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标题: 两派争议、三位院士、一群青年天文学家，原文刊发公开信：中国12米大望远镜到底在争什么？ [打印本页]

作者: wǒ想我是海 时间: 2017-9-5 14:38
标题: 两派争议、三位院士、一群青年天文学家，原文刊发公开信：中国12米大望远镜到底在争什么？
编者按：

几天前，一封中科院院士、天体物理学家陈建生写给中科院领导的信件，让天文学界内部一个持续半年多的争论公之于众——准备耗资几十亿建造的12米大口径光学望远镜，该选哪条技术路线？

为了让读者能够客观全面的了解这次争论，果壳科学人特邀中国科学院国家天文台在读博士刘博洋撰文，梳理了整个事件的来龙去脉及其间的发展。我们也特地与争议当事双方的陈建生院士、崔向群院士、苏定强院士联系，获得他们的授权，原文将争论双方各自的观点展现出来。

几位院士关于技术路线的争论，也引起了海内外青年天文工作者的关注，并联名就此事向天文学界发出公开信。科学人也特地取得他们的授权，原文将青年天文工作者就12米光学红外望远镜设计方案的公开信呈现给读者。

希望，我们能与天文学界一道，积极推动中国大口径望远镜技术路线之争早日落幕。

作者：刘博洋
编辑：明天

几封院士信件的流出，让中国兴建12米大口径光学-红外望远镜计划（后文简称“LOT”）的争议摊在了桌面上。表面上，中国科学院院士、天体物理学家陈建生，与中国科学院院士、天文望远镜技术专家崔向群及其各自支持者，针对两个不同的光学系统技术方案（后文将提及的“三镜”和“四镜”方案）进行着激烈的针锋相对的辩论。而这一事件牵涉到的，不仅仅是技术方案本身，还有一系列更加复杂的科学大工程管理策略、学科发展方法论，乃至科学经费体制机制等问题。

上半场：达成一致

望远镜是天文学家用以收集天体信息的工具，其口径直接影响到对天体细节的空间分辨率与对暗弱天体的探测灵敏度，故而天文望远镜诞生以来的400多年，就是望远镜越做越大的400多年。从上世纪90年代开始，国际上一批8-10米级口径地基光学望远镜的建成，奠定了现今世界顶级望远镜的基本阵容。近十年来，各国又争相提出多个30-40米级望远镜方案，让地基光学望远镜在10年内走进下一个量级的未来已经栩栩可期。

30米口径望远镜示意图。图片来源：TMT.org

然而，在这样的时代里，中国天文学家的家当可谓寒酸。目前，中国名义上最大口径的光学望远镜是建于国家天文台兴隆基地的郭守敬望远镜（LAMOST）。这是一台4-6米级的光谱巡天望远镜。这台望远镜通过极为特殊的设计，提高了光谱巡天的效率，但不具备成像观测的能力。

大部分世界一流的地基光学望远镜都是“通用型望远镜”，而中国真正可以与这些世界一流“通用型望远镜”相比较的，是同样位于兴隆基地的2.16米口径望远镜，和位于云南丽江的2.4米口径望远镜。它们2米级的口径已经落后了国际前沿两个时代（4-6米级，8-10米级）——美国早在1917年就建成了口径2.54米的胡克望远镜。这样的境况，让拥有一台大望远镜，成为多年来中国天文学家心头挥之不去的梦想。

然而，怎样获得这架梦寐以求的大望远镜，成了十年来撕裂中国天文界的老大难问题。在2016年之前，这场旷日持久的争论有两个竞争方案：其一是参加“三十米口径望远镜”（TMT）国际合作项目，通过对该项目出资10%，获得相应份额的观测时间使用权，搭上30-40米级大望远镜发展的快车；另一个方案，是崔向群院士力推的，以中国为主导发起国际合作，建造一架口径为20米的大望远镜。

这两个方案各自的支持者在几年前曾经有过激烈的争论，每逢重大会议总能见到双方各执一词。前者以天体物理学家为主，担心中国目前只有建造2米级通用望远镜经验，技术能力不足，难以大跃进到建设30米级望远镜，也担心建造周期冗长、无法抢夺30米级望远镜所带来的重大科学发现机遇；而后者抗辩的理由，除了相信中国已有能力迈出这一大步外，主要是认为参与国际合作不利于中国掌握大望远镜建造的核心技术。
争论没分高下，TMT项目出了问题。TMT的建设选址定在美国夏威夷大岛的莫纳克亚火山峰顶——这里被认为是世界上最好的光学天文台址。但莫纳克亚火山也是当地的圣山，原住民并不希望有更多望远镜建设在此处。原住民对TMT建设筹备的抗议阻挠，迫使TMT项目不得不寻求在非洲西海岸西班牙所属加纳利群岛、智利北部阿塔卡玛高原等其他优秀台址建造TMT的可能，一度接近停摆，直到最近才有转机。

就在TMT前途未卜期间，中国天文界主自建一派也稍稍收敛了雄心，将力主建设的国产地基大光学红外望远镜的口径由20米下修为12米，这让反对自建20米镜的天体物理学家们感到似乎靠谱了一点，于是，在2016年5月的一次香山会议上，中国天文学界终于达成一致：两条腿走路，除积极参与国际合作大望远镜项目外，也要自主建造一台12米口径的大望远镜。

国家天文台兴隆基地的2.16米口径“通用型望远镜”。图片来源：Fan et al., 2016

下半场：风云再起

情理之中意料之外的是，关于这台大望远镜的争论并没有就此休止。很快，在这架被暂命名为“大型光学-红外望远镜”的12米口径大型望远镜身上，战火重新燃起。2016年5月的香山会议看似一场团结胜利、弥合分歧的大会，实则已经为论战的下半场埋下了伏笔。

