从“前县城做题家”到北大天文学博士后
作者: 张金晖追星者
如果你第一次到位于云南高美谷的云南天文台丽江站观测星空,很容易被眼前所见的场景震撼——夜色浓重,包裹着天地,你的头顶是静谧的、无边无际的深蓝,其上缀满了远不可数的闪亮星子,或近或远。天幕似乎压得很低,但你往深处凝视,又只感觉自身微小,穹顶浩渺不可触及。
高美谷海拔高达3193米,空气稀薄、大气洁净,是绝佳的天文观测地,坐落于此的丽江观测站,拥有目前我国乃至东亚地区口径最大的2.4米通用型天文光学望远镜。2017年,在北京大学天文学系就读的博士生傅煜铭首次赴丽江站执行独立观测任务。尽管自小在四川农村长大,见惯了未被城市灯光污染的清透夜空,但深夜从观测点走回宿舍的小道上,这个天文新人却感觉看到了自己二十二年生命里最动人的夜色。
天空无月,单凭一幕星光,就能映照出人影。繁星漫漫,他在其中找到了“老人星”,这颗他只曾在李白的诗里听闻过,被中国人视为吉祥象征、平时较难观测到的恒星,就那样缓缓落进他的眼底。
“我就是那种‘追星星的人’。”已经是北京大学科维理天文与天体物理研究所博士后的傅煜铭习惯向新朋友这样介绍自己。他也是丽江观测站的常客——读博之后,他主要的研究课题是穿透银道面(银河平面)搜寻“类星体”,进行天文观测是他最常见的基础任务之一。
对傅煜铭来说,天文观测虽然“很酷”,但却不如常人想象中“浪漫”。早年,傅煜铭去往丽江时住在观测站里的宿舍。冬天的云南没有暖气,老宿舍楼潮湿阴冷,又缺乏其他取暖设备,房门下沿还留着接近一指宽的缝隙。深夜,寒风便叫嚣着向房间里灌,刚结束观测任务的傅煜铭只得用卫生纸和鞋盒勉强填住缝隙,赶忙钻进被子,等待着白日阳光的降临。

傅煜铭记得,自己最狼狈的一次是在感冒后触发了严重的高原反应。他感觉“喘不过气”,短暂休息后一直无法缓解,只能立马被后勤工作人员转送回相对低海拔的城区。
高原观测对天文工作者的身体素质也有所要求,除开简陋的生活条件,“熬大夜”更是他们常面对的难题。国内观测资源少,大口径望远镜的观测时间供不应求,为获取最佳观测效果、保证不同科研需求,不同观测站会给天文工作者按需分配观测时长,除了偶尔被安排在上半夜(0点前),更多时候傅煜铭进行现场观测都需熬完一整个通宵。每次执行观测任务,少则一周,多则一月,他都过着彻底“昼夜颠倒”的生活,除开吃饭睡觉,“整个白天跟正常人类社会的交流基本上就没了”。
和大众认知里最为常见的恒星不同,傅煜铭的研究对象是“类星体”,这是一种非常特别的天体,目前天文界普遍认为,它的本质是活动星系中心的超大质量黑洞驱动的明亮天体。类星体的亮度超过其所在的寄主星系,是现阶段人类用望远镜能看到的最遥远的天体之一(已知最遥远的类星体发出的光来自宇宙诞生后6.7亿年,比银河系还亮一千倍)。
星空无穷无尽,但探索其奥秘的科研工作却枯燥重复。傅煜铭现在更常去的是位于河北的兴隆观测站。观测期间,他通常在下午5点吃完晚饭后,就带上笔记本电脑赶到2.16米望远镜的观测室,还一定得拿上电脑匹配的充电器,“因为一坐就是一晚上”。
观测时,傅煜铭面对的不是无垠的星空和精妙的天文仪器,而是观测室里的几块电脑屏幕——现阶段观测仪器多由计算机程序控制,傅煜铭要做的是在望远镜观测助手的协助下,控制望远镜对准正确的观测目标,执行一系列观测指令,并实时、详细记录观测过程中出现的情况,“比如什么时候起云,什么时候大气可能不稳定,导致星象图像不再锐利,变得比较模糊”。因为采用光谱观测法,傅煜铭还需确保自己观测的天体始终处于光谱仪前的狭缝中,其对应的天空张角仅为两个角秒。如果遇上糟糕天气,仅瞄准位置就需花去更多时间。

