科创中国行丨阿里：到世界之巅，寻找宇宙终极答案

我们的车一路爬高。西藏阿里，海拔5250米的山头，比珠峰大本营还高50米，那是此行目的地。

喜马拉雅的山体绵延不绝，近处只有些黯淡的草层覆在山石表面。“荒芜”的景致中，一切动静被放大。车门一推开，风带着呼啸从山谷里翻上来，瞬间灌进耳朵。

就在这里，中国科学家已在一年前成功获取月球和木星辐射的150GHz频段清晰图像，实现我国启动阿里原初引力波探测实验（以下简称“阿里实验”）以来获取的首批有效观测数据。目标远不止于此，科学家们真正想探测的是另一种极度微弱的回响——原初引力波——它尚未被人类捕捉，但人类会因它有机会窥见宇宙最初的模样。

关于原初引力波，中国科学院高能物理研究所张新民研究员团队有个形象说法：原初引力波的诞生接近宇宙创生时刻，宇宙大爆炸后的“暴胀”时期，时空自身剧烈的量子扰动被急速拉伸成时空波浪，如同婴儿降生的“初啼”；大爆炸后约38万年，宇宙微波背景辐射产生，它是宇宙中自由传播的第一束光，布满宇宙，也携带了宇宙早期所有物理过程的信息，是为“婴儿照”。

阿里实验就是在世界屋脊架起望远镜，到宇宙“婴儿照”上寻找原初引力波留下的微弱信号，其微弱程度，好比在游泳池里定位一滴水。

风声

天刚亮，我们和齐磊相约从海拔4600米的狮泉河镇出发。他是驻站工作人员，狮泉河镇的单元房到山上的观测站，一条路，过去五年他每天跑一到三趟，单程三四十分钟。我们抱着氧气罐问他对这条路感知如何，回答没什么通往宇宙秘境的壮阔感，淡淡的，“走得太多，没啥想法”。

车驶出镇子，过了外环，红绿灯就没了，对向好久才过来一辆车。路两旁的柳树是这两年新种的，再往前柳树也没了，只剩开阔的荒原和远处的雪山。直到燕尾山出现在云层底下，观测站到了。

真正站到跟前，先撞入视野的是一整面半圆型的绿色防风墙，护网围拢之下，那台能捕捉来自138亿年前微弱信号的微波偏振望远镜阿里一号（AliCPT-1）指向天空。“山顶风大，站在车边说话都得提高音量。”阿里实验的副首席科学家李虹上山十多次，听过最多的大自然声响就是山谷来风，其余时间，天地静谧。

观测站比想象中规模小些、建筑更朴素些。望着房门上手搓感极强的“福”字，同行的万物建模师打趣，这地方来对了。后来我们知道，那是去年春节，为首光观测做准备时，高能物理所几名留守站点的年轻人的手笔。

夏天不在最佳观测季，驻站人员的工作就是例行检查。跟着齐磊，查时间服务器、查传输设备、存储设备，沿机座看电缆和拖链，电的稳定性也要看……我们顺势转完站点的全部空间：会议室、机房、进行芯片处理的洁净间等，以及最核心的屋子里，一台悬置起来、被制冷设备环绕的望远镜。一旦开机，望远镜下方数千个探测器会在0.3开尔文（零下272.85℃）的低温下运转，探测产生的海量数据经基本处理后，再由专用网络传回高能物理所。

“望远镜的腔不能开”，齐磊说，他负责的例行检查只关乎它的神经末梢，就像他个人也只是整个实验项目的一员。几千公里外的北京、广东，还有一群科学家夜以继日，他们以及来自世界各地的科学家会陆续上观测站工作。探测原初引力波，是高度国际竞争的前沿领域。目前，“阿里一号”的数千个探测器来自美国。而这台望远镜最多安装19个模块，总计约三万个探测器。按计划，更多国产探测器从2027年起将组装到设备上，逐渐实现国产替代。

人声

齐磊的老家在河北，每半年会回家看看。五年驻扎让他黑了许多，也瘦了不少。“刚上山那阵体重接近200斤，如今保持在160斤。”他琢磨，“高原上饿得慢，体重会不自觉下降，跟心率比平原快些也有关系”。饭点很快就部分揭秘，山上吃得简单，站里常备方便面，烧水泡开就是一顿。只是，海拔5250米的地方，沸点刚过80℃，泡出的方便面不够入味。