崔向群院士所在的南京天文光学技术研究所（后文简称“南京天光所”）在该次会议上就力推以苏定强院士等人命名的SYZ方案作为LOT望远镜的光学方案，这就是后来所称的“四镜”方案。崔、苏两位院士认为，这个“自主创新”方案相比传统方案具有更好的成像品质。

然而，南京天光所并不能独自决定项目的技术方案。作为一个预算接近20亿元的大工程，中国天文学界举全部力量才能造得出LOT。因此，项目真正的负责单位，是2015年成立的中国科学院天文大科学中心——“提出和引领我国天文科技领域大科学装置的发展”正是该中心的主要职能和任务之一。

2016年7月，天文大科学中心正式成立 LOT望远镜“前期工作组”，全面负责该项目准备工作。前期工作组的组长和两位副组长分别是国家天文台、紫金山天文台、上海天文台这中国科学院下属三大天文台的台长，可见其分量。

2016年10月，前期工作组派出一支三人小组前往美国加州大学天文台（UCO）寻求对LOT的“四镜”方案的意见。选择这里，是因为加州大学天文台负责运营的凯克天文台（Keck），拥有夏威夷莫纳克亚山上的两架 10米口径双胞胎望远镜——其中的凯克 I 是世界上首座10米级口径望远镜。至今，凯克双镜仍是10米级望远镜中的佼佼者，UCO自然也是国际光学天文的重镇。“凯克之父”Jerry Nelson亲自接待了三人小组。加州大学天文台的“哈勃学者”蔡峥博士和他的同学、光学设计师马冬林博士也参与了对“四镜”方案的讨论。

这次访问得到的结论是：“四镜”方案通过增加一块改正镜虽能获得较好像质，但作为地面望远镜，其实际像质更大程度上受限于天文台所在地近地面大气层的稳定性（“视宁度”）。多增加一镜，会增加光的反射损失，减弱LOT探测暗弱天体的目标能力。

更多问题来自于设计中第四面镜（M4）上的开孔。这个开孔进一步增加了光损，同时，对不同视野大小的终端仪器，需要更换不同开孔的M4，这可能会非常耗时，增加了在海拔5000米的候选台址本已充满生理挑战的环境下，运行维护望远镜的难度。另外，开孔会使星点周围出现更明显的衍射环，干扰对黑洞吸积盘、系外行星等科学目标的直接成像。这些挑战让 LOT 前期工作组暂停了对天光所“四镜”方案的推进。

三人小组这次访问之后，在华中科技大学工作的马冬林博士充分结合“凯克之父”Jerry Nelson领导撰写的加州大学天文台设计报告，将传统的“三镜”方案整理成案，上报天文大科学中心。至此，南京天光所“四镜”方案与华科大/加州大学天文台“三镜”方案的角逐态势正式形成。

国家天文台兴隆基地的郭守敬望远镜（LAMOST）。图片来源：lamost.org

两次评审

2017年4月，为公正考察“三镜”、“四镜”两种方案的优劣，大科学中心组织了一只阵容豪华的国际专家评审组，其成员包括一批国际顶级8-10米级口径望远镜的核心技术专家。经过近一个月的论证，国际专家组几乎一面倒的倾向于传统的“三镜”方案的建议。这使得天文界一度认为，“下半场”的论战在今年5月已经尘埃落定。

2017年7月，科学院召开内部LOT方案评审会，得出了多数票支持“四镜”方案的表决结果。5月似已“尘埃落定”的“三镜”方案遭遇反转，12米大口径望远镜技术路线之争再起波澜。

浮出水面的技术路线之争

8月6日，陈建生院士一封4000多字的公开信被公开。在信中，陈建生院士说明了他与崔向群院士关于12米大口径光学望远镜技术路线的分歧。

8月7日，崔向群院士与苏定强院士联合发表公开信——“评陈建生的信”，对陈建生院士的质疑一一做出回应，说明了各自的观点。

在中科院条件保障与财务局对陈建生院士的回复中，我们看到了这样一段话：“目前的情况是：1、时间很紧，国家要求‘十三五’重大科技基础设施项目今年年底前完成项目建议书批复、2018年底之前必须开工建设；不能按时开工的话项目将会被调整，并且会影响今后其他天文项目的立项。2、存在争议的项目发改委不予受理，我们需要尽快内部达成一致意见。”

建设中国自己的十米级望远镜对中国天文学界来说是一件大事、一个来之不易的机遇。很多人担心“没完没了地吵下去，项目被发改委淘汰”，也有很多人担心仓促之下LOT会成为一个失败的工程。

尤其可贵的是，一批青年天文人也积极的参与到讨论中，毫无事不关己的怠慢，令人感触深刻。

很多在海外工作的华人天文学家也看到了这场浮出水面的“路线之争”，纷纷发声，期待能推动“三镜”、“四镜”之争尽快落幕。

这场讨论还在持续进行着，并正在朝向公开、理性的方向前进。

◆  ◆  ◆  ◆  ◆

果壳科学人获得陈建生院士、崔向群院士、苏定强院士的授权，原文发表他们的观点：

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陈建生写给中科院领导的书面意见。原文转发如下（排版稍作调整）:
《我们和崔向群院士的分歧》

