為了成就掃描世界的中國巨眼

2009年6月4日，大天區面積多目標光纖光譜望遠鏡(LAMOST)通過國家竣工驗收。崔向群表示項目能獲得成功是整個團隊十多年鍥而不舍的結果，而中國科學院各級領導一直堅定地支持和指導這樣一個創新和技術難度都很大的項目，更是他們成功的根本保證。

前行：面對質疑的堅定

天文學家都知道，大天區范圍的光譜巡天是天文觀測的突破口。而實現大天區范圍內的大規模光譜測量，望遠鏡就必須具備兩個條件：口徑必須足夠大和有足夠大的視場。然而，長期以來，由于材料和工藝的限制，“大口徑和大視場難以兼備”的難題一直是天文學界無法突破的大困擾。

20世紀80年代，我國成功研制了2.16米望遠鏡后，中科院院士王綬珀看準了中國天文學應該瞄準的這個突破口，與中科院院士蘇定強在考慮下一步的中國天文大設備時，創新性地提出了LAMOST這種類型的大視場兼備大口徑的主動反射施密特望遠鏡的方案。

1993年，蘇定強致信其學生崔向群，希望她能參與這個項目。其時，崔向群正在歐洲南方天文臺參加20世紀末世界上最大的天文光學望遠鏡計劃——4臺口徑8米望遠鏡合成口徑16米望遠鏡的研制工作。1994年初，崔向群為了國家的需要，攜全家回國，開始參與LAMOST的研制工作。

回國后，崔向群擔任了LAMOST的總工程師，負責項目的立項和在預研中的技術工作，中國科技大學教授褚耀泉擔任項目首席科學家。1994年，崔向群與褚耀泉在英國劍橋大學舉行的一個天文學國際會議上報告了LAMOST科學思想和方案。

“這次會議是LAMOST在國際上產生反響的開始。”崔向群說。LAMOST前瞻性的科學思想和創新的方案得到了國際天文學界的贊許，這讓他們更加認識到了LAMOST的科學價值，也讓他們有了必須研制成功的信心和決心。

然而，隨之而來的是更大聲浪的質疑，人們大都認為連國外都研制不出來的東西，我們也很難取得成功。對于這些質疑，崔向群表示理解：“因為的確太難了!”LAMOST在口徑、視場和光纖數目三者結合上超過了所有國際上目前已完成的或正在進行的大視場多天體光纖光譜巡天計劃。其核心關鍵技術——主動光學技術和4000根光纖定位都屬國際首創；主要關鍵技術，如24塊高精度超薄六角形光學鏡面的磨制和檢測、曲率半徑一致性要求近三萬分之一的37塊球面鏡子鏡的磨制、大口徑超薄鏡面和倒掛式大口徑鏡面的精確支撐技術、40米長的光路上的氣流改善、海量光譜數據處理等也均為國際前沿。

LAMOST的團隊就像一群立下生死狀的敢死隊員，除了設法前進，別無選擇。

創新：世界天文的典范

在褚耀泉的一份PPT報告里有一幅LAMOST示意圖，通過它，我們可以清晰地看到LAMOST的結構組成：反射施密特改正鏡MA、球面主鏡MB和焦面。

在觀測過程中，天體的光經MA反射到MB，再經MB反射后成像在直徑1.75米的焦面上。主鏡MB為6.67米×6.05米，反射施密特改正鏡MA為5.72米×4.40米，其視場5度，等效通光口徑為3.6米～4.9米，在直徑為1.75米的大焦面放置了4000根光纖，由光纖將天體的光分別傳輸到焦面下面的光譜儀房內的16臺光譜儀的狹縫上，然后通過光譜儀后端高靈敏的CCD探測器獲得4000條光譜。

LAMOST最主要的技術難點就是主動光學技術和4000根光纖的定位。

崔向群說僅主動光學技術攻關就耗費了6年時間。世界上的主動光學技術要么是拼接的要么就是變形的，但LAMOST的主動光學的難點是既要變形又要拼接，這是一個相當艱難的攻關。

