Max發(fā)現(xiàn)自己正行進(jìn)于天文學(xué)領(lǐng)域?qū)I(yè)和文化觀念上的一片混亂之中，而這是由那些新一代“龐然大物”帶來(lái)的巨大成本引發(fā)的。
在那些天氣晴朗的無(wú)月之夜，全球多數(shù)大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡通過(guò)向天空發(fā)射金色激光束開(kāi)始夜晚的觀測(cè)。
對(duì)于這場(chǎng)天文學(xué)上的燈光秀，Claire Max并不喜歡居功自傲，盡管激光器的普遍應(yīng)用在某種程度上要?dú)w功于她30年來(lái)堅(jiān)持不懈的完善和推廣。出于對(duì)該項(xiàng)工作的認(rèn)可，美國(guó)天文學(xué)會(huì)日前將2015年度天文儀器獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給Max。在這位加州大學(xué)天文學(xué)家看來(lái)，自我炫耀是一件沒(méi)有效能的事。Max總是表現(xiàn)得很專業(yè)，甚至連講話的方式都很小心。她的熱情都留給了激光技術(shù)研究。
混亂中艱難前行
Max解釋說(shuō)，激光器是望遠(yuǎn)鏡自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵部分。沒(méi)有自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，高倍鏡看到的恒星和星系會(huì)出現(xiàn)跳動(dòng)、扭曲，并且變得模糊不清。相反，有了該系統(tǒng)，看到的恒星和星系會(huì)保持穩(wěn)定和清晰，使地面望遠(yuǎn)鏡獲得的清晰度通常能與美國(guó)宇航局的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡不相上下，甚至超過(guò)后者。這種能力使當(dāng)前的望遠(yuǎn)鏡得以開(kāi)展針對(duì)一系列物體的高分辨率研究，包括從太陽(yáng)系外的月亮到銀河系中心的恒星。而如今，它正助力建造直徑在20～40米、聚光能力達(dá)目前任何一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡16倍的望遠(yuǎn)鏡。
Max從最早便參與了這個(gè)發(fā)展過(guò)程：從首個(gè)激光輔助自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的演示到建造原型，然后建立中心，將該技術(shù)應(yīng)用到全球望遠(yuǎn)鏡上。不過(guò)，Max最大的勝利也成為她最大的挑戰(zhàn)。去年10月，在其他天文學(xué)家或許正盼著退休的年紀(jì)，68歲的Max同意擔(dān)任加州大學(xué)天文臺(tái)（UCO）臨時(shí)臺(tái)長(zhǎng)。處在這個(gè)位置上，無(wú)論臨時(shí)與否，Max發(fā)現(xiàn)自己正行進(jìn)于天文學(xué)領(lǐng)域?qū)I(yè)和文化觀念上的一片混亂之中，而這是由那些新一代“龐然大物”帶來(lái)的巨大成本引發(fā)的。
目前，共有3臺(tái)這樣的望遠(yuǎn)鏡處在不同的計(jì)劃和建設(shè)階段，每臺(tái)均須花費(fèi)約10億美元。Max表示，這些花費(fèi)向望遠(yuǎn)鏡的所有者和資助者提出了很大的難題，其中包括自去年開(kāi)始在夏威夷莫納克亞山頂建設(shè)的30米望遠(yuǎn)鏡的關(guān)鍵合作方——UCO。他們?nèi)绾螢樗邢鄬?duì)較老、規(guī)模更小的望遠(yuǎn)鏡“買(mǎi)單”？所有者們是否應(yīng)屈服于經(jīng)濟(jì)壓力關(guān)閉這些望遠(yuǎn)鏡，盡管它們依舊是科研人員必不可少的主力設(shè)備和年輕天文學(xué)者的訓(xùn)練場(chǎng)？又或者他們應(yīng)當(dāng)努力尋找創(chuàng)造性的方式讓所有設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行下去？
Max的直覺(jué)是奮力爭(zhēng)?。豪盟锰飒?dú)厚的集熱情和決心于一體的性格優(yōu)勢(shì)。就目前而言，Max正贏得勝利。加州大學(xué)洛杉磯分校天文學(xué)家Andrea Ghez表示，經(jīng)過(guò)30年在追求自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)過(guò)程中的勸服和共識(shí)建立，Max具備了一種本能：將工程師、學(xué)術(shù)界人士、資助方領(lǐng)導(dǎo)、大學(xué)行政人員和其他所有在事關(guān)望遠(yuǎn)鏡決策上擁有話語(yǔ)權(quán)的人聯(lián)系起來(lái)。
第一束光線
