中國?SKA?科學和區(qū)域中心的思考和對策

我國正面臨著推進科技創(chuàng)新的重要歷史機遇。科技創(chuàng)新已經被提升到實現“兩個一百年”奮斗目標、實現中華民族偉大復興的中國夢的戰(zhàn)略高度。SKA?是我國參加的最大的天文領域國際合作項目，為我國射電天文學實現從“跟跑”到“并跑、領跑”創(chuàng)造了難得的機遇。SKA?將主導和影響未來?50?年射電天文學的發(fā)展命運，使低頻射電天文學再次進入蓬勃發(fā)展的新時代，將孕育諸多重大科學突破，創(chuàng)造觀測宇宙學研究的又一個輝煌。

SKA?數據的深度分析和加工是在分布于幾大洲的區(qū)域數據中心完成。包括中國在內的幾個主要成員國對于建設?SKA?區(qū)域數據中心均予以積極態(tài)度并寄予很高的期待，已經開始了關鍵技術研究工作。由于?SKA?數據處理的特殊性、復雜性、巨大數據量，大規(guī)模的數據搬運是不現實的，因此中心化的數據處理方式成為必然選擇。建設中國?SKA?區(qū)域中心不僅是國際?SKA?總體規(guī)劃不可或缺的一個部分，也是支撐中國科學家有效利用?SKA?數據獲得相應科學回報的重要保障。SKA?科學家在全球廣泛分布，分布式計算和存儲、云化成為數據存檔和發(fā)布的考慮，多個科學和數據分中心組成的區(qū)域中心網格可以滿足?SKA?的多樣化需求。中國科學院上海天文臺與澳大利亞的?SKA?數據中心之間已經建立了端對端的直連，最高數據傳輸速率達到?3.2?Gbps，是目前已知最高的天文數據流速率，這為?SKA?區(qū)域中心提供了有益經驗和實際模版。SKA?多科學目標多種數據屬性的特征使得多數據流并行成為必然趨勢，也是未來?SKA?區(qū)域中心國際網絡建設方面需要關注的問題。

為了與國際同步乃至趕超，依托?SKA?這樣的大科學工程要頂層設計，定向規(guī)劃人才培養(yǎng)，不僅要堅持獨立自主，還要多與國際頂級研究單位、一流團隊進行合作開展前沿研究，提升自身能力。中國目前嚴重缺乏數據處理人才，要充分認識到人才培養(yǎng)的長期性。中國?SKA?科學團隊要抓住?SKA1?第一批數據發(fā)布（2022?年）之前這段寶貴的時間窗口，圍繞相關的科學研究，利用?SKA?先導望遠鏡產出科學成果、掌握數據處理技術，爭取在?SKA1?運行后能夠盡快投入相關科學研究。除了天文研究和數據處理人才，在大型國際合作科技項目中，管理型科技專家要走上國際舞臺，不斷鞏固和加強學術地位。科學家要勇于承擔使命，爭取在國際組織中擔任重要職務，在國際大科學工程中掌握話語權，維護國家利益，配合民族復興的國家戰(zhàn)略。

應對?SKA?大數據的挑戰(zhàn)，應一方面立足國際合作，另一方面加快關鍵核心技術國產化。可以考慮以中國?SKA?區(qū)域科學和數據中心為依托，爭取突破?TB?量級高速科研骨干網、信號與數據傳輸以及?EB?量級高性能計算機等關鍵技術，開發(fā)出配套的天文軟件來支持相應天文課題的數據處理，從而在?SKA?時代到來之際能夠使用?SKA?科學數據快速取得重大科學成果，引領先進科學方向。

總之，人類共享一個天空，通過參與?SKA?全球創(chuàng)新合作，共同促進天文學的跨越式發(fā)展，為解決人類共同關注的科學目標做出貢獻，是“構建人類命運共同體”理念的重要實踐。（作者：安濤武向平洪曉瑜葉叔華毛羽豐郭紹光勞保強 中國科學院上海天文臺 上海 中國科學院國家天文臺 北京 中國科學院前沿科學與教育局 北京。《中國科學院院刊》供稿）