圍繞中國(guó)下一代大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的爭(zhēng)議紛紛揚(yáng)揚(yáng)，曾經(jīng)困擾中國(guó)天文學(xué)界數(shù)年之久。 剛剛，這場(chǎng)“戰(zhàn)爭(zhēng)”以民主的方式做了一個(gè)了結(jié)。
在今年8月就曾經(jīng)引爆天文人朋友圈的一次“戰(zhàn)役”，是計(jì)劃口徑12米的“大型光學(xué)-紅外望遠(yuǎn)鏡”（LOT）的光學(xué)設(shè)計(jì)方案之爭(zhēng)。當(dāng)時(shí)中國(guó)天文學(xué)家依其觀點(diǎn)分裂成兩派：一派主張采用更加“獨(dú)創(chuàng)”、有很多優(yōu)良特性但被批評(píng)者認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)難以承受、有一些固有缺陷的“ 四鏡 ”方案；另一派主張采用更為成熟、經(jīng)典、在國(guó)際上廣為接受的“ 三鏡 ”方案。 （詳見(jiàn)“天文八卦學(xué)”此前報(bào)道《 中國(guó)的12米大口徑大望遠(yuǎn)鏡之爭(zhēng)，爭(zhēng)的是什么？ 》，技術(shù)討論請(qǐng)見(jiàn)“大型光學(xué)-紅外望遠(yuǎn)鏡科學(xué)共同之聲”網(wǎng)站）
爭(zhēng)議白熱化期間，一些青年天文人發(fā)出的一封公開(kāi)信（局部截圖）
雙方一陣罕見(jiàn)的公開(kāi)的口誅筆伐、隔空論戰(zhàn)之后，又同時(shí)偃旗息鼓，讓爭(zhēng)議重新轉(zhuǎn)入幕后。此后偶有小道消息傳出，但爭(zhēng)議解決的具體進(jìn)展并不明朗。
時(shí)間接近年終，有人預(yù)言的“天文圈內(nèi)耗恐將導(dǎo)致項(xiàng)目流產(chǎn)”眼看就要發(fā)生。
直到12月20日，多個(gè)信源同時(shí)報(bào)告，中國(guó)天文學(xué)家以一場(chǎng)高規(guī)格的投票表決做出了斷。據(jù)悉這次表決由中科院主管部門(mén)建議實(shí)施，由國(guó)家天文臺(tái)出面組織。參與表決的專家共有約50人，經(jīng)正研究員以上級(jí)別的中國(guó)天文學(xué)家推選產(chǎn)生，囊括大部分中國(guó)天文學(xué)會(huì)理事及一些青年學(xué)術(shù)新星。
表決過(guò)程難窺其詳，結(jié)果直截了當(dāng)： 四鏡方案以26:21勝出 。
如果投票結(jié)論有效，中國(guó)天文學(xué)界可說(shuō)是成功排除一枚地雷。
實(shí)際上，同時(shí)排除的還有另一枚潛在破壞力更為巨大的炸彈：這架大望遠(yuǎn)鏡的選址難題。
我國(guó)目前最大的光學(xué)天文基地是位于河北承德興隆縣燕山之巔的國(guó)家天文臺(tái)興隆觀測(cè)基地，它的選址始于上世紀(jì)60年代；改革開(kāi)放后十年，這里成為我國(guó)前任最大光學(xué)望遠(yuǎn)鏡2.16米望遠(yuǎn)鏡的安身之處；十年前，這里又落成了世界上光譜獲取效率最高的郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）。然而，興隆基地處在北京、天津、承德、興隆縣城、附近礦區(qū)乃至山腳下一個(gè)小小村落光污染的包夾中， 近年來(lái)隨著城市大舉發(fā)展和霧霾的泛濫，觀測(cè)環(huán)境已經(jīng)日益惡化 。LAMOST 望遠(yuǎn)鏡的表現(xiàn)低于預(yù)期，臺(tái)址狀況的惡化占了很大一部分因素。
興隆站周邊光污染蔓延形勢(shì)嚴(yán)峻。截圖來(lái)自 lightpollutionmap.info 網(wǎng)站
