难忘的宇宙探索之旅
李亦非
图1 宇宙中的黑洞（示意图）
那是1986年的夏天，作为中国科学院北京天文台（现中国科学院国家天文台前身）副台长，父亲应邀要去美国普林斯顿大学作学术报告。在电话的那端，他以兴奋的语气告诉我他可以顺道探望我。
我自1985年从北京外交学院毕业后我即赴美留学，学习国际关系与政治学。离家一年多，一直没机会见到父母。留美期间，我在孤独中求学奋进，却难以抵挡对家人的思念。在机场接到父亲，我心里洋溢着无比的喜悦。
父亲告诉我，这次来美除了去普林斯顿作报告，还要去造访美国几个著名的天文台和考察大型望远镜项目。他希望我一同前往。一方面了解美国天文界的发展，另一方面，可以实地考察美国天文观测重地。
赴美留学以来，开车自驾旅行一直是我的梦想，能与父亲同行更是一生难得的机会。我租了辆车，和父亲两个人开始了为期十天，行程数千英里①的环美“宇宙探索”之旅。
从德克萨斯州的达拉斯市出发，一路欢声笑语。驾车行驶在笔直的高速路上，远方的山峰与天际相连，很快就进入了新墨西哥州（图2）境内。新墨西哥州被称为“迷人之州”，以地形独特险峻著称，开过布满了仙人掌的荒漠，红岩峭壁和远处的洛基山脉（图3）相互辉映。转瞬间，就到达圣阿古斯丁平原（图4），这里就是闻名世界的美国综合孔径阵列式射电望远镜基地。
一下车，我就被眼前的景象震摄住了，在灿烂的艳阳蓝天下，一个呈现为Y字形、由27台大型抛物面射电望远镜组成的大型阵列出现在眼前（图5）。这些望远镜每一个直径为25米口径，每9个望远镜组成一个Y字的单臂阵。每9个望远镜的单臂加起来的臂长为21千米，27个大型望远镜在灵活的轨道上可以旋转并移动，根据天体的运转追踪观测。在茫茫荒野里，由高反射材料做成的抛物面，把刺眼的阳光反射回来，整个空间使我感觉陷入到一种迷幻的世界，陡然间我觉得自己来到了外星球。此情此景，比科幻片里的景象还要震憾和美妙。
图2 新墨西哥州
图3 洛基山脉
图4 圣阿古斯丁平原
（a）
(b)
图5 美国综合孔径阵列式射电望远镜
大型射电望远镜阵列基地，Very Large Array (VLA)，是美国国家射电天文台(NRAO)建设完成的。美国是射电望远镜发源地，射电望远镜可以通过测量天体发射的无线电波强度、频谱等来探测新的天体。这个VLA后来发现了银河系内的微类星体、遥远星系周围的爱因斯坦环（图6），还探测到被天体遮挡的恒星。
图6 爱因斯坦环
看着眼前科幻小说里才有的景象，父亲既兴奋又失落，他感慨到：“我们中国还没有任何大的射电望远镜，甚至连一个直径2米以上的光学望远镜都没有，这将是我们这一代天文工作者要为之奋斗和追赶的使命呀！”
晚上，在下榻的小旅馆内，品尝着当地颇负盛名但又价格实惠的葡萄酒，白麝香 (Muscat Canelli)和仙粉黛（Zinfindel) 。我和父亲在灯下饮酒聊天，父亲告诉我，他已接受在中国建设当时东亚最大的光学望远镜的重任，立志也要在中国建设一个大型光学望远镜。同时已经开始规划在贵州筹建中国射电望远镜观测基地。事后我才知道当时父亲正在北京天文台主持建设中国第一个大型2.16米光学望远镜，而这个望远镜在建成后的一年内，就破纪录地发现了一次恒星的巨大爆发，而且以后还通过对银河系外星系的巡视发现超新星的方法，在十年里陆续发现了13颗超新星及140颗类星体，还观测到超新星爆发时到极大爆发前的过程，创造了多项世界级的观测与学术成果，这是中国天文界了不起的成就！
新墨西哥州虽然人烟稀少，但却是美国国防重镇。这里除了大型射电望远镜阵列，还坐落着以研究出美国原子弹而举世闻名的洛斯阿拉莫斯国家实验室，该实验室的预算当时就有100亿美元之多。我一路感叹美国在基础科学方面的大笔投入和成果，以及美国产业转化的速度与能力。当年的军工产业如今已成功转型，也为新墨西哥州今日成为高科技产业区奠定了基础。
第二天，披着晨曦，我们再次上路。穿过新墨西哥州，走出布满仙人掌的荒漠，来到亚利桑那州的首府凤凰城小憩。亚利桑那州是美国最干燥的地区之一，许多有关节病的老人退休后来此地休养定居。这里人烟稀少，土地辽阔，散发着柏油香的高速公路一望无际。
