《三体》“弹星者”是现实可能的？我们问到了论文作者
导读：太阳，作为人类生命之源和最亲近的恒星，承载了人们对宇宙奥秘的无尽遐想，更是科学家们长久以来研究的焦点。
在著名的科幻小说《三体》中，主人公意外掌握了一种特殊的电磁信号传输方法，于是她用太阳作为信号放大器，以“恒星级”的传输功率向宇宙打出了人类文明的第一个“招呼”。这种操作在现实中是否真的存在可行性？
日前，哈尔滨工业大学（深圳）空间科学与应用技术研究院教授袁丁的合作成果给出了初步的答案。袁丁及其合作研究者利用全球先进空间太阳望远镜——太阳动力学天文台，首次观测到电磁波（光波）动态传播，证实太阳日冕的特殊结构以及行星等大型天体可作为电磁信号放大器，或可实现星际间通讯或能量传输。相关成果以《具备时间分辨率的太阳日冕中磁流体动力学波透镜效应》为题发表在世界顶级期刊《自然•通讯》上。
此外，目前中国已制定羲和、夸父两项太阳探测计划，相关配套投入稳步推进的同时，在未来将发挥怎样的作用？以下是科工力量与袁丁教授的对谈实录：
科工力量：您和团队在《自然-通讯》最新发布的研究成果，被一些媒体解读为“三体里用太阳向宇宙打招呼存在可行性”“三体重要情节被验证”。您有没有关注到这样的说法？利用您观测到的现象是否能发生在更大的尺度上？利用恒星“向宇宙打招呼”具备实操的可行性吗？
袁丁：该研究发现，太阳耀斑爆发触发了一个大尺度的磁流体动力学波，波前以太阳耀斑为中心往四周扩散传播，磁流体动力学波途径过了一个巨大的冕洞——日冕中温度低、等离子体密度低、磁场强度低的区域。而冕洞则充当了“凸透镜”的角色，磁流体动力学波从由四周扩散变为向焦点逐渐聚焦。
据测量，该磁流体动力学波经过聚焦后，波动的振幅增加了3倍，所携带的能量流提升了7倍，这表明这种现象具备能量聚焦的效应，该过程跟《三体》中太阳信号增益过程十分类似。
日冕物质抛射、太阳耀斑、太阳黑子
当然该过程跟《三体》中“向宇宙打招呼”过程，相差很远。我们的研究尺度和人类可以控制的信号发射尺度，尚不具备恒星级信号发生的能力。但是在未来世界，也不是不可能，这是我们重点关注和研究的方向。现在的研究只是提供了一定的类似性和未来应用的可行性。
科工力量：您这次观测是通过美国的太阳动力学天文台来完成的，去年您发表在《自然-天文学》的研究《强磁化太阳黑子中的横模震荡与能量源》是通过美国古德望远镜来开展的，目前中国也有羲和和夸父两项太阳探测计划，发射了相关卫星，地面也有望远镜正在建设和近期建成，能否请您评价一下使用过的设施设备，对中国相关投入有怎样的期待？
太阳黑子 图源：上观新闻
袁丁：去年发表的《自然·天文学》论文“强磁化太阳黑子中的横模震荡与能量源”主要关注物理学的重大难题——日冕加热问题。该研究需要高时空分辨率的观测数据，探索太阳黑子内部的精细结构和磁流体动力学过程，所以我们采用了世界上现役最强、最完备的太阳望远镜美国古德太阳望远镜。
太阳动力学天文台观测的耀斑爆发（波源）、冕洞（棱镜）和磁流体力学波的波前的扩散和聚焦过程
而这次《自然·通讯》研究我们关注太阳半径尺度的耀斑爆发和磁流体动力学波的传播过程，采用了空间天文望远镜——太阳动力学天文台/大气成像阵列。这两项研究都采用了国际先进的科研设备。近年来，我国对太阳的研究投入不断提升，例如抚仙湖1米红外望远镜（NVST）、先进天基太阳天文台（ASOS）、羲和（CHASE）等地基和空基观测站相继建成，实现了对太阳从地基到空基的立体观测，为更深入了解太阳活动与地球环境的相互关系，预测和应对太阳活动可能对地球带来的影响提供了条件。
“先进天基太阳天文台”卫星效果图
这对于保护地球生态系统、确保人类社会的可持续发展至关重要。我们团队将有机会利用中国自主研发的重大科研基础设施开展前沿太阳物理学研究，利用我们自己的数据开展世界级的科学研究，为我国太阳物理界争得荣誉。
