,越来越依赖大型设备。这就是这个学科的特点。”
“天文观测需要时间域、空间域和基线长度,这使得天文学成为最具互动性和国际化的学科之一。现代天文观测设备价格昂贵,技术先进,系统复杂,在世界各地寻找最佳观测场地进行建设。”天文科学中心副主任、上海天文台台长沈志强介绍了国际合作对天文学的特殊意义。“以人类捕捉到的第一张黑洞照片为例,中国正在通过国际合作参与观测。天文科学中心是中国参与这一国际合作的重要资金渠道之一。”
但由于历史原因和体制限制,国家天文台、紫金山天文台、上海天文台都是独立法人,无形中筑起了一系列壁垒。
“一个单位实施包括自身在内的整体管理,既是运动员又是裁判员。”
“各单位规划未来发展相对独立,缺乏整体规划和顶层设计。”
“人力财力相对分散,没有* * *享受,影响集中精力办大事。”
“每台设备都有自己独立的运维团队,实力不均衡。”
“在一些技术研发平台中,各单位之间低水平重复建设、重复购买的现象屡有发生。”
“装置、平台、科研之间没有紧密结合,很难形成统一的有机创新链。”
……
随着时间的推移,各种质疑和疑问接踵而至,天文学家越来越觉得自己不能再睡在功劳簿上了。他们必须再次做出选择。
快速全景
“天文台系统的力量是统一的”
“改革是真正的挑战,也是发展的机遇。挑战无法回避,机遇稍纵即逝。”在2014的一次会议上,中科院院长白春礼向全院发出呼吁——
不改革就没有“出路”,不突破就难以“率先”!
2014年,中科院启动“先行”计划,通过体制机制和政策安排的科学部署,拉开了科研院所分类改革的序幕。
接到这一消息后,国家天文台、紫金山天文台、上海天文台的负责人积极响应,第一时间讨论了改革方案。
2015 3月13日,中科院院长办公会批准启动天文科学中心筹建工作,并成立了筹备组,由时任中科院副院长王恩阁任组长,中科院有关部门工作人员和天文领域人员为筹备组成员。
他们面临的第一个问题是什么样的机构更适合。
“一开始,直觉的目标是卓越中心,因为天文学是一门非常前沿的科学。”国家天文台台长助理、基础科研部主任薛艳杰说,“但后来大家一致认为,天文学不仅仅是理论研究,科学研究越来越依赖科学仪器;学科的长远发展不能仅仅依靠传统的PI系统。卓越中心的定位实际上并不符合我们的需求。”
纵观全球,天文学先进的国家和科研机构基本都采用大科学中心的成熟模式,有一套科学整体发展和高效运行管理的机制,有几个一流的科学仪器组成的强大的分布式观测网络,有一流的运行维护、技术研发、科研团队,环环相扣。
“这种模式有利于观测装置和设备的科学有序发展和高效开放运行,进而成为重大天文发现的发源地、前沿观测技术和方法的孵化器、学科跨越式发展的驱动力。”天文科学中心综合管理部主任、战略规划办公室主任赵兵说。
以欧洲南方天文台为例。其总部设在德国,主要观测设施设在智利的lassila、Parina、Nord Chananto、Serua Amazons和其他台站。
欧南台通过组织欧洲各国政府的合作,实现了人力、财力、物力、技术和专业知识的整体整合与配置,设计建造了一批世界领先的地基天文观测设施。
该机构在国际合作中统筹和代表欧洲天文学界,协调和吸收世界创新资源,如主导欧洲甚大望远镜、共同主导世界最大毫米波/亚毫米波阵列等项目。
最终,通过一系列措施,欧洲南方天文台成功支持欧洲天文学家达到了“天文学的新高度”,与CERN、欧洲航天局一起被誉为振兴欧洲科学技术的三大制度性举措。
薛艳杰认为,“大科学中心”的模式适合中科院的这些天文单位。“早先几个单位分散,无法形成大的合力。要建立机制,把院内天文台的力量凝聚起来,集中力量用有限的资源办大事。”
