LAMOST工程的立項(xiàng)、建設(shè)與運(yùn)行

李俊峰，王大洲

(中國科學(xué)院大學(xué)人文學(xué)院 北京 100049)

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LAMOST工程的立項(xiàng)、建設(shè)與運(yùn)行

李俊峰，王大洲

(中國科學(xué)院大學(xué)人文學(xué)院 北京 100049)

摘 要:本文梳理了我國在“九五”計(jì)劃中實(shí)施的大型科學(xué)工程LAMOST巡天望遠(yuǎn)鏡從概念設(shè)計(jì)到工程的立項(xiàng)審批和施工建設(shè)，直至最終完成的整個(gè)歷史發(fā)展脈絡(luò)，回顧了工程在演化過程中經(jīng)歷的困難以及取得的令人矚目的成績。據(jù)此，本文分析了大科學(xué)工程的特點(diǎn)，提出，大科學(xué)工程是基于科學(xué)又為了科學(xué)的工程、大科學(xué)工程是基于研究的創(chuàng)新性工程、大科學(xué)工程是資產(chǎn)專用性奇高的工程、大科學(xué)工程是以科學(xué)家為核心力量的工程、大科學(xué)工程是扎根于國際合作的工程。

關(guān)鍵詞:大科學(xué)工程；工程史；LAMOST

王大洲（1967-），男，哲學(xué)博士，教授，研究方向?yàn)楣こ淌放c工程哲學(xué)。E-mail:dzwang@ucas.ac.cn

1　引言

改革開放以來，大型科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)逐步成為我國科技創(chuàng)新的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。這類設(shè)施的建設(shè)常被稱為“大科學(xué)工程”。諸如北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)、上海光源、LAMOST巡天望遠(yuǎn)鏡等，都是突出例子。對(duì)于大科學(xué)工程與一般大型工程項(xiàng)目的差異，王大明認(rèn)為主要有三個(gè)方面，即較高的原創(chuàng)性、較大的風(fēng)險(xiǎn)性和工程的組織管理方式及人員組成的差異[1]。尚智叢從科技政策角度強(qiáng)調(diào)了大科學(xué)工程與國家目標(biāo)的密切聯(lián)系[2]。唐素琴、李志紅對(duì)我國大科學(xué)工程的預(yù)制研究過程進(jìn)行了專門研究[3]。趙文彥等對(duì)我國大科學(xué)工程的外協(xié)和非標(biāo)設(shè)備加工的特點(diǎn)和面臨的問題進(jìn)行了分析[4][5]。這些討論都很有啟發(fā)性，本文希望通過對(duì)LAMOST發(fā)展歷史的梳理，來展開進(jìn)一步探討。

LAMOST 的全稱是“大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡”（The Large Sky Area Multiobject Fiber Spectroscopic Telescope），是我國科學(xué)家自主設(shè)計(jì)、自主建造的大型光譜巡天望遠(yuǎn)鏡，其主要目標(biāo)是大規(guī)模光譜和大規(guī)模成像測(cè)量，相當(dāng)于對(duì)天體光譜進(jìn)行大規(guī)模的“戶口普查”[6]。國際天文界迄今掌握的天體光譜只占已觀測(cè)到天體的萬分之一左右，而LAMOST在北天視場(chǎng)內(nèi)可以對(duì)1000萬個(gè)天體進(jìn)行光譜測(cè)量，成為世界上天體光譜獲取率最高的天文望遠(yuǎn)鏡，在國際天文學(xué)界處于領(lǐng)先地位。LAMOST的最初方案由中國科學(xué)院院士王綬和蘇定強(qiáng)牽頭于20世紀(jì)90年代初正式提出。經(jīng)過反復(fù)論證，于1996年被列為國家“九五”重大基礎(chǔ)科學(xué)建設(shè)項(xiàng)目，總投資2.35億元。經(jīng)過4年技術(shù)攻關(guān)，工程于2001年正式開工建設(shè)。又經(jīng)過7年奮戰(zhàn)，于2008年10月落成。本文依據(jù)LAMOST工程檔案和有關(guān)科學(xué)家的回顧，對(duì)LAMOST的建設(shè)歷程進(jìn)行梳理和總結(jié)，進(jìn)而探討大科學(xué)工程的一般特征。

2　LAMOST的立項(xiàng)

2.1LAMOST的誕生背景及設(shè)計(jì)思想

2.1.1誕生背景

隨著1978年3月全國科學(xué)大會(huì)在北京召開，我國的科技事業(yè)開始全面復(fù)蘇，天文學(xué)界也借此進(jìn)行了重建。到20世紀(jì)80年代中期，“五臺(tái)四校一廠”①“五臺(tái)”分別是北京天文臺(tái)、紫金山天文臺(tái)、上海天文臺(tái)、云南天文臺(tái)和陜西天文臺(tái)；“四?！敝改暇┐髮W(xué)、北京大學(xué)、北京師范大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)；“一廠”指南京天文儀器廠。的學(xué)科基地已經(jīng)立穩(wěn)腳跟[7]，借助改革開放以來的有利條件，我國天文學(xué)界與國際天文學(xué)界的聯(lián)系也日漸密切。鑒于國際上天文設(shè)備巨型化發(fā)展趨勢(shì)，我國天文學(xué)家也積極謀劃下一代大型天文儀器的發(fā)展之路。

經(jīng)過多年摸索，到20 世紀(jì)80 年代末，在成功研制了2.16 米望遠(yuǎn)鏡之后，我國天文學(xué)家便把目標(biāo)定在配置多根光學(xué)纖維的“大天區(qū)面積大規(guī)模光譜”儀器的開拓上。當(dāng)時(shí)，國際上各個(gè)電磁波段最重要的天文設(shè)備均屬規(guī)模大幅度超過原有同類設(shè)備的擴(kuò)展型設(shè)備，均可對(duì)一些特殊天體進(jìn)行深入觀測(cè)。然而，由于天文光譜測(cè)量技術(shù)的效率一直難以提高，天文光譜測(cè)量已成為天文學(xué)學(xué)科發(fā)展的瓶頸[7]。天文光譜測(cè)量效率低的一個(gè)重要原因，就在于一個(gè)望遠(yuǎn)鏡同一時(shí)間只能觀測(cè)一個(gè)天體的光譜，不能像成像觀測(cè)那樣，一張照片可以同時(shí)記錄下成千上萬的目標(biāo)。雖然大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡會(huì)越來越多，但無助于在大天區(qū)范圍獲得大規(guī)模光譜。這就需要能夠同時(shí)測(cè)量多個(gè)天文目標(biāo)光譜的技術(shù)。為此，美、英等國的天文觀測(cè)機(jī)構(gòu)率先開展試驗(yàn)，用多根光纖將望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)上多個(gè)天體的像，引到同一個(gè)光譜儀同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)。這項(xiàng)技術(shù)到20世紀(jì)80年代中期就已經(jīng)成型，可望改變長期以來光譜儀只能接受視場(chǎng)上一個(gè)天體的低效率狀態(tài)。而要做到這一點(diǎn)，還必須同時(shí)克服另一道難關(guān)，就是望遠(yuǎn)鏡的性能必須滿足既深又廣的觀測(cè)要求。在望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)中，如何做到大口徑和大視場(chǎng)兩者兼?zhèn)洌恢笔嵌嗄陙硖煳墓鈱W(xué)研究中未能解決的難題[8]。到20世紀(jì)90年代初，英國科學(xué)家率先在英澳望遠(yuǎn)鏡(AAT)上做到了使3.9m口徑的望遠(yuǎn)鏡得到3平方度的視場(chǎng)(普通的“4m級(jí)”望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)不及1平方度)，并配上了含400根光纖的光譜儀。而此時(shí)，美國普林斯頓大學(xué)等四單位和日本國家天文臺(tái)等兩單位正在合作籌備“SDSS”計(jì)劃。這是一個(gè)2.5m口徑的望遠(yuǎn)鏡，視場(chǎng)比AAT大一倍，達(dá)7平方度，可同時(shí)測(cè)量由光纖引出的600個(gè)天體的光譜②中國科學(xué)院國家天文臺(tái).大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）項(xiàng)目可行性研究報(bào)告.1997.。因此，SDSS之后的大規(guī)模天體光譜測(cè)量，首先必須做到測(cè)量深度超過SDSS，才會(huì)有實(shí)質(zhì)意義。

2.1.2設(shè)計(jì)思想

我國天文學(xué)界在大規(guī)模天體光譜測(cè)量方向上的最早方案，是由陳建生院士提出來的。在“中國施密特望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)和‘8米級(jí)后隨’光譜望遠(yuǎn)鏡的探討”一文中，他設(shè)想該望遠(yuǎn)鏡的施密特口徑為1.5m，制成后其“巡天”和大規(guī)模“選樣”功能在北半球?qū)ⅹ?dú)一無二。不過，這個(gè)方案仍存在施密特望遠(yuǎn)鏡的口徑難以做大的缺點(diǎn)，對(duì)稍微暗一點(diǎn)的天體根本測(cè)不出光譜；同時(shí)由于光纖數(shù)量不多，也難以應(yīng)付多樣本的情況[5]。

于是，問題還是轉(zhuǎn)到了“如何把施密特望遠(yuǎn)鏡做大？”這個(gè)老難題。當(dāng)時(shí)，中科院數(shù)理學(xué)部和中國天文學(xué)會(huì)聯(lián)合舉辦過許多次全國規(guī)模的討論會(huì)、方案論證會(huì)、答辯會(huì)，針對(duì)中國下一代主力天文項(xiàng)目的遴選進(jìn)行討論和評(píng)議，“攻防”之間三易藍(lán)圖。最終，LAMOST被列為四個(gè)備選項(xiàng)目之一。王綬院士在其回憶性的文章中談到了這段事關(guān)LAMOST命運(yùn)的重要經(jīng)歷：

