中國?SKA?科學(xué)和區(qū)域中心的思考和對策

我國正面臨著推進(jìn)科技創(chuàng)新的重要?dú)v史機(jī)遇?？萍紕?chuàng)新已經(jīng)被提升到實(shí)現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢的戰(zhàn)略高度。SKA?是我國參加的最大的天文領(lǐng)域國際合作項(xiàng)目，為我國射電天文學(xué)實(shí)現(xiàn)從“跟跑”到“并跑、領(lǐng)跑”創(chuàng)造了難得的機(jī)遇。SKA?將主導(dǎo)和影響未來?50?年射電天文學(xué)的發(fā)展命運(yùn)，使低頻射電天文學(xué)再次進(jìn)入蓬勃發(fā)展的新時代，將孕育諸多重大科學(xué)突破，創(chuàng)造觀測宇宙學(xué)研究的又一個輝煌。

SKA?數(shù)據(jù)的深度分析和加工是在分布于幾大洲的區(qū)域數(shù)據(jù)中心完成。包括中國在內(nèi)的幾個主要成員國對于建設(shè)?SKA?區(qū)域數(shù)據(jù)中心均予以積極態(tài)度并寄予很高的期待，已經(jīng)開始了關(guān)鍵技術(shù)研究工作。由于?SKA?數(shù)據(jù)處理的特殊性、復(fù)雜性、巨大數(shù)據(jù)量，大規(guī)模的數(shù)據(jù)搬運(yùn)是不現(xiàn)實(shí)的，因此中心化的數(shù)據(jù)處理方式成為必然選擇。建設(shè)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(xué)家有效利用?SKA?數(shù)據(jù)獲得相應(yīng)科學(xué)回報的重要保障。SKA?科學(xué)家在全球廣泛分布，分布式計算和存儲、云化成為數(shù)據(jù)存檔和發(fā)布的考慮，多個科學(xué)和數(shù)據(jù)分中心組成的區(qū)域中心網(wǎng)格可以滿足?SKA?的多樣化需求。中國科學(xué)院上海天文臺與澳大利亞的?SKA?數(shù)據(jù)中心之間已經(jīng)建立了端對端的直連，最高數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到?3.2?Gbps，是目前已知最高的天文數(shù)據(jù)流速率，這為?SKA?區(qū)域中心提供了有益經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際模版。SKA?多科學(xué)目標(biāo)多種數(shù)據(jù)屬性的特征使得多數(shù)據(jù)流并行成為必然趨勢，也是未來?SKA?區(qū)域中心國際網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面需要關(guān)注的問題。

為了與國際同步乃至趕超，依托?SKA?這樣的大科學(xué)工程要頂層設(shè)計，定向規(guī)劃人才培養(yǎng)，不僅要堅持獨(dú)立自主，還要多與國際頂級研究單位、一流團(tuán)隊(duì)進(jìn)行合作開展前沿研究，提升自身能力。中國目前嚴(yán)重缺乏數(shù)據(jù)處理人才，要充分認(rèn)識到人才培養(yǎng)的長期性。中國?SKA?科學(xué)團(tuán)隊(duì)要抓住?SKA1?第一批數(shù)據(jù)發(fā)布（2022?年）之前這段寶貴的時間窗口，圍繞相關(guān)的科學(xué)研究，利用?SKA?先導(dǎo)望遠(yuǎn)鏡產(chǎn)出科學(xué)成果、掌握數(shù)據(jù)處理技術(shù)，爭取在?SKA1?運(yùn)行后能夠盡快投入相關(guān)科學(xué)研究。除了天文研究和數(shù)據(jù)處理人才，在大型國際合作科技項(xiàng)目中，管理型科技專家要走上國際舞臺，不斷鞏固和加強(qiáng)學(xué)術(shù)地位。科學(xué)家要勇于承擔(dān)使命，爭取在國際組織中擔(dān)任重要職務(wù)，在國際大科學(xué)工程中掌握話語權(quán)，維護(hù)國家利益，配合民族復(fù)興的國家戰(zhàn)略。

應(yīng)對?SKA?大數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)，應(yīng)一方面立足國際合作，另一方面加快關(guān)鍵核心技術(shù)國產(chǎn)化?？梢钥紤]以中國?SKA?區(qū)域科學(xué)和數(shù)據(jù)中心為依托，爭取突破?TB?量級高速科研骨干網(wǎng)、信號與數(shù)據(jù)傳輸以及?EB?量級高性能計算機(jī)等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)出配套的天文軟件來支持相應(yīng)天文課題的數(shù)據(jù)處理，從而在?SKA?時代到來之際能夠使用?SKA?科學(xué)數(shù)據(jù)快速取得重大科學(xué)成果，引領(lǐng)先進(jìn)科學(xué)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(jìn)天文學(xué)的跨越式發(fā)展，為解決人類共同關(guān)注的科學(xué)目標(biāo)做出貢獻(xiàn)，是“構(gòu)建人類命運(yùn)共同體”理念的重要實(shí)踐。（作者：安濤武向平洪曉瑜葉叔華毛羽豐郭紹光勞保強(qiáng) 中國科學(xué)院上海天文臺 上海 中國科學(xué)院國家天文臺 北京 中國科學(xué)院前沿科學(xué)與教育局 北京?！吨袊茖W(xué)院院刊》供稿）