1888年的一個夜晚，梵高與同為印象派畫家的好友保羅·高更大吵一架后，主動住進了圣雷米療養(yǎng)館。每晚隔著窗戶眺望夜空的他，在一個月后創(chuàng)作了著名的《星空》。

如果說梵高用旋轉的星云、流動的光線表達內心世界的掙扎和宇宙的浪漫，理工男馮毅正帶領團隊用人工智能和算法破解宇宙密碼。

不久前，第十三屆“浙江青年五四獎章”名單正式公布，之江實驗室天文計算研究中心研究專家馮毅上榜。 投身天體物理學研究近10年的他，揭開了來自宇宙深處的神秘信號“快速射電暴”的冰山一角。

之江實驗室天文計算研究中心研究專家馮毅

來自宇宙的“神秘信號”

每天爆發(fā)12萬次，每次持續(xù)時間只有1‰秒，比人眨眼睛還要快幾百倍，但每次釋放的能量卻比太陽一年釋放的能量還要高得多。這種神秘的宇宙現(xiàn)象就是快速射電暴（Fast Radio Bursts，簡稱 FRB）。

2007 年，美國西弗吉尼亞大學的鄧肯?洛里默（Duncan Lorimer）及其學生大衛(wèi)?納克維奇（David Narkevic）在重新審視澳大利亞帕克斯（Parkes）射電望遠鏡的脈沖星巡天存檔數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)了一個來自宇宙深處的強烈而短暫的射電脈沖信號 ，這個信號被命名為 “洛里默暴（Lorimer Burst）”，也就是人類首次確認的快速射電暴 ——FRB 010724。不過由于當時數(shù)據(jù)有限，科學家們對這個神秘信號充滿了疑惑。

因為起源和演化是個謎，在浩瀚無垠、神秘莫測的宇宙中快速射電暴是最令人費解的奧秘之一。馮毅的工作就是研究這些來自宇宙深處的神秘信號。

“如果能搞清楚快速射電暴為什么能產生這么高能量，未來有可能為人類解決這個能源危機?！?/p>

在馮毅看來，做研究就像做偵探一樣，通過很多線索抽絲剝繭，挨個排除，直到發(fā)現(xiàn)真相的那一刻。

一頭扎進快速射電暴的神秘世界

2016年，師從時任中國科學院國家天文臺FAST（中國天眼）首席科學家李菂的馮毅，開始攻讀天體物理學博士。

這一年歷經四年調試的FAST正式落成，這四年也是馮毅讀博的四年，每年有三個月時間，他都會遠離城市，關掉手機，跑到貴州的大山里和這項大工程親密接觸。

作為世界上口徑最大的單口徑射電望遠鏡，F(xiàn)AST可以接收到來自宇宙深處微弱的信號，靈敏度比排名第二的高十倍，快速射電暴就是每天接收的信號之一。

2019年8月27日，星空下的“中國天眼”（新華社資料圖）。

2019年，馮毅所在團隊通過中國天眼FAST捕捉到快速射電暴FRB121102的極端活躍期，并探測到了1652次爆發(fā)，比此前所有文獻的總數(shù)還要多三到四倍。很快，這一成果發(fā)表在Nature期刊。

當時，馮毅對這個樣本的偏振性質進行了分析，他驚奇地發(fā)現(xiàn)，每次偏振性的結果都是0，而此前發(fā)表在Nature期刊上的結果偏振性100%。

剛開始大家懷疑是不是FAST設備出了問題，在經過了無數(shù)次的測量之后，馮毅堅持認為分析結果是對的，并不是設備的問題。為了挖掘背后的物理規(guī)律，他閱讀了大量的文獻，直到有一天靈光一閃，突然意識到這會不會是消偏振現(xiàn)象導致的？

所謂消偏振，就是快速射電暴在傳播過程中，碰到大量不均勻星際介質，各個路徑上偏振面旋轉角度不同，到達地球疊加后偏振度降低，這就是多路徑傳播所導致的消偏振現(xiàn)象。

直到2022年3月，快速射電暴的奧秘被馮毅揭開小小一角。他首次提出統(tǒng)一解釋重復快速射電暴偏振頻率演化的機制，揭示了快速射電暴可能存在演化階段。這一發(fā)現(xiàn)為最終確定快速射電暴起源確定了關鍵的證據(jù)。該項成果發(fā)表于Science雜志，同時和他深度參與的另外兩項研究成果一道，入選了2022年度“中國科學十大進展”。

當時，馮毅所在的團隊還對世界首例持續(xù)活躍的快速射電暴進行長達17個月的觀測后有了一個驚人的發(fā)現(xiàn)：快速射電暴可能處于雙星系統(tǒng)中，伴隨爆發(fā)源的可能是大質量恒星甚至是黑洞。