1983年，Max成為國(guó)防咨詢小組Jasons的一員。來(lái)自Jasons的科學(xué)家定期碰面，就國(guó)家安全提供技術(shù)建議，當(dāng)然通常是為國(guó)防部服務(wù)。Max參加的首次會(huì)議便是解決美國(guó)空軍的需求：識(shí)別潛在的敵對(duì)衛(wèi)星。然而，即使是晴空萬(wàn)里，并且有好的望遠(yuǎn)鏡助力，大氣湍流也會(huì)將角直徑小于約1角秒的任何細(xì)節(jié)抹掉。
天文學(xué)家已經(jīng)提出了一個(gè)可能的解決辦法：能反射進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡的光線并在電腦控制下發(fā)生變形的變形反射鏡。理論上，反射鏡的畸變會(huì)精確地抵消大氣產(chǎn)生的畸變，從而將圖像恢復(fù)到幾乎完美的狀態(tài)。不過(guò)，這種畸變首先要被測(cè)量出來(lái)，最好通過(guò)觀察大氣對(duì)目標(biāo)附近明亮的導(dǎo)引星產(chǎn)生的影響來(lái)計(jì)算。然而，五角大樓感興趣的那些快速移動(dòng)的目標(biāo)附近，并非總是有明亮的星星可用。
這就是為何空軍向Jasons求助。Max和同事在一份機(jī)密報(bào)告中提供了解決方案：只須沿著望遠(yuǎn)鏡的軸向夜空發(fā)射激光。如果激光被調(diào)節(jié)到恰當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)，光束隨后會(huì)遇到漂浮在大氣層上空約90公里處自然形成的鈉原子層，并且使鈉發(fā)出熒光，從而產(chǎn)生在地面可見(jiàn)的亮黃色斑點(diǎn)。這在效果上相當(dāng)于夜空中隨處可用的導(dǎo)引星。
不過(guò)，Max更進(jìn)一步。她知道鈉激光導(dǎo)引星對(duì)天文學(xué)家來(lái)說(shuō)也是極其寶貴的，便提出了一個(gè)空軍并未要求但更適合研究需要的附加設(shè)計(jì)。不幸的是，該設(shè)計(jì)同所有其他鈉激光導(dǎo)引星技術(shù)一樣成為機(jī)密。于是，Max和志同道合的空軍科學(xué)家在接下來(lái)的7年里游說(shuō)軍隊(duì)披露這些信息。最終，他們勝利了：1991年，空軍科學(xué)家Robert Fugate被允許在天文學(xué)會(huì)的一次公開(kāi)會(huì)議上介紹了人工導(dǎo)引星。
然而，盡管所有天文學(xué)家對(duì)此有著極大熱情，但該系統(tǒng)對(duì)技術(shù)要求很苛刻，且花費(fèi)頗高，并需要那些無(wú)法負(fù)擔(dān)的高校自己開(kāi)發(fā)。因此，在該技術(shù)解密不久，Max便意識(shí)到天文學(xué)家需要原理循證研究。在和同事Herb Friedman共進(jìn)午餐時(shí)，Max想出了一個(gè)主意：“我們來(lái)自勞倫斯利物莫國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，作的就是激光研究。”
的確，該實(shí)驗(yàn)室有一臺(tái)巨大的地下激光器。它通常被用來(lái)分離同位素，但能被調(diào)節(jié)到鈉的波長(zhǎng)。于是，Max和Friedman把激光隧道頂部的一個(gè)蓋子移開(kāi)，然后放置一面通過(guò)洞口將激光反彈回夜空的鏡子。隨后，他們?cè)诠馐赃吋苌弦慌_(tái)小型望遠(yuǎn)鏡，以尋找人工導(dǎo)引星并且測(cè)量大氣湍流造成的波前扭曲。下一步是要掌握激光系統(tǒng)在真正的望遠(yuǎn)鏡上發(fā)揮作用所需的復(fù)雜光學(xué)和工程技術(shù)。上世紀(jì)90年代中期，Max和同事在UCO利克天文臺(tái)展示的原型最終證明，至少在長(zhǎng)波光線上，該系統(tǒng)能使天文臺(tái)的3米望遠(yuǎn)鏡達(dá)到最好的分辨率。
不過(guò)，即使這樣，也無(wú)法勸服天文學(xué)家接受這項(xiàng)技術(shù)。于是，Max意識(shí)到該技術(shù)需要一個(gè)“實(shí)踐共同體”，用戶在此能學(xué)習(xí)如何建造激光引導(dǎo)星。該想法變成一個(gè)由來(lái)自國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）500萬(wàn)美元、為期10年的項(xiàng)目所資助的自適應(yīng)光學(xué)中心，并在1999年成立最終由Max領(lǐng)導(dǎo)的圣克魯茲校區(qū)。Max介紹說(shuō)，到2010年，當(dāng)資助結(jié)束、中心不得不關(guān)門(mén)時(shí)，它已由起初的幾個(gè)人發(fā)展成后來(lái)的近百人。
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