父亲毕业于南京大学天文系，那里是中国天文界的“黄埔军校”。父亲以数学和天体物理见长，但他却饱读古诗词与国学经典，满腹文采。此时他触景生情，信口吟王维诗：《使至塞上》一首：“大漠孤烟直，长河落日圆，萧关逢候骑，都护在燕然。”
我们又驱车来到了位于亚利桑那州基特峰的美国国家太阳天文台(National Solar Observatory (NSO)。如图7和图8所示。位于基特峰的麦克梅斯-皮尔斯太阳望远镜，是当时世界上最大的太阳观测望远镜，于1962年落成。
图7 美国国家天文台（白天）
图8 美国国家天文台（夜晚）
经过30分钟，我们才登到顶层，接待我们的是太阳望远镜的观测主任米科尔博士。经过一番介绍，他启动了望远镜的实时观测，透过望远镜我看到了远离我们地球一亿五千万公里的太阳，太阳光照射到地球要八分钟。通过望远镜，我一下子看到了太阳黑子，那些深褐色的斑点成群结队跳动着，如流层中的热气团，高频率震动着，像是远处的舞者。我的心激动地跳到了嗓子眼，太阳就象一幅美丽的图画活生生地展现在我眼前。遥远的恒星，我们地球能量的来源，曾经那么神秘，富于高能量，我却能睁大眼睛直视着它，欣赏它的美，观察它的力量，感受它的怡然。
父亲则兴奋地与美国科学家们讨论着太阳系的问题。夜幕降临，繁星点点。这时科学家Smith博士一按电钮，穹顶缓缓开启，繁星点点的银河系似乎从天而降，几乎手一伸即能触摸到那闪烁着的朵朵繁星。
晚上在米科尔教授家里，围着篝火，父亲给我讲述了他所研究的领域。他一直专注“太阳系密度波”理论和“漩涡星系密度波”（图9）的研究。
父亲以数学功底深厚著称，他同美国麻省理工学院的著名天文家林家翘先生等共同研究并解决了“为什么密度波能长期维持的机理”。他们的合作研究论文成为中国天文学家在中国最权威的科学期刊《中国科学》上以中英文发表的第一篇论文。这项成果在1978年全国科技大会上获奖。这个被誉为“李启斌的解”，从理论上解释了200多年前被德国科学家提丢斯和天文学家波得发现的“提丢斯-波得定律”，说明了为什么在一个轨道上只有一颗行星，最终从气体动力学角度使“星云说”有了坚实基础。说到未来中国天文学的发展，父亲意气风发、踌躇满志，作为中国科学院最年轻的副台长和研究员，父亲憧憬着中国天文学的未来。他还感慨到，改革开放后，他作为第一批被选派德国的研究员，曾在享誉欧洲的马普研究所（Marks Planck Institute)留学访问。马普研究所的前身是德国的威廉皇帝研究所，因为马克斯-普朗克（1918年诺贝尔奖得主，量子理论的奠基人）对德国科学的研究和发展作出的巨大贡献，改名为马普研究所。父亲说那里更注重天体物理的基础理论研究，而美国天文学的发展，则是理论研究和设备观测齐头并进。
图9 漩涡星系
我们在美国大陆最后一站是加州的洛杉矶，父亲受邀到美国天文学会在加州洛杉矶举办的年会作演讲。会长Haddad博士在近2000人的大会上说：“今天我们请来了一位神秘嘉宾，他就是中国科学院北京天文台副台长李启斌!”父亲用流利的英语作了中国天文学发展的介绍，尤其着重提出中国天文学基础研究要后来居上，同时也要大力推进天文设备的发展，在当时改革开放不久和美中科技交流的热浪中，父亲的演讲赢得一次次掌声。
此时，自驾游到达终点，但旅途仍然继续。还了车，登上飞机，我们来到了气候怡人，海浪漫堤的夏威夷。这里有着世界天文学家最向往的莫纳克亚山，是世界著名的天文学研究场所。莫纳克亚山峰海拔4206米，三分之一位于云层以上。这个全球知名的“天文园区”成立于1967年，占地500英亩①。到了这里起码要逗留一天，还要先停留30分钟以适应高山反应。莫纳克亚天文台（图10和图11）有着世界上口径最大超过八米的多台光学望远镜，由许多国家联合投资建成。这里由于海拔较高，天空晴朗，在亚毫米、红外与光学波段方面是最理想的观测站。
① 1英亩=0.004047km2
图10 莫纳克亚天文台（夜晚）
图11 莫纳克亚天文台（白天）
