将一立方公里的南极深层冰转化为高精度望远镜，需要历经多少年的科研积淀才能斩获诺贝尔奖？南极“冰立方”中微子天文台（简称冰立方）给出了答案：38年。从1988年那个被视为“异想天开”的构想，到2026年荣获诺奖殊荣，这段历程见证了人类探索宇宙的执着与智慧。

今年10月6日，诺贝尔物理学奖花落美国威斯康星大学麦迪逊分校教授弗朗西斯·哈尔岑，以表彰他对冰立方项目的决定性贡献，以及他在发现具有天体物理起源的高能中微子方面的卓越成就。

据徽声在线记者观察，自半个多世纪前马拉德射电望远镜问世以来，与诺奖结缘的大科学装置不断涌现，从LIGO引力波天文台到冰立方，这一名单持续加长。在冰立方的辉煌背后，一位中国科学家的身影尤为引人注目——她就是李政道研究所长聘学者、“海铃”中微子望远镜项目的首席科学家徐东莲。

徐东莲曾连续十年投身于哈尔岑团队，参与冰立方项目，并亲自前往南极进行探测器标定工作，因此荣获美国南极服务奖章。10月11日，她向包括徽声在线记者在内的媒体详细回顾了冰立方从疯狂设想到诺奖加冕的艰辛历程。她指出，冰立方在观测分辨率、天区覆盖以及数据处理效率方面存在的瓶颈，正是她回国发起“海铃计划”的初衷。如今，海铃项目已被诺奖报告列为全球下一代中微子望远镜的重要一环。

徐东莲透露，海铃项目一期预计将于2027年建成，而到2035年，其规模将扩大至冰立方的十倍。从南极冰原到南海深水，中国正积极把握下一个宇宙观测的黄金窗口。

诺奖报告将海铃纳入全球下一代中微子望远镜版图 受访者提供图片

冰立方的38年征程：不仅奖励发现，更彰显“造仪器”的智慧

“1988年，哈尔岑与兰尔德共同发表文章，提出了一个看似疯狂的科研设想。历经38年的不懈努力，这一设想终于成为现实。”徐东莲在分享中详细梳理了冰立方项目的时间线。

这一周期可分为三个阶段：从概念提出到首串探测器入冰耗时16年，从首串探测器入冰到发现地外中微子用了9年，而从发现到荣获诺奖又经历了13年。

冰立方荣获诺奖，不仅是对其发现成果的肯定，更是对其开创全新观测工具的赞誉。诺奖报告明确指出，本次授奖旨在表彰哈尔岑在主导冰立方项目建成以及发现来自地外的高能中微子方面的杰出贡献。

徐东莲解读称，工具本身就是科研成果的重要组成部分。“冰立方开创了一种全新的高能中微子观测方式，可以说，造仪器同样具有极其重要的价值。”

然而，冰立方也存在明显的局限性。徐东莲用了一个生动的比喻：“在冰中，光子会发生多次散射，导致重建图像的角度分辨率较差。在冰中观测到的世界，就像一个棉花糖，散射现象十分严重。此外，冰立方仅对北天区较为灵敏，且受南极气候和后勤条件限制，每年仅有两三个月的施工窗口。”

更为关键的是数据分析效率问题。“冰立方每年产生的数据量级惊人，包括千亿个大气缪子、十万个大气中微子，而来自天体的中微子一年仅约两百个。”徐东莲表示，“这就像要在草垛里找一根针，任务异常艰巨。”

她进一步解释称，传统的数据分析流程需要将全部数据传回北半球，分别送至美国麦迪逊总部和德国DESY研究所，由全球科学家进行离线分析。冰立方运行约两年后才发现首批地外高能中微子事件，科学家们的大量时间都花费在数据分析、统计验证和排除本底干扰上。

而冰立方的这些瓶颈，正是海铃项目起步的契机。

“海铃”扬帆深海：2027年将建成世界首个近赤道中微子望远镜，2035年规模将达冰立方十倍

徐东莲在2018年回国后发起了海铃计划，旨在探索更多解决方案。

海铃计划选址于南海约3500米深的海域。徐东莲在分享中阐述了深水的物理优势：“在水下，散射现象较低，观测效果比透过冰层更为清晰。同时，近赤道位置使得地球自转能够带来全天区均匀的灵敏度。”

预计2027年建成10根探测串列的一期望远镜后，该望远镜将成为世界首个近赤道中微子望远镜。而到2035年，目标建成千根阵列，规模达到冰立方的十倍。

她展示了面向下一代中微子望远镜的智能观测体系架构：“我们计划在芯片上部署轻量化的AI算法，直接在探测端实时理解和分辨海水中的各种信号。判断信号是来自鱼类、中微子还是其他情况，并快速分辨后回传至岸机。”她补充道，深海探测器会发生漂移和摆动，传统人工标定效率极低，而AI技术的应用使得阵列能够边运行边校准。

“我们每研发出一个仪器部件，都会拿到海里进行测试。因为在实验室工作并不代表它在深海也能正常工作，必须经过深海的严格考验。”徐东莲表示。如果海铃项目能在2035年开始产出数据，其从概念提出到发现成果的周期有望比冰立方明显缩短。这并非因为科学问题变得简单了，而是因为技术条件和工程能力得到了显著提升。徐东莲还提到，在国庆中秋假期的最新海试中，原计划12小时的施工任务仅用5小时就完成了，“这真是令人无比振奋的消息”。