制作：中國科學(xué)院國家天文臺(tái)
監(jiān)制：中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心
圍繞中國下一代大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的爭議紛紛揚(yáng)揚(yáng)，曾經(jīng)困擾中國天文學(xué)界數(shù)年之久。剛剛，這場(chǎng)“戰(zhàn)爭”以民主的方式做了一個(gè)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(jì)劃口徑12米的“大型光學(xué)-紅外望遠(yuǎn)鏡”（LOT）的光學(xué)設(shè)計(jì)方案之爭。當(dāng)時(shí)中國天文學(xué)家依其觀點(diǎn)分裂成兩派：一派主張采用更加“獨(dú)創(chuàng)”、有很多優(yōu)良特性但被批評(píng)者認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)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(bào)道《中國的12米大口徑大望遠(yuǎn)鏡之爭，爭的是什么？》，技術(shù)討論請(qǐng)見“大型光學(xué)-紅外望遠(yuǎn)鏡科學(xué)共同之聲”網(wǎng)站）?
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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）??
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雙方一陣罕見的公開的口誅筆伐、隔空論戰(zhàn)之后，又同時(shí)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(jìn)展并不明朗。?
時(shí)間接近年終，有人預(yù)言的“天文圈內(nèi)耗恐將導(dǎo)致項(xiàng)目流產(chǎn)”眼看就要發(fā)生。?
直到12月20日，多個(gè)信源同時(shí)報(bào)告，中國天文學(xué)家以一場(chǎng)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(shí)施，由國家天文臺(tái)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(jí)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(huì)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(shí)際上，同時(shí)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(yuǎn)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(tái)興隆觀測(cè)基地，它的選址始于上世紀(jì)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(yuǎn)鏡2.16米望遠(yuǎn)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(yuǎn)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(gè)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(cè)環(huán)境已經(jīng)日益惡化。LAMOST 望遠(yuǎn)鏡的表現(xiàn)低于預(yù)期，臺(tái)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(shì)嚴(yán)峻。
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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(jí)天文臺(tái)址。從2003年開始，國家天文臺(tái)開始西部天文選址項(xiàng)目。在2010年前，選址組在物瑪、卡拉蘇等站點(diǎn)布置了氣象、視寧度等監(jiān)測(cè)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(tái)運(yùn)作必需的后勤補(bǔ)給能力。?
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隨著2010年西藏阿里獅泉河附近昆莎機(jī)場(chǎng)的通航，基礎(chǔ)設(shè)施的便利性讓獅泉河與阿里機(jī)場(chǎng)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(yuǎn)鏡先行落戶在這里，尚在監(jiān)測(cè)中的“阿里址點(diǎn)”逐步形成了一個(gè)初具規(guī)模的天文臺(tái)，也即所謂“阿里站”（巧合的是，印度天文臺(tái)就在距此111公里的一境之隔）。2012年，東亞核心天文臺(tái)協(xié)會(huì)（中、日、韓三國主要天文研究機(jī)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(jí)天文觀測(cè)臺(tái)站的候選地區(qū)。國家天文臺(tái)西部選址組組長姚永強(qiáng)甚至被吸收進(jìn)入中共阿里地委任副書記，足見當(dāng)?shù)貙?duì)阿里天文臺(tái)發(fā)展前景的看好。?
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本文提及的主要選址點(diǎn)位置（底圖來自谷歌地圖）?
但選址工作并不能被認(rèn)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(gè)山頭，仍然需要持續(xù)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)積累。?
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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(tái)選址組在不晚于2010年就開始在這里布設(shè)監(jiān)測(cè)設(shè)備，但在很長的一段時(shí)間內(nèi)，沒能連續(xù)積累觀測(cè)數(shù)據(jù)。一篇2016年底發(fā)表的文獻(xiàn)指出，當(dāng)時(shí)阿里站僅有27天的視寧度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)積累，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到確認(rèn)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(gè)大望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目都不得不因?yàn)榕_(tái)址問題而延遲甚至流產(chǎn)——這便是潛在水下的望遠(yuǎn)鏡選址問題被認(rèn)為更加危險(xiǎn)的原因。?