作者：陈建生（中国科学院院士）
1. 为了解决围绕12米望远镜问题的分歧，我们必须深刻分析分歧的本质，只有弄清这个问题，才能从根本上找到match解决的办法。
2. 我们和崔的分歧本质是技术路线和科学路线的分歧，是大科学工程由技术导向还是科学导向的分歧?
3. 在技术路线上，我们认为12米望远镜是一项极其困难，极其挑战的项目，是因为这个项目要在海拔5000米以上极其艰难、恶劣的条件下建设极其精密、极其宏伟的工程，是因为这个工程要在5年时间，有限经费下建成，尤其是因为我国在建设望远镜方面，特别是大型望远镜方面极其缺乏经验，缺乏人才。我国在通用型望远镜建造的最大望远镜是2.16米望远镜，即使这样小的望远镜，在当时就不是一个先进的望远镜。建造口径最大的专用望远镜LAMOST，也不是非常成功的望远镜，它的有效通光口径是4米，但其性能不及美国SLOAN的 2.5米望远镜。从这样的基础一下跳跃到12米，可以想像会有多大的风险！
4. 因此，我们的技术路线是要尽可能采用国际上最成熟的技术。国际上已建成的超过10台10米级望远镜无一不是采用3-镜系统，因此国际上积累了大量的正面和反面的经验，吸取、消化这些宝贵经验可以最大可能保证我们成功建成12米望远镜。采用成熟技术，保证工程成功是全世界大工程所尊守的最基本的原则！
5. 与我们的技术路线完全相反的是崔向群的技术路线，她要的是标新立异，国外搞3-镜系统，我就要搞4-镜系统，以表示我们有“创新”，这种“创新”不是为了带来更多的技术或科学上的效益（这点我在下面分析）是为“创新”而“创新”，是为媒体宣传，是迎合当前时髦的“民族自尊心”。
6. 崔向群的错误技术路线有两方面原因。
一方面，错误地估计了中国建造望远镜的能力。她负责建造了LAMOST，如上所说，这台望远镜并不是很成功的望远镜，但媒体的夸大宣传，使她自认为她是国际上的大权威，这可从她多次在公开场合自己说自己是大权威为证。实际上中国在建造望远镜上与国际的差距是非常大，美国人在70年前就造出性能非常好的5米望远镜（至今还有许多重要科学产出），而我们到现在建造的最大通用型望远镜是2.16米，在大望远镜建造上许多重大技术突破都是国际上的，如主动光学，薄镜面，拼接技术，自适应光学，这些都是现代巨型望远镜革命性飞跃的核心技术。
另一方面原因是苏定强和崔向群一直希望通过在12米望远镜的建造为自己树碑立传，这是个人原因。所以坚持要标新立异。
7. 在科学路线上，苏定强和崔向群错误地对国际天文发展的判断。他们两人是搞技术的，不是搞天体物理，他们武断地认为国际上30米级望远镜建成后，12米望远镜的地位就下降，所以要建主焦点大视场照相机，做光度和光谱巡天。这个分析是错误的。中国已不需要用12米望远镜做大视场光度巡天，因为国家已立项，在2022年左右发射空间站，其中最重要的载荷就是2米巡天望远镜，在光度巡天方面，一台2米空间望远镜要远超过12米的地面望远镜，（因为空间望远镜的像质是0.15角妙，而12米地面望远镜的像质是1角秒，来自天光背景的噪声差40倍，再加上地面天光背景比空间亮至少1个星等，合在一起噪声要高过5个星等，像质更没法比）。在多目标光谱方面，正在起动的在夏威夷优质台址上建造10米口径专用光谱巡天望远镜，我国12米望远镜主焦点根本没有竞争力，更何况，巨额花费，10年工期，以及使用上带来的许多复杂问题（见后面）。
8. 我们和崔向群的另一个重大分歧是大科学工程谁来导向？是技术导向还是科学需求导向? 我们一直坚持大科学工程要以科学需求为导向，技术要服从科学，不是技术人员说要造什么样的望远镜就造什么样的望远镜，为此，天文大科学中心从一开始就成立科学委员会和科学小组，邀请国内100多位在一线工作的中国天文界精英讨论、制定12米望远镜的科学定位。但崔向群等人是要科学服从技术，由技术来为科学定位，典型如要搞主焦点大视场巡天，再如，科学上我们认为3-镜系统更能满足科学需求，光效率高，使用又方便，但崔向群从技术上要标新立异，坚持要搞光效率低，使用又不方便的4-镜系统。我们坚决反对12米望远镜由技术人员来定位科学和技术凌驾一切的路线。
9. 错误的技术路线和错误的科学路线导致苏定强、崔向群错误的望远镜方案。他们的主要错误有三点：
一，把望远镜设计的非常复杂，望远镜安排4个焦点：主焦点，莱焦，卡焦和折轴焦点，面面具到，不是有所为有所不为。这样势必增加技术复杂性，增加风险，增加经费，增加工期，而对主要科学目标和技术性能并没有带来好处。
二，把主焦点大视场作为望远镜的亮点。
错误地认为30米望远镜建成之后，12米望远镜没有地位，因此要把主焦点大视场作为望远镜亮点。我在前面已说过，主焦点大视场并不能给12米望远镜带来科学上的竞争力，而主焦点大视场照相机是技术上非常复杂，耗钱耗时的工程，根据日本8米望远镜主焦点项目负责人的估计，中国12米望远镜的主焦点照相机需要耗时10年，耗资5亿美元，而且照相机加上多光纤定位系统是一个庞大系统，更换焦点工作非常困难，这对多功能望远镜要经常更换焦点工作会带来操作上的巨大困难。尽管崔向群也表示主焦点照相机不作为第一期工程，但望远镜设计保留主焦点发展的可能性。这就要求望远镜的主镜焦比f/数要大过f/1.6，比不留主焦点f/1.2的镜筒长很多，镜筒长，就增加圆顶的尺寸，大大增加圆顶造价。
三. 采用4-镜系统。
4-镜系统最大优点是在莱焦上20角分视场可以获得好设计像质，这对于没有大气影响的空间望远镜是绝对必要，但在地面观测受大气抖动影响，星像是由地面seeing决定，无论3-镜还是4-镜得到的像质都一样，因此没有好处，而其缺点是显著的，增加一面镜子就要增加反射损失，更重要的是4-镜系统里最后一面反射镜（M4）中央要开洞，会进一步损失光，而且视场越大洞就开的大，损失光就越多，因此为了少损失光，要多做几个M4，以便观测不同视场用不同大小的洞的M4，这增加费用，还增加观测上的不方便，另外开洞的M4会产生衍射，这种衍射在使用exAO （一种使光轴上的星像达到光学衍射极限的观测）就会严重影响光轴附近高空间分辨、高亮度对比的观测，如对系外行星直接成像观测，而这是12米望远镜极其重要的科学目标。
