凝望宇宙的巨眼

中日合作的宇宙線廣延大氣簇射（即EAS）探測(cè)陣列由近800個(gè)分布在近4萬(wàn)平方米地面的閃爍探測(cè)器組成，整齊有序，猶如冷兵器時(shí)代臨戰(zhàn)的兵馬陣列。這座陣列1994年只有45個(gè)閃爍探測(cè)器，經(jīng)過三期大的擴(kuò)建，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到近800個(gè)。

“地毯”

雖然事先從資料獲知：“所謂宇宙線是來(lái)自宇宙深處的高能粒子流，并且攜帶著宏觀宇宙、微觀世界與空間環(huán)境的信息，對(duì)于科學(xué)家來(lái)說堪稱自動(dòng)上門的宇宙物質(zhì)樣品。”但在見到年逾七十的科學(xué)家譚有恒之前，我們對(duì)于什么是宇宙線仍然懵懂。

在古代世界，也許在人的渺小與空間的遼闊之間產(chǎn)生了巨大落差，使人們想到用神話來(lái)彌補(bǔ)——在羊八井宇宙線觀測(cè)站，一座中意合作的實(shí)驗(yàn)大廳便用希臘神話中巨怪“ARGO”的名字來(lái)命名。最初，我們以為這頭百眼巨怪可以作為巨型望遠(yuǎn)鏡的隱喻，但是它有更具體的含義，一般的望遠(yuǎn)鏡只能觀看一個(gè)領(lǐng)域， “ARGO”則是寬視場(chǎng)和全天候的，它觀看的范圍不僅更大，并且像巨怪永遠(yuǎn)不會(huì)全部閉上的一百只眼睛一樣，24小時(shí)不會(huì)休息。在這座巨大的高山實(shí)驗(yàn)廳里，地面上一片銀色的探測(cè)器構(gòu)成全覆蓋地毯式EAS陣列，工作人員平時(shí)便直接稱呼其為“地毯”。在中文里，把EAS陣列稱作“宇宙線廣延大氣簇射”探測(cè)陣列，就像為從天而降的宇宙線帶電粒子主動(dòng)準(zhǔn)備的傳感器，其作用是感知宇宙線的到來(lái)。

“地毯”上面架設(shè)的木板作為陣列中的步行通道。當(dāng)我們踩著木板跟隨譚有恒置身于“ARGO”內(nèi)部，仿佛進(jìn)入科幻電影中某個(gè)復(fù)雜陌生的空間。“ARGO”大廳全部用輕質(zhì)、高保溫的聚氨脂彩鋼夾心板建成，在不用空調(diào)的情況下，保證探測(cè)器工作狀態(tài)長(zhǎng)期穩(wěn)定，不受到高海拔強(qiáng)烈的日夜溫差對(duì)室內(nèi)溫度的影響。

要對(duì)“地毯”的作用進(jìn)行一番交代不是件輕松的事。我們眼前遍布地面的銀色探測(cè)器，即是被稱為RPC的“高阻平板粒子探測(cè)室”，這是一種用高電阻物質(zhì)制成的厚僅2毫米的氣體室，帶電的宇宙線粒子穿過它時(shí)，將電離其路徑上的室內(nèi)氣體，從而在7000伏的均勻電場(chǎng)的加速下，形成氣體放大并產(chǎn)生流光，這樣就能在相應(yīng)位置的“感應(yīng)讀出塊”或“讀出條”上，獲取一個(gè)快速脈沖信號(hào)，從而得到在此相應(yīng)位置入射的EAS簇射粒子數(shù)目，以及到達(dá)的時(shí)間。在“地毯”全陣，安置著各種信息通道近15萬(wàn)路，硬件上對(duì)其進(jìn)行分區(qū)管理。把每12個(gè)RPC劃作一個(gè)組，歸一個(gè)“地方站”來(lái)管理。這樣一個(gè)組內(nèi)任何“讀出條”或“讀出塊”所獲得的宇宙線帶電粒子通過的訊息，都會(huì)立即被送入相應(yīng)的地方站進(jìn)行測(cè)量和緩存，再由中央指令統(tǒng)一送往中心站。全“地毯”所有這些信號(hào)都要匯集到中心站加以整理，這樣在羊八井高處，一個(gè)具體的EAS幾乎所有帶電粒子時(shí)空分布的原始數(shù)據(jù)，就會(huì)被較完整地記錄下來(lái)，這整個(gè)工作過程完全是自動(dòng)的。

在EAS陣列的心臟位置是數(shù)據(jù)采集中心站，工作人員陳文一坐在這里時(shí)，被包圍在電纜與機(jī)器中間的他顯得尤其孤寂瘦弱。自154個(gè)地方站來(lái)的信息在中心站的管理下，有序地匯集到這里，對(duì)號(hào)入座地存儲(chǔ)在專用存儲(chǔ)插件AMB板（Argo Memory Board）中；數(shù)據(jù)經(jīng)過整理后再按照一定格式，編輯成“EAS事例”，送往控制室并且寫入專用的索尼高密磁帶，或者經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)，迅速傳往北京的高能所數(shù)據(jù)中心。

