圍繞中國下一代大型光學(xué)望遠鏡的爭議紛紛揚揚，曾經(jīng)困擾中國天文學(xué)界數(shù)年之久。剛剛，這場“戰(zhàn)爭”以民主的方式做了一個了結(jié)。

在今年8月就曾經(jīng)引爆天文人朋友圈的一次“戰(zhàn)役”，是計劃口徑12米的“大型光學(xué)-紅外望遠鏡”（LOT）的光學(xué)設(shè)計方案之爭。當(dāng)時中國天文學(xué)家依其觀點分裂成兩派：一派主張采用更加“獨創(chuàng)”、有很多優(yōu)良特性但被批評者認為風(fēng)險難以承受、有一些固有缺陷的“四鏡”方案；另一派主張采用更為成熟、經(jīng)典、在國際上廣為接受的“三鏡”方案。（詳見本專欄此前報道《中國的12米大口徑大望遠鏡之爭，爭的是什么？》，技術(shù)討論請見“大型光學(xué)-紅外望遠鏡科學(xué)共同之聲”網(wǎng)站）

爭議白熱化期間，一些青年天文人發(fā)出的一封公開信（局部截圖）

雙方一陣罕見的公開的口誅筆伐、隔空論戰(zhàn)之后，又同時偃旗息鼓，讓爭議重新轉(zhuǎn)入幕后。此后偶有小道消息傳出，但爭議解決的具體進展并不明朗。

時間接近年終，有人預(yù)言的“天文圈內(nèi)耗恐將導(dǎo)致項目流產(chǎn)”眼看就要發(fā)生。

直到12月20日，多個信源同時報告，中國天文學(xué)家以一場高規(guī)格的投票表決做出了斷。據(jù)悉這次表決由中科院主管部門建議實施，由國家天文臺出面組織。參與表決的專家共有約50人，經(jīng)正研究員以上級別的中國天文學(xué)家推選產(chǎn)生，囊括大部分中國天文學(xué)會理事及一些青年學(xué)術(shù)新星。

表決過程難窺其詳，結(jié)果直截了當(dāng)：四鏡方案以26:21勝出。

如果投票結(jié)論有效，中國天文學(xué)界可說是成功排除一枚地雷。

實際上，同時排除的還有另一枚潛在破壞力更為巨大的炸彈：這架大望遠鏡的選址難題。

我國目前最大的光學(xué)天文基地是位于河北承德興隆縣燕山之巔的國家天文臺興隆觀測基地，它的選址始于上世紀60年代；改革開放后十年，這里成為我國前任最大光學(xué)望遠鏡2.16米望遠鏡的安身之處；十年前，這里又落成了世界上光譜獲取效率最高的郭守敬望遠鏡（LAMOST）。然而，興隆基地處在北京、天津、承德、興隆縣城、附近礦區(qū)乃至山腳下一個小小村落光污染的包夾中，近年來隨著城市大舉發(fā)展和霧霾的泛濫，觀測環(huán)境已經(jīng)日益惡化。LAMOST 望遠鏡的表現(xiàn)低于預(yù)期，臺址狀況的惡化占了很大一部分因素。

興隆站周邊光污染蔓延形勢嚴峻。截圖來自 lightpollutionmap.info 網(wǎng)站

中國西部擁有廣袤的高原，中國天文學(xué)家長久以來期待能在青藏高原的綿綿群峰中，找到那么一座可以比肩夏威夷莫納克亞、智利阿塔卡馬的世界級天文臺址。從2003年開始，國家天文臺開始西部天文選址項目。在2010年前，選址組在物瑪、卡拉蘇等站點布置了氣象、視寧度等監(jiān)測設(shè)備（視寧度是天文學(xué)中用以衡量大氣穩(wěn)定程度的指標(biāo)）。其中阿里地區(qū)東部的物瑪站曾一度以其優(yōu)越的氣象條件備受青睞，只是這里“方圓幾百里內(nèi)沒有人煙”，無法提供天文臺運作必需的后勤補給能力。

隨著2010年西藏阿里獅泉河附近昆莎機場的通航，基礎(chǔ)設(shè)施的便利性讓獅泉河與阿里機場之間的一片山巒脫穎而出，成為西部天文選址中最受矚目的目標(biāo)。一系列小望遠鏡先行落戶在這里，尚在監(jiān)測中的“阿里址點”逐步形成了一個初具規(guī)模的天文臺，也即所謂“阿里站”（巧合的是，印度天文臺就在距此111公里的一境之隔）。2012年，東亞核心天文臺協(xié)會（中、日、韓三國主要天文研究機構(gòu)組成）宣布，阿里地區(qū)西南部將成為東亞各國聯(lián)合建設(shè)世界級天文觀測臺站的候選地區(qū)。國家天文臺西部選址組組長姚永強甚至被吸收進入中共阿里地委任副書記，足見當(dāng)?shù)貙Π⒗锾煳呐_發(fā)展前景的看好。