科工力量：您怎样看待科幻作品对于科研进展和成果中向大众传播中的作用？
袁丁：近年来，我国科幻小说和电影等作品将我国民众的视野导向了太空，而我本人也在开展科学研究的同时，积极开展科普工作。
2019年《流浪地球》首映的时候，我立刻在科技馆和中小学等机构开展了《<流浪地球>中的科幻与科学》科普报告；另外，我也长期针对不同的中小学和公众群体开展《<三体>中的天文科学》科普报告。将科学研究和科幻结合在一起，科技研究和科普宣传两翼齐飞：
2019年入选深圳市民大讲堂主讲嘉宾，主题《《<流浪地球>中的科学与科幻》；
2020年作为专家嘉宾主持《2020中国日环食大型直播》（深圳），观看人次超过2000万；
2021年入选由中共深圳市委宣传部、深圳市社会联合会、深圳广播电影电视团联合主办“滔客Talker”主讲嘉宾，主题：《人类未来将居住在怎样的星球》；
2022年，担任科学顾问参加广东广播电视台的“科普广播情景剧”节目，被“学习强国”平台采纳并推荐，听众高达300多万人次。
图源：《流浪地球2》
空间和天文物理学研究跟我们的生活息息相关。特别是，我国已经是空间探测、空间科学和空间应用领域的重要国家，开展前沿太空探索的同时，将太空的信息给以大家能够理解的形式传递给大众，也是一项重要的工作。这也是习近平同志的重要指示，“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置”。
科工力量：您个人是如何走上天文学、太阳观测这条道路的？
袁丁：我的学术生涯的起点，源于其在哈尔滨工业大学攻读光信息科学与技术本科专业，这一阶段为我奠定了坚实的学科基础与科研素养。随后，我在瑞典皇家理工大学取得核能工程硕士，此后又在英国华威大学获得物理学哲学博士。在英国华威大学获得英国的全额奖学金，开展太阳物理研究。
我原本想从事核聚变——“人造太阳”研究，但是由于2009年次贷危机，诸多英国的奖学金被取消；另外，中国人无法再英国开展核聚变之类的关键技术研究，所以机缘巧合之下，我开展了太阳和空间物理研究，不过发现这也是重要的研究领域，跟深圳市的空天科技不谋而合。所以我就开展了空间与太阳物理学研究，另外，开拓了空间天气灾害效应该方面的研究，为现代关键基础设施提供空天环境保障。
位于安徽合肥的“夸父”园区（聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT））
2023年4月12日21时，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，对探索未来的聚变堆前沿物理问题，提升核聚变能源经济性、可行性，加快实现聚变发电具有重要意义。
科工力量：近年来，马斯克通过spacex，试图把航天与商业活动更紧密地结合起来，推动人类航天成本的降低，中国也有不少举措跟进，另外，随着文昌发射基地的建设，便利更多普通人近距离观看航天发射，社交媒体、自媒体的发展也让传播和破圈可能性更大，您怎么看待这样的趋势？在您的研究领域，据您所知，是否有和商业结合的潜力，是否有更多适合大众传播的点？
袁丁：大众关注航空航天，是一个必然的趋势。首选，这是航空宇航科学与技术民用化的必然趋势，大众和民间资本投入航空宇航应用，激发航空宇航的活力，拓展商业应用的方向。
猎鹰9号火箭图源：SpaceX
再者，航空宇航的发展，人类的活动和发展空间不再局限于地球本身，人类会更加深切地体会太空技术带来的直接效应。虽然人类直观感知不多，但是现代通讯、导航以及其他诸多技术已经完全融入大家的生活之中。自媒体的发展，能够让每个人都有机会直接见证国家航空宇航领域的每一步进展和成就。