最初幾經(jīng)曲折，就決定把立足點(diǎn)放在施密特望遠(yuǎn)鏡的研究上。于是立即遭遇“施密特望遠(yuǎn)鏡做不大”的老問題。由于問題出在折射改正鏡，很自然地就想到了改用反射改正鏡……反射施密特望遠(yuǎn)鏡可以做大，大到和最大的反射望遠(yuǎn)鏡相當(dāng)。但它另有困難：適用的大口徑反射施密特望遠(yuǎn)鏡的鏡筒很長，長到無法安裝到機(jī)械跟蹤裝置上。于是，為了避免這種困難，最終想到了“臥式子午儀”裝置?！捎昧伺P式便可以把望遠(yuǎn)鏡的所有組成部分——主鏡、反射鏡、焦面設(shè)置和光譜儀都固定在地面上，從而允許把“鏡筒”做到很長……采用了子午儀裝置，就可以利用光路上增設(shè)一個(gè)反射面的辦法使望遠(yuǎn)鏡得以橫下來放，也就是成了“臥式”?！冻龅拇鷥r(jià)則是觀測(cè)變成“被動(dòng)”，觀測(cè)的自由度受到了限制！不過這個(gè)代價(jià)是值得的。因?yàn)楫?dāng)代天文實(shí)測(cè)向著“多目標(biāo)—巨樣本—海量信息”發(fā)展的勢(shì)頭有增無已，“子午觀測(cè)”始終都會(huì)是最佳選擇。……當(dāng)時(shí)的困難中真正嚴(yán)重的是如何在光路上安置為了采用臥式而增加的反射鏡。……蘇定強(qiáng)非常巧妙地把這個(gè)反射鏡和施密特反射改正鏡合二為一，創(chuàng)造了現(xiàn)在大家已經(jīng)熟悉的“反射主動(dòng)光學(xué)改正鏡。是這“畫龍點(diǎn)睛”的一筆，使LAMOST最終成型[8]。

從陳建生院士主持的“150/220厘米中國施密特望遠(yuǎn)鏡”的論證，到蘇定強(qiáng)院士設(shè)計(jì)的“子午裝置——焦面跟蹤”的施密特望遠(yuǎn)鏡，再到LAMOST方案形成時(shí)蘇定強(qiáng)院士“主動(dòng)反射板”構(gòu)想，到1994年，終于把方案定型在大視場(chǎng)兼?zhèn)浯罂趶降闹鲃?dòng)反射施密特望遠(yuǎn)鏡上[7]。

1993年，蘇定強(qiáng)致信其學(xué)生崔向群，希望她能參與這個(gè)項(xiàng)目。當(dāng)時(shí)，崔向群正在歐洲南方天文臺(tái)參加當(dāng)時(shí)世界上最大的天文光學(xué)望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃——4臺(tái)口徑8米望遠(yuǎn)鏡合成口徑16米望遠(yuǎn)鏡——的研制工作。1994年初，崔向群回國[9]，承擔(dān)起LAMOST項(xiàng)目的立項(xiàng)和預(yù)研中的大量技術(shù)工作。

圖1　LAMOST的結(jié)構(gòu)

當(dāng)年7月，崔向群和我國另一位天文學(xué)家褚耀泉在英國的一次國際會(huì)議上報(bào)告了這個(gè)方案，引起了強(qiáng)烈反響。LAMOST前瞻性的設(shè)計(jì)思想和首創(chuàng)的工程實(shí)施方案得到了國際天文學(xué)界的贊許。然而，隨之而來的則是國內(nèi)天文學(xué)界的廣泛質(zhì)疑。有人認(rèn)為連外國科學(xué)家都研制不出來的東西，我國科學(xué)家也很難取得成功[9]。畢竟，LAMOST在口徑、視場(chǎng)和光纖數(shù)目三者的綜合指標(biāo)上超過了所有國際上當(dāng)時(shí)已完成的或正在進(jìn)行的大視場(chǎng)多目標(biāo)光纖光譜巡天計(jì)劃，而且其核心技術(shù)——薄鏡面拼接加變形的主動(dòng)光學(xué)和4000根光纖定位技術(shù)——均屬國際首創(chuàng)。

在隨后的幾年里，通過我國科學(xué)家堅(jiān)持不懈的研究和一次次嚴(yán)格的論證，到1996年，王綬、蘇定強(qiáng)、褚耀泉、崔向群和王亞男五位科學(xué)家共同發(fā)表了“Special configuration of a very large Schmidt telescope for extensive astronomical spectroscopic observation”一文，對(duì)LAMOST的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，這篇文章也為LAMOST的最終設(shè)計(jì)和以后的建設(shè)奠定了重要的思想基礎(chǔ)。

2.2LAMOST的立項(xiàng)過程

20世紀(jì)90年代初，我國提出采用國家出資的方式，用20億元人民幣籌建一批大科學(xué)工程項(xiàng)目，用以促進(jìn)我國戰(zhàn)略高技術(shù)的發(fā)展和基礎(chǔ)科研水平的提高。最終，在“九五”期間，全國共有九項(xiàng)大科學(xué)工程入圍（包括合肥同步輻射二期工程、蘭州重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)、中國地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)等），這其中就包括天文學(xué)領(lǐng)域的新一代望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃。

對(duì)于這個(gè)望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃的選擇和確定，一方面是從我國天文學(xué)科長遠(yuǎn)發(fā)展的設(shè)想出發(fā)，另一方面則與國家的大科學(xué)工程決策和投資水平相適應(yīng)。當(dāng)時(shí)，由中國科學(xué)院數(shù)理學(xué)部和中國天文學(xué)會(huì)出面，向全國天文界征集下一階段的天文重大觀測(cè)設(shè)備建議。結(jié)果，到1992年，就提出了12項(xiàng)大型天文觀測(cè)設(shè)備項(xiàng)目的建議書，包括光學(xué)/紅外、射電及高能各個(gè)天文觀測(cè)波段，也包括地面和空間設(shè)備①中國科學(xué)院國家天文臺(tái).〈國家基礎(chǔ)研究“十五”規(guī)劃〉基地建設(shè)子課題大科學(xué)工程調(diào)研材料，1999年8月6日.。

此后，經(jīng)過天文界內(nèi)部的“打擂”和篩選，到1993年底的評(píng)審會(huì)議之后，只剩下了四個(gè)備選項(xiàng)目，分別是LAMOST項(xiàng)目、上海60m級(jí)射電望遠(yuǎn)鏡、4m普通光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡。隨后，又經(jīng)過一年的進(jìn)一步討論（當(dāng)時(shí)的國家科委提供了40萬元資金支持研討過程），到1994年底進(jìn)行了第二次會(huì)議評(píng)審。最終，天文界向國家科委提交了兩個(gè)項(xiàng)目的計(jì)劃：一個(gè)是北京4m級(jí)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃，另一個(gè)就是LAMOST計(jì)劃②2014年12月10日于國家天文臺(tái)對(duì)LAMOST運(yùn)行與發(fā)展中心科學(xué)巡天部張昊彤的訪談。。

由于國內(nèi)大學(xué)和中國科學(xué)院的良好合作關(guān)系——中國科學(xué)院的天文觀測(cè)設(shè)備歷來對(duì)全國天文界免費(fèi)開放，也由于中國科學(xué)院在硬件和軟件方面諸多有利條件以及在全國天文學(xué)界的聲譽(yù)和影響力，同時(shí)也因?yàn)樽鳛轫?xiàng)目建議者的研究集體主要來自中國科學(xué)院，中國科學(xué)院自然而然地在LAMOST項(xiàng)目的立項(xiàng)、建設(shè)和運(yùn)行中發(fā)揮立體作用③中國科學(xué)院國家天文臺(tái).〈國家基礎(chǔ)研究“十五”規(guī)劃〉基地建設(shè)子課題大科學(xué)工程調(diào)研材料，1999年8月6日.。

之后，國家各部委對(duì)LAMOST工程進(jìn)行了大量立項(xiàng)評(píng)審工作。1995年初，國家科委組織對(duì)各學(xué)科領(lǐng)域的大科學(xué)工程建議項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)議，LAMOST位居前列。6月，中國科學(xué)院成立了LAMOST項(xiàng)目委員會(huì)，時(shí)任北京天文臺(tái)（現(xiàn)國家天文臺(tái)）臺(tái)長李啟斌擔(dān)任項(xiàng)目總經(jīng)理，蘇洪鈞、褚耀泉、崔向群、趙永恒為委員會(huì)成員，同時(shí)還聘請(qǐng)王綬琯、王大珩、雷天覺、蘇定強(qiáng)和陳建生為委員會(huì)顧問，項(xiàng)目委員會(huì)的工作重點(diǎn)是“組織項(xiàng)目的可行性研究和部署關(guān)鍵技術(shù)的預(yù)研，爭(zhēng)取進(jìn)入國家九五計(jì)劃的立項(xiàng)”。7月，由中國科學(xué)院基礎(chǔ)研究局主持，召開了LAMOST專家評(píng)審會(huì)，參加會(huì)議的有十幾位專家，還有中科院、原國家計(jì)委的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及LAMOST項(xiàng)目代表。評(píng)議組認(rèn)為，“鑒于LAMOST系統(tǒng)的創(chuàng)新性和獨(dú)特性，具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度，經(jīng)過分析并借鑒國際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)以及合作途徑，這些困難可以克服，并且在技術(shù)上可行”[5]。10月，中國科學(xué)院基礎(chǔ)研究局、計(jì)劃財(cái)務(wù)局在北京組織召開了LAMOST工程預(yù)研制計(jì)劃專家評(píng)審會(huì)。④中國科學(xué)院國家天文臺(tái).關(guān)于召開“大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡”預(yù)制研究評(píng)審會(huì)的報(bào)告，1995年10月.