本文提及的主要選址點位置（底圖來自谷歌地圖）

但選址工作并不能被認為已經(jīng)大功告成：受地形影響，即使是鄰近的同一片區(qū)域內(nèi)，不同山頭之間的視寧度也可能相差一倍以上。而找到最合適的那個山頭，仍然需要持續(xù)的實測數(shù)據(jù)積累。

而這正是阿里站的軟肋。

由于海拔5100米的阿里站條件極其艱苦，雖然國家天文臺選址組在不晚于2010年就開始在這里布設(shè)監(jiān)測設(shè)備，但在很長的一段時間內(nèi)，沒能連續(xù)積累觀測數(shù)據(jù)。一篇2016年底發(fā)表的文獻指出，當(dāng)時阿里站僅有27天的視寧度實測數(shù)據(jù)積累，遠遠達不到確認選址的最低要求。

如果這一情況得不到立即的改善，無論三鏡、四鏡，整個大望遠鏡項目都不得不因為臺址問題而延遲甚至流產(chǎn)——這便是潛在水下的望遠鏡選址問題被認為更加危險的原因。

其實在8月份光學(xué)設(shè)計方案爭議熱烈之時，就已經(jīng)有天文學(xué)者提出，不妨先緩建大望遠鏡，等光學(xué)方案比較測試和選址數(shù)據(jù)積累兩方面取得更多進展后再做打算——“等五年不要緊，比盲目上馬耽誤一代人要強”。

讓事情有轉(zhuǎn)圜機會的，是另一個名不見經(jīng)傳的團隊。

原來，從事西部天文選址的，不只有國家天文臺西部選址組這一支隊伍。隸屬于國家天文臺的云南天文臺，也有自己的一支選址團隊。

太陽觀測一直是云南天文臺的一個招牌研究領(lǐng)域。2015年，云南天文臺在撫仙湖太陽觀測站建成的“一米新真空太陽望遠鏡”，躋身國際三大前沿太陽觀測系統(tǒng)之一。但云臺還有一個腦洞驚人的太陽望遠鏡計劃：為了在有限預(yù)算下建造盡可能大口徑的太陽望遠鏡，有人提出可以建造一座大口徑圓環(huán)形鏡面望遠鏡——鏡面中間留個大洞，成本就下來了。這個計劃口徑達到8米、寬1米的巨大環(huán)形鏡面，被命名為“中國巨型太陽望遠鏡”（CGST）。

而這個大望遠鏡，也需要找一個優(yōu)秀的臺址。

云南天文臺CGST選址組負責(zé)人劉煜向本專欄介紹，CGST的選址工作從2009年底開始，也曾在阿里、納木錯等位于西藏的候選臺址建站測量；2011年秋，劉煜團隊首次進入川西的稻城地區(qū)；2013年7月之后他們將這里選為CGST選址的主攻方向。

“后來國臺領(lǐng)導(dǎo)說，既然稻城白天視寧度那么好，晚上也不會差的，你們測測試試”，劉煜借來視寧度監(jiān)測儀一測，果然很好，稻城這才也被列入LOT侯選臺址。

稻城縣無名山2號址點（圖：劉煜）

劉煜團隊在稻城縣城西北25公里的桑堆鄉(xiāng)旁邊的“無名山”設(shè)置了兩處選址監(jiān)測點，從2014年10月開始監(jiān)測。無名山址點海拔超過4800米，比起阿里不遑多讓，工作環(huán)境也非常艱苦，“我們除了自己人蹲守，還聘了六七個當(dāng)?shù)夭刈寰用裉焯焱砩鲜刂?，才頂下來的”?/p>

這一頂，就是三年。

無名山選址點墻上的標(biāo)語（圖：辛玉新）

雖然理想情況下，天文選址最好有5年甚至更長時間的連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)積累，稻城也還沒有達到；但相比于截至2017年末也只有一年視寧度連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的阿里站，稻城在數(shù)據(jù)積累方面占據(jù)了優(yōu)勢。

很明顯，稻城不是完美的。它最大的問題是，每年夏季受西南吹來的印度洋暖濕氣流影響，有兩三個月的雨季。這讓它在與阿里對比晴夜率和水汽含量數(shù)據(jù)時不占優(yōu)勢。

“天文望遠鏡是透過大氣看天空的，因此天文臺址的選擇中壓倒一切的條件是晴夜的數(shù)量，然后可能進一步談晴夜天空的質(zhì)量”，國家天文臺鄧李才研究員評價道。這位從事光學(xué)觀測的天文學(xué)家也曾在青海德令哈為自己的一臺小望遠鏡選址，經(jīng)過幾年艱苦的測量，得出了那里雖能滿足項目科學(xué)目標(biāo)的要求，但仍不是一個理想的光學(xué)臺址的結(jié)論。

另一方面，天文臺不是真空中的球形雞，它的建設(shè)不能擺脫兩樣最根本的因素：人和錢。如果天文臺建設(shè)運行人員不能健康有效的工作、如果天文臺建設(shè)所需經(jīng)費過高，再理想的天文、氣象條件也難以得到利用。