國內外天文物理學家給予高度評價，前所未有的觀測揭秘快速射電暴可能的起源，往認知它的起源又更進了一步。

開密室逃脫做手機游戲的學霸

6歲那年，馮毅對一本叫《少年兒童百科全書》的兒童繪本入了迷。里面講了很多科學家的故事，比如牛頓、愛因斯坦。這本書在他幼小的心靈里種下了一顆種子：長大了也要當一名科學家，像牛頓和愛因斯坦一樣改變世界。

馮毅的學霸人生是從初中開始的：他發(fā)現(xiàn)所有的理科學起來都無比簡單，除了化學和生物常常滿分，就連小學時從來沒有拿過第一的奧數(shù)比賽在初中連續(xù)兩年以滿分的成績拿下一等獎。

最讓馮毅著迷的是數(shù)學和物理。除了上課，他的大部分時間沉浸在物理和數(shù)學的神奇世界里，每天從早上7點到晚上12點，高強度學習貫穿了整個初中，不僅自學完了高中數(shù)學，還一步步摸索到了大學知識。

比如大學課程里才會出現(xiàn)的微積分，初中的馮毅是自己一步步推導出來的。有一段時間他始終被一個物理問題困擾：當籃球運動員用手指轉動籃球時，中心是不動的，那么動能去了哪里？如果按初中物理知識中心速度為0，此時動能增加應該為0。

最后，馮毅憑自己知識庫里積累，一步步用數(shù)學計算出了這部分看似“消失”的動能。直到后來他才知道，這個一步步推導的過程用的叫微積分，而這部分動能計算，也就是大學物理出現(xiàn)的物理轉動慣量。

2008年獲得高中物理聯(lián)賽省一等獎的馮毅，被保送至清華大學物理系。

從清華大學物理系到最后成為一名天文學家的道路上，馮毅也嘗試過開人生副本。

大四那年，他突發(fā)奇想，和幾個同學合伙創(chuàng)業(yè)，一個與專業(yè)毫不相干的項目——密室逃脫，其間盈利穩(wěn)定。畢業(yè)后，因為前往美國加州攻讀天體物理學博士而退出了團隊。在美國加州大學圣克魯茲分校的第一年，馮毅以一作身份在Nature發(fā)表了論文。

一年后研究中斷回國。當時正值“萬眾創(chuàng)業(yè)，大眾創(chuàng)業(yè)”，年輕人紛紛投身創(chuàng)業(yè)熱潮，馮毅決定二次創(chuàng)業(yè)，他在北京和來自清華大學等的同學在手機游戲方向進行創(chuàng)業(yè)。這個來自清華的豪華創(chuàng)業(yè)天團立馬吸引了投資機構的目光，還拿到了500萬天使融資。

宇宙的浪漫遠超想象

從牛頓的“萬有引力”到愛因斯坦的“時空彎曲”，科學家們一直在追尋宇宙法則的路上。

夏天的夜晚，仰望星星點點的夜空，浪漫又寧靜。不過在馮毅眼里，夜晚的天空非常熱鬧和奇妙，甚至是聒噪。

新華社資料圖

“宇宙的浪漫遠超想象。”馮毅說。除了每天12萬次的快速射電暴，浩瀚的宇宙中有上千億顆恒星，而目前人類掌握光譜數(shù)據(jù)的大概是2億顆。

目前，馮毅在之江實驗室打造了一個快速射電暴的數(shù)據(jù)庫，目前收錄了超過10000項數(shù)據(jù)，大部分來自FAST。

宇宙每天產生的海量天文數(shù)據(jù)里，藏著很多不為人知的秘密。馮毅和所在的團隊在天文研究中引入智能計算技術，破解數(shù)據(jù)和分析難題。

AstroOne是由之江實驗室和中國科學院國家天文臺共同打造的天文領域基礎模型，簡單地說，就好像給天文學家配備了一個具備天文學博士能級的隊友，輔助天文學家進行高效的天文學研究。除了AstroOne，之江實驗室和國家天文臺還合作打造了SpecCLIP恒星光譜基座模型、FALCO時域光變模型等天文科學計算模型。

比如在茫茫宇宙中，尋找一顆貧金屬星就好像在銀河系中挖掘古老恒星的化石一樣，過去大半個世紀，全世界大型望遠鏡發(fā)現(xiàn)的鐵氫比小于-4（金屬含量為太陽的萬分之一）的恒星總共只有50多顆。不過通過大模型，一個月發(fā)現(xiàn)了8148顆古老恒星候選體。

作為一名天文研究工作者，馮毅相信浩瀚的宇宙中人類并不孤獨。

“相信有地外生命存在。也許這些信號就藏在已有設備里，只不過現(xiàn)在還不知道是地外生命發(fā)射的。”

文 | 沈積慧

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