1996年6月，當(dāng)時(shí)的國家計(jì)委、國家科委組織兩院院士對(duì)國家重大科學(xué)工程進(jìn)行評(píng)審，LAMOST位居前列。7月，國家科技領(lǐng)導(dǎo)小組決定啟動(dòng)國家重大科學(xué)工程計(jì)劃，LAMOST被列入首批啟動(dòng)項(xiàng)目。8月，由中國科學(xué)院向國家計(jì)委提出了《大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）項(xiàng)目建議書》，建議盡快立項(xiàng)。12月，中國國際工程咨詢公司向國家計(jì)委提交了《關(guān)于大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡工程項(xiàng)目建議書的評(píng)估報(bào)告》。

1997年4月，國家計(jì)委向中科院下達(dá)了《國家計(jì)委關(guān)于大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡國家大科學(xué)工程項(xiàng)目建議書的批復(fù)》，原則同意由中科院承擔(dān)建設(shè)該項(xiàng)目。7月，中國科學(xué)院向國家計(jì)委提出了《大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）項(xiàng)目可行性研究報(bào)告》。8月，中國國際工程咨詢公司向原國家計(jì)委遞交了《關(guān)于大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）項(xiàng)目可行性研究報(bào)告的評(píng)估報(bào)告》。不久，該報(bào)告獲國家計(jì)委批復(fù)，投資2.35億元，周期為7年[10]。

對(duì)于項(xiàng)目工期和經(jīng)費(fèi)的估算方面，以科學(xué)家為主體的項(xiàng)目委員會(huì)和以行政領(lǐng)導(dǎo)為主體的項(xiàng)目審批部門當(dāng)時(shí)還存在著一些爭(zhēng)議[5]。在項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)上，采用投資封頂模式，超支的部分由科學(xué)院自行填補(bǔ)。當(dāng)時(shí)對(duì)不可預(yù)見費(fèi)用的預(yù)留有些不足，其數(shù)目只有可預(yù)見費(fèi)用的十分之一，低于國外同類工程不可預(yù)見費(fèi)用應(yīng)占可預(yù)見費(fèi)用的30%～40%的標(biāo)準(zhǔn)，而且對(duì)于材料和加工費(fèi)用的上漲問題，在項(xiàng)目的投資估算中也未能充分考慮。在項(xiàng)目工期上，項(xiàng)目委員會(huì)認(rèn)為，考慮到項(xiàng)目的極度復(fù)雜性，應(yīng)當(dāng)為項(xiàng)目預(yù)制研究階段留有充裕時(shí)間，工期定在10年左右比較合適。而國家相關(guān)審批部門認(rèn)為10年期限過于漫長。最終雙方達(dá)成了一個(gè)折衷方案，項(xiàng)目工期定為7年①2015年3月19日于國家天文臺(tái)對(duì)LAMOST工程指揮部原總經(jīng)理蘇洪鈞的訪談。。不過，工期的確定還與另外一個(gè)因素有關(guān)。由于當(dāng)時(shí)與LAMOST功能相近的美國“SDSS”望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目也正在建設(shè)之中，所以盡早完成LAMOST項(xiàng)目建設(shè)，就有望在天體光譜觀測(cè)競(jìng)爭(zhēng)中占得先機(jī)②中國科學(xué)院國家天文臺(tái).大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）項(xiàng)目建議書，1996.。

2.3預(yù)制研究過程

預(yù)制研究作為開工的前期準(zhǔn)備工作，是大科學(xué)工程建設(shè)的一個(gè)重要方面。LAMOST預(yù)制研究計(jì)劃涉及望遠(yuǎn)鏡本體、焦面儀器、數(shù)據(jù)的采集和處理、科學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)、觀測(cè)環(huán)境和工程建筑等諸多方面，而每一方面又包含很多種關(guān)鍵技術(shù)的預(yù)研制工作。例如，光學(xué)系統(tǒng)中估算不同條件下大氣折射和大氣色散對(duì)焦面像質(zhì)的影響，重力、溫度對(duì)鏡面支撐結(jié)構(gòu)的影響，望遠(yuǎn)鏡的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和機(jī)械跟蹤系統(tǒng)，薄鏡面加工技術(shù)，光纖定位系統(tǒng)和CCD系統(tǒng)，天體光譜的在線和離線處理，圓頂設(shè)計(jì)中改善觀測(cè)室視寧度③視寧度是用于描述天文觀測(cè)目標(biāo)受大氣湍流影響而看起來變得模糊、閃爍的程度的物理量。和減少光學(xué)系統(tǒng)振動(dòng)的風(fēng)洞試驗(yàn)等。

根據(jù)工程預(yù)研制計(jì)劃，從1995年10月開始，預(yù)研重點(diǎn)是主動(dòng)光學(xué)、薄鏡面加工和光纖定位技術(shù)。到1996年1月底為第一階段，完成關(guān)鍵光學(xué)部件及其指標(biāo)的優(yōu)化；到1996年5月底為第二階段，完成總體所要求的各項(xiàng)指標(biāo)的預(yù)研究；從1996 年6月開始為第三階段，需要確定光學(xué)加工、主動(dòng)光學(xué)和光纖定位等關(guān)鍵技術(shù)的方案，并向有關(guān)單位預(yù)訂光學(xué)材料。整個(gè)預(yù)研制經(jīng)費(fèi)為915萬元④中國科學(xué)院國家天文臺(tái).大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡工程預(yù)制研究計(jì)劃，1995年10月.。在這期間，LAMOST工程委員會(huì)(LAMOST工程指揮部的前身)還就如何進(jìn)一步開展LAMOST科學(xué)目標(biāo)的預(yù)研工作進(jìn)行過專門討論，并提出了一些具體措施[5]。

雖然LAMOST工程的預(yù)制研究計(jì)劃安排周密，但由于經(jīng)費(fèi)原因，預(yù)制研究計(jì)劃無法得到很好實(shí)施，使得后來的建設(shè)階段對(duì)工程工期和經(jīng)費(fèi)的控制出現(xiàn)了一定的困難⑤中國科學(xué)院國家天文臺(tái).大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）國家重大科學(xué)工程項(xiàng)目清查報(bào)告，2003.。預(yù)研投入沒有像后來的上海光源項(xiàng)目那樣在立項(xiàng)前由國家專門立項(xiàng)并有獨(dú)立經(jīng)費(fèi)支持[3]。開始確定下來的915萬預(yù)制研究經(jīng)費(fèi)并沒有到位。在1999年的《LAMOST工程項(xiàng)目進(jìn)展匯報(bào)》中，工程指揮部提到：“項(xiàng)目立項(xiàng)前沒有投資，就無法開展必要的關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)；而一旦立項(xiàng)，所進(jìn)行的關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)又常招致責(zé)難……”⑥中國科學(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST工程項(xiàng)目進(jìn)展匯報(bào)，1999.。實(shí)際上，LAMOST項(xiàng)目的預(yù)制研究是在可行性報(bào)告獲得批復(fù)、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)到位并開始建設(shè)以后，才開始進(jìn)行的并常常受到經(jīng)費(fèi)問題的牽制。

3　LAMOST的建設(shè)

LAMOST的可行性報(bào)告得到批復(fù)后，隨即進(jìn)入項(xiàng)目建設(shè)階段。1999年2月，完成了項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)報(bào)告，隨后，中國科學(xué)院受國家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)委托批復(fù)了《LAMOST項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)與概算》。到2001年8月，LAMOST項(xiàng)目開工報(bào)告獲國家計(jì)委批準(zhǔn)，項(xiàng)目進(jìn)入正式施工階段。

3.1工程管理框架

早在1996年10月，中科院就向各天文臺(tái)、中國科技大學(xué)、南京天儀中心下達(dá)了成立項(xiàng)目管理委員會(huì)、項(xiàng)目工程指揮部及項(xiàng)目科學(xué)技術(shù)委員會(huì)的決定。這項(xiàng)決定同時(shí)也勾畫了對(duì)LAMOST進(jìn)行組織實(shí)施的管理架構(gòu)。其中：項(xiàng)目管理委員會(huì)作為項(xiàng)目的最高領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，其成員由中國科學(xué)院、國家計(jì)委、國家科委、北京市人民政府以及項(xiàng)目依托單位的相關(guān)負(fù)責(zé)人組成。項(xiàng)目管理委員會(huì)主要負(fù)責(zé)工程目標(biāo)、人事安排等重大問題的決策以及各部門之間關(guān)系的協(xié)調(diào)，同時(shí)為工程的順利進(jìn)行提供條件保證并且監(jiān)督工程的進(jìn)展。

項(xiàng)目工程指揮部是該項(xiàng)目法人，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)工程建設(shè)的管理。項(xiàng)目實(shí)行總經(jīng)理負(fù)責(zé)制，總經(jīng)理是工程項(xiàng)目的法人代表。項(xiàng)目工程指揮部負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的目標(biāo)、進(jìn)度、資金和質(zhì)量進(jìn)行控制；指揮部對(duì)項(xiàng)目管理委員會(huì)負(fù)責(zé)，并接受項(xiàng)目科技委員會(huì)的監(jiān)督。工程指揮部下設(shè)科學(xué)部和工程部及臺(tái)址與建設(shè)組，科學(xué)部與工程部下又分設(shè)了8個(gè)子系統(tǒng)。