五年，潜移默化重塑一个人的生活。但置于要探索宇宙奥秘的语境下，世俗的任何时间又是何等微不足道，一年、数年、十年，都是一瞬。

观测站所在山头第一次有人声，大抵从2014年算起。彼时，中国科学院高能物理研究所张新民研究员团队提出一项具有开创性的动议：要开展我国首个原初引力波探测实验。作为实验项目首席科学家，张新民把目光投向西藏阿里地区。这里空气稀薄，大气中的水汽含量极低。10月到翌年3月的最佳观测期，在冬季的世界屋脊，氧含量只有平原地区的40-50%。低氧、干燥，微波信号的透射率越高，所探测那张“婴儿照”上可能携带的原初引力波痕迹受到干扰越小。

2015年，国家天文台在西藏阿里选出ABC三大区。选址探路阶段，李虹第一次上青藏高原。“飞往阿里的航班，选对舷窗就能看到观测站所在山脊。”11年后，她依然记得连绵起伏的山头带来大自然威严的震撼。那时候，“现场只有大块岩石，靠无人机测绘选定台址建设点位”。一切就是从零开始，从铲平一座山头造房子开始，在无人抵达的地方，人们试图探测在宇宙空间中一种缥缈的特性，随之理解宇宙起源的终极奥义。

“无人抵达”意味着要突破极限，科学探测能力的极限、人的生理极限。2017年，阿里实验观测站启动建设，太多常人难以想象的困难堆在眼前。高原无人区，没路、没电、没网、高寒缺氧，基建都没太多成熟经验可循，遑论大科学装置。更棘手的是，低温超导探测等技术被国外封锁，实验随时可能被“卡脖子”。

“困难再多，也不能阻挡我们探索宇宙的脚步。”张新民鼓励团队成员。团队里的80后、90后说：“和‘两弹一星’元勋们相比，我们远没有那般艰苦，我们刚好站在时代的机遇里。”

2021年，在克服了诸多极端环境挑战后，观测站完成接收机外设备测试、启动试运行。那一年，50后张新民被送进ICU抢救，医生开出病危通知单。同年，齐磊开始了驻站工作，饶是这个年富力强的90后也在此后五年间经历过凶险，“一次重感冒、烧到40℃，整个山头只剩自己，躺了几天向单位求助，等轮换同事赶到才下了高原”。

噪声

事实上，这个如今被年轻人称为“机遇”的实验项目，早期曾伴随不同声音。

2014年，张新民提出要开展原初引力波探测实验，外界不无问号。一位在回国后凭借“精灵”暗能量理论在国际暗能量研究领域声名鹊起的科学家，为什么不继续深耕？一名理论物理出身的科学家能否做成被世界公认为重大基础科学前沿，也是检验宇宙起源理论的关键实验？国际上宇宙微波背景辐射实验已开展数十年，奠定了“大爆炸宇宙论”学科基础，而中国国内尚未展开相关实验，薄弱的基础凭什么在激烈竞争中后发制人？

某种角度看，变化的国际科研形势加速了阿里实验项目的推进。曾经，全球仅有的两个原初引力波探测实验基地都由美国主导且都在南半球，分别位于南极极点和智利阿塔卡马沙漠。2014年，BICEP2团队在南极宣称探测到原初引力波，后被证实信号来自银河系内尘埃干扰。“那次事件让国际科学界意识到，观测不能只在南半球，还需要北天的观测作为交叉验证。”张新民说，那也让我们意识到中国可以在北半球有所作为，“在青藏高原建设中国自己的观测站，和南半球基地互补，实现原初引力波探测的全天区覆盖”。

美欧一度计划在格陵兰岛建站，但财力、人力、气候变暖导致积雪融化地基不稳等因素，让项目在推进十余年后停滞。而中国的阿里实验，2014年提出，2025年实现首光观测，是北半球目前独一无二的地面观测点。张新民说：“我们出发晚，但占据了北天这个制高点。现在，我们的目标不止填补空白，更希望做出领先成果，让别人来验证我们。”

如今有底气说“力争走到国际前列”，在张新民看来，团队在困难最多时做了两件事，“一方面，国际合作持续开展，基础科学属于全人类；另一方面，坚持自主研发，把技术主动权掌握在自己手里，大力引进年轻科研人员。”