此外，由于增加一面镜子，还带来许多其他的不利，如增加镜筒长度，从而增加圆顶造价，占据了传统卡焦位置，从而牺牲了配置效率最高的科学仪器的可能等等。
10. 在同国际专家合作方面的分歧。
我们认为（如前所说），由于建造12米望远镜是一项极其艰难的工程，而我们又缺乏经验，我们必须采取开放的态度，与国际同行专家讨论，认真听取他们的建议，因此需要组织国际专家顾问小组，事实证明这些专家对我们的帮助是真诚的，但崔向群认为这些专家是别有用心，用她的话“他们不搞4-镜系统，也不让我们搞，生怕我们超过他们”，对于请国外专家更被崔认为是“卖国行为”，是“洋奴”，在改革开放的今天，还居然有这样的排外思想！
坦率地说，中国天文界，包括整个科技界没有人真正了解像12米口径这样大望远镜的技术，包括我自己，虽然做过观测，但10米级望远镜也没碰过，我虽然大体上对望远镜还能说一些话，但望远镜的具体技术我也是不懂。在中国开国内望远镜专家评审会是一个笑话！只能是形式，走过场。
11. 采用什么样的光学系统本来是一个学术问题，完全可以通过学术讨论来解决，但崔对不赞成她的方案的人，扣帽子，把学术问题变成政治问题，到处告状，并离开大科学中心的领导自己组织一些外行，片面宣传4-镜系统，进行投票，造成多数支持的假像，向科学院施加压力。
12. 关于指责华中科技大学没有资质资格，马冬林资历浅问题。
发改委大科学工程立项程序规定，进入后选的项目必须有300字的介绍，发给全国招标，并没有要求应标单位资质，工业生产有资质问题，科学研究要什么资质？当年爱因斯坦提出相对论时不过是计量局的小职员，何况，华中科技大是一所实力非常雄厚的大学。马冬林没有资历说，当年崔向群从德国回国时，还没拿到博士学位，就被委以LAMOST总工程师重任，要说资历还不如现在马冬林的资历，何况马冬林只不过提光学设计方案，又没有做总工程师。用人不拘一格。有大学介入不是一件很好的事吗？不是有利于科学院强调的院校合作吗？
13. 我们一直希望南京天光所能够在12米建造方面起重要作用，希望他们能根据科学需求提出3-镜方案供选择，但他们一直坚持不提3-镜方案，7.10评审会院条财局本来要求南京天光所朱永田在会上分别提3-镜与4-镜方案，结果还是没提，报告变成崔向群和梁明的一边倒报告。
这就是我们和崔向群分歧的本质。
结论：
谁会愿意选择光效率低、操作不便，造价高、技术成熟度低、风险高的4-镜系统，而不选择光效率高，操作简便，造价低，技术成熟度高、风险低的3-镜系统呢？难道就是为了要标新立异吗？
下面我想就科学院处理这件事情的做法谈点看法。
14. 科学院召开的7月10日的评审会是严重错误。
科学院主持召开的7.10会，完全撇开国家天文台大科学中心，让大科学中心靠边站的做法是完全错误的。大科学中心是目前我们国家唯一有可能把这个项目做好的机构，12米望远镜工程难度之大，必须团结国内所有力量才可能完成的。同时还要争取国际友人专家的帮助，只有国家天文台大科学中心才有这样的能力。让大科学中心靠边站，严重损害了大科学中心的威信，使天文大科学中心瘫痪，以后再没有办法领导天文大科学工程的建设，这不仅影响了12米望远镜，其他项目也可以同样效法，只要不满意，就可以告状，告状后，天文大科学中心就靠边站，起了非常坏的先例。大科学中心是科学院重大分类管理改革的产物，科学院在成立时已经对大科学中心有明确定位，自己做的事，这么快就自己否定他，这岂不影响科学院的声誉，岂不朝令夕改吗？
15. 7月10日的会完全是一个不公正，不公平的会。
会议要讨论3-镜与4-镜系统，但安排发言的崔向群和梁明全是4-镜系统的主要作者，没有一个主张3-镜系统的人辩护，这哪里有最起码的公正？
会议请了21位“专家”评委，我看了名单，简直是笑话，这里哪位可以称的起是望远镜专家？有些人一辈子连望远镜都没碰过，居然可以做望远镜评审专家！！随便举几个：上海天文台的袁峰，南京大学的戴志高，云南大学的张力是纯粹的理论家，一辈子都没有摸过望远镜。其他的也是没有碰过大望远镜。在这样一批外行面前，又进行了一边倒的“介绍”，这样的选票能作为依据吗？有几分权威性呢？
大科学中心组织的国际大望远镜专家是全世界顶尖的10米级望远镜的专家所作的极其认真的评审（说认真，评审组组长提前一个月到中国，实地考察，个别听取双方意见，认真阅读所有文件，进行2天的答辩，又关门讨论）和7月10日的评审是多大的反差？一群外行，听取片面介绍，（大概连听都没听懂），这二个评审能等权对待吗？
16. 科学院必须尽快恢复天文大科学中心的权威性。
天文大科学中心是唯一有能力领导这个项目。因此必须尽快恢复大科学中心的威信。大科学中心在过去一年多的时间里作了大量公正，公平，开放，民主的工作，所有工作都严格按程序办，对推动12米望远镜做了巨大贡献。
天文大科学中心在领导过程中，可能难免也有处理不当之处。即使你们听到某些“有分量的人” 的批评，也应当深入调查，认真与天文大科学中心领导沟通，不能偏听偏信，更不该像目前这样做法，一脚踢开，让天文大科学中心靠边站。
我在6月2日给白春礼院长，王恩哥副院长写了一封信，表达了我对这件事的关切，信中我希望院领导要旗帜鲜明地表达立场。王院长回信说会全面听取各方意见，没想到“全面听取各方意见”竟然就是7.10会！7.10会的召开使整个事件处于极其尴尬的状态，骑虎难下，相信院领导有足够智慧解决这个难题。
最后我想强调，12米望远镜项目的成败不仅关系到中国天文的未来，也关系到中国科学院的声誉，乃至整个中国科技界的声誉。

