李菂：答“天问”的人

发布者：秀才有理 2026-10-25 10:08

一所大学的生命力，不仅在于她拥有什么，也在于她始终追问什么、攻克什么、创造什么。

清华园里从来不缺敏于求知、勤于学习、敢于创新、勇于实践的人。他们的故事不总是一路高歌，更多时候是“再试一次”。

首期“创新清华人”走近清华大学天文系主任、“中国天眼”（FAST）原首席科学家李菂。

李菂在清华天文系的办公室门口贴着一副学生写的对联：“谱闪星河窥奥秘时循瞬变悟天机”，横批四个字：“观象穷理”。一眼便知，房间的主人研究的是什么。

李菂办公室门前的对联

“‘谱’和‘闪’对应着天文学家观测宇宙的两种重要方式。”李菂解释道。前者是从光谱、频谱中辨认宇宙中的物质，后者是捕捉脉冲星、快速射电暴等转瞬即逝的变化。“时循瞬变”说的是时间，也是对动态宇宙的持续追踪。这些词听起来似乎有些遥远，却是李菂日复一日在做的事。

李菂的办公室

推开门，是属于李菂的一方天地。方寸之间，看得见的是紧凑的空间，看不见的是光年尺度的“宇宙”。“每个人的认知与所处的空间总是有限，可人类的好奇心，却执意伸向无边无际的深空。”李菂说。

渺小与宏大

新学期的周四晚，“天问：宇宙之美”公共选修课上，李菂向同学们抛出一个问题：今天的我们，真正该去追求什么？

他给出了自己的回答，“追求与我们所处的时代、所处的文明，以及在人类文明发展史中相匹配的位置。”

这个使命落到天文研究者身上，首先要做的是“看见”。

李菂把天文学视作“观测的科学”。天文学家无法把一颗恒星、一个黑洞或者一次宇宙爆发搬到眼前，他们要分析望远镜获得的数据，寻找一条条谱线，辨认一次次闪烁，追踪一个个稍纵即逝的信号，再从这些来自遥远宇宙的微弱变化中，一点一点逼近浩瀚的宇宙深处。

李菂团队研究成果图片，描绘快速射电暴（FRB）磁星引擎及其所处的由超新星爆发造就的复杂等离子体环境

李菂团队的研究大致沿着两条线展开。一条从一种极其普通却又基础的物质开始——原子氢。宇宙中有大量的原子氢，通过探测其无线电信号，可以触及星系如何演化、宇宙磁场如何分布、生命怎样诞生等宏大命题。

另一条线，指向宇宙中更加剧烈，也更加短暂的现象——快速射电暴（FRB）。这种爆发往往只持续千分之一秒，却能够释放巨大的能量。人类至今仍未完全知道它们究竟来自什么样的天体，又是怎样产生的。

很多人不理解，离我们如此遥远的事物，科学家们拼命去找、去算、去分析，到底想要找到的是什么？李菂说，基础研究是一个文明延续的基本需求，如果现在不研究、不探索，我们可能会面临一系列危机。

在他看来，这种未知本身就是研究的理由，是望远镜开始转动的起点。

这也是李菂提出“宇宙触角”的出发点。传统望远镜需要把视线对准某个目标，而“宇宙触角”作为一种没有镜面的新一代数字相场望远镜，试图把尽可能大的天空纳入感知范围，并以足够快的速度持续采样，接收从宇宙深处而来的信号，实现大视场、高时频的宇宙“录像”，提升动态宇宙的感知能力。

李菂讲述“宇宙触角”

但问题随之而来：宇宙触角要处理的数据量极大。李菂想到的解法是“计算感知宇宙”，目前他正在与电子、计算机等学科方向团队开展合作，尝试把难题交给实时数字计算。这条路径在国际上没有现成方案可循——它要求同时突破无镜相场成像、实时数字计算和大视场持续采样三重难关。如果这条路走通，人类感知宇宙的方式会从“对准一个方向看”变成“尽可能面向整个天空”，快速射电暴的发现率也有望提升数个量级，为揭示其起源打开一扇新的窗口。

“研究天文学最迷人的地方正是这种反差。”天文系博士后孟繁一说，“人类在宇宙中如此渺小，却能通过观测星辰信号，推演亿万光年之外宇宙运行的法则，将万千光怪陆离的天体现象，收敛到简洁优美的物理规律之中。宇宙中渺小的人类，千百年来前赴后继，就这样做着一件宏大的事。”