针对这一提议,三家单位一拍即合。
但是,四类机构的编制是存量改革。最初的三个观测站仍然保留实体,而新成立的中心作为一个非公司单位运作。
“不要互相干涉内政,也要有一个平台和一个机制让大家坐在一起。天文学领域的大事绝不是‘为改革而改革’,而是要真正发挥大家对它的期待作用。”赵兵说。
“大家期待的角色”很快就出现了。
几年前,国家重点R&D计划“科学仪器前沿研究”征求了天文学界的意见,天文科学中心承担了统筹组织的职能。我们通过讨论,就哪些方向应该浓缩,哪些项目应该优先支持达成了* * *共识。
“如果没有这个平台,可以想象这样的项目很快就会演变成‘你争我夺’的局面。”薛艳杰坦言,“但我们整个讨论过程非常平和,大家都觉得重要的工作得到了支持。”
通过真实的项目,天文科学中心逐渐获得了天文学家和科技管理者的信任。
而这种信任甚至超越了部门的天然孤立——无论是中科院内部,还是全国高校的天文研究力量,只要有需要协商的事情,都可以提出由天文科学中心支持。
2017年10月23日,天文科学中心实验工程建设专家组验收会召开。
专家组一致认为,该中心战略定位准确,领域方向布局合理,试点建设目标全面完成,已通过验收。
随后,经过中科院13院长办公会,天文科学中心通过验收。至此,经过两年多的筹备,天文科学中心终于进入正式运营阶段。
FAST项目前首席科学家、总工程师南(左三)等在项目现场。
“5+2”的力量
天文科学中心不断探索中科院天文领域重大问题“五统筹两* * *享”机制。
“五统筹”是指团队资源统筹配置、重大设施统筹规划、重大前沿研究统筹组织、重大观测装置统筹运行和重大技术平台统筹发展,“两* * * *享”是指观测装置和技术平台的高效开放和共享。
这种治理结构和工作机制,在很大程度上使得我国天文学领域的重大问题和相关的顶层布局设计协调一致。
在装置方面,天文科学中心将我国各地正在运行、建设和规划的重大天文观测装置与我国参与运行建设的国际先进望远镜相结合,组织形成了光学/红外、射电、太阳、天体四大装置集群。
各设备集群作为一个整体运行,发挥各自的集群优势;同时,各设备集群可以联合作战,形成多频段优势互补,支撑重大天文前沿研究。
以“中国科学院天文台设备更新及主要仪器设备运行专项资金(天文金融专项)”管理为例,中心强化科学目标导向,更加注重意识强、全局性、普遍性的重大需求,强化绩效评估。赵刚说:“这是几位台湾领导人的共识。”
“整体协调不是‘撒胡椒面’。”赵兵对运营绩效评价进行了解释。“对于运行效果好、产出更科学的装置,扶持力度会大大提高;对于效果不佳、输出不理想的装置,及时转为教学、科普等其他用途,不再通过‘关停并转’的方式获得天文财政项目支持。总的原则是实现资源向重大成果产出倾斜,保证资金使用效率。”
在人才队伍建设方面,天文科学中心充分利用各类人才计划,通过引进与培养相结合的方式,逐步建立起一支结构合理的高水平科研、技术、运维管理队伍。
在FAST调试核心群体中,蒋鹏、潘高峰、岳幼玲、雷倩等一批青年人才得到了天文科学中心FAST高端用户计划优秀骨干和青年研究员特别计划的支持,他们也在改革的过程中加速成长。姜鹏现任FAST总工程师。
LAMOST高端用户计划的优秀骨干赵景坤、刘超、李海宁、袁海波、李银碧、邢、、、向,在LAMOST实现了科学突破。
“我们自己的团队里其实有很多优秀的技术人员,主要负责科学数据和设备的连接。”LAMOST运营发展中心副主任兼办公室主任王丹说,“这些人的工作其实特别关键,但他们长期为别人做嫁衣,成绩很难体现出来。”
更有甚者,由于体制机制的限制,国家重大科技基础设施、大科学工程、空间科学卫星工程运行经费中的人员经费严重不足。