崔向群，苏定强，就陈建生的信写给中科院领导意见的回复意见。原文转发如下（排版稍作调整）:
《评陈建生信“我们和崔向群的分歧”》

作者：崔向群（中国科学院院士）、苏定强（中国科学院院士）
1. 12米望远镜是一架通用望远镜，众所周知，通用望远镜的科学目标是大家都知道的。通用望远镜就像航空母舰，建造它要依靠技术专家。如Keck，VLT，MMT等大望远镜都是这样。在一个新技术发展很快的21世纪，为什么科学主导的是要坚持中国做30年前的美国的望远镜呢？
如果陈建生能提出新的科学思想，需要一架专用的望远镜或仪器那就不一样了，那就是典型的科学主导和驱动。
2. 陈建生总是说12米“极其困难”、“做不出来”，不禁令人回忆起当年他也是这样说LAMOST的，他认为中国人建造出来的LAMOST将会是一堆垃圾，并退出LAMOST，但他没想到的是LAMOST建成了。
3. 陈建生在信中对LAMOST的指责体现了他的知识缺乏：
（1）他将LAMOST台址的问题和望远镜混为一谈，无视中国人引以为自豪的LAMOST望远镜的技术成就；
（2）对望远镜的通光口径与望远镜实际大小混为一谈。至今好像还不知道LAMOST的主镜是6.67mX6米（37块镜面拼接而成），改正镜是5.7米X4.4米（24块六角形镜面拼接而成，且每块镜面的曲面形状是高精度实时主动控制产生的），光在望远镜中经过的面积是等效7.8米口径，工程规模上已经是一架8米级望远镜，技术上在主动光学和4000根光纤的精确定位上已经走在国际大望远镜的前面。
Keck 10米望远镜建造之前，美国仅做过5米望远镜；欧洲8米VLT建造之前仅有3.6米望远镜。现在他们分别准备建造30米和在建39米望远镜。我们成功建造过工程上相当8米的LAMOST，为什么说我们没有能力建造12米望远镜？
与当年建造LAMOST不同的是，这架创新的中国12米光学望远镜没有特别不成熟的技术，没有更多的技术风险。任何一位望远镜光学专家都很清楚：这架12米望远镜在技术难度上无论用4镜系统还是3镜系统都是一样的风险和难度。
4. 四镜系统的方案不仅可以使我国天文学在国外30米望远镜建成后仍然可以科学上有优势，也可使我国在技术上有发展前景。很明确地说，创新带来的将是我国科学技术上的真正的效益。
为什么这么没有自信？这样不顾一切地反对中国自己的东西？将创新说成“标新立异”？创新不仅是目前中国的国策，也是全世界各国的国策。国家出钱的大望远镜项目，要求科学上在30米望远镜时代也有优势，技术方案上也要有创新是完全应该的。
5. 从陈建生的信中看出，他连LAMOST已经很好地发展了大望远镜的很多新技术都不知道。他提到的现代望远镜核心技术大都已经是我们的拿手和专长。
要坚持在30米望远镜时代，中国建造一架在科学上仍然有优势的、适合新技术快速发展的、长寿命的12米望远镜，而不主张简单地复制一架30年前的10米级望远镜，这就是我们与陈建生最根本的分歧。我们的技术路线应该是符合中国天文学发展需求的，符合国家利益的，是正确的技术路线。
6. 陈建生说有了2米空间望远镜就可以不要地面大视场观测了，真正懂观测的天文学家和技术专家都知道，空间开展多目标光纤光谱观测是十分困难的。为12米望远镜留有大视场光谱巡天的功能，是我们为将来中国12米望远镜在30米望远镜时代可能的科学优势，这是懂天文观测的应该都知道的。陈建生随便下结论说中国的12米望远镜将来在光谱巡天上不能与夏威夷10米望远镜MSE（该望远镜至今还没有任何经费建造）相比，甚至错误计算12米望远镜相当于9米望远镜，可见他不懂望远镜的效率应该怎么计算，包括哪些影响因素影响望远镜效率。他更不懂工程问题，谈工期和经费都没有技术上的依据。
7. 梁眀不仅设计过很多光学或红外光谱仪，而且在世界上首先设计出了新型的强焦比的大视场改正镜，梁明在美国国家光学天文台已工作29年，是那里唯一的也是最高的光学设计专家，美国2010-2020年政府拨款（不像TMT美国政府不给它钱）的地面大项目中排在第一的大口径巡天望远镜LSST的光学系统就是梁明设计的，美国政府拨款的世界最大的4米太阳望远镜ATST光学系统也是梁明设计的，这两台仪器都已接近完成，美国2010-2020年政府拨款的地面中型项目中排在第一的4米光谱巡天望远镜DESI的光学系统也是他设计的。崔向群参加了整个VLT的立项和设计，是VLT 核心部分8.2米主镜和主动支撑系统的设计者。崔向群是LAMOST的总工程师，LAMOST是在她的领导下研制成功的，她成功地在国际上首先攻克了LAMOST薄变形镜面同时拼接的主动光学难题，以及成功地在国际上首先实现了一架望远镜同时有两块拼接镜面，使LAMOST望远镜研制成功。在大望远镜的总体设计方面她有很高的水平。朱永田是大望远镜和终端仪器的专家，他特别善长光谱仪和多种终端仪器的设计，我国2.16米望远镜、LAMOST、西班牙10.5米望远镜、美国5米海尔望远镜的新的高分辨光谱仪都是他领导设计的。他还参加研究、设计了星冕仪，研究了系外行星的直接观测，他具有很强的领导才能，是中国科学院南京天文光学技术研究所的所长。袁祥岩是南京天文光学技术研究所光学室主任，她是本架12米望远镜、南极望远镜、与南大合作的多功能望远镜的光学系统设计的领导人或主要设计者之一。白华是南京大学天文系的博士和博士后，是本架12米望远镜的设计者之一。袁祥岩和白华并且熟悉自适应光学。接受一个题目很重要的是看这个队伍的力量，我们绝不夸大，实事求是的讲，我们这样强的团队在世界上是很难找到的。他们是世界上公认的一流的望远镜光学专家，主动光学专家。
