文 ｜ 《中国科学报》 记者 沈春蕾
“2.16米光学天文望远镜（以下简称2.16米望远镜）是我国自力更生研制大型精密设备的标志；郭守敬望远镜（LAMOST）是我国独创并自主研制的世界上口径最大的大视场望远镜，截至2023年其光谱获取数已经在国际上领先10年……”每当谈及与望远镜研制相关的往事，中国科学院南京天文光学技术研究所研究员、南京大学教授苏定强院士都难掩激动。
今年88岁的苏定强，在望远镜和天文光学领域从事研究工作已有65年，曾亲历并参与了我国2.16米望远镜、LAMOST等研制工作。近日，在江苏省召开的科学技术奖励大会上，苏定强凭借在天文光学领域的多项创新突破成绩，获得2023年度江苏省基础研究重大贡献奖。
“其实，项目的成功比获得奖励更让我高兴。”在接受《中国科学报》采访时，苏定强如是说。
苏定强 受访者供图
这一设计思路必将被世界仿效
1958年，我国提出建造2.16米望远镜。“这个想法在当时很先进，因为欧洲1958年才建成一台1.93米望远镜，我们要建的望远镜更大。”苏定强回忆道，但实施过程中遇到很多困难，曾一度被搁置。尽管如此，他并没有停止对2.16米望远镜研制工作的思考。
20世纪60年代中期，年仅30岁的苏定强发现，传统天文望远镜的折轴系统和卡塞格林系统使用不同的副镜，需要更换，这不仅增加了机械结构的复杂性，还会降低光学系统准直的精度，使像质变差。1966年，苏定强突破传统局限，提出了增加一个中继系统获得共用副镜的新折轴系统。
在1966年思路的基础上，1972年6月，苏定强提出了只需在极轴上端增加一块椭球面镜（中继镜）的共用副镜的折轴系统。2.16米望远镜项目组当即决定采用。
1973年底，苏定强又有新的发现——只要转换时副镜做约11毫米的小量平移，将中继镜面形取为适当的扁球面，得到的折轴系统可同时消去球差和彗差，像质比传统的更换副镜的折轴系统提高约20倍。
2.16米望远镜最后采用了这样的折轴系统。这也让2.16米望远镜成为当时世界上第一架多焦点共用副镜的望远镜。
1977年10月，美国天文代表团访华，代表团中有6位美国科学院院士、一位诺贝尔奖获得者。在了解到2.16米望远镜的上述设计思路时，他们表示，在采取单副镜这一方面，中国科学家的设计是世界上最独特、最优秀的，这一设计思路必将被世界仿效。
1979年，美国国家光学天文台首任台长、亚利桑那大学光学科学中心创建者A.B.Meinel访华时，对苏定强提出的加中继镜形成共用副镜的想法给予了高度评价，后来他们设计的多个天文望远镜都采用了该中继镜。
欧洲南方天文台（ESO）本世纪初研制成功的世界上最大的望远镜——由4个8米望远镜阵组成的甚大望远镜（VLT），每个8米望远镜都采用了加中继镜（或中继系统）和共用副镜的光学系统。
苏定强介绍，加中继镜的折轴系统和柯尔施（Korsch）系统相似，且两者都是在同一年独立提出的。ESO正在研制的世界最大的39米望远镜和美国已发射的詹姆斯·韦布空间望远镜都采用了这样的光学系统。
2.16米望远镜由于有上述重要创新，于1998年获得国家科技进步奖一等奖，苏定强是第一获奖人。今天，2.16米望远镜已建成35年，一直运行良好，它的建成为推动我国天体物理研究发展及建造更大的望远镜奠定了基础，也展示了中国人的创新能力。
研究的步伐从未停歇
苏定强研究的步伐从未停歇。1986年，他再次突破常规，提出镜面形状连续变化的光学系统——主动变形镜光学系统，开创了主动光学的新方向、新类型。这也是后来LAMOST和“中国天眼”（FAST）采用的核心创新思想。
光谱观测是天体物理研究中最重要的方法。20世纪90年代，中国科学院院士王绶琯提出超大规模光谱巡天的科学目标，这需要新概念的大口径兼备大视场的望远镜。王绶琯和苏定强在探讨如何实现这一科学目标的过程中一拍即合。
随后，苏定强在1994年采用他首先提出的主动变形镜光学系统，即曲面参数不断变化的光学系统，开创了世界上最大口径的大视场望远镜——LAMOST，解决了国际上长期大视场望远镜口径做不大的难题。
当年，带有主动变形镜和两块拼接镜面的LAMOST光学系统是世界上前所未有的，研制中遇到了极大的困难，但在总工程师、中国科学院院士崔向群的领导下最终建成。
从加中继镜形成共用副镜的2.16米望远镜到LAMOST主动变形镜光学系统；从20世纪70年代独立提出光学自动优化设计的特殊评价函数——现今仍广泛应用的点图评价函数到研制我国第一个李奥（Lyot）双折射滤光器；从20世纪90年代建成两类主动光学实验系统、首先将阻尼最小二乘法用于线性问题到LAMOST的立项和成功建造；从空间2米望远镜光学系统方案，到提出它与空间站共轨伴飞，避免震动并便于维修和更换仪器……1958年至今，苏定强提出了多项重要的创新工作，使我国天文光学达到国际高水平层次。
“思考深邃的问题”
今天，大望远镜依然是天文研究中最重要的设备，当前多个望远镜正在研制或计划中。
“源于对中国天文事业的责任心，这些年来，苏院士仍坚持科研，没有人会催他，反而是他在催别人，一旦他有了新的想法，就会跟团队沟通，精益求精，不断完善方案。他经常工作到后半夜。”中国科学院南京天文光学技术研究所党委书记、副所长袁祥岩说，“他思维非常活跃，很多创新思想在具体项目中都已实现。”
“我从事科学研究的动力，一是对科学感兴趣，二是为了民族振兴。这两个动力促使我不仅努力学习国外先进的科学技术，而且希望在一些方面能超过国外，这就需要创新。”苏定强说。
1959年，苏定强从南京大学毕业后花了很多时间学习数学和物理。他说：“一方面我对此非常感兴趣，另一方面我感觉学了较深的数学、物理后，创新能力显著提高。”
2003年，67岁的苏定强重回南京大学，开始自学广义相对论，当时他还担任中国天文学会理事长，工作非常忙，学习的时间不多，但他仍然坚持学习，并于2007年开始在南京大学教授“广义相对论基础”课程。
“当时我自学了广义相对论一半的内容，并通过教学迫使自己继续学习。”苏定强回忆说，“那学期我推掉了所有的出差，每天学习、备课到半夜一两点。”
苏定强曾说：“人生最快乐的是坐在桌前，桌上是几本数学或理论物理书和一杯茶，思考深邃的问题。”
苏定强希望如今的年轻科研人员能有更多时间思考，而不是花大量时间只为了完成某一个短期指标，如发表几篇论文。“做科研好比下棋，当你对下棋感兴趣的时候肯定希望有时能取胜，如果总是被对手打败，你还有兴趣吗？所以我们做科研也希望某些方面可以比国外做得更好，这就需要创新，需要给予科研人员思考的时间。”
结合自己多年的学习和工作经历，苏定强表示，打下坚实良好的科研基础非常重要，同时，还要在勇攀科技高峰的征程中不断学习和思考。
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