這是稻城再度顯示優(yōu)勢的地方：預(yù)計2020年建成的549國道將連接無名山腳下的桑堆鄉(xiāng)和42公里外的鄉(xiāng)城縣香巴拉鎮(zhèn)，這條公路將把無名山與這處海拔僅有2800米的主要居民點的車程壓縮到1個小時之內(nèi)——低海拔的后勤補給基地是高海拔科學(xué)臺站賴以維持的重要支撐。

稻城無名山與周邊城鎮(zhèn)位置示意圖（吳寧、劉煜、趙紅梅 2016）

出于類似的考慮，中科院高能所“高海拔宇宙線觀測站”（LHAASO）、國家空間中心的“圓環(huán)陣太陽風(fēng)射電成像望遠鏡”均已選擇落戶稻城。這些大科學(xué)裝置還可以通過共用基礎(chǔ)設(shè)施互相支持。

相比之下，阿里地區(qū)整體海拔較高，山勢起伏不大，附近主要的居民點獅泉河鎮(zhèn)海拔仍在4000米以上。

矛盾的是，越是后勤補給便利、適合人居的地方，一般來說居民越多、經(jīng)濟也越發(fā)達，也就越容易產(chǎn)生天文觀測嚴重厭惡的光污染。所以天文學(xué)家往往希望找到基礎(chǔ)設(shè)施便利，卻人煙稀少、經(jīng)濟發(fā)展緩慢的地方；相反的，地方政府往往希望靠天文科研事業(yè)和星空旅游拉動地方經(jīng)濟。天文臺址的選定、發(fā)展乃至最終廢棄的歷程，總是在這些不同利益訴求糾結(jié)地相克相生之中發(fā)展。

好在目前阿里和稻城兩地政府都在積極與天文學(xué)家合作，尋求共贏的解決方案：2014年，同時起到保護天文臺夜天光環(huán)境和吸引游客作用的阿里暗夜公園掛牌成立；稻城縣政府也已開始著手準備對城市燈光進行管制。

最終遞到投票專家面前的，是阿里、稻城、慕士塔格三個選項。慕士塔格址點位于中塔邊境附近的慕士塔格峰附近，距姚永強團隊最初考察時設(shè)立的卡拉蘇址點不遠。

據(jù)了解，慕士塔格的視寧度數(shù)據(jù)還在進一步核實確認中

這三個選項都是優(yōu)秀的天文臺址。相比之下，阿里和慕士塔格在天文觀測的氣象條件上略勝一籌，稻城在監(jiān)測數(shù)據(jù)連續(xù)積累時長和后勤補給條件方面占優(yōu)。另外，稻城的緯度比另兩個站偏南一些，有助于觀測更大范圍的天區(qū)，這也是它的一個優(yōu)勢。

據(jù)信源透露，在第一輪投票中，稻城拿到19票位居首位，慕士塔格和阿里分別拿到17票和10票。阿里站被淘汰后，第二輪投票中，稻城以23票對22票的微弱優(yōu)勢勝出。

“獲勝”的劉煜沒有沾沾自喜：“這次投票結(jié)果只是從現(xiàn)實角度，阿里暫時被放在后面，如果以后條件成熟，阿里依然沒問題。從天文觀測角度，我也喜歡阿里?！薄鞍⒗锟隙ú粫淮蠹曳艞壍模渌笸h鏡仍然可以放在那里的。”

據(jù)了解，阿里站已經(jīng)建成的址點附近還有一處海拔4600米的新址點，也在接受監(jiān)測。

“總算看到中國大光學(xué)望遠鏡 LOT 項目在停止不前數(shù)月后又開始前行！雖然遺憾仍在，但必須負重前行，同志更需努力！不管三鏡四鏡，有勝過無！無任稻城阿里，西強于東！”北大天文學(xué)系前系主任吳學(xué)兵在微博上總結(jié)道。

（完）

參考資料

吳寧、劉煜、趙紅梅 2016年11月《天文學(xué)報》第57卷第6期《川西無名山天文址點GIS分析研究》

國家天文臺西部天文選址組網(wǎng)站 http://sitesurvey.bao.ac.cn/

大型光學(xué)-紅外望遠鏡科學(xué)共同之聲網(wǎng)站 https://lot-community-voice.github.io

上官晉沂等，2017年8月7日《青年天文工作者就大型光學(xué)紅外望遠鏡設(shè)計方案的公開信》

Sasaki et al. 2015, PKAS, 30, 699 Weather Characteristics At Observatory Candidate Sites In West Tibet

法國國際廣播電臺2013年7月13日《國際天文學(xué)聯(lián)合會：西藏阿里將建大型天文臺》

中國共產(chǎn)黨阿里地區(qū)委員會網(wǎng)站2017年2月5日《中共阿里地區(qū)委員會》

甘孜新聞網(wǎng)2016年9月8日《甘孜州全面打響第三輪交通大會戰(zhàn)》

中國統(tǒng)計出版社，《中國2010年人口普查資料》

其余數(shù)據(jù)、資料來自匿名信源或采訪。

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