痴迷“无用之用”的“追光青年”

文/张典标 完颜文豪 黄小雨

在黑暗中追寻千分之一秒间的“闪烁”，这是林琳和伙伴的工作日常。即便疫情期间也是如此。

37岁的林琳是北京师范大学天文系讲师。2020年，她和25岁的北京大学天文系博士生张春风、35岁的中国科学院国家天文台助理研究员王培等联合研究团队利用中国天眼FAST开展的一项“追光”研究，同时入选《自然》杂志和《科学》杂志年度十大科学发现。

他们追的“闪烁”是快速射电暴。它在几毫秒内释放的能量相当于5亿个太阳的能量，这是已知宇宙中无线电波段最强的爆发现象。自2007年第一次被“看见”以来，快速射电暴迅速成为天文学界“网红”。全世界的许多天文学家对此知之甚少，为它着迷。

如今，林琳和伙伴走在了研究领域最前列。快速射电暴很狡猾，能不能“追”得上相当程度上还是“靠天吃饭”。不过，有意思的是，此次他们的研究入选，是因为没有“追”着。

“靠单干出成绩的时代过去了”

回想起“追光”的那几天，作为论文第一作者的林琳，还记得萦绕在脑中的那种不真实感。

那是2020年4月28日早上5点多，林琳被自己两岁的儿子吵醒，迷迷糊糊中看到手机上一条快报消息：3个小时前，银河系内的一颗磁星开始活动。

“追光人”展示发表在《自然》的论文，图中从左到右分别是王培、林琳和张春风 （图/北京师范大学官网）

正是林琳一直“盯”着的那颗星！她立马一个激灵抖擞起来。按照现有的理论推测，快速射电暴可能来自于磁星活动，而磁星活动伴随着X射线及伽马射线的高能量电磁辐射爆发。

林琳立即联系了天眼FAST重大优先项目协调人，申请紧急用天眼“监视”那颗星。3个小时后，天眼盯着那颗磁星看了1个小时。同一时间内，美国的费米卫星也观测到了来自这颗磁星的29个伽马射线暴。按理论模型，这意味着有29个快速射电暴。

拿到天眼数据的那个早上，张春风“焊”在电脑前，他要从海量数据中挖出“闪烁”。“难度相当于在15千米长的路上找到一只身长只有5毫米的黑蚂蚁。而这条路上布满了千万只各种各样的蚂蚁干扰你。”

第一次处理完数据，已经是几个小时后。张春风没敢缓气，反而更紧张，他没有找到任何快速射电暴的痕迹。而有消息称，在另外一个时间，加拿大CHIME望远镜和美国的STARE2望远镜都探测到了来自那颗磁星的一个快速射电暴。张春风的心一直悬在空中。

经过反复检查，张春风还是没找到那只“蚂蚁”。没多久，王培团队的独立分析也做出了同样的判断。张春风的心从紧张立马变成兴奋，“就像过山车一样”。

这是一个新发现！这次磁星爆发活动只产生了一个快速射电暴。

“不会错的！”张春风的自信来自于天眼。中国天眼的灵敏度是目前单口径望远镜中最高的，能发现别的望远镜所看不到的微弱东西。

从2020年4月28日观测到5月8日投稿，他们只花了10天。团队成员分属不同单位，甚至林琳、张春风和王培等人此前压根没见过面。

“这次是集团冲锋的胜利，天文学靠单干出成绩的时代已经过去了。”王培解释，过去受限于设备和历史条件，每个人都在自己的一亩三分地里单干，现在的技术发展趋势要求对天体进行多个层面的研究，而这绝不是一个人能做到的。这篇文章的合作者既有来自中国科学院上海天文台、南京大学、中国科学院紫金山天文台等10多家国内科研机构，也有来自国外的科研机构。

2020年11月4日，《自然》同时刊发了包括这篇文章在内的三篇研究论文。三篇文章合力说明了“闪烁”的背后可以是磁星。王琳说：“前两篇国外文章在‘闪烁’和磁星之间搭了‘一座桥’，而我们借助于天眼的研究进一步说明了这座桥的一些特征。”

科研的“瘾”与“追光人”的浪漫

此次研究论文入选《自然》和《科学》年度十大科学发现，对他们来说，是对好奇心的最好奖励。

林琳对天文最初的好奇来自一本名为《千亿个太阳》的书。高中读的这本书的具体内容，她早已忘了，只记得自己被神秘宇宙的“引力”捕获，陷了进去。

而张春风迷上星空，是因为《十万个为什么》里一张图片——蓝色海王星上有一个显眼的黑斑。为什么是蓝色的？黑斑是什么？好奇的种子在那一刻被埋下。

王培属于半路出家。他原本从事核物理理论研究，他觉得自己所在的领域受制于地面实验条件，已经停滞逾10年。但很多天体却是现成的实验室，能实现地面所不具备的极端条件。通过天文观测，有可能解决物理学的基本问题。于是2014年，王培博士毕业进了中国科学院国家天文台。

“其实科研不全是外人想象的无聊、枯燥和虚无。”张春风曾把“星星的指纹”光谱图案放进玻璃里，也把“星星的声音”磁场脉冲转化为电音送人。有人说他不解风情，他得意地说：“光谱多美，脉冲多好听！这是来自宇宙的礼物，不浪漫吗？”

上学的时候，王培就佩服那些满头白发还不退休的科学家，几十年如一日沉浸在科研的世界里，却充满活力与激情。游戏娱乐这些“轻松模式”大家都爱，为什么这些白发科学家选“艰难模式”？入行越久，他越能嚼出沉浸其中的味道，以及它所带来的满足感。在王培看来，仰望星空，慢慢变老，也是一件很浪漫的事。

可以“直线超车”的时代

一次向学生介绍这次科研时，林琳说团队是“站在巨人的肩膀上”。“巨人”就是天眼FAST。

上了年纪的天文学家很羡慕林琳这一代年轻人。北京师范大学天文系主任仲佳勇记得，几十年前想做研究，国内没设备，只能去国外申请，有时还得花钱。如今的年轻天文学家赶上了可以“直线超车”的时代。

“综合国力稳步上升，国家对基础科研投入越来越大，年轻人的后顾之忧越来越少，加上有这么好的设备。现在可能不是弯道超车，而是‘直线超车’的时代。”王培觉得自己这一代天文学家很幸运，“过去一些天文学科研领域被别人牵着鼻子走，现在至少在快速射电暴的研究上，咱们走在了最前沿。”

去年疫情期间，FAST团队克服影响，依然满负荷工作。张春风说：“这也是对我们青年科研人员的督促。前沿科学竞争非常激烈，哪能有歇脚偷懒的想法。天上的星星可不歇。”

令人开心的是，林琳发现身边的人对天文学这种“无用之用”研究的兴趣越来越大，“这个研究有什么用”这样的问题越来越少。10年前，有亲戚请她预测明天的天气，让她哭笑不得。而如今，不少朋友打电话请她推荐天文望远镜。

此次论文入选《自然》和《科学》年度十大发现，林琳等人的生活没有激起太多的波澜。唯一让林琳触动的是，有一天孩子在电视上见到自己工作的画面时，一下子就认出来了，要求反复看。

“被孩子崇拜是我‘追光’的又一个动力。”林琳说，也许当时好奇心的种子也在他心里埋下了。