新華社北京11月30日電題：“搭便車”的歷史偶遇——暗物質(zhì)衛(wèi)星“悟空”首席科學(xué)家常進的20年求索

新華社記者陳芳,、蔣芳,、董瑞豐

2017年11月30日，《自然》發(fā)表了悟空的首批重要成果,?！吧衬敝獾摹帮L(fēng)光旖旎”,，被中國人掀開一角。中科院院長白春禮說,，中國科學(xué)家已經(jīng)從自然科學(xué)前沿重大發(fā)現(xiàn)和理論的學(xué)習(xí)者,、繼承者、圍觀者,，逐漸走到舞臺中央,。

“搭便車”邁出第一步

如今在網(wǎng)絡(luò)上搜索常進的名字，暗物質(zhì)是排第一的關(guān)聯(lián)詞,。其實,，二者相遇頗為巧合,。

從中國科大近代物理系畢業(yè)后，常進在位于南京市的紫金山天文臺研究了二十多年的宇宙高能電子,、高能伽馬射線,。然而，高能粒子并不像名字聽起來那樣“高能”,，因流量太弱唯有高性能探測器才有機會觀測它們,。

20年前，我國在該領(lǐng)域的研究幾近荒漠,。常進想要走出“沙漠”,，似乎只剩下“搭便車”一條路。

1997年,，美國宇航局在南極開展了一個名為“ATIC”（先進薄電離量能器）的氣球探空項目,，用來觀測宇宙線。遠在中國的常進研究發(fā)現(xiàn),，“ATIC”只觀測宇宙線,？太浪費了！

“我直接給項目首席發(fā)郵件提建議,。一開始美國人看不起我,，我就用了一年多反復(fù)驗算、證明,，說服他們,。運氣很好，氣球放上天就發(fā)現(xiàn)了高能段的流量‘超出’,?！比缃裾f起這段往事，常進有些輕描淡寫,。

常進的師弟,，也是“悟空”的科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計師伍健卻至今還會感慨：“很多人說他運氣好，一下就找到了捷徑,。但很少有人去想,，一個中國普通研究員，不出一分錢的探測器,，如何打動了一個國外主導(dǎo)的項目?！?/p>

2000年底,，重達兩噸的ATIC觀測設(shè)備在南極升空，并在離地面37公里的高空完成了人類對高能電子的首次成功觀測,。依靠常進的建議,，得到了該項目最有價值的發(fā)現(xiàn)：“超”——高能電子流量在3000-8000億電子伏特能量區(qū)間超出理論模型的預(yù)計流量,。

2008年11月20日，以常進作為第一作者的論文《宇宙電子在3000-8000億電子伏特能量區(qū)間發(fā)現(xiàn)“超”》發(fā)表在《自然》上,。這是科學(xué)家第一次發(fā)現(xiàn)宇宙高能電子異常,，使得人們認(rèn)識到探測高能電子意義重大。

“氣球試驗是我進入這個領(lǐng)域最關(guān)鍵的一步,?！背＿M表示，雖然與空間衛(wèi)星相比,，氣球試驗觀測結(jié)果精度不是很高,，本底也很大，但關(guān)鍵的是找到了一種觀測高能電子和伽馬射線的簡單方法,，不需要特別昂貴的探測器,，國內(nèi)也可以干。

“天上不會掉餡餅”

在“悟空”首批成果發(fā)布會上,，媒體記者追問：“常首席,，悟空的這些成果分別發(fā)現(xiàn)于什么時間？能具體給捋一捋時間線嗎,？”常進躊躇了一會兒說：“就是沒日沒夜地干,，真記不清了?！?/p>

中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心主任吳季卻還記得,，12年前，在一臺DOS系統(tǒng)的電腦屏幕前,，年輕的常進向他展示“超出”圖像時激動的表情,。“他跟我說,，如果我能做一個更大的探測器放在空間,，一定能發(fā)現(xiàn)了不起的風(fēng)景?！?/p>