中國(guó)西部擁有廣袤的高原，中國(guó)天文學(xué)家長(zhǎng)久以來(lái)期待能在青藏高原的綿綿群峰中，找到那么一座可以比肩夏威夷莫納克亞、智利阿塔卡馬的世界級(jí)天文臺(tái)址。從2003年開(kāi)始，國(guó)家天文臺(tái)開(kāi)始西部天文選址項(xiàng)目。在2010年前，選址組在物瑪、卡拉蘇等站點(diǎn)布置了氣象、視寧度等監(jiān)測(cè)設(shè)備 （視寧度是天文學(xué)中用以衡量大氣穩(wěn)定程度的指標(biāo)） 。其中阿里地區(qū)東部的物瑪站曾一度以其優(yōu)越的氣象條件備受青睞，只是這里“方圓幾百里內(nèi)沒(méi)有人煙”，無(wú)法提供天文臺(tái)運(yùn)作必需的后勤補(bǔ)給能力。
隨著2010年西藏阿里獅泉河附近昆莎機(jī)場(chǎng)的通航，基礎(chǔ)設(shè)施的便利性讓獅泉河與阿里機(jī)場(chǎng)之間的一片山巒脫穎而出，成為西部天文選址中最受矚目的目標(biāo)。 一系列小望遠(yuǎn)鏡先行落戶在這里，尚在監(jiān)測(cè)中的“阿里址點(diǎn)”逐步形成了一個(gè)初具規(guī)模的天文臺(tái)，也即所謂“阿里站”（巧合的是，印度天文臺(tái)就在距此111公里的一境之隔）。2012年，東亞核心天文臺(tái)協(xié)會(huì)（中、日、韓三國(guó)主要天文研究機(jī)構(gòu)組成）宣布，阿里地區(qū)西南部將成為東亞各國(guó)聯(lián)合建設(shè)世界級(jí)天文觀測(cè)臺(tái)站的候選地區(qū)。國(guó)家天文臺(tái)西部選址組組長(zhǎng)姚永強(qiáng)甚至被吸收進(jìn)入中共阿里地委任副書(shū)記，足見(jiàn)當(dāng)?shù)貙?duì)阿里天文臺(tái)發(fā)展前景的看好。
本文提及的主要選址點(diǎn)位置（底圖來(lái)自谷歌地圖）
但選址工作并不能被認(rèn)為已經(jīng)大功告成：受地形影響，即使是鄰近的同一片區(qū)域內(nèi)，不同山頭之間的視寧度也可能相差一倍以上。而找到最合適的那個(gè)山頭，仍然需要持續(xù)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)積累。
而這正是阿里站的軟肋。
由于海拔5100米的阿里站條件極其艱苦，雖然國(guó)家天文臺(tái)選址組在不晚于2010年就開(kāi)始在這里布設(shè)監(jiān)測(cè)設(shè)備，但在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，沒(méi)能連續(xù)積累觀測(cè)數(shù)據(jù)。一篇2016年底發(fā)表的文獻(xiàn)指出，當(dāng)時(shí)阿里站僅有27天的視寧度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)積累，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到確認(rèn)選址的最低要求。
如果這一情況得不到立即的改善，無(wú)論三鏡、四鏡，整個(gè)大望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目都不得不因?yàn)榕_(tái)址問(wèn)題而延遲甚至流產(chǎn)—— 這便是潛在水下的望遠(yuǎn)鏡選址問(wèn)題被認(rèn)為更加危險(xiǎn)的原因 。
其實(shí)在8月份光學(xué)設(shè)計(jì)方案爭(zhēng)議熱烈之時(shí)，就已經(jīng)有天文學(xué)者提出，不妨先緩建大望遠(yuǎn)鏡，等光學(xué)方案比較測(cè)試和選址數(shù)據(jù)積累兩方面取得更多進(jìn)展后再做打算——“等五年不要緊，比盲目上馬耽誤一代人要強(qiáng)”。