作为文科出身的我，有幸陪伴父亲，自驾游历美国各大著名天文台，探索宇宙之迷，听父亲讲述天体运行论和太阳系的起源，探究天体学术的奥妙。我们一会儿哼起《夏日里最后一朵玫瑰》《何日君再来》，一会儿又聆听收音机里来自新墨西哥州的著名乡村歌声 John Denver 的Take me home, country road。欣赏大峡谷（图13）的俊丽，倾听夏威夷海浪的拍打声，从中国古代诗词歌赋到叔本华的人生哲学，我们无话不谈，无比畅快。
图12 盘山公路
图13 大峡谷
父亲教诲我要永远保持一颗好奇心。“我们从哪里来到哪里去”“黑洞之前是什么”“时间是否有起点？”。宇宙之大之深邃是人类终极的探索目标。父亲当时曾经说过一句话至今萦绕于耳：“人类最伟大的发明皆源于好奇心与提问”，最好的提问是全人类都无解的问题，所以也称为伟大的猜想。
上个月我看完了讲述斯帝文·霍金的电影“万物理论”，再次感受到科学家们探索的执着和追求，霍金的“时间”起源问题，至今虽然没有结论，但仍然是人类迄今提出的最神奇的猜想之一。
旅途中我问父亲：宇宙之中，是否会存在着和人类相似的生命。父亲毫不犹豫地说：Yes。父亲的回答让我的心灵深深震撼。他的解释从统计学和逻辑学角度出发，非常理性：在宇宙大爆炸中，既然产生了太阳系，还有地球这样的宜居星球，那么在浩淼的亿万颗星球里，也一定会存在有类似物质的平台，能让其他的生命存在。
天文学家探索宇宙的奥秘没有穷尽，他们总是解决一个问题后又碰到新的问题。正是这种无穷尽地探索使他们永远抱着一颗谦卑之心，因为他们知道人类虽有起点，但宇宙却没有终点。我想探索人生意义的哲学家们亦有同感吧。
父亲曾连任三届国家天文台台长，担任两届中国天文学会理事长，任英国皇家天文学会会员，并作为首席科学家主持中国攀登计划“天体剧烈活动的多波段观测与研究”。他一直坚持为大力推进天文学的科学研究不遗余力。他大胆提出：“一天一地”建造重大天文设备的构想，主持完成了当时东亚最大的2.16米光学望远镜的建设。当时他们启动的大型射电望远镜的项目如今正由国家天文台在贵州建设，口径为500米，将成为世界最大的单口径射电望远镜（图14）。他还大力提倡天文学的基础研究，北京天文台在他的领导下，涌现了大批高质量的科研成果。如今，中国天文学的基础研究也大大腾飞，各种国际水平的研究成果层出不穷。
图14 贵州500米单口径射电望远镜
父亲还特别注重培养下一代新人，他的许多学生至今依然在天文领域独领风骚，学生郑玮后来在美国约翰·霍普金斯大学任天文项目负责人，发现了银河系之外最远的星系；博士后赵刚则已成为国家天文台党委书记、副台长；学生吴学兵，曾任北京大学天文系的主任，他领导的中外天文学家发现了遥远宇宙中目前已知的发光最亮、中心黑洞质量最大的类星体，研究成果发表在国际顶级科学期刊《自然》（Nature）上。父亲带起来的一大批学生，都成为了天文事业的中坚力量。
父亲还非常重视科普工作，一直不遗余力宣传天文知识，他早年翻译的哥白尼的《天体运行论》是毛主席的案头书。父亲退休以后，还在北京大学天文系任兼职教授，开启了一门文理兼修的课程“天文与艺术”，这门被当时的学生追捧的课程，介绍了如何通过阅读郭守敬的诗词而寻找超新星的遗迹，他还与学生们分享中国公元前140年的《淮南子》一书中：日中有“骏鸟”的描述，和古书《汉书・五行志》中有关黑子的描述，证明中国比西方早2000年发现了太阳黑子，他这些生动的讲述向学生们弘扬了中国古代天象的精湛之道。
如今父亲已经离世，我深切地怀念着父亲，同时也非常庆幸与父亲有这样一段难忘的旅程。至今他的音容笑貌依然飘浮在我眼前，仿佛昨日。如今，我非常兴奋地看到父亲的文集即将出版，这里面收录了父亲一生在天体物理研究和科学普及方面出版的各类文章。
耿耿银河星作伴，茫茫宇宙月为邻。2013年，国际天文学会把太阳系里的一颗小行星1997 PCI以父亲的名字命名，为“Li Qibin”（李启斌），以表彰他在天文学领域的卓越贡献。每当夜深人静时，坐在静静的幽谷里，看着远处的行星，我都能感受到他的气息。仿佛他在那里注视着我，不曾离开，彼此相望，我们都不再孤独。