在紫金山天文臺暗物質(zhì)衛(wèi)星實驗室,，暗物質(zhì)衛(wèi)星的圖文張貼在過道的墻上，常進每天上班下班都要看上幾遍,?！皵]起袖子加油干，天上不會掉餡餅,?！背＿M說，這句話就是他的座右銘,。

——從南極發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)存在“異?！?，到2008年發(fā)出論文，常進經(jīng)歷了7年無休無止的數(shù)據(jù)分析,。

ATIC是一個氣球試驗,，相比現(xiàn)在的空間設(shè)備，太簡單了,，加上原初的科學(xué)目標(biāo)根本不是電子,，用來觀測高能電子存在許多問題，困難很大,?！澳切┪唇庵i整天在腦子里抓著、撓著,，他根本就不休息,。”常進的夫人是腦科醫(yī)生,，一度發(fā)現(xiàn)自己的丈夫神情恍惚,，嘴里總在嘀咕，突然之間說有了一個新的“idea”,，然后馬上跑到實驗室編一個程序來演算,。

——從找到暗物質(zhì)探測的“鑰匙”，到2015年底“悟空”發(fā)射成功,，又是10年百折不撓的技術(shù)攻關(guān),。

悟空團隊骨干郭建華說還記得為衛(wèi)星奔波的幾年，常進帶領(lǐng)大家不斷攻關(guān)創(chuàng)新,，找到了最經(jīng)濟適用的技術(shù)路線,。對比來看，“悟空”的研制費用僅是美國FERMI望遠鏡和阿爾法磁譜儀的1/7和1/20,。

悟空團隊骨干胡一鳴說：“他總是反復(fù)強調(diào),，我們是和世界上最厲害的一幫人競爭，我們比他們聰明,？不可能,。只有肯吃苦，比他們多花幾倍的時間和精力,，也許還有一點機會,。”

——此后的進度被按下了“快進鍵”,，“悟空”從正常運轉(zhuǎn)到取得首批成果,，只用了不到2年。

早上醒來先看前一天衛(wèi)星數(shù)據(jù)的總結(jié)報告，每晚看完當(dāng)天已下載數(shù)據(jù)分析才能入眠,。“我出生在江蘇泰興一個普通的農(nóng)民家庭,，父親在世時一年大概能掙兩三萬元,，而一顆衛(wèi)星的造價則是7億元?！背＿M說,，空間試驗沒有任何改正錯誤的機會，一個很小的錯誤都可能造成衛(wèi)星失敗,，幾百人多年的努力就白費了,，所以我們每個人必須對得起國家的這份信任與支持，對得起團隊多年的努力,，認(rèn)真負(fù)責(zé)地干好自己的事情,。

科學(xué)探索有苦，但更多的是樂趣

年輕時就愛琢磨宇宙的常進經(jīng)常會提及愛因斯坦的一句話：宇宙中最不可理解的事,，是宇宙居然是可以理解的,。但他隨即又加了后半句：“宇宙現(xiàn)在仍然是不可理解的?！?/p>

“悟空”的首批成果表明,，“沙漠”之外還有風(fēng)光旖旎。暗物質(zhì)有何利用前景,？是不是能源,？會不會找到外星人？……一個個問題向常進拋來,。

“悟空在1.4萬億電子伏特處,，確實發(fā)現(xiàn)了異于正常能譜的超高能電子，但積累的樣本數(shù)量還不夠,，還沒有完全排除統(tǒng)計漲落,。我們需要時間，也需要一點幸運,?！背＿M說。幸運的是,，國家目前正加大對科技的投入,，加上多年堅持的人才政策，中國正處于科學(xué)發(fā)展的黃金時代,。

人類對暗物質(zhì)的孜孜以求究竟能換來多少看得見摸得著的改變,？對于常進和他的團隊來說，走出人類認(rèn)知局限的“沙漠”原本就是驅(qū)動他們投身科學(xué)的“初心”,，在這條路上,，有苦,，但更多的是樂趣。（完）