从项目启动初期实验力量薄弱，到现在，高能物理所常驻团队加之国家重点研发计划参与人员，阿里实验的国内总参与人数约300人，队伍还在持续扩大。同期，美国第四代微波背景辐射项目投入巨大，经费被砍。美国专家提到，像原初引力波探测这样的大科学实验，达到了科学团体长期组织能力的极限，科研、工程、人力、财力等都需要能长期稳定支撑数十年的运行系统，“如果美国放弃，机会就会落到已经实现首光的中国阿里实验项目上”。

风大的时候，风声盖得过人声。所谓聆听宇宙，也得先降低噪点。

掌声

国际科研话语权的竞争有多激烈，观测站内能略窥一二。望远镜一侧的墙上贴着时间表，计划节点一排，实际完成一排，红笔勾得密密麻麻，提前完成是常态。另一侧，“破晓5250突击队”的红色旗帜显眼，上面签满了名字，它记录的是团队为保障首光观测，安装调试望远镜的日夜，签名的人都在旗下熬过通宵。

首光前，团队已在5250米的站点持续奋战了40多天。后来，我们在高能物理所本部见到了几位在旗帜上签过名的成员，他们正为下个观测季做准备。刘洋、李正伟、李思宇、李旭芳、金晶……清一色85后，男生的办公室里摆着体重秤，“为科研强身健体”；女生的书架摆着不少博物馆文创，还有“今年一定要争气”的冰箱贴与布满头脑风暴交锋过程的白板相互辉映。

回到首光那天，团队白天照常工作，下山吃过晚饭，八九点钟再上山，等月亮过境。月亮是最亮的目标，扫到它，等于听见一声洪亮的招呼。夜里九点，第一轮扫描没有捕捉到信号，现场排查，修正方案，再扫。零点过后，信号峰终于出现。山上几十人围着电脑等数据处理，看到清晰信号波动一刻，掌声响起来。

首光观测获取的数据验证了，这台同类型望远镜中有效口径最大、通光量最大、可容纳探测器数量最多的“阿里一号”看得清、辨得准。而一路遇见的坎、爬过的坡，让大家越发坚定，要把关键尖端技术握在自己手中。至于它最终要聆听的那声初啼，就藏在未来的海量数据里。

尾声

下山的路是原路。远远望见狮泉河镇的灯火，一片漆黑里浮起几点暖色，团队里几乎每个人都对这个时刻有记忆。阿里实验项目副首席科学家李虹有段感性描述：“驱车行驶在寂静国道上，像一场探索跋涉之后回归居所，既有艰辛挑战，也有归属感。”她告诉我们，30多人的核心团队里有三分之一女性，不少已经当了母亲。“为什么一代代科研人愿意承受身体负担投身大型实验，因为科学家就是抱着确定的信念，去探索未知的客观规律。”

灯火底下，有张新民更长的远望。基础科学有四大方向，宇宙起源、物质起源、生命起源、意识起源，阿里实验要回答第一个问题。这类探索兴许短期看着“缥缈”、缺少应用场景，但如同百多年前麦克斯韦写下电磁波方程组时，没人知道电磁波会催生手机；高能物理学家为了解决协作需求开发出的网络，最早也没人预料那就是互联网雏形。“基础研究是认识客观规律，先理解规律，才谈得上应用。”基础研究不会立刻变现，但阿里实验的技术副产品已初露峥嵘。高能物理所的实验室里，一块六英寸基板上集成约1800个探测器，这套低温超导探测技术可迁移到不同领域。

展望2030年，团队还有宏愿：把探测灵敏度再提升四倍；结合暗能量开展特色研究，完成“5σ”显著性验证（“σ”表示标准差；5σ不仅是技术指标，更是等同于确认发现的一道门槛）；守住北天独有的观测窗口，期待捕捉未知新现象。

采访中，李虹还有一句话令人印象深刻。假设始终探测不到原初引力波的信号，科学家何为？她答：“探测到原初引力波，可以证实宇宙暴胀理论；如果穷尽现有精度依旧不能，则预示着存在我们尚未知晓的全新物理。两种结果都能推动物理学继续向前。”

婴儿降生时，产房外的人先听见哭声，再看见孩子。宇宙的初啼，仍隐在浩渺深空。在北半球唯一的这间“产房”，一切就绪。

（中国互联网发展基金会中国正能量网络传播专项基金支持项目）

原标题：《科创中国行丨阿里：到世界之巅，寻找宇宙终极答案》