天文学是天然需要国际合作的研究领域，在寻求自主发展壮大的同时，积极融入国际科技创新潮流的大格局，是中国天文科技走向世界舞台的必由之路。

地球之眼

17世纪以来，每当暮光渐微，天文学家就走进望远镜圆顶，去筛取宇宙中星星点点的天体，去收纳宇宙深处暗弱的微光。望远镜就好比收集光线的容器，如同在下雨天用水盆收集雨水，口径越大的水盆接收的雨水也就越多。望远镜收集到更多的光线，就意味着我们可以用之来观测到更遥远的天体，也能辨识出更精细的天体细节。

1609年伽利略首次将望远镜用于天文观测，400多年来，光学望远镜的口径从0.04米发展到10米，伴随的筛子眼儿也越来越小。由此，人们看清了月球表面，发现了木星的卫星，探测到了宇宙的膨胀，找到了类星体，甚至还能观测到了太阳系外的行星……所实现的每一个飞跃，都为人类认识宇宙带来了突破性的进展。

Keck、MMT、SDSS、Subaru、VISTA、VLT、LAMOST、GTC、SALT、MT、GMT、LBT、BAT-6、GEMINI、NTT 、WASP、HET……这些是地球上目前在役的3米以上的光学望远镜，虽然最大的口径也不过10米级，但是它们却取得了许多成就。由于地球本身会阻挡一部分天区，所以这些望远镜被设置在南北半球的不同地点。多年来，由于良好的观测条件，智利和夏威夷格外收到科学家们的青睐，世界上绝大多数光学望远镜都倾向于建造在这两个地方。

建设大望远镜

而今，科学家们正在付出巨大的努力实现下一次飞跃：建造30米望远镜（Thirty Meter Telescope，TMT），用以揭示暗物质和暗能量的本质，探测宇宙第一代天体，理解黑洞的形成与生长，乃至搜寻太阳系外的宜居行星。

为什么会是30米呢？望远镜最主要的性能指标是它的口径，大口径的望远镜具有更高的分辨本领和更高的集光本领，也就是“看”得更清晰、更遥远。相对于10米望远镜而言，30米望远镜的分辨率是前者的3倍，而对弱光的收集能力是前者的近10倍，比前者高了一个量级。此外，目前国际上已有对十米级望远镜设计和建造的技术基础，现在建造30米级的望远镜也算是“稳扎稳打”。

这座巨型望远镜计划建造在夏威夷的莫纳克亚山上，山顶上具有极佳的观测位置和大气条件，因此这个地方已经有好几座望远镜。上个世纪六十年代，夏威夷大学就在这里建造了天文台，目前已经有13座望远镜在这里工作。其中包括“凯克”望远镜这样的高性能大口径光学及红外设备和JCMT和SMA这样的射电阵列设备。

停工风波

近日，在国家天文台的办公室里接受采访时，一向乐观的薛建随研究员显得有些伤感，他是TMT国际天文台执行理事、科学委员会成员，以及中国项目部经理。在被问到TMT的项目进展时，他苦笑了一下：所有人都没想到，TMT这项纯粹的科学工程成为夏威夷当地土著文化、主权和环保等组织争议的焦点，特别是较为极端的土著人群认为宏大的科学工程会亵渎他们心目中的圣山，尽管夏威夷大岛莫纳克亚山顶已有众多的望远镜正在使用。

薛建随的无奈不是没有道理：2015年，在已经取得许可证的情况下，TMT被迫中止施工。夏威夷最高法院撤销了对TMT的建设许可证，并要求州国土管理部门对建设许可证进行充分听证。对此，TMT国际天文台（TIO）董事会决定，将尊重夏威夷最高法院的判决，重新申请建设许可证。于此同时, TIO经过严格评估和遴选，把位于西班牙卡那里群岛的拉帕尔玛岛作为备选台址，目标是于2018年4月前开工建设。