浪漫与理性

采访开始前，李菂递过来几张精美的纪念卡片。

基于研究成果制作的卡片

卡片上的山水，取意于《千里江山图》《富春山居图》《洛神赋图卷》《故宫图册》。乍看是熟悉的青绿山水，再细看，山水之间藏着宇宙的声音：“河流”蜿蜒波动，来自“中国天眼”（FAST）真实探测到的一系列脉冲信号；山峦起伏，对应着不同时间、不同能量区间里快速射电暴的爆发数量。

李菂喜欢科学与艺术的转译、融合，将其看作一种对于中国式审美潮流的回归。他还和学生一起将脉冲星信号谱成曲子，日常打交道的深空信号，渐渐成为触手可及的诗意。

在浩瀚的星空探索中，李菂也曾撞见一场可遇不可求的“宇宙级浪漫”。

在后续处理FAST于2019年5月20日获取的观测数据时，李菂团队发现了一个特殊的重复快速射电暴源，命名为FRB 20190520B。这是世界首例持续活跃快速射电暴，并且是目前唯一的跨年尺度上持续活跃的快速射电暴。

快速射电暴FRB 20190520B（图源：中国科学院国家天文台）

“520”，一个自带浪漫色彩的数字。而更让人惊叹的是，此前的快速射电暴往往转瞬即逝，但这例“520”却打破了天文学界的既往认知。这是一个持续活跃的重复快速射电暴，只要FAST将视线投向它，就总能收到它从亿万光年外发来的信号，恰似一封封由宇宙深处寄出的从未断绝的“射电情书”，成为天文研究的一张“寻宝图”。

“宇宙的丰富多彩，从来没有让我们这些观察者失望。”李菂坚信，只要持续不断地探索，宇宙总会给出新的回应。“虽具有偶然性，但这也是我国持续增加大科学装置投入所取得的必然突破。”

李菂在央视《开讲啦》上分享FAST首次发现脉冲星的故事（图源：央视一套微信公众号）

早年间，李菂曾受邀登上央视《开讲啦》栏目，分享FAST首次发现脉冲星的故事。主持人撒贝宁评价他“浪漫得一塌糊涂”，李菂说，这只是作为理工男，与量化、分析、找规律这类本能的对抗。

在他看来，构成人体的碳、氧等元素，曾在恒星内部形成，并随恒星演化播撒到宇宙中。这种仰望星空的浪漫早已刻在了人们的骨子里。

特别与普通

在李菂眼中，FAST首席科学家兼总工程师、清华校友南仁东是他认识的人里“最特别的一个”。

李菂（左）与南仁东

2002年，刚从康奈尔大学天文系博士毕业的李菂“三十而立”，满怀壮志。一次国内会议上，他遇到南仁东。得知FAST在筹建，目标是建成具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜，李菂主动询问是否有机会加入，却遭到了南仁东的拒绝。

“他说，你还得回去接着充电。我知道南老师是为了我着想。”

此后几年，李菂一边在国外潜心做研究，一边关心着FAST建设。2008年受聘为FAST项目科学家后，李菂明白自己内心深处始终有一处空间，是要留给FAST填补的。

“中国天眼”FAST（图源：视觉中国）

2012年，“不惑之年”的李菂回国全职参与FAST建设。“能够遇到FAST这样世界级项目的建设是我的幸运，也是我的科学兴趣所在，”他说，“没有理由不回来。”

回忆起与南仁东相处的过往，李菂如数家珍。“南老师爱好很广泛，会作曲作画”“他经常忙得顾不上吃饭，我就给他买大罐的坚果，这样他能边工作边抓一把吃”。但令他印象最为深刻的，是南仁东经常挂在口头的那句“自我评价”——“我不是战略科学家，我是一个战术型的老工人。”

一位为国之重器注入二十多年心血的“大先生”，做出旁人眼中的开创性工作，仍谦逊地把自己看作一名普通的实干者。这种“特别与普通”的关系，也映照在李菂自己身上。

2024年，李菂（右）获马塞尔·格罗斯曼奖个人奖（图源：新华社）

尽管李菂被外界认为是接棒南仁东的FAST首席科学家，是首位凭借在国内取得的学术成果获得马塞尔·格罗斯曼奖个人奖的中国科学家，是清华大学天文学科现阶段的领军人物。但他总是不经意间提起自己的“普通”，“我只是运气比较好，勉强在学术圈‘活’下来。”