截至目前,傅煜铭已经积累了超过六百小时观测时间。虽然已经成为一个熟练的Observer(观测者),将星空一次次解构成复杂数据叠加成的坐标,但傅煜铭依然保有对星空的感性想象。在天文台进行观测的休息间隙,他更喜欢走至旷野,抬头用肉眼去欣赏星空,感受“别无其他的美”。在他填满研究数据的电脑里,也存有几张为星空拍摄的照片。
“你知道‘墨子号’吗?它是量子通信卫星,量子通信的时候,会和地面的望远镜或通信的基站进行联系,它往地面打的是绿色的激光。”在北大科维理天文与天体物理研究所二楼的办公室里,傅煜铭兴奋地向我展示着他的摄影作品,这张“墨子号”过境兴隆站的延时照片,是他在兴隆观测时遭遇的“惊喜”,也是身处地面的青年天文工作者与星空建立的独有记忆——图片里,星野璀璨,在2016年8月16日由长征二号丁送入太空的“墨子号”穿越其中,向人间印下一道绿色的莹亮光轨后,往眼不可见的宇宙深处再次远去。
“冷门”
傅煜铭博士时期就读的专业是天体物理。“简单来说,就是用物理学的方法去研究天文现象、各种不同的天体乃至整个宇宙的运行规律。”第一次采访时,傅煜铭习惯性地向我耐心解析他的“冷门”专业背景和研究课题。
进入北大物理学院天文学系、走上科研道路,对这个身型瘦小、出生在四川省简阳县下属村镇的“95后”男孩来说,其实并不容易。虽然早在于山野间的奔跑嬉闹的童年夏夜,傅煜铭就对星空的神秘萌生好奇,并有了探索之心,但他真正开始感受到物理的玄妙,源自初中同学间传阅的《时间简史:从大爆炸到黑洞》。当时,他并不太能读懂书中讲述的宇宙理论,却意识到:“物理学是可以解决人类的一些终极问题的,包括宇宙是怎么来的、宇宙将会怎么样。”
和天文学的初次相遇,还要来得更晚些。考入当地最好的简阳一中后,高二时,傅煜铭看到了北京大学面向全国中学生举办的天文夏令营的招生广告。借此他认识了天文,并觉察到这就是自己未来想学习的专业。但因地处偏远、消息滞后,傅煜铭看到招生简章的那天已经是报名截止日,他连纸质申请材料都没来得及寄出。
此后,因为高考发挥并不理想,傅煜铭选择进入中国地质大学就读地球物理学专业,直到大三时报名北京大学的大学生暑期天文夏令营,顺利入选并抓住保研机会,他才最终拿到进入北大天文系的门票。
傅煜铭的女友,也是他北大校友的徐嘉莹清楚记得,四年前自己帮傅煜铭搬宿舍时,曾看到过厚厚一摞的天文文献,“他在大二大三打印的,中英文都有。但那时他还在做地震研究,并没有转到天文这个方向来”。


接受典型“鸡娃”教育的北京姑娘徐嘉莹从小成长在海淀区的大学家属院,与傅煜铭有着截然不同的成长路径——她就读的北大附中汇聚了很多全国最优质的教学资源。高中时,徐嘉莹的物理老师是中科院毕业的博士,她记得课间学生们和老师讨论的问题是:“老师,现在有没有常温超导?”“为什么只有低温超导?”除开这些远超课本的科学知识教授,课后,还有丰富的社团活动在等着他们。
而农村孩子傅煜铭在小学四年级才结束留守儿童身份,追随去城里打工的父母转入县城的学校。在那之前,他没学过英语,课堂听写单词时只能交白卷。“前县城做题家”是傅煜铭偶尔会拿来自嘲的称呼,其指代的是那些和他类似的、不享有多元化优质教育资源,只能“拼命通过题海战术,去挤独木桥”的年轻人。
“我并不觉得典型中国高考制度下的教育环境,是一个很适合培养天文或者类似冷门学科人才的环境。”作为从四线城市湖南怀化走出来的天文学博士生,康亚城拥有和自己的班主任傅煜铭类似的应试教育经历。凭借初中参加物理竞赛拿到的好成绩,高中时,他顺利考入省会长沙师资力量最强的长郡中学。尽管如此,康亚城也没有太多参与科学活动的机会。
高三时通过学校的信息渠道,康亚城得知了北大天文学系的自主招生夏令营,并成功通过入营选拔。“参加天文夏令营时我才知道,原来全国还有一个‘天文奥林匹克竞赛’。但哪怕我在长沙,也从没听说过这样一个竞赛。”康亚城试想,如果他还留在家乡小城,能近距离接触天文的机会将更为稀少。
不过,就算成功考入在全国具有显著学科优势的北大天文学系,也不表明能就此在科研道路上继续走下去。与同属一个学院的物理系相比,天文学系的招生分数线要低得多。“我们整个天文班没一个是裸分高考上来的,全有降分。”康亚城告诉我,他获得了20分的降分录取机会(通过自主招生),睡在他上铺的同学是30分。
在考入北京大学天文学系的本科学生中,很难说有多少人对天文本身就抱有浓厚热情。傅煜铭估算,如果一届招收30个本科新生,“可能四年之后只有10个人接着做,这就已经不错了”。一些人会将享有录取优惠的天文学作为进入北大的“跳板”,然后再转去物理、金融这样的热门专业。
康亚城是选择留下的少数人。2020年,他正式加入邵立晶(引力波实验LIGO/Virgo/KAGRA合作组和黑洞成像实验EHT合作组成员,人类首例双中子星并合论文和人类首张黑洞照片论文署名作者之一)的课题组,开始了自己对引力波探测等方向的研究。今年夏天,他顺利完成本科学业,并获得了天文学系的直博机会。
23岁的康亚城并不认为自己最开始对天文有着超乎寻常的热爱,这个科研新人有着超出同龄人的清醒。“我很清楚这个专业它并不能实现大富大贵。”谈及自己从事天文研究的原因,康亚城也格外坦诚。他知道,自己的本研导师、2019年获“科学突破基础物理奖”的博雅青年学者邵立晶,归国后在北京仍需租房生活。
康亚城的家庭条件也不足够宽裕,但他并不后悔自己的选择。科学本身自有其魅力,“它能够去打破你之前认为的不可能”。和我聊到刚揭晓的2022年诺贝尔物理学奖,保持淡然的语气的康亚城也悦动起来:“你看,哪怕是我们像神一样的男人爱因斯坦,他做出的一些论断,都能够为后人去推翻。”
“这个工作总是要有人做的”
追寻科学魅力的道路也并非坦途。傅煜铭选择的研究课题,算“冷门”专业里的“冷门”方向——透过银道面观测类星体难度极大,因为其上布满恒星,视线方向非常拥挤,银河系内又存有很多厚重的气体尘埃,它们会遮挡光线,进一步加剧观测难度。