項(xiàng)目科學(xué)技術(shù)委員會(huì)，是項(xiàng)目管理委員會(huì)的咨詢機(jī)構(gòu)，由相關(guān)領(lǐng)域的院士、專家組成。其主要職責(zé)是就項(xiàng)目建設(shè)的重大問題，特別是就科學(xué)目標(biāo)和技術(shù)方案向項(xiàng)目管理委員會(huì)提出建議和審核意見，協(xié)助其對(duì)工程建設(shè)實(shí)施監(jiān)督；同時(shí)作為工程指揮部的顧問機(jī)構(gòu)，向工程指揮部提出建議，并對(duì)工程中非標(biāo)設(shè)備的建設(shè)進(jìn)行監(jiān)理?？茖W(xué)技術(shù)委員會(huì)的成員還需根據(jù)項(xiàng)目的科學(xué)目標(biāo)，提出各子系統(tǒng)的需求，審核工程建設(shè)各個(gè)階段、工程各子系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)與科學(xué)需求的關(guān)系，保證項(xiàng)目科學(xué)目標(biāo)的可實(shí)現(xiàn)性并處理與項(xiàng)目有關(guān)的天文學(xué)問題①中國科學(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST工程組織、工作條例及附屬管理辦法，2001.。

LAMOST工程的子系統(tǒng)的負(fù)責(zé)單位有三家，即北京天文臺(tái)（后改組為國家天文臺(tái)）、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和南京天儀中心（后改組為南京天文光學(xué)技術(shù)研究所），這三家單位都屬于中國科學(xué)院系統(tǒng)。在項(xiàng)目建設(shè)中，每個(gè)子系統(tǒng)對(duì)相關(guān)工作又進(jìn)行了進(jìn)一步的分包與合作（見圖3）。

圖2　LAMOST工程的管理架構(gòu)（參照LAMOST可行性報(bào)告中圖表繪制）

圖3　LAMOST項(xiàng)目承包情況

3.2關(guān)鍵器件的采購

在項(xiàng)目正式施工之前，很多項(xiàng)目采購的工作就已經(jīng)開始了。隨著項(xiàng)目建設(shè)的推進(jìn)，LAMOST項(xiàng)目在原料和器件的采購上也出現(xiàn)了一些挫折。

3.2.1微晶玻璃鏡坯

關(guān)于LAMOST望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)鏡面Ma和Mb①LAMOST望遠(yuǎn)鏡由兩塊大的拼接鏡面組成，其中Ma是望遠(yuǎn)鏡的反射改正鏡，Mb是望遠(yuǎn)鏡的主鏡。的材料與加工問題，考慮到上海新滬玻璃廠曾在20世紀(jì)70年代成功地為2.16m和1.56m望遠(yuǎn)鏡研制過微晶玻璃，同時(shí)他們對(duì)LAMOST所用的微晶玻璃制造任務(wù)十分關(guān)注，希望能借此機(jī)會(huì)恢復(fù)生產(chǎn)微晶玻璃的能力，又考慮到新滬廠微晶玻璃的價(jià)格較低以及LAMOST經(jīng)費(fèi)很緊的現(xiàn)狀，也為了振興我國民族工業(yè)，LAMOST工程指揮部組織有關(guān)專家，對(duì)新滬廠制造LAMOST所需微晶玻璃的可能性進(jìn)行了評(píng)審，并征求了項(xiàng)目科技委員會(huì)的意見。經(jīng)過中科院領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)后，于1998年9月，與上海新滬玻璃廠簽訂了“LAMOST工程微晶玻璃鏡坯”訂貨合同②中國科學(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST項(xiàng)目工程部工程進(jìn)展匯報(bào)，2000.。

雖然新滬玻璃廠相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)任務(wù)的完成比較樂觀，但是工程指揮部對(duì)新滬玻璃廠的工藝水平卻并非十分有信心，一方面項(xiàng)目組專家對(duì)新滬廠新制造完成的鏡坯進(jìn)行了嚴(yán)格檢測(cè)和審核，并送南京天儀中心鏡面實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試磨，以檢驗(yàn)其均勻性；另一方面，項(xiàng)目組還一直與德國SCHOTT公司、美國CORNING公司和俄羅斯LZOS公司保持著聯(lián)系，一旦新滬玻璃廠在質(zhì)量或時(shí)間上不能滿足要求，將考慮向國外訂貨③中國科學(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST項(xiàng)目工程部工程進(jìn)展匯報(bào)，2000.。

經(jīng)過一段時(shí)間考察，項(xiàng)目組發(fā)現(xiàn)新滬玻璃廠的工藝還是不夠成熟，成品率較低。雖然總共有61塊鏡坯要加工，但由于熱膨脹系數(shù)指標(biāo)達(dá)不到Mb鏡要求，因此只能把制成的鏡坯用于Ma鏡的磨制，最終只做出了8塊。于是在2000年微晶玻璃材料專家咨詢會(huì)上，鑒于上海新滬玻璃場(chǎng)的微晶玻璃材料達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，指揮部遂取消了原定的部分合同（有關(guān)Mb鏡的合同）。2001年6月，指揮部與德國Schott公司簽訂了40塊Mb鏡坯的制造合同，到2003年完成，隨后運(yùn)抵俄羅斯進(jìn)行磨制。由于新滬玻璃廠Ma鏡坯的制造后來也出現(xiàn)了問題，2003年12月，指揮部與俄羅斯LZOS公司簽訂了Ma鏡坯制造合同。到2004年底，俄羅斯LZOS公司完成了Ma鏡坯的制造和40塊Mb子鏡的磨制，并于2005年初運(yùn)抵南京[5]。之后，南京天文光學(xué)技術(shù)研究所繼續(xù)完成了所有Ma子鏡的磨制。

3.2.2CCD探測(cè)器①電荷耦合元件（Charge-coupled Device）．

CCD探測(cè)器的工作在項(xiàng)目建設(shè)之初并未展開，一方面項(xiàng)目組期望采用最新的技術(shù)產(chǎn)品和電子元件，另一方面期待著CCD實(shí)驗(yàn)室的建成。雖然當(dāng)時(shí)國家天文觀測(cè)中心的探測(cè)器實(shí)驗(yàn)室在人員和設(shè)備上都有了較大提升，但仍然存在工程技術(shù)人員缺乏的問題②中國科學(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST項(xiàng)目工程部工程進(jìn)展匯報(bào)，2000.。

在CCD芯片方面，由于我國當(dāng)時(shí)沒有能力自行研制，指揮部于2004年與英國E2V公司簽訂了制造合同③中國科學(xué)院國家天文臺(tái).國家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目大天區(qū)多目標(biāo)光譜天文望遠(yuǎn)鏡2005年進(jìn)展情況匯報(bào).。在CCD控制器和杜瓦④實(shí)驗(yàn)室中裝運(yùn)、儲(chǔ)藏液態(tài)氣體所需要的真空保溫容器，由英國科學(xué)家杜瓦于1906年發(fā)明。的研制方面，指揮部分別與中國電子科技集團(tuán)公司第四十四所和俄羅斯特殊天體物理臺(tái)簽訂了CCD相機(jī)研制合同⑤中國科學(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST簡(jiǎn)報(bào)，41-42期.。2007年8月，在進(jìn)行光譜儀的光機(jī)電聯(lián)調(diào)時(shí)，由于CCD相機(jī)還沒有到位，只能用替代的CCD進(jìn)行測(cè)試，后來又與美國的Lick天文臺(tái)簽訂了CCD相機(jī)的研制合同⑥中國科學(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST項(xiàng)目工程指揮部會(huì)議紀(jì)要，2006-2008.。之所以與多家公司簽訂CCD相機(jī)合同，是考慮到這樣能夠最大程度上保證工期不受外協(xié)方工作進(jìn)度的影響。

中國電子科技集團(tuán)公司第四十四所的CCD控制器研制過程也不是很順利，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)，該所研制的CCD控制器噪聲并沒有達(dá)到預(yù)定指標(biāo)。為了不影響工期，指揮部只好提前對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)收，并拿到河北興隆現(xiàn)場(chǎng)繼續(xù)調(diào)試⑦中國科學(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST項(xiàng)目工程指揮部會(huì)議紀(jì)要，2006-2008.。最終，四十四所只完成了CCD杜瓦方面的研制，而俄羅斯特殊天體物理臺(tái)由于拖延合同，其產(chǎn)品也未被采納。而由我國與美國Lick天文臺(tái)在20世紀(jì)90年代中期聯(lián)合研制成功的CCD控制器最后在項(xiàng)目中得到了應(yīng)用。從這部分工程建設(shè)的進(jìn)展來看，我國CCD產(chǎn)業(yè)的整體水平還有待加強(qiáng)。

3.3關(guān)鍵技術(shù)的突破

在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)方面，從工程可行性研究報(bào)告獲得批復(fù)到2004年年底這段時(shí)間內(nèi)，LAMOST的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)獲得了突破。

3.3.1主動(dòng)光學(xué)技術(shù)