讓事情有轉(zhuǎn)圜機(jī)會(huì)的，是另一個(gè)名不見(jiàn)經(jīng)傳的團(tuán)隊(duì)。
原來(lái)，從事西部天文選址的，不只有國(guó)家天文臺(tái)西部選址組這一支隊(duì)伍。隸屬于國(guó)家天文臺(tái)的云南天文臺(tái)，也有自己的一支選址團(tuán)隊(duì)。
太陽(yáng)觀測(cè)一直是云南天文臺(tái)的一個(gè)招牌研究領(lǐng)域。2015年，云南天文臺(tái)在撫仙湖太陽(yáng)觀測(cè)站建成的“一米新真空太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡”，躋身國(guó)際三大前沿太陽(yáng)觀測(cè)系統(tǒng)之一。但云臺(tái)還有一個(gè)腦洞驚人的太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃：為了在有限預(yù)算下建造盡可能大口徑的太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡，有人提出可以建造一座大口徑圓環(huán)形鏡面望遠(yuǎn)鏡——鏡面中間留個(gè)大洞，成本就下來(lái)了。這個(gè)計(jì)劃口徑達(dá)到8米、寬1米的巨大環(huán)形鏡面，被命名為“中國(guó)巨型太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡”（CGST）。
而這個(gè)大望遠(yuǎn)鏡，也需要找一個(gè)優(yōu)秀的臺(tái)址。
云南天文臺(tái)CGST選址組負(fù)責(zé)人劉煜向本專欄介紹，CGST的選址工作從2009年底開(kāi)始，也曾在阿里、納木錯(cuò)等位于西藏的候選臺(tái)址建站測(cè)量；2011年秋，劉煜團(tuán)隊(duì)首次進(jìn)入川西的稻城地區(qū)；2013年7月之后他們將這里選為CGST選址的主攻方向。
“后來(lái)國(guó)臺(tái)領(lǐng)導(dǎo)說(shuō)，既然稻城白天視寧度那么好，晚上也不會(huì)差的，你們測(cè)測(cè)試試”，劉煜借來(lái)視寧度監(jiān)測(cè)儀一測(cè)，果然很好，稻城這才也被列入LOT侯選臺(tái)址。
稻城縣無(wú)名山2號(hào)址點(diǎn)（圖：劉煜）
劉煜團(tuán)隊(duì)在稻城縣城西北25公里的桑堆鄉(xiāng)旁邊的“無(wú)名山”設(shè)置了兩處選址監(jiān)測(cè)點(diǎn)，從2014年10月開(kāi)始監(jiān)測(cè)。無(wú)名山址點(diǎn)海拔超過(guò)4800米，比起阿里不遑多讓，工作環(huán)境也非常艱苦，“我們除了自己人蹲守，還聘了六七個(gè)當(dāng)?shù)夭刈寰用裉焯焱砩鲜刂?，才頂下?lái)的”。
這一頂，就是三年。
無(wú)名山選址點(diǎn)墻上的標(biāo)語(yǔ) （圖：辛玉新）
雖然理想情況下，天文選址最好有5年甚至更長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)積累，稻城也還沒(méi)有達(dá)到；但相比于截至2017年末也只有一年視寧度連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的阿里站，稻城在數(shù)據(jù)積累方面占據(jù)了優(yōu)勢(shì)。
很明顯，稻城不是完美的。它最大的問(wèn)題是，每年夏季受西南吹來(lái)的印度洋暖濕氣流影響，有兩三個(gè)月的雨季。這讓它在與阿里對(duì)比晴夜率和水汽含量數(shù)據(jù)時(shí)不占優(yōu)勢(shì)。