8. 从陈建生一贯的表现，包括从陈建生这封信中都使人感到，陈建生小看天文仪器，小看天文仪器专家，似乎天文仪器专家只是为你服务的，我要正告你几句话：天文仪器本来就是天文学的分支学科，天文仪器专家当然是天文学家。前面说过，大口径通用望远镜方案的提出和建造是以望远镜光学专家为主的。苏定强不仅是望远镜光学专家，也直接从事过天文学，他本人就是南京大学天文系毕业的。上世纪60年代苏定强做过戴文赛先生的助教，和他一起教过“恒星天文学”，也与孙凯教授和黄佑然教授一起教过“天体物理方法”，2007年至2010年间苏定强教过广义相对论和宇宙学，苏定强做过中国天文学会理事长，做过IAU Commission 9（国际天文学联合会天文仪器与技术委员会）的President（陈建生都没有做过），苏定强还是第一卷中国大百科全书天文卷的编委（你连编写组长都不是），苏定强这样的人还不是天文学家吗？上世纪80年代末，陈建生也领导过一个大项目: 仿制一架UK消色差Schmidt，口径由1.22米增大到1.5米，这是仿制，而且只增大了这么一点，但是失败了。
9. 陈建生的特长是歪曲别人的成果、贬低别人、打击别人，我们来看看他真实的水平：苏定强获得过一次国家科技进步奖一等奖，一次国家自然科学奖二等奖，均为第一获奖人；崔向群获得过两次国家科技进步奖二等奖，均为第一获奖人，而陈建生一次国家奖也没有获得过。1991年陈建生当上学部委员（院士）后，他本应努力工作，但他却成了一名学霸，利用手中的权势，打压了多少优秀的科学家？反掉了多少有意义的项目？
10. 上世纪90年代欧洲南方天文台（ESO）和其它多架8-10米望远镜的光学系统确实用了R-C系统。上世纪70年代初设计的中国2.16米望远镜，它的卡塞格林系统也用了R-C系统。对R-C系统我们是非常熟的，70年代初北京天文台的路声东先生专门从北京图书馆借到了Chrétien（R-C系统的提出者）1922年在法国光学杂志上发表的论文，路声东将他翻译成了中文，路声东和苏定强分别仔细读了Chrétien的论文，我们不仅完全读懂了，而且互相独立的发现了此文最后微分方程解中的错误。1964年苏定强和王亚男、王兰娟还将R-C系统推广到了任意的光学系统，可以实事求是的说: 我们是对R-C系统理解得最清楚，研究得最深入的人。最近已正式开始研制的下一代极大望远镜E-ELT，用了和R-C完全不同的五镜系统（比我们更多一块镜面，这个系统和我们的四镜系统有大约一半是相同的，不过这部分我们是比他们更早提出的），E-ELT在他们讨论光学系统的论文中明确说R-C系统统治望远镜光学系统的时代应该过去了。我们作为对R-C系统理解最深刻的人，我们也认为R-C系统统治望远镜光学系统的时代应该过去了。
11. 中国只有一架10米级的通用望远镜，当然要考虑到将来的长期需要和广泛的科学需求，和多个焦点。没有打算就在5年之内都建造，只是设计好，留有将来的可能。就连Keck望远镜，GTC望远镜，SUBARU望远镜都是包括多个焦点，特别是Keck，所有的焦点都有，至今其主焦点还没有用过，但听说有国际上有天文学家在议论使用该主焦点了。当然目前12米望远镜考虑到急需，仅建造耐焦系统。
12. 已经解释过，主焦点是预留，并没有包括在5年建造内容中。陈建生认为主焦比F/1.6镜筒长增加造价的说法是极度缺乏专业知识的：
（1）目前世界上所有的8-10米级望远镜的主焦比都是F/1.8左右，我们的设计的主焦比F/1.6已经是最快的，镜筒将是最短的；
（2）不要主焦点，焦比改为F/1.2，不仅不会因为镜筒更短省经费，还会因为焦比快，主镜制造难度加大或工作量加大增加更多经费，增加工期。
13. 关于望远镜的效率：
（1）目前地面大望远镜的发展趋势不能仅仅是增加集光能力（口径D），还要采用近地自适应光学技术克服地面大气的影响提高分辨率（即克服气流影响获得更小的天体的像d），也要扩大视场W，即望远镜的观测效率是这三个参数共同决定的，另外效率还要根据焦面主光线是否有锥角导致光纤损光，以及是否有缩焦器增加损光，和终端仪器的光效率等一并计算的。4镜系统与欧洲ELT 5镜系统一样可以获得很好的像质，即便多一块（ELT是多两块）镜子，增加一点中心孔挡光，但是由于其光学系统极适合近地自适应光学技术，可以比三镜系统获得更小的像d，更大的视场W，因此对将来暗天体的观测效率将更高，并且有更好的发展前景。
（2）4镜系统方案并不会因为增加一面镜子增加技术困难和仪器转换难度。这一点技术专家最清楚，应该相信专家。