主動(dòng)光學(xué)技術(shù)的難點(diǎn)在于構(gòu)成兩塊鏡面的子鏡部分既要拼接又要變形（Ma鏡需要子鏡拼接和變形，Mb鏡只需要對(duì)子鏡進(jìn)行拼接），使得LAMOST一方面能夠獲得較大的視場(chǎng)，另一方面又能夠通過改正鏡的形變來補(bǔ)償?shù)厍虼髿鈱訉?duì)觀測(cè)對(duì)象發(fā)出光線的擾動(dòng)。為驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)主動(dòng)光學(xué)設(shè)計(jì)方案，項(xiàng)目組在南京建造了1︰1（Ma子鏡與Mb子鏡的比例）室外主動(dòng)光學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，相當(dāng)于1m口徑的LAMOST，包括光機(jī)電各個(gè)系統(tǒng)，被稱為“小LAMOST”?！靶AMOST”涵蓋了主要關(guān)鍵技術(shù)和有關(guān)項(xiàng)目望遠(yuǎn)鏡部分的許多工程技術(shù)內(nèi)容，如直接與主動(dòng)光學(xué)相關(guān)的鏡面支撐、力促動(dòng)器和視寧度改善，以及機(jī)架跟蹤和圓頂圍擋氣流控制等重要內(nèi)容。該實(shí)驗(yàn)1998年4月開題，隨即向法國REOSC公司訂購了兩塊子鏡。實(shí)驗(yàn)裝置于2001年1月出光，并于2002年12月實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制的主動(dòng)光學(xué)技術(shù)。到2004年12月，技術(shù)人員完成了全部主動(dòng)光學(xué)技術(shù)試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)開環(huán)控制的主動(dòng)光學(xué)技術(shù)，并通過驗(yàn)收[5]。

從2006年到2007年，項(xiàng)目組又分別進(jìn)行了Ma子鏡與Mb子鏡比例為0︰3的拼鏡面實(shí)驗(yàn)和4︰9的“小系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是“小LAMOST”主動(dòng)光學(xué)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步延伸。隨著這些實(shí)驗(yàn)的成功，LAMOST的Ma子鏡與Mb子鏡比例為24︰37的架構(gòu)也最終得以實(shí)現(xiàn)。

3.3.2多光纖定位技術(shù)

多光纖定位技術(shù)是LAMOST項(xiàng)目的另一關(guān)鍵技術(shù)，它要求把4000根光纖在較短時(shí)間內(nèi)精確對(duì)準(zhǔn)各自觀測(cè)目標(biāo)。為了解決這一難題，項(xiàng)目組于1996年3月征集了10個(gè)光纖定位系統(tǒng)的方案。經(jīng)過篩選，到1996年12月，工程指揮部組織中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、長春光機(jī)所和沈陽自動(dòng)化所進(jìn)行并行可控光纖定位原理試驗(yàn)，由他們分別按照各自的方案制造了單個(gè)單元試驗(yàn)的樣機(jī)。2000年10月，這三家單位各自完成了第一批樣機(jī)。

2001年3月，工程指揮部又與這三家單位簽訂了光纖定位多單元試驗(yàn)合同，由每家單位制造集成19個(gè)光纖單元的樣機(jī)。2003年10月，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)精密機(jī)械系設(shè)計(jì)的19個(gè)單元樣機(jī)順利通過驗(yàn)收。經(jīng)過對(duì)這三家單位的兩次“摸底”，由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)邢曉正教授提出的“并行可控式光纖定位”方案獲得了項(xiàng)目組的認(rèn)同，最終被確定為LAMOST光纖定位的設(shè)計(jì)方案。

在此基礎(chǔ)上，LAMOST項(xiàng)目組于2004年落實(shí)了擁有4000根光纖的定位系統(tǒng)的研制方案，完成了對(duì)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)光纖定位系統(tǒng)實(shí)施方案的評(píng)審，并于2005年1月與之簽訂了加工合同①2014年12月10日于國家天文臺(tái)對(duì)LAMOST運(yùn)行與發(fā)展中心科學(xué)巡天部張昊彤的訪談.。之后，根據(jù)工程指揮部的要求，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的小組先做250根光纖的定位系統(tǒng)，用于LAMOST“小系統(tǒng)”的調(diào)試，之后又進(jìn)一步完成了4000根光纖的定位系統(tǒng)②中國科學(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST簡(jiǎn)報(bào)，43-45期.。

3.4建設(shè)時(shí)期的國際合作

在LAMOST建設(shè)過程中，項(xiàng)目人員一直與美國的SDSS望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目、英澳的AAT望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目等保持著密切聯(lián)系。2002年，LAMOST與SDSS項(xiàng)目的合作取得了突破性進(jìn)展，雙方商定：LAMOST項(xiàng)目派遣科學(xué)家參加SDSS項(xiàng)目工作，取得大天區(qū)多目標(biāo)光纖光譜觀測(cè)和數(shù)據(jù)處理的經(jīng)驗(yàn)；SDSS項(xiàng)目向LAMOST提供測(cè)光數(shù)據(jù)，供LAMOST項(xiàng)目作為輸入星表使用；SDSS項(xiàng)目愿意提供技術(shù)咨詢意見，幫助工程建設(shè)；中美雙方的科學(xué)家針對(duì)共同感興趣的研究課題組成研究小組，首先利用SDSS項(xiàng)目已獲得的觀測(cè)資料進(jìn)行研究，將來則利用LAMOST的觀測(cè)資料來進(jìn)行研究③中國科學(xué)院國家天文臺(tái).大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）項(xiàng)目工藝部分小結(jié)報(bào)告，2002.12.。

在對(duì)LAMOST工程建設(shè)進(jìn)行的多次評(píng)估中，工程指揮部也充分利用了國外的資源。例如，2005 年5月底到6月初，LAMOST國際評(píng)估委員會(huì)通過對(duì)項(xiàng)目進(jìn)展的詳細(xì)考察，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行了中期評(píng)估。評(píng)估會(huì)議組織者邀請(qǐng)了9位國際上知名的天文儀器專家和天文學(xué)家作為評(píng)委，這其中包括美國帕洛馬天文臺(tái)前臺(tái)長，美國Keck天文臺(tái)前臺(tái)長，美國葉凱士天文臺(tái)前臺(tái)長，美國SDSS項(xiàng)目負(fù)責(zé)人以及澳大利亞2dF項(xiàng)目負(fù)責(zé)人等。在為期兩天的評(píng)估會(huì)上，這些專家與LAMOST項(xiàng)目人員針對(duì)工程建設(shè)中存在的問題進(jìn)行了討論。會(huì)后，評(píng)委們還共同寫出了一份評(píng)估委員會(huì)的意見上報(bào)中國科學(xué)院④中國科學(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST簡(jiǎn)報(bào)》，36期.。報(bào)告認(rèn)為，“LAMOST獨(dú)一無二地結(jié)合了為數(shù)眾多的光纖、大視場(chǎng)以及大口徑望遠(yuǎn)鏡幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，從而一定能夠在下個(gè)十年中的光譜巡天方面處于領(lǐng)先地位?！眻?bào)告也對(duì)LAMOST項(xiàng)目組提出了中肯建議，“為了實(shí)現(xiàn)將來的進(jìn)度要求，必須更加嚴(yán)格的管理和更加認(rèn)真地控制經(jīng)費(fèi)?！?/p>

隨后，國內(nèi)外專家還在北京召開了“南極DOME C/A大視場(chǎng)巡天望遠(yuǎn)鏡研討會(huì)”，會(huì)上一些國外天文學(xué)家提議在南極建造一臺(tái)大口徑的LAMOST型望遠(yuǎn)鏡。如此，國家天文臺(tái)LAMOST望遠(yuǎn)鏡與南極LAMOST一南一北，遙相呼應(yīng)，可對(duì)整個(gè)天區(qū)進(jìn)行完備的深度光譜觀測(cè)①中國科學(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST項(xiàng)目國際評(píng)估委員報(bào)告，2005.6.。對(duì)于這樣的建議，王綬琯院士后來認(rèn)為，以國際合作方式建設(shè)一個(gè)以全天光譜巡天為任務(wù)的南方LAMOST是一個(gè)非?？扇〉姆桨?。他還提議這個(gè)方案可由國際上五六個(gè)天文臺(tái)合作，這樣花費(fèi)不大，也不必申請(qǐng)國家重點(diǎn)支持。而我國已有LAMOST建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，可以承擔(dān)起新設(shè)備的制造[11]。

3.5LAMOST的調(diào)試安裝及驗(yàn)收

在兩大關(guān)鍵技術(shù)獲得突破之后，LAMOST工程已經(jīng)不存在技術(shù)障礙，因此其他方面的工作也開始全面鋪開并且進(jìn)展順利。LAMOST項(xiàng)目在2005年秋開始進(jìn)入安裝調(diào)試階段。到12月，項(xiàng)目人員在國家天文臺(tái)興隆觀測(cè)站順利完成了反射施密特改正鏡（MA）機(jī)架、焦面機(jī)構(gòu)和球面主鏡（MB）桁架三大部套的安裝。在這期間，項(xiàng)目組多次組織人員對(duì)運(yùn)輸線路、安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)地考察，并根據(jù)運(yùn)輸線路和現(xiàn)場(chǎng)情況制訂了運(yùn)輸、吊裝方案，精心組織運(yùn)輸車輛、運(yùn)輸工具、起吊設(shè)備和起吊工具。各大部套都在南京天文光學(xué)技術(shù)研究所內(nèi)進(jìn)行了初裝和機(jī)電聯(lián)調(diào)，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)安裝模擬②中國科學(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST簡(jiǎn)報(bào)，38-39期.。

2007年2月，LAMOST首批1.1米六角形Mb子鏡在國家天文臺(tái)興隆觀測(cè)站安裝成功③中國科學(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST簡(jiǎn)報(bào)，40-42期.。由于在望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)中，Mb子鏡的傾角朝下，因此在立項(xiàng)階段，參加項(xiàng)目評(píng)審的專家就認(rèn)為LAMOST主鏡的安裝難度很大。在時(shí)間緊迫的情況下，工程指揮部組織項(xiàng)目人員反復(fù)進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)模擬，最終完成了安裝。此后，項(xiàng)目進(jìn)入光學(xué)裝調(diào)階段，主動(dòng)光學(xué)部分的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度也不斷加快。