“ 天文望遠(yuǎn)鏡是透過(guò)大氣看天空的，因此天文臺(tái)址的選擇中壓倒一切的條件是晴夜的數(shù)量，然后可能進(jìn)一步談晴夜天空的質(zhì)量 ”，國(guó)家天文臺(tái)鄧?yán)畈叛芯繂T評(píng)價(jià)道。這位從事光學(xué)觀測(cè)的天文學(xué)家也曾在青海德令哈為自己的一臺(tái)小望遠(yuǎn)鏡選址，經(jīng)過(guò)幾年艱苦的測(cè)量，得出了那里雖能滿足項(xiàng)目科學(xué)目標(biāo)的要求，但仍不是一個(gè)理想的光學(xué)臺(tái)址的結(jié)論。
另一方面，天文臺(tái)不是真空中的球形雞，它的建設(shè)不能擺脫兩樣最根本的因素：人和錢(qián)。如果天文臺(tái)建設(shè)運(yùn)行人員不能健康有效的工作、如果天文臺(tái)建設(shè)所需經(jīng)費(fèi)過(guò)高，再理想的天文、氣象條件也難以得到利用。
這是稻城再度顯示優(yōu)勢(shì)的地方：預(yù)計(jì)2020年建成的549國(guó)道將連接無(wú)名山腳下的桑堆鄉(xiāng)和42公里外的鄉(xiāng)城縣香巴拉鎮(zhèn)，這條公路將把無(wú)名山與這處海拔僅有2800米的主要居民點(diǎn)的車(chē)程壓縮到1個(gè)小時(shí)之內(nèi)—— 低海拔的后勤補(bǔ)給基地是高海拔科學(xué)臺(tái)站賴以維持的重要支撐 。
稻城無(wú)名山與周邊城鎮(zhèn)位置示意圖（吳寧、劉煜、趙紅梅 2016）
出于類(lèi)似的考慮，中科院高能所“高海拔宇宙線觀測(cè)站”（LHAASO）、國(guó)家空間中心的“圓環(huán)陣太陽(yáng)風(fēng)射電成像望遠(yuǎn)鏡”均已選擇落戶稻城。這些大科學(xué)裝置還可以通過(guò)共用基礎(chǔ)設(shè)施互相支持。
相比之下，阿里地區(qū)整體海拔較高，山勢(shì)起伏不大，附近主要的居民點(diǎn)獅泉河鎮(zhèn)海拔仍在4000米以上。
矛盾的是，越是后勤補(bǔ)給便利、適合人居的地方，一般來(lái)說(shuō)居民越多、經(jīng)濟(jì)也越發(fā)達(dá)，也就越容易產(chǎn)生天文觀測(cè)嚴(yán)重厭惡的光污染。所以天文學(xué)家往往希望找到基礎(chǔ)設(shè)施便利，卻人煙稀少、經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢的地方；相反的，地方政府往往希望靠天文科研事業(yè)和星空旅游拉動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)。 天文臺(tái)址的選定、發(fā)展乃至最終廢棄的歷程，總是在這些不同利益訴求糾結(jié)地相克相生之中發(fā)展 。
好在目前阿里和稻城兩地政府都在積極與天文學(xué)家合作，尋求共贏的解決方案：2014年，同時(shí)起到保護(hù)天文臺(tái)夜天光環(huán)境和吸引游客作用的阿里暗夜公園掛牌成立；稻城縣政府也已開(kāi)始著手準(zhǔn)備對(duì)城市燈光進(jìn)行管制。
最終遞到投票專家面前的，是阿里、稻城、慕士塔格三個(gè)選項(xiàng) 。慕士塔格址點(diǎn)位于中塔邊境附近的慕士塔格峰附近，距姚永強(qiáng)團(tuán)隊(duì)最初考察時(shí)設(shè)立的卡拉蘇址點(diǎn)不遠(yuǎn)。
阿里 稻城 慕士塔格 海拔/米 5032 4800 4600 每年晴夜數(shù) 最優(yōu) 居末 居次 視寧度 居次 居次 最優(yōu) * 風(fēng)速 居次 最優(yōu) 居次 水汽含量 最優(yōu) 居次 居次 連續(xù)監(jiān)測(cè)時(shí)長(zhǎng) 約1年 約3年 近1年 最近的機(jī)場(chǎng)直線距離 25 km
昆莎機(jī)場(chǎng)
24 km
亞丁機(jī)場(chǎng)
162 km
喀什機(jī)場(chǎng)
主要光污染源（2010年人口及距離） 獅泉河
1.1萬(wàn)人，21km
