北京天文馆奇妙的星空讲了什么（大科学装置天文馆）

电视剧《三体》正在热播，在北京正负电子对撞机、国家天文台密云站等地拍摄的场景让观众颇为惊喜，觉得有真实感和现场感。

这些画面中出现的大科学装置和观测站点是如何建设和运行的？如今又取得了哪些科研成果？

北京正负电子对撞机

在剧中，研究纳米材料的主人公汪淼为物理学家杨冬拍了一张照片，当时杨冬旁边“良湘加速器”的取景地便是中国科学院高能物理研究所的北京正负电子对撞机。

《三体》剧中，杨冬被拍照时，其身后正是北京正负电子对撞机的直线加速器。电视剧截图

微观世界是由基本粒子组成的，正负电子对撞机就是用来“抓捕”粒子的工具，以寻找新粒子。20世纪50年代，欧美相继建设了各类高能加速器。但由于历史等原因，中国的“北京正负电子对撞机”建设几度搁浅，曾经历了“七上七下”的波折。

1988年10月，北京正负电子对撞机（BEPC）建成，开启了中国基于正负电子对撞机的高能物理实验研究。它坐落于北京西郊八宝山东侧，占地5万平方米，由直线加速器、输运线、储存环、北京谱仪和同步辐射装置等五部分组成。除工程改造及检修时间外，这里的正负电子对撞实验昼夜不停。

北京正负电子对撞机的外形像一个羽毛球拍，长长的“球拍柄”就是200米长的直线加速器，用于为储存环提供能量为1.0-2.5GeV的正、负电子束。在电视剧中，杨冬被拍照时其身后正是直线加速器。

安装完成的直线加速器。图/中国科学院高能物理研究所网站

据中国科学院高能物理研究所于程辉研究员介绍，北京正负电子对撞机的主要科学目标是开展τ轻子与粲物理研究。自1990年运行以来，它取得了一批在国际高能物理界有重要影响的研究成果，如：τ轻子质量的精确测量、20-50亿电子伏特能区正负电子对撞强子反应截面（R值）的精确测量等。同时，它又可作为同步辐射光源提供真空紫外至硬X光，开展凝聚态物理、材料科学、生物和医学、环境科学以及微细加工技术等交叉学科领域的应用研究，实现了“一机两用”。

2003年底，国家批准了北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCII）。改造之后的BEPCII是粲物理能区国际最先进的正负电子对撞机，同时保留了高性能同步辐射装置的功能，自运行以来主要开展粲物理研究，在多夸克态、胶球、混杂态的寻找和特性研究领域取得了重要突破。

记者注意到，在多年来的中科院公众科学日活动中，北京正负电子对撞机的中央控制室等设施一直向公众开放，让爱好者和青少年也有机会走进这样的大科学装置。

国家天文台密云站、中国卫通北京地球站

刘慈欣的《三体》小说中写道：“汪淼驱车沿京密路到密云县，再转至黑龙潭，又走了一段盘山路，便到达中科院国家天文观测中心的射电天文观测基地。他看到二十八面直径为九米的抛物面天线在暮色中一字排开，像一排壮观的钢铁植物，2006年建成的两台高大的五十米口径射电望远镜天线矗立在这排九米天线的尽头……”

在电视剧第五集中，也有汪淼到北京近郊的射电天文观测基地，看整个宇宙为他“闪烁”的情节。《三体》电视剧官方微博表示，该剧曾到国家天文台密云观测站取景。

国家天文台密云观测站坐落在密云水库北岸，周围环山。国家天文台官网信息显示，观测站始建于1966年，曾建设有太阳多天线干涉仪、米波综合孔径等望远镜设备，进行射电波段的太阳活动、银河系射电星普查、行星际闪烁等方面的科学研究。

1985年，由28台口径9米的抛物面天线构成的综合孔径射电望远镜在密云建成，天线阵全长1164米，从1973年提出研制方案到射电望远镜建成，历时整整12年。该天线阵填补了我国综合孔径射电望远镜领域空白，后被应用于行星际闪烁观测、脉冲星观测、太阳活动观测和射电源米波巡天等工作。

