遙遠的南極從來不是一個適合人類居住的地方，那裡的溫度可以降到零下80多攝氏度，漫長的黑夜可以持續約6個月時間。在南極進行天文觀測，不僅比其他地點看得更遠、更清楚，高分辨、大視場、寬波段兼具，還有望打開人類探索宇宙全新的「機會窗口」。

從上世紀90年代開始，全球不斷升溫的南極科考和天文觀測，將人類認識宇宙的視角引入這塊極寒之地。我國也適時提出了「上天入地到南極」的路線圖。這片蘊藏無數信息和科學之謎的神秘大陸，是否有可能成為推動人類認識宇宙又一次飛躍的跳板?當全新的觀測通道打開，南極究竟會為我們揭示怎樣瑰麗奇異的宇宙奧秘?中國如何抓住全球南極天文研究的黃金時期?

大國天文策：不要辜負了黃金期

如果把國際天文學領域的競爭比作一個牌局，眼下中國人無疑握著一手好牌。比如，南極冰穹A。它是地球上條件最優異的天文觀測台址，沒有之一。僅這一張王牌，就可以讓中國天文學家有機會技驚四座、造福世界。

天文學是一門觀測科學，所有重大天文成果都隱藏在光譜之中，有所見才能有所得。把大望遠鏡建到南極，讓中國天文學家能在地球上最佳的觀測點仰望星空，相當於開了「天眼」，這無疑是千百年來前所未有的機遇。也難怪，搞了30多年天文學研究的老科學家們感慨疾呼：不要辜負了天文學研究的黃金時期!

從衰落到復興

黃金時期是對中國天文學研究復興的憧憬。中國人自古以來追求「究天人之際」，哪怕是在只能用肉眼眺望的時代，中國人也一直孜孜不倦地仰望著星空。

公元前13世紀甚至更早，中華民族的先人就建立了「天文觀測台」，觀測記錄天象、推演製作曆法。在宋代，中國天文學家就以算術方法計算行星運行位置，精度平均誤差已小於2度，領先歐洲近300年。至今，中國仍保存著全世界歷時最長、最完整的天象記錄，已成為共享於全人類的寶貴財富。明代以後，隨著西方天文觀測研究方法的引入，中國進入了模仿、吸收、追趕西方的漫長階段，黃金時期成為過去式。

獨立、解放、富強，是20世紀中華民族發展的關鍵詞。這100年間，中國的天文學研究體系也圍繞這幾個關鍵詞重塑。民國時期，中國現代天文學研究起步，中國天文學會、紫金山天文台成立，中國成為國際天文學聯合會成員國。新中國成立後，尤其是近30多年以來，中國天文學界通過國際互訪、研討、留學等方式，以開放的姿態重回國際天文學研究的大舞台。

然而，由於人才教育和設施投入的長期斷檔，20世紀的天文學研究成果榜上，幾乎沒有中國人的身影。聽外國人說，他們發現了河外星系、脈衝星，發現了黑洞的秘密，中國人卻看不見，也無法驗證。那時的中國科學家最渴望的，無疑是自己的國家能有一隻「天眼」——大望遠鏡。

20世紀90年代，中國的天文科學家們心裡都憋著一口氣。當國家提出要搞光譜巡天望遠鏡時，像崔向群一樣留學國外的科學家紛紛回國，他們抱著一種「苦戰必勝」的信念。當時，中國最緊缺的除了人才就是資金。中國的大望遠鏡一次性投入就是幾個億。許多項目上馬，年輕的天文學家們感到，肩上的擔子前所未有的沉重。

中國人又坐回前排

即便進入了新世紀，中國的天文學研究依然很缺錢。紫金山天文台台長楊戟還記得15年前，日本有個很好的研究項目，邀請中國投8000萬元參與項目的10%，但最終因為錢不夠而遺憾錯失。崔向群主持建造世界上光譜獲取率最高的郭守敬望遠鏡(LAMOST)，原本想用兩塊完整的鏡片組成主體，但兩塊鏡片需要2億元，為了省錢只好選擇了小塊鏡片拼接的超高難度方案。

當時，建造天文學研究設施，中國科學家之間流傳著的一句話叫「鬥智不鬥財」。寧可在技術上為難自己，不在投入上給國家增加負擔。這樣苛刻的自我要求反而提高了中國人的技術水平。2008年，小鏡拼接的郭守敬望遠鏡在法國馬賽的一個會議上展出，全場響了一次接一次的掌聲。台上的中國科學家，猶如做了精彩表演的明星，一次次謝幕後仍被掌聲邀請返場。

人才、資金、望遠鏡，當這些基本要素有效結合在一起，中國天文學界便呈現出新的氣象——在中國天文學會成立90周年時，國際天文學聯合會首次將三年一屆的大會放在了北京召開。科學家們認為，中國天文學研究已經進入了成就最多、天文觀測設備發展最快的時期。