譚有恒說，可以把“ARGO”看作仿佛具有生命，因?yàn)樗軌蜃詣?dòng)感覺與傳輸，并且時(shí)刻不停息地監(jiān)測(cè)天空。

最佳環(huán)境

我們提出到小鎮(zhèn)上走走，工作人員陳文一提醒我們，下午3點(diǎn)半是這里每天開始刮風(fēng)的時(shí)間。從1991年建站不久，陳文一就到羊八井觀測(cè)站工作至今。由于譚有恒需要一個(gè)可信賴的人在站里長(zhǎng)期留守，當(dāng)年高考失利后的四川廣安老鄉(xiāng)陳文一到了羊八井。直到目前，陳文一仍未成為中科院的正式員工。羊八井鎮(zhèn)上幾乎所有人都認(rèn)識(shí)陳文一，由于時(shí)常有其他國(guó)家的科學(xué)家到羊八井工作一個(gè)時(shí)期，他逐漸也能夠用英語(yǔ)同對(duì)方進(jìn)行基本交流。

當(dāng)我們走在小鎮(zhèn)惟一的一條街道上時(shí)，時(shí)間到了3點(diǎn)半，羊八井小學(xué)的上學(xué)鐘也開始敲響。氣溫開始降低，風(fēng)開始刮起來(lái)。從甜茶館傳出聲聲震耳的藏語(yǔ)版濟(jì)公歌。路邊有許多正在修建的房屋，鑿石聲充斥我們的耳朵，由于用來(lái)修建藏式房屋的花崗石有放射性，有的房屋正在刷上一層厚泥。在沒有修建房屋的地方，人們也用石灰畫出了一塊塊地基，表示自己待用的領(lǐng)地。摩托車轟鳴著來(lái)來(lái)往往。這里的小百貨商店還保持著80年代供銷社的氛圍。在這條街道上可以看到的最顯眼的建筑，是已經(jīng)廢棄的象牙黃色的大禮堂，修建并使用于80年代，現(xiàn)在它的內(nèi)部是空寂的舞臺(tái)與一排排殘破的觀眾席，以及鳥類的撲翅聲和從天頂射下來(lái)的一道道光束。

因?yàn)橛杏钪婢€觀測(cè)站和地?zé)犭娬镜拇嬖冢∩馍倘撕鸵徊糠帜撩窬奂竭@里，逐漸形成了羊八井鎮(zhèn)。當(dāng)?shù)氐牟刈迦税延^測(cè)站叫做“實(shí)驗(yàn)室”，但不了解是“實(shí)驗(yàn)”什么的，有的人隱隱約約知道它“和宇宙有關(guān)”。平時(shí)，牧民的牛羊就自由出入于露天的中日合作閃爍探測(cè)器陣列，并且從未發(fā)生過牲畜破壞探測(cè)器的事情。陳文一說，就好像牛羊自己意識(shí)到這些東西是它們不該碰的一樣。羊八井既有耕種也有放牧，由于觀測(cè)站沒有圍墻，不論是農(nóng)民還是牧民，都可以在工作時(shí)，從許多角度望見這些白色的立方體，在雪山前面的平原上整齊地?cái)[放，反射著亮光。初到西藏，乘坐火車經(jīng)由青藏鐵路路過這里的過客，也許會(huì)把遠(yuǎn)處這些白色的細(xì)點(diǎn)誤認(rèn)為羊群。

由于宇宙線能量分布極為寬闊，最高可達(dá)到最大人工加速器的十萬(wàn)倍以上。但是能量越高就越稀少，對(duì)于超高能宇宙線的探測(cè)，尺度小的空間探測(cè)器就無(wú)能為力，所以使用巨型地面探測(cè)陣列是必然之選。最初是譚有恒的朋友及同行，日本科學(xué)家湯田對(duì)他提到羊八井，向他描述了一番這里的地形優(yōu)勢(shì)與宜人氣候。1984年選址考察時(shí)，譚有恒曾經(jīng)考慮過的地方還有那曲、浪卡子等地。高至4300米的羊八井盆地，寬闊平坦的場(chǎng)地正好適于建設(shè)大規(guī)模的探測(cè)器陣列，并且氣候溫和，有國(guó)道、青藏鐵路和通訊光纜在近旁通過，與地?zé)犭姀S和中國(guó)電訊等單位、以及數(shù)千居民為鄰——這對(duì)于科研人員來(lái)說，意味著可以在這里正常生活，不需要像世界上其他的高山站那樣，要忍受非常態(tài)的生存環(huán)境。目前世界上的高山站多半地勢(shì)陡峻，而且氣候嚴(yán)酷，往往孤守在面積狹窄的山脊或者山頂，沒有就近的交通、能源與通訊設(shè)施，科學(xué)家在那里工作和生活面臨極大的困難與高昂的成本，更重要的是，無(wú)法在那里建設(shè)比較大的硬件設(shè)施。

與日本、意大利等國(guó)家的合作，使羊八井宇宙線觀測(cè)站的建立與生存成為可能，這種與國(guó)際合作為主要途徑的方式，也許可以為其他試圖開發(fā)與建設(shè)科學(xué)項(xiàng)目的人們帶來(lái)啟迪。在與譚有恒同時(shí)期申報(bào)的項(xiàng)目中，羊八井觀測(cè)站是惟一成功的一個(gè)。

目前譚有恒正在與西藏音像出版社合作，制作一部關(guān)于羊八井宇宙線觀測(cè)站的科普片。這位仍然顯得精力充沛的長(zhǎng)者，準(zhǔn)備把精力從研究轉(zhuǎn)移到科普上。在與我們的談話中，他對(duì)于向?qū)τ钪婢€完全無(wú)知的我們講解時(shí)從不顯得厭倦。他的一個(gè)設(shè)想是，希望在羊八井建立一座面向全世界開放的天文科普中心，讓全世界的人們到這里來(lái)了解宇宙。如果這個(gè)設(shè)想成真，那么我們可以想象這樣一幅圖景：許許多多的人到達(dá)羊八井，一邊浸泡著地?zé)釡厝贿呌^賞著頭頂盛大而清晰的高原星空。