2004年，中国正式开展月球探测工程，密云站成为重要的科学数据接收台站。现有50米、40米口径射电望远镜，执行探月工程及深空探测任务地面应用系统的数据接收和VLBI测定轨工作。之后密云站将继续执行探月工程四期、小行星及太阳系边际等深空探测任务，为中国探月工程和深空探测做出更大贡献。据悉，50米口径射电望远镜天线高56米，总重680吨，由结构、馈源和伺服控制三部分组成。

不过值得注意的是，在电视剧第五集的开头，汪淼到达射电天文观测基地后下车与沙博士对话的地方，并不是国家天文台密云观测站。

《三体》剧中的射电天文观测基地。电视剧截图

中国航天科技集团发微博“认领”称，剧中的大天线取景地有数十口“大锅”引人注目，它位于北京市海淀区后厂村路的中国卫通北京地球站。这里是其员工工作的地方，“通过这些‘大锅’，我们和天上的卫星进行联络。比如卫星电视节目的传输，就离不开这些‘大锅’。简单地说，中国卫通为电视台搭建好传输电视节目数据的信道，电视台在节目制作好后把节目内容转换成一系列的电子数据，通过‘大锅’发送到卫星上，卫星接收之后再把节目发送到千家万户。”

中国卫通北京地球站。图/中国航天科技集团官方微博

北京天文馆

同样在电视剧《三体》第五集中出现的，还有为公众所熟悉的北京天文馆。剧情中，汪淼来到这里借3K眼镜。月光下，老馆标志性的穹顶让人觉得亲切，正门外墙上方“北京天文馆”几个大字熠熠生辉。

《三体》剧中的北京天文馆场景。电视剧截图

北京天文馆坐落于西城区西直门外大街，于1957年正式对外开放，是我国第一座大型天文馆，也是当时亚洲大陆第一座大型天文馆。

小说中，在射电天文观测基地工作的沙瑞山称，“3K眼镜是我们为首都天文馆做的一个科普小玩意儿。现在的技术，已经能将彭齐阿斯和威尔逊在四十多年前用于发现3K背景辐射的二十英尺的喇叭形天线做成眼镜大小，并且在这个眼镜中设置一个转换系统，将接收到的背景辐射的波长压缩七个数量级，将7厘米波转换成红光。这样，观众在夜里戴上这种眼镜，就能亲眼看到宇宙的3K背景辐射，现在，也能看到宇宙闪烁。”

尽管并没有小说和电视剧中提到的3K眼镜，但北京天文馆的看点仍有不少。老馆A馆天象厅是我国大陆地区最大的地平式天象厅，内部设备处于世界领先水平。其中，蔡司九型光学天象仪和世界上分辨率最高的全天域数字投影系统，能为场内400名观众逼真还原地球上肉眼可见的9000余颗恒星，高达8K分辨率的球幕影像，还能实现虚拟天象演示、三维宇宙空间模拟、数字节目播放等多项功能。

有漂亮玻璃幕墙的B馆于2004年底正式建成开放，内有宇宙剧场、4D剧场、3D剧场3个科普剧场，以及天文展厅、太阳观测台、大众天文台、天文教室等各类科普教育设施。其中，直径为18米的宇宙剧场拥有标准半球全天域银幕，能同时为200名观众呈现出气势恢宏的立体天幕效果，这在我国大陆地区独一无二。

2020年8月25日晚，“仰望星空”科学之夜在北京天文馆上演。小朋友用天文望远镜观看牛郎织女星。新京报记者 吴宁 摄

值得一提的是，近几年，北京天文馆多次开放夜场，游客可以体验奇妙的天文馆之夜。A馆北侧广场曾举办户外望远镜观测活动，观众借助望远镜观测月球、火星等天体，领略秋季夜空的魅力。

新京报记者 张璐

编辑 刘梦婕 校对 吴兴发