FAST电磁环保中心主任、工程办公室副主任张海燕补充道,“这使得部分技术人员收入偏低,不利于保持运维、技术支持人员的积极性和稳定性。”
天文科学中心综合管理部办公室主任田斌从另一个角度坦言,“围绕科学仪器工作的科研人员还有一个特点,就是做出了非常核心的贡献,但打开简历,却发现在发表论文数量上吃了不少苦头。”
为了改变这种状况,天文科学中心成为打破“四唯”的探索者。
在推荐国家级、院级相关人才计划时,一个促优原则是优先推荐对大型装置建设和运行做出重要支持和贡献的骨干人才。
这一举措受到了研究人员的欢迎。
李勇认为,天文科学中心通过设立相应的人才计划,对这些人给予了倾斜支持,既增加了他们的收入,又增强了他们的荣誉感和归属感,对团结和稳定队伍起到了关键作用。
姜鹏觉得,天文科学中心在相关领域的科技人才储备方面发挥了重要作用。
研究人员在LAMOST镜子前合影。
伟大的中锋做伟大的事情。
4月30日凌晨,《自然-天文学》在线发表了由国家天文台牵头的中日合作研究的一项重要成果。利用LAMOST强大的巡天能力,一颗重元素(包括银、铕、金、铀等)含量超高的恒星。)在银河系中被发现,首次揭示了这类稀有恒星的吸积起源,加深了对重元素机制的认识,以便根据恒星的化学成分识别附近的矮星。
近年来,LAMOST呈现出爆发式、井喷式的科研产出趋势,搜寻奇异天体,捕捉遥远宇宙的信息,为银河系“重新画像”。
2003年起任LAMOST项目总经理,中科院国家天文台研究员赵永恒喜忧参半。
“虽然我们的工作重点之一是高效稳定地运行和维护望远镜,但仅仅满足于运行良好是不够的,还要吸引和鼓励更多的科学家和用户使用我们的数据进行研究。否则,即使是一块金子,如果没有人知道,也会蒙上灰尘。”
在中国科学院的支持下,天文科学中心实施了特别访问研究员计划,聘请国内外顶尖天文学家,围绕中心设施的建设、运行和研究开展深度合作。
中心还实施了面向高端用户的教授和优秀学者命名项目,吸引国内外高水平用户,带领团队基于LAMOST和FAST开展深入的科技研究。
截至目前,中国、美国、德国、比利时、丹麦等国家和地区的124科研机构和高校的769个用户使用LAMOST数据开展研究工作,发表了438篇显示度sci研究论文,被引用4200余次,取得了一系列有影响力的研究成果。
得益于天文科学中心的“加持”,装置集群观测能力大幅提升,重大科学成果不断涌现,开服效率更高:
-2017 11暗物质卫星“悟空”获得了世界上最精确的TeV电子宇宙线光谱,不仅扩大了科学家观测宇宙的窗口,而且对判断部分电子宇宙线是否来自暗物质起到了关键作用。
……
“其实在LAMOST刚建成的那几年,我们的压力很大。”赵永恒感慨道,“相比之下,这几年的成绩可以说是爆炸性的。这充分说明,把数据放在那里等着别人发现,和主动组织大家一起做事,效果是完全不一样的。”
经过四年的筹备和运营,中国科学院天文科学中心已经发展成为中国天文领域的一个品牌。
面向未来,天文科学中心将继续探索有利于促进重大成果产出和对外开放并高效享用的新机制,成为重大天文发现和重要天文技术突破的发源地,在建设有特色、国际知名的天文科学研究中心方面不断取得进展。
“在我国天文学科布局上,中科院具有‘设备集中、领域集中、队伍集中’的特点,是代表国家天文研究水平的‘国家队’,是引领我国天文学科发展的‘火车头’。”赵刚说,“在中国努力发展成为天文强国的道路上,天文科学中心将肩负起引领中国天文事业跨越发展的使命,这也是我们义不容辞的责任。”
中国科学报(2019-05-28第4版纪实)
请长按二维码3秒识别。