发现新“大陆”

1963年从清华工程物理系毕业时,李惕碚被分配到原子能研究所云南高山宇宙线观测站,就此走上了基础研究的道路。

1980年,李惕碚第一次走出国门,到英国做访问学者。“当时,国内刚刚才有计算机,我要跑到科学院计算所去做计算,程序要一个孔一个孔打到纸带上去；到了英国,电脑已经有操作系统了,还有机会接触到前沿的数据。”李惕碚回忆说。

面对这么好的条件,同时又和非常优秀的外国学者共事,李惕碚如饥似渴地学习和工作着。不过,当节奏过于紧张时,他也找到了一种独特的排解压力的方式——看恐怖片。“当时,国内的恐怖片很少,国外的恐怖片,像吸血鬼、僵尸这类的,挺吸引人,还能转移紧张感。”

不过,恐怖片的桥段只是这位“不接地气”的学者为数不多的一个“趣谈”,他的脑子里大部分时间都装满了各种各样的科学问题。从英国回来后,他开始认真思考,如何让中国在高能天体物理领域赶超世界前沿?

在他的推动下,中科院高能所开始尝试用高空气球搭载硬X射线探测器,到大气层之上进行观测。“美国一个气球上的硬X射线仪器要花几百万甚至上千万美元,而我们的球载探测器作为科学院的重点项目,也只获得几十万人民币的支持,怎么去和美国比?”李惕碚指出,在硬X射线这个波段天体观测成像尤为困难,这是造成探测器代价昂贵的主要原因。“硬件做不起,中国人想都不要想,这就逼着我们去创造新的成像方法。”

于是,李惕碚和自己在科学道路上多年的老搭档吴枚研究员一起,着手在数据处理方程的海洋中开辟新的航道,想利用现有的不能成像的仪器来实现成像。“我们俩差不多在同样的思路上前进,整条思路都是我们互相讨论、互相补充形成的。”李惕碚说。

1992年,李惕碚和吴枚正式建立了直接解调方法。与西方在上世纪70年代发展起来的复杂和昂贵的编码孔径成像技术相比,这种方法利用技术成熟、造价便宜的准直探测器(非成像探测器)的扫描数据,就可以实现高灵敏度和高分辨率的成像,技术优势十分明显。

1993年,李惕碚提出了基于直接解调方法的硬X射线调制望远镜的设想。这是一个“野心勃勃”的空间科学计划:完成人类首次硬X射线成像巡天,发现大批黑洞,深入研究中子星和黑洞强引力场中的动力学和高能辐射过程。如果及时实现,中国将在一个重要的基础科学前沿实现跨越式的发展。