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其實(shí)在8月份光學(xué)設(shè)計(jì)方案爭議熱烈之時(shí)，就已經(jīng)有天文學(xué)者提出，不妨先緩建大望遠(yuǎn)鏡，等光學(xué)方案比較測(cè)試和選址數(shù)據(jù)積累兩方面取得更多進(jìn)展后再做打算——“等五年不要緊，比盲目上馬耽誤一代人要強(qiáng)”。?
讓事情有轉(zhuǎn)圜機(jī)會(huì)的，是另一個(gè)名不見經(jīng)傳的團(tuán)隊(duì)。?
原來，從事西部天文選址的，不只有國家天文臺(tái)西部選址組這一支隊(duì)伍。隸屬于國家天文臺(tái)的云南天文臺(tái)，也有自己的一支選址團(tuán)隊(duì)。?
太陽觀測(cè)一直是云南天文臺(tái)的一個(gè)招牌研究領(lǐng)域。2015年，云南天文臺(tái)在撫仙湖太陽觀測(cè)站建成的“一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡”，躋身國際三大前沿太陽觀測(cè)系統(tǒng)之一。但云臺(tái)還有一個(gè)腦洞驚人的太陽望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃：為了在有限預(yù)算下建造盡可能大口徑的太陽望遠(yuǎn)鏡，有人提出可以建造一座大口徑圓環(huán)形鏡面望遠(yuǎn)鏡——鏡面中間留個(gè)大洞，成本就下來了。這個(gè)計(jì)劃口徑達(dá)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(yuǎn)鏡”（CGST）。?
而這個(gè)大望遠(yuǎn)鏡，也需要找一個(gè)優(yōu)秀的臺(tái)址。?
云南天文臺(tái)CGST選址組負(fù)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(cuò)等位于西藏的候選臺(tái)址建站測(cè)量；2011年秋，劉煜團(tuán)隊(duì)首次進(jìn)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(tái)領(lǐng)導(dǎo)說，既然稻城白天視寧度那么好，晚上也不會(huì)差的，你們測(cè)測(cè)試試”，劉煜借來視寧度監(jiān)測(cè)儀一測(cè)，果然很好，稻城這才也被列入LOT侯選臺(tái)址。?
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稻城縣無名山2號(hào)址點(diǎn)（圖：劉煜）?
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劉煜團(tuán)隊(duì)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(cè)點(diǎn)，從2014年10月開始監(jiān)測(cè)。無名山址點(diǎn)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(gè)當(dāng)?shù)夭刈寰用裉焯焱砩鲜刂?，才頂下來的”?
這一頂，就是三年。?
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無名山選址點(diǎn)墻上的標(biāo)語（圖：辛玉新）?
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雖然理想情況下，天文選址最好有5年甚至更長時(shí)間的連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)積累，稻城也還沒有達(dá)到；但相比于截至2017年末也只有一年視寧度連續(xù)監(jiān)測(cè)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(shì)。?
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(gè)月的雨季。這讓它在與阿里對(duì)比晴夜率和水汽含量數(shù)據(jù)時(shí)不占優(yōu)勢(shì)。?
“天文望遠(yuǎn)鏡是透過大氣看天空的，因此天文臺(tái)址的選擇中壓倒一切的條件是晴夜的數(shù)量，然后可能進(jìn)一步談晴夜天空的質(zhì)量”，國家天文臺(tái)鄧?yán)畈叛芯繂T評(píng)價(jià)道。這位從事光學(xué)觀測(cè)的天文學(xué)家也曾在青海德令哈為自己的一臺(tái)小望遠(yuǎn)鏡選址，經(jīng)過幾年艱苦的測(cè)量，得出了那里雖能滿足項(xiàng)目科學(xué)目標(biāo)的要求，但仍不是一個(gè)理想的光學(xué)臺(tái)址的結(jié)論。?