（3）将4镜系统的视场分为大、中、小三档，4镜系统的大、中视场的效率都明显超过R-C三镜系统（高约25 %- 21%），只有在小视场效率少3%。因此总的说四镜系统的效率是明显超过R-C的。
（4）在四镜系统的小视场，平面转折镜可以很方便地换一块小孔的镜子，对高分辨衍射像没有影响，这也是四镜系统优于欧洲南方天文台39米望远镜5镜系统的亮点。
14. 我们是望远镜专家，这是我们的专业，我们心里最清楚，最了解12米望远镜这样的大望远镜的技术。为什么陈建生自己不了解，就认为中国的望远镜专家不了解？试想一下，如果望远镜专家采用陈建生的办法，对他熟悉的研究领域横加指责，指手画脚，他做何感想？
我们历来采取开放的态度，积极与国际同行合作。崔向群与TMT的项目副经理当面交流过：中国是一个发展中大国，天文设备的发展，因该坚持两条腿走路：
（1）中国自己为主发展的望远镜；
（2）参加国际大望远镜项目。
这两条腿应该是互相支持，不应该互相干预。现在有些人的做法就是不准自己为主的腿走路，只能是国际合作和跟着别人走。事实上他们是在这样做，但是还不准说，一说就是“政治化”。
15. 崔向群回国承担LAMOST的时候已经有十几年从事望远镜的经历，包括38米和76米射电望远镜，特别是多年在VLT这样的8米大望远镜的从事核心技术经历。一般来讲，技术专家是需要经历和积累的。陈建生拿来相比的人没有任何望远镜的工作经历。试想一下，陈建生愿意让一位从来没有做过外科手术的医生给自己做大手术吗？
16. 我们不仅研究和提出了4镜系统的方案，还深入研究了包括R－C系统的各种三镜系统的方案以及5镜系统的方案，进行了认真的比较，结论是中国的望远镜不能复制美国30年前设计的10米望远镜（R-C三镜系统），而应该坚持能很好地结合和应用当代新技术，又没有额外的技术风险的4镜系统方案。
17. 关于“告状”
天文大科学中心成立的前期工作组，实权在崇洋媚外的薛随建手中，他和一小撮人极力要将12米改用R-C三镜系统，做一架小TMT，这是前期工作组中很多人都看到的事实，对这种不正常的情况，我们向领导反映是正常的。就如陈建生现在，他不也写信向领导反映吗？
18. 关于7月10日的评审
天文界包括理论、观测和技术的专家。理论家的许多理论是需要观测来验证的，更不用说7月10日的评审还包括了科学目标的评审。
7月10日中国科学院条财局召开了这次评审会，专家是中国天文学会的理事，他们是民主选举出来的而且代表了中国天文界光学天文的各个方面。有人恶意攻击说天文学会是民间组织，水平不高，只要看一下下面这段文字就清楚了：现在中国科学院院士候选人除原有院士外，只有中国科协有权推荐，2015年中国天文学会就推荐了两名天文界的院士候选人，这充分表示了中国天文学会崇高的权威性。这次开会前条财局领导和大科学研究中心主任严俊，商量了会议的开法，严俊参加了整个会议。至于有的人未参加会议，那是你自己不来的，有什么意见好提？像我也没有去参加这个会，我就一点没有意见。R-C系统并不是华中科技大学马某某的创新，对R-C系统的理解和研究我们比华中科技大学的马某某深得多（见前面第10节），那天三镜（R-C）方案是由梁明介绍的，他不仅是高水平的光学设计专家而且为12米望远镜设计过多种R-C系统，请他介绍三镜（R-C）方案当然是可以的。会议是很民主的，会上还一再提醒大家可以投弃权票。21位评委，投票结果是，赞成我们四镜系统的11票，赞成三镜系统的3票，弃权7票。
19. 关于国际评审
4月20日的国际评审，实际上是个别人操作，这个人就是在极力要将12米望远镜改为三镜系统的人。他想怎么做就怎么做，商量和不商量都没有大的区别，告诉前期工作组国际评审时，评审方案、评审专家，评审组长，他早就定下来了，提意见也没有用。更不用那位说评审组长是明显根据授意做，调查也是走过场，根本不听另一方面的意见。评审专家大多不是望远镜光学专家，他们中较多的人估计是不能完全听懂我们在讲的内容。有两位通过视频参加的专家说他们的书面意见根本没有反映在评审意见中。
20. 关于4月10日的研讨会
4月10日开过一次12米望远镜讨论会，最后大家用完全无记名投票（票上不留名）的方式测试了一下大家的看法，53人投了票，这53人全部是正教授级的（其中长江教授、杰青、青年千人、百人计划有22人），大部分是中青年天文学家。投票结果四镜系统的方案是52票，美国UCO 的R-C方案是0票，1张是无效票。
总结：经过深入的研究，我们的结论是：我们的方案肯定比美国的R-C方案更好。（参见Su D.，Liang M.，Yuan X.，Bai H.，Cui X.，2017，MNRAS，469，3792）。
几句其他的话：薛随建、陈建生、郝蕾在微信、网上、甚至Science上发了大量攻击、歪曲、诬蔑我们的文章，我们一直没有理睬，这几天他们还在发。忍耐是有限度的，我们要反驳、要教训他们一下，不过我们是讲道理的，也是宽宏大量的，只要他们不再攻击、歪曲、诬蔑我们，我们的自卫反击马上就会停止，我们根本不愿意把时间花在和那些望远镜知识比我们低一个量级的人的争论上。
苏定强  崔向群
2017年8月7日