最新调查显示，夏威夷大岛居民大多数支持将TMT建在莫纳克亚山，他们认同科学与文化可以共存，有利于夏威夷的未来发展。但原著民的分歧较大，46%的人支持TMT，45%的人反对TMT。相比以往，原著民强烈反对的比例有明显走低。与夏威夷情形不同，不仅西班牙相关天文机构、政府主管以及地方政府，积极拥抱TMT落户，不存在极端原著的主权和文化争议，因此TMT迁址西班牙也极为可能。

印有TMT标识的水杯和笔记本

战略布局

TMT是由美国、日本、中国、印度、加拿大共同参与建设的大型国际合作项目。观测时间将在所有合作方之间按贡献比例分配，分配后的时间由各方自主支配，其中中国预计占有份额为10%。

“国际上发展下一代30米级望远镜已经酝酿多年了，之前我们没有机会，但现在我们有了成熟的单元技术被国际认可，所以我们拥有了10%的贡献份额，建成之后，也将拥有10%的自主观测时间”，薛建随研提到，“但我们也有过争议，是自己做30米级的望远镜还是参与TMT项目，路线不清的时候，非常影响战略布局”。

在此之前，中国的科学家们也考虑过自主建设巨型望远镜的计划，这堪称是“跨越式发展”：从2米级到30米级的跨越。“对于建造巨型望远镜来说，因其技术先进而复杂、投资昂贵、对台址要求苛刻等因素，依靠单个国家的力量很难办到，国际合作是别无选择之路。”薛建随说到，“同时，为了弥补2米到30米之间这个‘空档’，我们通过实施TAP计划，即有偿使用国际上4－10米级望远镜观测时间的计划，有效培养了大批实测天文学家，并取得已批有分量的研究成果。”

不过，TMT在国际上遇到阻力的时候，我国天文界却获得了一个极其难得的发展机会。最近国家发改委联合多部委印发了“十三五”大型科技基础设施规划，其中在我国西部，优选台址建设一架12米口径光学红外望远镜被列为优先实施计划。据悉，国家天文台联合国内天文界和相关单位，正在紧锣密鼓地实施12米望远镜台址优选和科学技术方案论证工作，项目有望在2019年开工建设，5年后工程竣工。届时，我国天文界有望在国际上下一代30米级望远镜出现之前，拥有最大口径的光学望远镜而实现天文科技的“跨越发展”。

曾作为国际平方公里阵（SKA）射电望远镜项目科学和技术咨询委员会成员，薛随建这样描述我国地基核心天文装备的战略布局：在射电领域，我们已经拥有世界领先的500米口径球面射电望远镜（FAST），同时国家已支持参与国际平方公里阵（SKA）项目计划，这种自主单口径设备和国际大型阵列设备的组合，将有效奠定我国在射电天文领域的大国地位。

与此类似，薛建随表示，在光学领域我们立足国内建设一架12米口径光学望远镜，同时积极参与三十米国际天文台计划，“两条腿走路”，相辅相成，这将进一步加强我国天文科技在国际舞台的核心竞争力。特别是12米望远镜有望建在西藏，这样，大型多功能设备加上独特的地理优势，将彰显中国对世界的独特贡献。“12米望远镜的英文缩写也是‘TMT’，中国的也是世界的，这是一个很有意思的巧合”。

TMT将建在何处？

更“大”的未来

自古以来，人类对天空就充满着向往，而望远镜的出现，就像一扇透视宇宙空间的窗户被打开，它开拓了人类的视野，推动了人类文明的进步，甚至改变了人类的世界观，也为后世的研究打下了基础，大望远镜是天文学家永恒的梦。

所以，30米并不是我们的终点，下一步会是100米吗？早在20年前，就有科学家开始提出TMT的设想并展开探索工作。现在，我们很幸运地与国际同步发展了。而在TMT之后，人们需要有更大望远镜的憧憬，科学界也需要找能担当的人来进行预研，不断带动人类认识宇宙的步伐。

大大的期待~

撰文 / 何治宏 张超   编辑 / 怀尘