2007年5月，正在調(diào)試中的LAMOST小系統(tǒng)，即Ma與Mb子鏡比例為4︰9的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)獲得了首條天體光譜。之后隨著調(diào)試的進(jìn)展，小系統(tǒng)不斷獲得越來越多的天體光譜。LAMOST小系統(tǒng)的研制調(diào)試是整個(gè)項(xiàng)目非常重要的環(huán)節(jié)，小系統(tǒng)包括3米口徑的鏡面、250根光纖和一臺(tái)光譜儀及其2臺(tái)CCD相機(jī)以及完整的機(jī)架、跟蹤和控制系統(tǒng)，相當(dāng)于一個(gè)能夠模擬LAMOST實(shí)現(xiàn)觀測(cè)的最為簡(jiǎn)化的光學(xué)系統(tǒng)。小系統(tǒng)的研制成功是主動(dòng)光學(xué)實(shí)驗(yàn)向系統(tǒng)級(jí)擴(kuò)展的重要一步，這說明兩大關(guān)鍵技術(shù)——薄鏡面及拼接鏡面的主動(dòng)光學(xué)和并行可控式光纖定位技術(shù)——在擴(kuò)大系統(tǒng)規(guī)模以后仍然十分有效。

隨后，中科院基礎(chǔ)局組織了國內(nèi)天文、天文儀器、光學(xué)、精密機(jī)械、電子及管理科學(xué)等領(lǐng)域的專家，對(duì)LAMOST“小系統(tǒng)”進(jìn)行了綜合評(píng)估。測(cè)試專家組到國家天文臺(tái)興隆觀測(cè)基地進(jìn)行了兩次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和考察。在LAMOST小系統(tǒng)驗(yàn)收會(huì)上，驗(yàn)收專家組聽取了LAMOST項(xiàng)目工程指揮部的研制報(bào)告、測(cè)試專家組的測(cè)試報(bào)告，審閱了相關(guān)技術(shù)資料，認(rèn)為：“LAMOST小系統(tǒng)的光學(xué)質(zhì)量完全達(dá)到了指標(biāo)要求，……小系統(tǒng)的多目標(biāo)光纖光譜系統(tǒng)基本達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，系統(tǒng)工作正常；望遠(yuǎn)鏡、光纖、光譜儀和CCD相機(jī)所組成的觀測(cè)系統(tǒng)，集成情況良好；……同意通過驗(yàn)收?！雹苤袊茖W(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST簡(jiǎn)報(bào)，43-45期.

2008年6月，項(xiàng)目組在國家天文臺(tái)興隆觀測(cè)站完成了LAMOST全部24塊反射施密特改正鏡(Ma)、37塊球面主鏡（Mb）的安裝，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行最后階段的裝調(diào)①中國科學(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST簡(jiǎn)報(bào)，48期.。10月16日，作為世界上口徑最大的大視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡和光譜獲取率最高的望遠(yuǎn)鏡，LAMOST正式落成。2009年6月，LAMOST順利通過國家發(fā)改委組織的竣工驗(yàn)收。驗(yàn)收專家認(rèn)為，LAMOST全體人員全面優(yōu)質(zhì)完成了工程建設(shè)任務(wù)，其中望遠(yuǎn)鏡光學(xué)像質(zhì)、跟蹤指向精度顯著優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)，表明LAMOST已具備甚至超過了預(yù)期能力，成為目前國際上口徑最大的大視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡和光譜獲取率最高的望遠(yuǎn)鏡[10]。2010年4月17日，LAMOST被正式冠名為“郭守敬望遠(yuǎn)鏡”。

4　LAMOST的改造與運(yùn)行成果

4.1對(duì)裝置的改造與優(yōu)化

由于大科學(xué)裝置的整體性能在各功能模塊組裝完成之后很難一次性達(dá)標(biāo)，所以項(xiàng)目完工之后，還需要進(jìn)行很多調(diào)試、改進(jìn)和優(yōu)化性能的工作。只有通過長達(dá)數(shù)年的試運(yùn)行，裝置才能達(dá)到預(yù)期水平。

2010年12月15日，郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）運(yùn)行和發(fā)展中心對(duì)LAMOST鍍膜機(jī)進(jìn)行了興隆現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試驗(yàn)收。到該年年底，技術(shù)維護(hù)與發(fā)展部光學(xué)維護(hù)小組完成了5塊MA子鏡的鍍膜，使得鍍膜后的鏡面反射率達(dá)到92%，較鍍膜前提高了約10%。2011年中，Ma子鏡的重新鍍膜全部完成。2011年5月底，LAMOST光纖定位取得了突破性進(jìn)展，總體精度已優(yōu)于0.45角秒，其中90%的光纖定位精度在1角秒之內(nèi)。

相應(yīng)的改進(jìn)工作包括：（1）采用照相法對(duì)光纖單元在焦面板上的坐標(biāo)進(jìn)行多次標(biāo)定，改善了光纖單元的坐標(biāo)精度。目前96%的光纖單元在焦面板上的定位精度優(yōu)于50微米（相當(dāng)于0.5角秒）之內(nèi)。這為光纖定位精度的提高提供了硬件上的保障。（2）對(duì)焦面比例尺進(jìn)行實(shí)時(shí)改正，使得焦面坐標(biāo)框架與天球在焦面上的投影坐標(biāo)對(duì)準(zhǔn)，并穩(wěn)定在0.1角秒左右。（3）對(duì)光纖坐標(biāo)框架進(jìn)行調(diào)整，通過對(duì)同一觀測(cè)目標(biāo)分三次不同光纖走位（零位、徑向和角向）來比較光效率的方法，消除了大氣透明度變化和光纖之間效率差異的影響，更直觀地判斷與計(jì)算平移、旋轉(zhuǎn)和焦面比例尺對(duì)光纖坐標(biāo)框架的影響，同時(shí)更準(zhǔn)確地計(jì)算每根光纖的定位誤差，提供高階坐標(biāo)形變的改正。（4）對(duì)光纖坐標(biāo)系進(jìn)行精確測(cè)量，通過將4000根光纖分成160組，每組25個(gè)源分別給出不同坐標(biāo)偏置，進(jìn)行光纖定位誤差測(cè)量。

2011年8月31日，郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）科學(xué)委員會(huì)在對(duì)2009～2011年的試觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，決定采用2/3狹縫開展LAMOST巡天計(jì)劃。郭守敬望遠(yuǎn)鏡運(yùn)行和發(fā)展中心測(cè)定了1/2、2/3和狹縫全開情況下不同光譜儀、不同光纖的光譜分辨率。采用2/3狹縫不僅能夠提高觀測(cè)的通光效率，而且還可以將兩個(gè)工作組的科學(xué)目標(biāo)相結(jié)合進(jìn)行觀測(cè)，從而提高望遠(yuǎn)鏡的使用效率。2011年夏，中心技術(shù)維護(hù)與發(fā)展部的技術(shù)人員對(duì)光譜儀狹縫進(jìn)行了升級(jí)改造。經(jīng)過精細(xì)設(shè)計(jì)、加工和現(xiàn)場(chǎng)裝調(diào)，2011年8月完成了16臺(tái)光譜儀定寬狹縫的安裝和檢測(cè)。2011年10月23日，LAMOST正式啟動(dòng)先導(dǎo)巡天，至2012年6月順利完成。2012 年9月底，LAMOST進(jìn)入正式巡天階段。2013年6月28日，LAMOST子鏡鍍膜設(shè)備及配套裝置維修改造項(xiàng)目通過總驗(yàn)收[10]。

4.2主要運(yùn)行成果

LAMOST建成以后，國家天文臺(tái)成立了LAMOST運(yùn)行和發(fā)展中心，下設(shè)各業(yè)務(wù)部門。同時(shí)，還成立了郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）科學(xué)委員會(huì)，其主要職能是對(duì)LAMOST的科學(xué)目標(biāo)、發(fā)展方向提供科學(xué)咨詢，制定LAMOST的觀測(cè)和運(yùn)行計(jì)劃及重大合作計(jì)劃，評(píng)議裝置的運(yùn)行和使用情況等。運(yùn)行中心還設(shè)立LAMOST用戶委員會(huì)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)和推介。

LAMOST的數(shù)據(jù)共享對(duì)于不同國別、不同級(jí)別的合作單位和個(gè)人有不同的方式。LAMOST數(shù)據(jù)共享政策規(guī)定國內(nèi)的科學(xué)家具有數(shù)據(jù)的優(yōu)先使用權(quán)，每個(gè)季度望遠(yuǎn)鏡所觀測(cè)到的新數(shù)據(jù)都會(huì)適時(shí)地向國內(nèi)天文界發(fā)布。國內(nèi)有天文學(xué)科的研究單位直接具備參與單位資格①，科學(xué)委員會(huì)中一般也會(huì)有參與單位的代表。一些國外合作單位對(duì)于LAMOST的建設(shè)和運(yùn)行有很多貢獻(xiàn)，他們同樣可以獲得即時(shí)發(fā)布的數(shù)據(jù)，也有權(quán)利申請(qǐng)獨(dú)立的觀測(cè)計(jì)劃②。對(duì)于國外的其他用戶，如果愿意將其申請(qǐng)到的一部分科研經(jīng)費(fèi)投入到LAMOST的研究項(xiàng)目中，或者與國內(nèi)外有資格直接參與的單位或個(gè)人合作，也可以獲得相應(yīng)項(xiàng)目觀測(cè)數(shù)據(jù)的優(yōu)先使用權(quán)。對(duì)于一般的國外用戶，也有機(jī)會(huì)利用LAMOST數(shù)據(jù)進(jìn)行自己的科學(xué)研究，因?yàn)橄嚓P(guān)數(shù)據(jù)在向國內(nèi)開放一年半以后，將向全世界天文界發(fā)布。