◆  ◆  ◆  ◆  ◆

果壳科学人获得执笔人的授权，原文发表青年天文工作者的公开信：

◆  ◆  ◆  ◆  ◆

尊敬的各位天文学界同仁、老师们：

我们是关心中国下一代地基光学红外天文望远镜的青年天文工作者。我们注意到十二米光学红外望远镜的建设方案在过去的一年里产生了诸多争议和分歧。在此,我们代表联署的各位青年科学工作者对这一望远镜的设计方案表达意见，希望天文学界各位领导、前辈、同仁予以考虑。

上世纪 90 年代以来,国际上已先后建成超过 12 台 8-10 米级光学红外望远镜，目前若干三十米级的望远镜项目也已陆续开工。与国外的同行进行学术交流时，我们深切体会到先进的设备资源带来的巨大科研优势以及科学思维方式的差别。当前中国最大的通用光学红外望远镜仍然停留在2米级望远镜的时代，因此我们对国家建设十米级通用望远镜的计划深感振奋。

十二米光学红外望远镜目前存在三镜和四镜两种设计方案。这两种方案的设计细节、计算分析、讨论和比较，以及国内国际评审委员会对两种方案的评价正在被逐步公开。然而,围绕两种设计方案产生的分歧和争议,却使得项目的进程变得不明朗。作为新一代光学红外望远镜未来的主要用户群体,我们热切地盼望着围绕十二米设计方案的讨论能变得更公开、透明。

历史不断地证明，一台成功的望远镜可以工作几十年，并对三、四代天文科研工作者产生重要影响。而我国望远镜技术起点较低，到目前为止尚没有十分成功的四米级通用天文望远镜的建设经验。因此，我们应尽可能追求风险更为可控、技术更值得信赖的方案，使得十二米光学红外望远镜在未来较长的一段时间里有可靠、高质量的科学产出。任何技术上的创新，必须经过充分的论证和充足的前期试验，才能使用在大望远镜工程上，这也是国际天文界的共识。光学设计更是望远镜的核心，若因设计论证不够周全而导致科学性能无法达标，那么我们付出的“学费”将极其昂贵。

十二米光学红外望远镜并非为哪位学者、专家或者哪一家院校、研究所而建造。建设这台望远镜的目的终究还是要为中国乃至世界的天文学界服务，特别是帮助青年一代的天文工作者做出世界一流的科研工作。作为这台望远镜未来的主要科学用户，我们希望十二米光学红外望远镜项目的科学规划、选址、设计、方案评审都本着对天文学界，尤其是未来一代的天文学界负责的态度,秉持科学求是的规范和公开公正的精神来进行。将这一技术问题泛政治化、以奔走运作的方式取代科学和技术层面的分析讨论、忽视本领域国际一流专家的意见，是我们极不愿意看到的。任何科学项目，都应当尊重国内外同行的意见，接纳各方的检验、讨论和批评。面对分歧，应当采取科学求证的方式，用数据和事实说话，而不应把技术路线的分歧扩大到其他方面。在保证项目成功的同时，应鼓励支持青年科学家承担重要角色并作出相应的贡献，而不应用身份、影响力和头衔对青年同仁施压。

同时，我们也认为，这样极富有挑战性的大科学项目，需要团结国内、国际的一切优势力量才有可能顺利实施。因此，我们支持在天文大科学中心的主导下进行国际合作，广泛吸纳国际同行的经验和教训；我们希望国际评审委员会提出的科学、中立而权威的意见能得到尊重，以维护中国天文学界在国际同行中的形象；我们也希望设计方案的讨论能回归到以科学主导的层面上，按照学术界规范与通例,遵照合理的流程进行决策。

执笔人（按姓名笔画排序）:
上官晋沂（北京大学）
叶泉志（加州理工学院天文系）
张智昱（爱丁堡大学）
陈昱光（加州理工学院天文系）
秦雨静（亚利桑那大学 Steward 天文台）
黄崧（加州大学圣克鲁兹分校）
蔡峥（加州大学圣克鲁兹分校）

2017 年 8 月 7 日

排版：晓岚、婉珺

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