另一方面，天文臺(tái)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(tái)建設(shè)運(yùn)行人員不能健康有效的工作、如果天文臺(tái)建設(shè)所需經(jīng)費(fèi)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(shì)的地方：預(yù)計(jì)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(diǎn)的車程壓縮到1個(gè)小時(shí)之內(nèi)——低海拔的后勤補(bǔ)給基地是高海拔科學(xué)臺(tái)站賴以維持的重要支撐。?
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稻城無名山與周邊城鎮(zhèn)位置示意圖（吳寧、劉煜、趙紅梅 2016）?
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??? 出于類似的考慮，中科院高能所“高海拔宇宙線觀測(cè)站”（LHAASO）、國家空間中心的“圓環(huán)陣太陽風(fēng)射電成像望遠(yuǎn)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(shì)起伏不大，附近主要的居民點(diǎn)獅泉河鎮(zhèn)海拔仍在4000米以上。?
??? 矛盾的是，越是后勤補(bǔ)給便利、適合人居的地方，一般來說居民越多、經(jīng)濟(jì)也越發(fā)達(dá)，也就越容易產(chǎn)生天文觀測(cè)嚴(yán)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(jì)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(dòng)地方經(jīng)濟(jì)。天文臺(tái)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(shí)起到保護(hù)天文臺(tái)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(zhǔn)備對(duì)城市燈光進(jìn)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(gè)選項(xiàng)。慕士塔格址點(diǎn)位于中塔邊境附近的慕士塔格峰附近，距姚永強(qiáng)團(tuán)隊(duì)最初考察時(shí)設(shè)立的卡拉蘇址點(diǎn)不遠(yuǎn)。?
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*據(jù)了解，慕士塔格的視寧度數(shù)據(jù)還在進(jìn)一步核實(shí)確認(rèn)中?
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這三個(gè)選項(xiàng)都是優(yōu)秀的天文臺(tái)址。相比之下，阿里和慕士塔格在天文觀測(cè)的氣象條件上略勝一籌，稻城在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)連續(xù)積累時(shí)長和后勤補(bǔ)給條件方面占優(yōu)。另外，稻城的緯度比另兩個(gè)站偏南一些，有助于觀測(cè)更大范圍的天區(qū)，這也是它的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。?
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(duì)22票的微弱優(yōu)勢(shì)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(shí)角度，阿里暫時(shí)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(cè)角度，我也喜歡阿里。”“阿里肯定不會(huì)被大家放棄的，其他大望遠(yuǎn)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(diǎn)附近還有一處海拔4600米的新址點(diǎn)，也在接受監(jiān)測(cè)。?
“總算看到中國大光學(xué)望遠(yuǎn)鏡 LOT 項(xiàng)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(fù)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(qiáng)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。?
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參考資料?
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吳寧、劉煜、趙紅梅 2016年11月《天文學(xué)報(bào)》第57卷第6期《川西無名山天文址點(diǎn)GIS分析研究》?
國家天文臺(tái)西部天文選址組網(wǎng)站?
大型光學(xué)-紅外望遠(yuǎn)鏡科學(xué)共同之聲網(wǎng)站?
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(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)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(tái)2013年7月13日《國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)：西藏阿里將建大型天文臺(tái)》?
中國共產(chǎn)黨阿里地區(qū)委員會(huì)網(wǎng)站2017年2月5日《中共阿里地區(qū)委員會(huì)》?
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(huì)戰(zhàn)》?
中國統(tǒng)計(jì)出版社，《中國2010年人口普查資料》?
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其余數(shù)據(jù)、資料來自匿名信源或采訪。?
果殼科學(xué)人編輯水白羊?qū)Ρ疚囊嘤胸暙I(xiàn)。?
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