2009年10月至12月，LAMOST利用暗夜和灰夜對(duì)天文學(xué)家提出的14個(gè)科學(xué)測(cè)試天區(qū)反復(fù)進(jìn)行了測(cè)試觀測(cè)，共觀測(cè)和處理得到了超過20萬條天體光譜。通過分析，發(fā)現(xiàn)了一批新天體，包括銀河系中的貧金屬星候選體、仙女星系中的行星狀星云以及遙遠(yuǎn)宇宙中的類星體[12]。

2010年6月，北京大學(xué)天文學(xué)系的一個(gè)研究小組利用郭守敬望遠(yuǎn)鏡科學(xué)試運(yùn)行階段測(cè)試數(shù)據(jù)，獲得了一批科學(xué)成果，發(fā)表于《Research in Astronomy and Astrophysics》雜志上。其中一篇文章報(bào)道了在銀河系的姊妹星系--仙女座大星云里新發(fā)現(xiàn)的數(shù)十個(gè)行星狀星云，其中某些行星狀星云距仙女座大星云中心距離達(dá)40kpc（約130400光年），極有可能是仙女座大星云在其形成過程中吞噬、吸積衛(wèi)星星系后殘留的遺跡。另一篇文章報(bào)道了仙女座大星云臨近天區(qū)內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)的十幾顆類星體。類星體作為宇宙中最明亮的“燈塔”，是研究沿其視線方向上分布的星際/星系際介質(zhì)化學(xué)和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的極佳探針[13]。

郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）于2010～2011年期間開展了M31/M33及其臨近區(qū)域的背景類星體搜尋工作。通過對(duì)LAMOST性能測(cè)試和先導(dǎo)巡天取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析，中心工作人員在M31/M33及其臨近區(qū)域約135平方度天區(qū)內(nèi)新發(fā)現(xiàn)500多顆背景類星體。這一重要發(fā)現(xiàn)使這一天區(qū)內(nèi)類星體的數(shù)目有了顯著增加——位于M31中心2.5度半徑（約35千秒差距）內(nèi)的類星體數(shù)目增加到93個(gè)，其中73個(gè)來自于LAMOST的發(fā)現(xiàn)；位于M31非常延展的外暈、巨流星以及周圍復(fù)雜子結(jié)構(gòu)區(qū)域新增數(shù)百個(gè)背景類星體，是將來測(cè)量M31、M33及其周圍子結(jié)構(gòu)微弱自行的理想坐標(biāo)參考系；而在新發(fā)現(xiàn)的類星體樣本中，i星等亮于17.0/17.5/18.0等的類星體數(shù)目分別由原來的21/42/64增加到26/62/139個(gè)。這些低紅移亮類星體是將來研究M31/M33及其周圍子結(jié)構(gòu)內(nèi)星際介質(zhì)和本星系群內(nèi)星系際介質(zhì)性質(zhì)的極好樣本。2013年4月，有關(guān)學(xué)術(shù)論文被國際天文期刊《Astronomical Journal》發(fā)表[14]。

2012年，我國一研究小組利用LAMOST先導(dǎo)巡天期間的光譜數(shù)據(jù)，證認(rèn)出70顆具有高信噪比光譜的DA（富氫）白矮星，其中35顆是迄今最新發(fā)現(xiàn)的DA白矮星。通過測(cè)量這些白矮星的有效溫度、表面重力加速度、冷卻年齡、質(zhì)量和距離等參數(shù)，并對(duì)這些白矮星的運(yùn)動(dòng)學(xué)和質(zhì)量統(tǒng)計(jì)進(jìn)行分析，該小組再一次驗(yàn)證了Wegg等人提出的觀點(diǎn)：質(zhì)量大的熱白矮星具有離銀盤更近的趨勢(shì)。該科研成果于2013年6月在Astronomical Journal上發(fā)表[15]。

2012年年底，任娟娟等人從LAMOST先導(dǎo)巡天光譜數(shù)據(jù)中搜尋出28顆白矮-主序雙星，并選取其中10顆白矮-主序雙星作為研究對(duì)象，測(cè)量了DA白矮星和M矮星的恒星大氣參數(shù)、質(zhì)量和半徑，并測(cè)量了雙星中白矮星成分的致冷年齡、伴星的光譜型和視向速度。最終發(fā)現(xiàn)其中2顆具有強(qiáng)的共包層后雙星候選體。2013年7月，這一成果在《Astronomical Journal》上發(fā)表[16]。

2013年6月15日，LAMOST完成正式巡天第一年的觀測(cè)任務(wù)。包括先導(dǎo)巡天和第一年正式巡天的光譜數(shù)據(jù)正式釋放，供國內(nèi)用戶和國外合作者使用。釋放光譜數(shù)共計(jì)220萬，其中還包括108萬顆恒星光譜參數(shù)星表，是目前世界上最大的恒星光譜參數(shù)星表[17]。

2013年11月，美國倫賽勒理工大學(xué)和國家天文臺(tái)研究人員合作，利用LAMOST先導(dǎo)巡天期間獲取的約400000的大樣本恒星進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)銀河系盤星的運(yùn)動(dòng)形式并非人們之前想象的，只是簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng)。通過對(duì)LAMOST觀測(cè)到的這些太陽領(lǐng)域銀河系盤星的速度進(jìn)行測(cè)量分析發(fā)現(xiàn)：銀盤上方的恒星正在遠(yuǎn)離銀河系中心運(yùn)動(dòng)，并伴隨著沿盤向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)；而位于銀盤中間下方的恒星則進(jìn)行著相反方向的運(yùn)動(dòng)。該研究成果發(fā)表在國際天文期刊《Astrophysical Journal Letters》上[18]。

2014年初，國家天文臺(tái)衣振萍、羅阿理等人對(duì)LAMOST先導(dǎo)巡天中58,360條M型矮星光譜進(jìn)行了基本參數(shù)測(cè)量，包括光譜型、視向速度、重要分子帶指數(shù)、金屬豐度敏感指數(shù)ζ、Hα等值寬度及強(qiáng)度、磁活動(dòng)，最終得到LAMOST先導(dǎo)巡天M型矮星光譜參數(shù)星表。他們利用SDSS DR7中的70,841條M型矮星光譜對(duì)現(xiàn)有的測(cè)量光譜型方法進(jìn)行改進(jìn)，就原始方法中把晚型M矮星分早一個(gè)次型的情況做了很大改善，分類標(biāo)準(zhǔn)差由1.07個(gè)子型誤差降低到0.67個(gè)子型。經(jīng)分析星表發(fā)現(xiàn)：LAMOST先導(dǎo)巡天M型恒星中矮星光譜型占了很大比例，且大多為早型矮星，晚型矮星的數(shù)量相對(duì)較少。根據(jù)磁活動(dòng)星篩選標(biāo)準(zhǔn)，在58,360 個(gè)M矮星中，1971個(gè)為Hα磁活動(dòng)星，22,987個(gè)為非Hα磁活動(dòng)星。他們還驗(yàn)證了M中晚型星有較高的磁活動(dòng)比例。該項(xiàng)研究成果被《Astronomical Journal》發(fā)表[19]。

2014年3月，北京大學(xué)黃祥、劉曉為等人基于哈勃望遠(yuǎn)鏡（HST）拍攝的圖像和紫外光譜及LAMOST拍攝的光學(xué)光譜，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的相距4.7 kpc（光年）的活動(dòng)星系核對(duì)。該活動(dòng)星系核對(duì)的發(fā)現(xiàn)為研究星系并合又增加了一顆樣本，也充分展示了LAMOST在尋找活動(dòng)星系核對(duì)中的能力。此研究成果被《英國皇家天文學(xué)會(huì)月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）發(fā)表[20]。

5　關(guān)于大科學(xué)工程的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

LAMOST工程的探索和實(shí)踐，為我國大科學(xué)工程的立項(xiàng)、建設(shè)和國際合作提供了眾多經(jīng)驗(yàn)，是我國大科學(xué)工程建造領(lǐng)域的一個(gè)典范。通過梳理LAMOST工程的立項(xiàng)、建設(shè)和運(yùn)行，可以引申出如下關(guān)于大科學(xué)工程特點(diǎn)的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。

5.1大科學(xué)工程是基于科學(xué)又為了科學(xué)的工程

LAMOST的經(jīng)驗(yàn)表明，大科學(xué)工程與其他工程相比的一個(gè)突出特點(diǎn)在于，它是基于科學(xué)又為了科學(xué)的工程。所謂為了科學(xué)，是指大科學(xué)工程的建設(shè)主要服務(wù)于科學(xué)研究，尤其是原創(chuàng)性科學(xué)研究，為其提供強(qiáng)大的科研基礎(chǔ)設(shè)施。所謂基于科學(xué)，是指大科學(xué)工程要依托當(dāng)前科學(xué)的最新進(jìn)展，進(jìn)行科學(xué)論證、設(shè)備研制和功能改進(jìn)，因而大科學(xué)工程的建設(shè)過程，本身就是一個(gè)科學(xué)研究乃至技術(shù)開發(fā)的過程。甚至可以說，大科學(xué)工程是科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和工程建設(shè)“三位一體”的特殊工程活動(dòng)。在這里，科學(xué)、技術(shù)和工程不再是分立的“三元”，而成了融合性的協(xié)同創(chuàng)新過程。而這樣一種工程，從功能發(fā)揮的角度看，也就成為了一種“科學(xué)生產(chǎn)力”，而不僅僅是一般意義上的“直接生產(chǎn)力”。