東到上海佘山，西到西藏阿里，天文望遠鏡覆蓋了國境內多數適宜觀測的地點。郭守敬望遠鏡2013年正式開始巡天，當年觀測發布的光譜數量就超過了全世界歷史以來的總和。而剛剛主體工程完工的貴州500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)，至少領先國際二三十年。在暗物質、銀河系磁場、宇宙天體位置測量等項目上的研究成果，則更讓科學家們充滿信心——在仰望星空的人群中，中國人又坐回了前排。

然而，機遇往往與挑戰並存，中國天文學研究的深入發展仍面臨諸多掣肘。比如，絕佳觀測點南極冰穹A，中國科學家一直想在上面建設「中國南極天文台」。然而，首倡至今，10多年過去，項目還未立項，因為有關部門在項目命名、經費和保障等問題上無法達成一致。因此，從科學家們口中說出的這句「不要辜負了這個黃金時期」，便包含了更多的含義：是自我鞭策，是無奈感慨，更是緊迫呼籲——打破條條框框，擯棄各種短期局部的利益考量，加大人財物乃至制度投入，才能讓中國天文學研究熱情擁抱這個黃金時期。

磨劍十年：中國搶占南極天文制高點

崔向群至今難以忘懷，在2009年國際天文學聯合會大會的南極天文特別會議上，中國天文學家集體登台接受國際南極天文學界的熱烈掌聲。這一史無前例的榮耀，源於中國正在對南極冰穹A進行的天文科考。

從2006年底中國南極天文中心成立至今，近10年南極天文科考中，我國天文學家取得了令世界同行艷羨的成果。但受制於各方條件，與當初的科研目標仍有差距。科考無止境，無數個未知窗口正等待著天文學家們借力南極去打開。

天文學家登頂南極冰穹A

讓中科院紫金山天文台研究員、中國南極天文中心主任王力帆難以置信的是，幾代天文學家的夢想，在他手中變成了現實：2006年底，中國南極天文中心在紫金山天文台成立;2007年11月，南極科考船「雪龍」號所載的科考人員中第一次出現了天文學家的身影;2008年1月，「中國之星」小望遠鏡在南極冰穹A架設，我國正式在這片極寒之地開啟科學觀測……

海拔4093米的冰穹A是南極內陸冰蓋距海岸線最遠的一個冰穹，也是南極內陸冰蓋海拔最高的地區，被稱為「不可接近之極」。90%以上是晴天，冬季全是黑夜，沒有太陽光干擾，可以對天空進行連續4個月的觀測，大氣清晰度高，沒有人工光源干擾……無數優勢使得冰穹A成為目前地球上已知的天文觀測條件最好之處。因而，到冰穹A進行天文觀測成為全世界天文學家共同的夢想。

2005年初，我國南極科考隊首次登上南極內陸冰蓋最高點。一支由13人組成的中國第21次南極考察科考隊2004年12月從中山站啟程，2005年1月18日下午3時許，博士生張勝凱將一根標誌杆深深地插進這片大地。這一歷史時刻，標誌著人類首次確定了南極內陸冰蓋最高點的位置。

「當登上冰穹A的消息傳來，國內天文學界『炸開了鍋』，我們都認為屬於中國天文學界的一個新時代來臨了。」崔向群說，早在上世紀80年代，我國天文學界就提出到南極進行天文觀測的目標，可惜囿於條件，這一想法遲遲未能實施。

2007年10月11日，紫金山天文台副研究員朱鎮熹和國家天文台研究員周旭跟隨第24次南極科考隊奔赴南極。從他們踏上南極冰穹A的那一刻起，我國天文科考翻開新篇章。

十年考成果斐然

今年4月12日，中國第32次南極科學考察隊員們隨「雪龍」號極地考察船順利返回上海基地碼頭。國家天文台南京天文光學技術研究所副研究員楊世海也圓滿完成對南極巡天望遠鏡的維護與升級，以及安裝攝像頭、溫度傳感器等工作。

楊世海已經是第八批奔赴冰穹A的天文科考人員了。王力帆介紹，在科技部、中科院、國家海洋局極地辦等單位的大力支持下，南極天文科考與研究取得了較為豐碩的成果。

在極寒的條件下，如何進行無人天文觀測?這對觀測設備耐寒、去霜、自動化都提出了相當高的要求。曾到過南極的南京天文光學技術研究所副所長宮雪非介紹，經過這些年不斷研發，目前南極天文觀測站建設已經粗具規模，包括發電機組、自動氣象站、天文光譜儀等10多套的天文儀器設備已基本適應了極端氣候條件下的環境。

當然，作為觀測站的主體，「中國之星」望遠鏡和兩台南極巡天望遠鏡的成功安裝與連續工作，是南極天文科考最為重要的成果。南京天光所南極巡天望遠鏡項目常務副組長袁祥岩介紹，2008年1月，4架145毫米口徑折反式望遠鏡(「中國之星」小望遠鏡陣)在南極冰穹A安裝成功，天文學家已從連續4年的觀測數據中發現了一批變星和系外行星的候選體等，也積累了大量大氣透明度、天光亮度、晴夜數等台址數據，為南極天文觀測打下了良好基礎。