稻城縣城
7500人，25km
塔什庫(kù)爾干
9000人，66km
低海拔補(bǔ)給點(diǎn)（海拔及車(chē)程） 獅泉河 鄉(xiāng)城縣香巴拉鎮(zhèn) 塔什庫(kù)爾干 4200米，約40分鐘 2800米，549國(guó)道建成后約1小時(shí) 3100米，約1.5小時(shí) *據(jù)了解，慕士塔格的視寧度數(shù)據(jù)還在進(jìn)一步核實(shí)確認(rèn)中
這三個(gè)選項(xiàng)都是優(yōu)秀的天文臺(tái)址。 相比之下，阿里和慕士塔格在天文觀測(cè)的氣象條件上略勝一籌，稻城在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)連續(xù)積累時(shí)長(zhǎng)和后勤補(bǔ)給條件方面占優(yōu) 。另外，稻城的緯度比另兩個(gè)站偏南一些，有助于觀測(cè)更大范圍的天區(qū)，這也是它的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。
據(jù)信源透露，在第一輪投票中，稻城拿到19票位居首位，慕士塔格和阿里分別拿到17票和10票。阿里站被淘汰后，第二輪投票中， 稻城以23票對(duì)22票的微弱優(yōu)勢(shì)勝出 。
“獲勝”的劉煜沒(méi)有沾沾自喜：“這次投票結(jié)果只是從現(xiàn)實(shí)角度，阿里暫時(shí)被放在后面，如果以后條件成熟，阿里依然沒(méi)問(wèn)題。從天文觀測(cè)角度，我也喜歡阿里?！薄鞍⒗锟隙ú粫?huì)被大家放棄的，其他大望遠(yuǎn)鏡仍然可以放在那里的?！?/p>
據(jù)了解，阿里站已經(jīng)建成的址點(diǎn)附近還有一處海拔4600米的新址點(diǎn)，也在接受監(jiān)測(cè)。
“總算看到中國(guó)大光學(xué)望遠(yuǎn)鏡 LOT 項(xiàng)目在停止不前數(shù)月后又開(kāi)始前行！ 雖然遺憾仍在，但必須負(fù)重前行，同志更需努力！不管三鏡四鏡，有勝過(guò)無(wú)！無(wú)任稻城阿里，西強(qiáng)于東！ ”北大天文學(xué)系前系主任吳學(xué)兵在微博上總結(jié)道。
（完）
參考資料
吳寧、劉煜、趙紅梅 2016年11月《天文學(xué)報(bào)》第57卷第6期《 川西無(wú)名山天文址點(diǎn)GIS分析研究》
國(guó)家天文臺(tái)西部天文選址組網(wǎng)站 http://sitesurvey.bao.ac/
大型光學(xué)-紅外望遠(yuǎn)鏡科學(xué)共同之聲網(wǎng)站 https://lot-community-voice.github.io
上官晉沂等，2017年8月7日《青年天作者就光學(xué)紅外望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)案的公開(kāi)信》
Sasaki et al. 2015, PKAS, 30, 699 Weather Characteristics At Observatory Candidate Sites In West Tibet
法國(guó)國(guó)際廣播電臺(tái)2013年7月13日《 國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)：西藏阿里將建大型天文臺(tái)》
中國(guó)共產(chǎn)黨阿里地區(qū)委員會(huì)網(wǎng)站2017年2月5日《中共阿里地區(qū)委員會(huì)》
甘孜新聞網(wǎng)2016年9月8日《甘孜州全面打響第三輪交通大會(huì)戰(zhàn)》
中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，《 中國(guó)2010年人口普查資料》
其余數(shù)據(jù)、資料來(lái)自匿名信源或采訪。
