日报标题:当年科学家用来找黑洞的技术,没想到现在你天天离不开
承蒙@傅渥成兄关爱,在值乎上有了首答。傅兄的问题是:
建造大型的天文望远镜跟我们普通人的生活有怎样的关系?有没有什么广泛应用的技术其实是来源于天文学的?
这个问题可以回答的方向其实很多。尤其是现代望远镜往往要求很高的测控精度、表面处理精度、计时精度,而天文大数据时代对 IT 技术的挑战也前所未有(例如 SKA 望远镜的数据流量将是全球互联网流量的数倍),在以天文科学为目标获取这些方面的工程能力之后,可以容易的给社会民生反哺出大众所关心的“实用价值”。
不过这不是我刚才给傅兄答的。我答的是关于 ATCA 望远镜的一个小故事。
ATCA 望远镜是位于澳大利亚东部的一个由 6 面子镜组成的干涉阵(题图),是世界上灵敏度最高的射电望远镜之一。
我在上个月还苦逼兮兮的用 ATCA 望远镜观测了三周,每天>12 个小时,撸了几个 T 的数据下来,现在每天都还在处理……啊要说的不是这个。
超人气科学偶像霍金同志最为常人所熟知的是他的“霍金辐射”理论,说黑洞可能把自己的质量逐渐“蒸发”掉,越小蒸的越快。
有几个澳洲射电天文学家在上世纪 80 年代曾经试图使用 ATCA 望远镜寻找“霍金辐射”。为了能有效地寻找到数据中的“霍金辐射”特征信号,他们给 ATCA 望远镜开发出了一块能进行快速傅里叶变换(FFT)的芯片。不过遗憾的是,他们折腾半天,没能找到期待中的信号。
80 年代末,正是互联网时代曙光微露之时,作为科研人员,他们是最早接触互联网和计算机的一拨人。在观测“霍金辐射”失利后,他们很快就发现了这块 FFT 芯片真正的大有用武之处:当时正在发展的无线网络连接技术有个瓶颈,就是信号在室内反射叠加对信号自身造成干扰(所谓“多径干扰”,见上图),作为 FFT 专家,他们聪明的想到,用 FFT 不就可以实现多信道并行从而解决这个问题了么?他们预感到这是一个炒鸡大的市场,于是开了几年小差,搞出一个 WLAN 专利。这个技术后来成了我们每个人都日日夜夜心心念念在用的 WiFi 的技术基础,成为每台移动设备的必备。
这几个射电天文学家所属的机构澳大利亚 CSIRO 也利用这个专利赚的盆满钵满——他们起诉了几乎所有于此有关系的 IT 巨头,索取了高达 4 亿美元的专利费用。相信包括 ATCA 望远镜在内的澳洲很多科研人员和设施都极大的受益于此——可以说也包括我在内。
该技术的第一发明人 John O'Sullivan 后来说,“我们知道这东西很有前途,没想到这么有前途!”("We thought it really would be big, but now I look back and I’m just blown away at just how big it has become.")
发明 WiFi 是 O'Sullivan 在 90 年代初做的伟大工作。现在他致力于澳大利亚平方公里阵列望远镜(SKA)的准备工作。具体来说,是为 SKA 建造一个测试性的阵列“澳大利亚 SKA 探路者望远镜”(ASKAP)——笔者本人目前非常期待得到该望远镜的数据。这样的前辈真可以说是福泽后人!
本文摘要的一分钟朗读版请戳->刘博洋在值乎回答傅渥成的问题
……哪怕是为了这个?