此後，兩台南極巡天望遠鏡相繼安裝。袁祥岩介紹，該望遠鏡主鏡口徑68厘米，入瞳口徑50厘米，配備了功能強大的10Kx10KCCD相機，主要進行超新星早期發現、系外行星搜尋和光變天體的研究。在南極漫長的極夜裡，AST3能夠不間斷地觀測，成為地面天文研究中獨一無二的望遠鏡。

目前，這些望遠鏡已經獲得了大量觀測數據，對開展超新星宇宙學、宇宙暗物質、系外行星及恆星形成原因等國際前沿領域的研究，將大有用處。「在國際天文學界，我們樹立了中國南極的旗幟。」崔向群驕傲地說，天文學研究無國界，以前一般都是我們主動去聯繫別人要求合作，但有了冰穹A如此寶貴的資源，包括美國、澳大利亞、法國等西方國家都積極與我們聯繫，提出條件優厚的合作計劃，這對促進我國天文學發展、提高我國國際地位都大有裨益。

窗口期而臨逐漸消失的危險

今年7月底，在西安舉行的2016年南極巡天望遠鏡973項目年會上，來自中科院南極天文中心、紫金山天文台、南京天光所、中科院前沿科技與教育局、南京大學、國家海洋局極地中心、天津大學等單位的科研人員、管理人員濟濟一堂，就南極天文觀測的進展及科學目標展開熱烈討論。

王力帆介紹，2013年公布的《國家重大科技基礎設施建設中長期規劃(2012—2030年)》(以下簡稱《規劃》)中，明確「十二五」時期，在我國科技發展急需、具有相對優勢和科技突破先兆顯現的領域中，優先安排16項重大科技基礎設施建設。南極天文台項目位列其中。

《規劃》提出，南極內陸冰穹A是我國科考隊首先從地面到達和利用的地區。該處大氣湍流邊界層極薄，大氣中水汽含量極低，是地球上條件最優異的天文觀測台址和天文研究長遠發展的珍稀資源。在南極內陸冰穹A，充分利用中國南極崑崙站的現有基礎建設中國南極天文台，主要包括：太赫茲望遠鏡，光學和紅外望遠鏡，遠程運控系統，支撐服務系統等。該設施建成後，將開闢地球上獨一無二的太赫茲波段天文觀測窗口，為研究宇宙和天體起源、暗物質、暗能量、地外生命等科學問題提供有力支撐。

「但3年過去了，項目尚未啟動申報手續，更未立項。對於原本占據主動優勢、已有科技突破先兆的中國天文科研界來說，窗口期正面臨逐漸消失的危險。」王力帆說。

一位不願意透露姓名的科研人員表示，重大科技基礎設施的實際進程有所滯後是比較普遍的現象，但南極天文台建設速度過慢。

崔向群院士毫不遮掩自己的擔心。她告訴半月談記者，幾年前，國際天文學界因為中國在冰穹A科考進展集體鼓掌，如果我們項目進展緩慢，遲遲拿不出科研成果，最後受損失的將是整個中國天文學研究。

世界大國角逐南極天文場

從科學角度來看，南極內陸有四個最有價值的點，即極點、冰點(氣溫最低點)、磁點和高點，是大國必爭之地。

作為全球天文學研究的一個重要陣地，南極天文學最早是從發現隕石起步的，它開始於1912年，已經有了一個世紀的發展歷程。

在過去的幾十年，尤其是近10年以來，一些國家在南極相繼建立天文觀測站，開展從光學觀測、射電觀測、宇宙微波背景輻射觀測到中微子觀測等多個領域的研究。南極天文學已經成了天文學領域的一個耀眼的分支。

目前，美國在極點建立了阿蒙森-斯科特站，俄羅斯人的東方站位於冰點，法國在「南極磁點」建立了迪蒙•迪維爾站。此外，冰穹C是法國、義大利聯合建設的協和站，日本在冰原上第二高的冰穹F建立了富士站。我國則在冰蓋高點冰穹A建立了崑崙站，依託崑崙站的現有基礎建設，極端環境下的天文、物理、冰川實驗都可以開展。

實際上，一方面，受內陸站的越冬能力所限，另一方面，受各方面補給能力所限，大國雖然已經搶占了四個重要的「點」，但天文科研開展的程度不一。

美國在1998年底實施的南極毫米波段氣球觀天計劃，獲得了清晰的初期宇宙照片，得出了宇宙是平直的觀測結果。協和站和阿蒙森-斯科特站目前進行星系演化、暗能量等方面的觀測與研究。

中國的崑崙站在不斷趕超中。2011年，中國第28次南極科考隊中的天文科考隊員在冰穹A成功安裝了南極巡天望遠鏡AST3-1。這台望遠鏡是中國自主研發的首台全自動無人值守望遠鏡，也是目前南極內陸最大的光學望遠鏡。

位於南極內陸冰穹C的法國、義大利的協和站，冰穹F的日本富士站等，近年來在天文觀測和科研方面則進展緩慢，甚至陷於停滯。