5.2大科學(xué)工程是基于研究的創(chuàng)新性工程

作為支撐原創(chuàng)性科學(xué)研究的重大基礎(chǔ)設(shè)施，大科學(xué)工程本身也必須在技術(shù)水平上有所超越，因而創(chuàng)新性是大科學(xué)工程的應(yīng)有之義。LAMOST的成功反映出我國老一輩天文學(xué)家的創(chuàng)新追求：一方面，LAMOST計(jì)劃抓住了國際天文學(xué)界“大規(guī)模天文光譜測(cè)量”的寶貴機(jī)遇，提出并設(shè)計(jì)出一種“大口徑與大視場(chǎng)兼?zhèn)洹钡奶煳耐h(yuǎn)鏡，打破了天文光譜測(cè)量的“瓶頸”；另一方面，我國天文學(xué)家在對(duì)英美多目標(biāo)光纖光譜儀技術(shù)有所借鑒的基礎(chǔ)上，提出了鏡面拼接加變形和采用4000根光纖進(jìn)行光譜觀測(cè)的創(chuàng)新方案。LAMOST所確立的技術(shù)指標(biāo)，在當(dāng)時(shí)國際天文學(xué)界，是前所未有的，由此造就了LAMOST獨(dú)一無二的地位。正因?yàn)榇罂茖W(xué)工程是創(chuàng)新性工程，面臨著很強(qiáng)的不確定性，預(yù)制研究才關(guān)乎大科學(xué)工程的成敗。LAMOST工程建設(shè)時(shí)期，我國在預(yù)制研究的實(shí)施方法上還處于探索階段。LAMOST預(yù)制研究在項(xiàng)目立項(xiàng)前就開始著手進(jìn)行，而且預(yù)研計(jì)劃也制訂得很周密。盡管由于各種原因，預(yù)研計(jì)劃的實(shí)施并不順利，但這并不否認(rèn)預(yù)制研究發(fā)揮的關(guān)鍵作用。

5.3大科學(xué)工程是資產(chǎn)專用性奇高的工程

大科學(xué)工程采用的關(guān)鍵設(shè)備，基本上都是專門的非標(biāo)設(shè)備，其資產(chǎn)專用性程度特別高，需要在研究基礎(chǔ)上定制完成。這就大大提高了大科學(xué)工程建設(shè)的成本，為之增加了很多變數(shù)和不確定性。因此，盡量建立和維持非標(biāo)設(shè)備的多方供應(yīng)源，就成為了一個(gè)重要策略。例如，在LAMOST建設(shè)過程中，由于微晶玻璃鏡坯的訂貨廠商上海新滬玻璃廠最終未能按要求提供合格產(chǎn)品，項(xiàng)目指揮部不得不向國外供貨商訂貨，這之所以可能，就在于已經(jīng)提前有所準(zhǔn)備，否則勢(shì)必會(huì)因此耽誤工期。在大科學(xué)工程建設(shè)中，由于存在著大量的非標(biāo)設(shè)備的研制，又要滿足技術(shù)的創(chuàng)新性、質(zhì)量、工期和價(jià)格的要求，有些設(shè)備必須由建設(shè)單位的科研人員自行研制，而難以向外訂出合同；同時(shí)，設(shè)備的安裝與調(diào)試也主要由建設(shè)單位自行完成。因此，這部分人員費(fèi)用（包括工資、獎(jiǎng)金、福利和社會(huì)保險(xiǎn)等）也應(yīng)該納入工程預(yù)算，而不應(yīng)自行補(bǔ)貼，這就必然會(huì)涉及所謂的“自營問題”——大科學(xué)工程項(xiàng)目中存在的向自行研究的人員支付費(fèi)用的問題。對(duì)于一般項(xiàng)目而言，“自營”可能并不符合國家的基本建設(shè)項(xiàng)目管理的相關(guān)規(guī)定，但對(duì)于大科學(xué)工程而言，“自營”卻是不可避免的。

5.4大科學(xué)工程是以科學(xué)家為核心力量的工程

由于大科學(xué)工程是基于科學(xué)又為了科學(xué)的工程，因此，科學(xué)家必然在其中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。他們通常既是大科學(xué)工程的倡導(dǎo)者，又是大科學(xué)工程建設(shè)的關(guān)鍵參與者，還是大科學(xué)工程的最主要用戶。從這個(gè)意義上說，大科學(xué)工程建設(shè)是一種希普爾（von Hippel）所說的“用戶創(chuàng)新”（user innovation）。就此而言，大科學(xué)工程的成敗有賴于科學(xué)家在立項(xiàng)、建設(shè)和運(yùn)行過程中的全面參與。為此，需要正確認(rèn)識(shí)科學(xué)家的特殊作用，不能僅僅用論文產(chǎn)出對(duì)他們的成就進(jìn)行評(píng)價(jià)。從1998年到2004年，是LAMOST項(xiàng)目組攻克關(guān)鍵技術(shù)的重要階段，當(dāng)時(shí)很多科研人員選擇“下海”，LAMOST項(xiàng)目面臨幾乎無人可用的困境。為了解決人才稀缺問題，工程指揮部只好返聘一批老專家。項(xiàng)目總工程師崔向群對(duì)這段經(jīng)歷回憶到：“1998年到2004年是我們最困難的時(shí)期，技術(shù)攻關(guān)難題、人才青黃不接、機(jī)構(gòu)調(diào)整帶來的矛盾等一系列問題都集中在這個(gè)時(shí)期，當(dāng)時(shí)我們心里的苦可想而知?！盵8]可見科技人才問題的突出重要性。當(dāng)然，科學(xué)家的特殊作用，也表現(xiàn)在他們作為“經(jīng)理人員”的作用。科學(xué)家在LAMOST經(jīng)理層也居于核心地位。在1997年工程指揮部擴(kuò)大會(huì)議上，中國科學(xué)院的相關(guān)負(fù)責(zé)人特別指出，應(yīng)當(dāng)保證項(xiàng)目總經(jīng)理的責(zé)、權(quán)、利，而其他項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)能不折不扣地執(zhí)行其決策①中國科學(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST項(xiàng)目工程指揮部會(huì)議紀(jì)要，1997.。

5.5大科學(xué)工程是扎根于國際合作的工程

大科學(xué)工程由于是基于科學(xué)又服務(wù)于科學(xué)的工程，而科學(xué)是無國界的而且科學(xué)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)在國際上只有一個(gè)，因而，大科學(xué)工程的立項(xiàng)、建設(shè)和運(yùn)行都必須扎根于國際科學(xué)界并在國際學(xué)術(shù)交流中發(fā)揮關(guān)鍵作用。LAMOST的建設(shè)首先是立足于與國際同類裝置的競(jìng)爭(zhēng)。由于LAMOST項(xiàng)目與功能相近的美國“SDSS”望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目同期建設(shè)，并且SDSS會(huì)先于LAMOST項(xiàng)目建成，所以在更短時(shí)間內(nèi)完成建設(shè)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡通光，將會(huì)使LAMOST在科研競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位②中國科學(xué)院國家天文臺(tái).大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）項(xiàng)目建議書，1996.。LAMOST立項(xiàng)之初，為了達(dá)到國際一流，項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人從1997年開始就多次出國訪問交流，了解國外天文臺(tái)在大樣本巡天方面的進(jìn)展。后來，項(xiàng)目工程部還邀請(qǐng)了一些國外天文學(xué)界的知名專家來華，就LAMOST相關(guān)科學(xué)與技術(shù)問題進(jìn)行交流和研討③中國科學(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST簡(jiǎn)報(bào)，1-12期.。在項(xiàng)目建設(shè)過程中，LAMOST項(xiàng)目人員一直與功能相似的SDSS望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目和AAT望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目保持著密切聯(lián)系。在對(duì)LAMOST建設(shè)進(jìn)行的多次評(píng)估中，我國天文界也充分利用了國外資源。在項(xiàng)目中期和建成后的國際評(píng)估中，我國均邀請(qǐng)了國際上最知名的天文儀器專家和天文學(xué)家作為評(píng)委④中國科學(xué)院國家天文臺(tái).LAMOST簡(jiǎn)報(bào)，36期、50期.，使得LAMOST成為了一個(gè)國際化程度很高的項(xiàng)目。國際合作與互通有無，為LAMOST項(xiàng)目準(zhǔn)確定位并高水準(zhǔn)建設(shè)提供了重要支持。

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The Approval,Construction and Operation of LAMOST Project

Li junfeng,Wang dazhou

(School of Humanities and Social Sciences,University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China)

Abstract:This paper sorts out the whole historical development sequence of LAMOST (The Large Area Multi-object Fiber Spectroscopic Telescope) from concept formation to project approval and construction,until the project was completed.It reviews the difficulties and remarkable progress of the project in its process of evolution.Accordingly,this paper analyzes the characteristics of the construction project of large scale research facility and presents that such a project is based on science and made for science,that it is research-based innovative project,that it is a kind of project whose assets specificity is extremely high,that its core strength comes from scientific communities,and that it is rooted in international cooperation.

Keywords:large scale reseach facility; history of engineering; LAMOST

作者簡(jiǎn)介:李俊峰（1983-），男，科技哲學(xué)博士研究生，研究方向?yàn)楣こ淌放c工程哲學(xué)。E-mail:fufen9000@163.com

基金項(xiàng)目:中國科學(xué)院規(guī)劃與戰(zhàn)略研究項(xiàng)目“中國近現(xiàn)代工程史研究”

收稿日期:2015-10-10; 修回日期:2015-12-03

DOI:10.3724/SP.J.1224.2016.00107

中圖分類號(hào):T09

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1674-4969(2016)01-0107-16