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对话中国天眼FAST首席科学家李菂—— 不断进步的天文设备正在重塑人类的宇宙观 ——第二十二期“科学连线”活动成功举办

3月25日14:00,“科学连线”系列直播第二十二期如期举办。本期活动的主讲嘉宾是中国国家天文台FAST首席科学家李菂,他围绕“聒噪的宇宙——不断进步的天文设备正在重新塑造人类的宇宙观”这一主题与网友们分享了人类宇宙观的建立过程,现代科学中的基本认知对于探测手段的依赖,参与大装置规划建设的经验和体会。同时,活动还邀请之江实验室研究专家冯毅博士作为对谈嘉宾和“云游实验室”嘉宾,他与网友们在线分享了智能计算数字反应堆的研究布局及进展,并与智能感知实验室群的科研人员进行互动,展现前沿科技动态和科研成果。

演讲直播画面

李菂老师的演讲从一次罕见的快速射电暴(FRB)说起,说它罕见,是因为受限于当时的观测条件以及数据处理能力。这也正是此次主题的核心——新装置、新设备拓宽了人类的认知边界,也改变了人类对于世界的理解。

宇宙中有一种神秘的、非常短暂、非常明亮的射电源,通常只持续几毫秒,但释放的能量大约相当于太阳在一年里所释放的能量,它们也因此被形象地比喻为“宇宙中的闪光灯”。快速射电暴(FRB)已经成为引力波之后另一项吸引天文学家的新热点,而促成这一热潮的原因之一就是中国天眼的加入。

FAST的出现不是偶然,而是一种必然。作为承前启后的一类天文观测装置,FAST不仅接过了阿雷西博望远镜的接力棒,也全面超越了前者。在中国特有的建设速度以及国内外各方专家的支持下,迅速建成并很快就取得了观测成果。快速射电暴(FBR)的观测也成为目前天眼的主要工作之一。作为脉冲星的延伸研究方向,对于快速射电暴(FBR)研究的冲动,让我们对于宇宙的认识又往前走了一步。

对谈与问答环节

演讲结束后,李菂老师与榕哥共同连线冯毅老师并在线对谈。作为中国科技馆的科普主持人,榕哥提出了一系列既是科普人也是网友们共同关心的问题。比如:新理论和新装置哪个先有,这是个先有鸡还是先有蛋的问题吗?FAST与阿雷西博的差别在哪儿?会不会也会像阿雷西博那样遭遇意外?有相关预案吗?

李菂老师回答道:一般来说,还是先有新设备,有了新的观测设备才会促使人们有一探究竟的冲动,才会有总结性的理论出现。只有极少数情况会显得理论略微超前。但其实没有新现象的刺激,这些理论也不会从我们的头脑中闪现。至于FAST与阿雷西博的差别,更多体现在设计思路上,中国人设计的独特抛物面解决了馈源仓巨大的难题,相比起阿雷西博重达300吨的的馈源仓,FAST的馈源仓只有30吨,所以大概率不会重蹈阿雷西博因意外损毁的覆辙。而且,阿雷西博也已经服役了50多年,已经圆满完成了它的使命。

榕哥又问道,关于FAST数据采集有没有方向性?作为开放性的平台该如何利用?FAST的 分析对于算力有没有要求?普通的计算机行不行?人工智能对于数据分析有作用吗?

李老师和冯老师的回答有些出人意料,居然是丰俭由人。我们既需要用超算处理海量数据,也可以根据自己研究的方向自己设计程序,用普通微机即可。所以国内外的科学家可以根据自己需要,向FAST提出共享数据的申请。只不过,冯老师介绍,天眼产生的数据都是pb量级的,这些数据靠光纤传输效率太低了,他们日常交换数据基本采用快递硬盘的方式。

观看直播的网友们也向两位老师提出了他们关心的问题,例如,为何天文学家如此关注脉冲星?天眼脏了怎么擦洗?

李老师回答道,科学家对于各种现象都充满了好奇,不是我们选择看什么,而是我们能看到什么。作为能够稳定、规律发出无线电信号的脉冲星,显然是个非常好的研究对象。毕竟观测现象可重复,才更有持续研究的意义。至于天眼的清洗,其实是用气球吊着清洁人员进行清扫。同时天眼本身的设计也并不需要一尘不染。

云游实验室

对谈结束后,直播镜头跟随冯毅老师来到了“云游实验室”环节,他带领网友们参观了之江实验室主要园区、计算与数据中心以及量子传感研究中心光动量实验室。

在计算与数据中心,之江实验室总工程师赵志峰介绍了智能计算数字反应堆的总体架构、物理形态、功能形态及重大应用;智能计算平台研究中心高级工程专家唐进介绍了数字反应堆计算基因平台的建设进展及应用展望。据介绍,智能计算数字反应堆将以大规模、高等级计算与数据中心为依托,聚合智能超算、智算集群、类脑计算、图计算等算力资源(协同整合算力10Eflops),在智能化数字反应堆引擎推动下,促进跨学科、多行业、多模态数据产生聚变式与裂变式 “反应”,为科学发现、数字经济、社会治理等方面的重大应用提供支撑。

光动量实验室

在光动量实验室,量子传感研究中心高级研究专员高晓文介绍了极弱力探测装置的工作原理及其应用前景。据介绍,课题组搭建了高真空光阱稳定悬浮、亚皮米级三轴解耦位置探测、毫开尔文级敏感单元质心运动冷却等一系列关键技术研究平台。2021年度,课题组科学装置的力探测灵敏度指标提升一个量级,达到1.7×10-20N/Hz1/2。他们的研究成果将能够支撑暗物质、引力波等前沿科学研究以及国家需求应用。

本次活动由中国数字科技馆网站、百家号、微博、知乎、西瓜视频、哔哩哔哩等多家流量媒体同时直播。

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