LAMOST實現了在一塊鏡面上(MA)同時應用薄變形鏡面和拼接鏡面的主動光學技術，在一個光學系統中同時應用兩塊大口徑拼接鏡面。而且在觀測使用中要實時依靠主動光學系統精確地變成需要的非球面——這就是薄鏡面主動光學加拼接鏡面主動光學技術。這一創新技術在國際上還沒有先例。

同類的光譜望遠鏡，世界上目前最大的光纖數也就是660根，而LAMOST創新地提出分小區、并行可控的光纖定位方案將光纖數提高了一個數量級，使其光纖數達到4000根，遠遠超過世界現有水平。

“通過LAMOST，我國的天文望遠鏡研制已經逐步走向創新發展。”褚耀泉說。LAMOST被專家稱贊為我國科技創新的典范。它是我國最大的光學望遠鏡(主鏡>6米)，是國際上最大口徑的大視場望遠鏡、國際上光譜獲取率最高的望遠鏡。其研制規模和技術難度與國際上8～10米級光學望遠鏡相當，主要關鍵技術處于國際領先水平，同時也為我國研制極大口徑望遠鏡打下了堅實基礎。

目前LAMOST已開始調試工作，明年進入試觀測，2011年開始正式觀測。崔向群也表示，今后LAMOST巡天獲得的資料將對國內外天文學界公開，這將大大推動天文學各個領域研究工作的蓬勃發展。

人才：成長中的收獲

LAMOST是國家“九五”期間投資的重大科學工程之一，1997年4月經國家計委批準LAMOST立項。項目由中國科學技術大學與國家天文臺、南京天文光學技術研究所三方共同承擔。

經過十多年的方案論證到最終批準立項，本是件令人欣慰的事情。然而這種欣慰立即被隨之而來的人才難題所取代。

20世紀90年代中期可以說是國內各學科人才斷檔的時期，各類人才青黃不接，LAMOST任務也面臨幾乎無人可挑的困境。即使是崔向群和褚耀泉當時也不過40多歲，都沒有管理大型科學項目的經驗。

“我們很多工作只能靠剛畢業的大學生和研究生來做。”崔向群說。然而，讓他們痛心的是，因為當時條件較差，幾乎90％的學生都走掉了，有的甚至連在職博士都不讀就走了。

為了解決人才稀缺的問題，他們想盡各種辦法，包括返聘退休的老專家承擔重任和帶年輕人。南京天文光學技術研究所的研究員王亞男、姚正秋、徐欣圻、陳海元、陶慶陞等都是他們返聘的專家。

“1998年到2004年是我們最困難的時期，技術攻關難題、人才青黃不接、機構調整帶來的矛盾等一系列問題都集中在這個時期，當時我們心里的苦可想而知。”崔向群說。

2004年以后，隨著國家經濟的不斷發展和中國科學院知識創新工程的不斷深入，情況逐步開始好轉。不僅中國科學院的科研環境得到很大改善，人員待遇提高，而且知識創新工程提出的“面向世界科學前沿”的號召，對很多有志于科學的年輕人產生了很大的吸引力。

“現在我們已經形成了一支穩定的隊伍，年輕人迅速成長，不少已可獨當一面。”崔向群說。一些年輕人已經成長為副研究員或研究員，他們可以擔當項目負責人，獨立申請基金項目、知識創新工程的重點項目等。

面對LAMOST的成功，國際主動光學技術權威雷·威爾遜評價說：“中國的新設備是主動光學技術最先進和雄心勃勃的應用。”美國著名天文學家理查德·埃里斯更是贊嘆不已：“一架大口徑天文望遠鏡是人類文明進步的最好例子，看到了這個新家伙，我們才知道中國人都做成了些什么。”我們也有理由相信，在質疑聲中成長出來的LAMOST必定會給世界天文學帶來寶貴的研究財富。