“宇宙导师”奖杯

李菂的书架上，摆着一个学生自制的奖杯，上面刻着四个字：“宇宙导师”。“李老师会天马行空地分享他的想法和经历，并给我们很多机会去接触和尝试不同的课题和研究方向。”天文系博士生丁子恒说。

丁子恒和孟繁一都对李菂的“头脑风暴”咖啡局印象深刻。到了周末，李菂常会在微信群里临时“摇”几个人喝咖啡。大家背着电脑，找一家咖啡馆坐下来，聊选题困惑、聊新的想法。

李菂（右一）与学生们

在与青年学者学生的交流中，李菂对于如何培育新一代“创新清华人”有了更多思考。

在他看来，天才与精英往往易于突围，但还有一批禀赋不错、具备创新潜质、但不一定“卷”得过他人的“普通人”，也需要生存的土壤。他以清华支持青年教师开展基础研究的“笃实计划”为例说，“我理想中的创新生态，是可以给一部分青年学者学生退路或者托底的，要允许试错，给他们探索的自由。”

留下与流逝

团队成果以封面文章形式刊发于《自然》

2022年，是李菂团队成果斐然的一年。一项研究成果以封面文章形式刊发于《自然》杂志，为解决恒星形成三大经典问题之一的“磁通量问题”提供了重要观测证据；另一研究成果“FAST捕获世界最大快速射电暴样本”入选年度中国科学十大进展。

这一年，李菂到了“五十而知天命”的年纪。随着FAST的重大观测项目进入常态化科学产出阶段，他开始思考人生的下一站。

在加盟清华天文系后，李菂一面止不住好奇，在这里会碰撞出怎样的火花，一面停不下思考，如何寻求工程技术或是科学思路突破，“不拼体量、要有绝活”。

李菂说，他追求的不是海量论文，而是人类独有的认知跃升。就像开普勒第一定律或者普朗克的量子化条件，不是对旧数据做更精密的拟合，而是历经抽象、简化后实现一次认知上的飞跃。“它可能不是最精确的，但却是最简洁最优美最抽象的，是一次审美的选择。”这些AI尚且难以复刻的、属于人类的智慧，是他希望天文研究真正留下来的东西。

FAST发现仙女座超泡驱动星系湍流的研究成果

孟繁一眼中的李菂，恰恰有着这种科学审美的判断力，或者说，是科学家的本能与直觉。2026年9月，李菂、孟繁一合作的研究成果“‘中国天眼’发现仙女座超大气泡揭示星系湍流起源”在线发表于《自然·天文》。该成果为全球首次通过直接观测定量证明，星团中的连续超新星爆发足以维持星系尺度的星际气体湍流，填补了国际天文领域长期以来的观测证据空白。

“获得了气泡的关键数据后，当时为下一步的方向迷茫了很久。一次和李老师喝咖啡的时候，他的一句‘可以看看湍流’点拨了我。”孟繁一隐约找到了某种规律，“每当李老师有一个比较模糊感觉的时候，这种感觉往往是非常有价值的，是独此一家的。”

清华大学天文学科创建25周年学术论坛

同样在9月，“核启慧眼，廿五向穹”清华大学天文学科创建25周年的学术论坛举行。2001年，杰出核物理学家、清华物理系校友何泽慧见证并指导清华大学成立天体物理中心。“慧眼”是清华天文人深度参与其关键载荷、主持研制的第一颗X射线天文卫星，也是对何泽慧的纪念。“核启慧眼”寓意从基础科学问题出发，拓展认识宇宙的新视野，既是清华天文学科走过四分之一个世纪后的回望，更是面向下一个廿五年的再出发。

李菂站在台上，娓娓道来这个古老学科与年轻院系的历史渊源、未来展望。他觉察到时代洪流滚滚向前的危机感，“在推动原始创新的努力过程中，眼光一定要放得远一点，因为说不定哪天哗一下，浪潮它就过去了，现在发展太快了”；他也深信着天文研究跨越时空的价值，“我们从事的工作，很像是在科学旷野中为后人确立一个个路标。”