冯毅：凭一招鲜吃遍“宇宙”

本文转自：中国科学报

冯毅 受访者供图

■本报记者 赵广立

近日，中国科学院国家天文台研究员李菂领衔的团队在《科学》发表论文，介绍他们在快速射电暴领域新的重要发现。33岁的之江实验室研究专家冯毅为共同第一作者。

这是冯毅自2021年以第一作者身份在《自然》发表论文以来，不到3年时间发表的第5篇《自然》《科学》论文。保持如此高效、高质量产出的秘诀是什么？

“没有‘中国天眼’，没有实验室团队，这一切不可能实现。”冯毅在回答《中国科学报》这个问题时说。

冯毅靠智能计算，从浩如烟海的天文探测数据中深度挖掘，以寻找宇宙奥义。他的工具是高性能计算机，天文数据则主要来自部署在世界各地的天文望远镜，这其中就包括我国500米口径球面射电望远镜——FAST。

“智能计算为基础研究带来了新工具和新范式。科研人员未必预料得到的创新突破，也许就会在智能计算与天文研究的融合创新中涌现出来。”冯毅说。

“宇宙为我做实验”

2007年，快速射电暴首次被人类探测到，之后迅速成为全球天文科学家关注的焦点。这也是冯毅近年来的研究重心。

“快速射电暴是一种非常剧烈的宇宙爆发现象，‘快速’指它发生得很快，在毫秒量级；‘射电暴’指它的能量巨大，每次释放的能量比太阳一年释放的能量还多。”这种目前没有被公认解释的神奇天文现象，勾起了冯毅无限的好奇心。

在天文学界，有大概50个关于其起源的理论——这个数字曾一度大于人类观测到快速射电暴的次数（数量）。受困于快速射电暴样本太少，关于其起源、演化等方面的研究让实验天文学家一筹莫展，直到人们观测到了“重复暴”，即重复爆发的快速射电暴。

2019年，李菂团队通过FAST观测到了持续活跃的快速射电暴，命名为“20190520B”——这是FAST“多科学目标同时巡天（CRAFTS）”项目所发现的、世界首例持续活跃重复暴，且持续可靠。

冯毅告诉《中国科学报》，重复暴的出现，让快速射电暴研究不再是大海捞针，天文学家可以对特定目标持续检测，以捕获更多爆发数据。

“我非常好奇最新的观测为我们揭开了宇宙哪些奥秘。”冯毅说，“我动手能力不强，实验物理并非强项。但天体物理不同，是宇宙在为我做实验。我要做的就是运用科学方法，揭开宇宙星体奥秘。”

与快速射电暴的故事

2022年3月，快速射电暴的神秘面纱被冯毅揭开了小小一角。他通过对快速射电暴偏振的计算分析发现，不同快速射电暴的表现，可以用一套统一的公式描述。这意味着这些不同表现的快速射电暴，有可能是同一种天体演化到不同阶段所呈现的样子。

冯毅的发现提供了一种研究快速射电暴复杂环境的独特方法，为构建重复快速射电暴的演化图奠定了基础。冯毅以唯一第一作者身份将该成果发表于《科学》。而此次最新发表的《科学》成果，则将快速射电暴的起源研究又向前推进了一步。

研究团队利用位于澳大利亚的帕克斯望远镜和位于美国的绿岸望远镜，对“20190520B”进行了长达17个月的监测。拿到观测数据后，冯毅运用智能算法去繁就简，测量并分析了其中的偏振数据。结果发现，其“法拉第旋转量”存在巨大变化。

“法拉第旋转量隐藏了诸多宇宙磁场环境特征，对于射电天文学研究至关重要。”冯毅解释说，通过分析法拉第旋转量，可以反推快速射电暴所经过的宇宙磁场环境。

冯毅和研究团队利用之江智能计算天文平台的算法高效处理数据，通过综合分析发现，“20190520B”的法拉第旋转量经历了两次正负值剧烈转变的过程。

“这显示出它周边磁场存在着极端反转，也就意味着‘20190520B’可能处在双星系统中，而双星的伴星可能是黑洞或者大质量恒星。”冯毅认为，这一发现使快速射电暴起源研究迈出了重要一步。

“一招鲜”既有个人天分也有团队加持

冯毅目前是之江实验室智能计算平台研究中心研究专家，负责牵头建设“快速射电暴数据分析及可视化平台”。他擅长的正是在天文中引入智能计算技术，破解数据筛选和分析难题，让巡天数据处理“拨开云雾见月明”。

冯毅在计算天文领域“一招鲜”是怎么练成的？

还在小学一年级，冯毅就与科学结缘，在书店一眼看中了《中国少年儿童百科全书》，小小少年心中种下了好奇的种子。初中起，冯毅开始接触数学竞赛，升学进入华中师范大学第一附属中学理科实验班后，高中3年又专注物理竞赛，并在高三那年被保送清华大学物理系。

冯毅说，中学对数学、物理等学科的系统学习，加深了他对科学的兴趣，也为他后来从事天文计算研究打下基础。

在清华学习期间，冯毅的“物理世界”越发多姿多彩。凭着兴趣，他最终选择了天体物理专业。2014年，冯毅前往美国深造，并很快小有建树——以一作身份在《自然》发表论文，阐释在“疏散星团化学组分均匀性的起源”方面的理论见解。

在这之后，冯毅的研究经历了两年的“阻滞”，他回国创业。缺少创业经验的他难以像在科学探索中那样如鱼得水，于是与科学再续前缘。

“还是做学术更有趣。”冯毅说，之江实验室非常支持年轻人，且人事管理制度很灵活，这让他们的团队得以在一两年内从几个人发展到30多人，并完善了科研机制和平台建设。

冯毅提到，他们团队非常感念南仁东先生。“感谢他领导建设的FAST和留下来的精神遗产，我们非常荣幸能站在前辈的肩膀上，引领国际。”

对于会不会有压力、是否担心未来不再有如此旺盛的产出，冯毅的回答是“不担心”。“做好研究是最重要的；我不太喜欢预设和承诺，把每个科学问题想明白、弄清楚，就知足了。”他说。