三年一次的国际天文联合会大会（IAU）今年轮到在夏威夷的瓦胡岛（檀香山）召开。即将启程参会之际，我突然收到了由国际天文联合会主席海部宣南先生署名发来的一封信件，告知参会者当地原住民可能要针对在夏威夷的大岛(Big Island)上建设的30米望远镜TMT举行抗议。海部先生的信中说，IAU支持所有发展天文学的努力，但并不负责对某个具体项目进行评价。他和会议组织者已安排了充分的安保措施，但仍告诫大家要小心谨慎，不要惹事，顿时让这次原本轻松愉快的学术旅行带上了一点紧张的色彩。      

IAU会议上的TMT展板。

      TMT是国际上正在建设的三个30米级望远镜中的一个。四百多年来，正是靠着越来越大、技术越来越先进的望远镜，天文学家看到了宇宙中种种壮丽的景色，揭示了宇宙的历史和演化的秘密。哈勃发现宇宙膨胀，靠的是当年最大的威尔逊山2.5米望远镜；施密特发现类星体，用的是帕洛玛山的5米望远镜，后者在几十年里一直稳坐望远镜的冠军宝座--前苏联虽然造了一台6米望远镜，口径比帕洛玛山望远镜大，但其本身有一些缺陷，性能不佳。直到1993年，直径10米的凯克-1(Keck-1)望远镜建成，才打破了这个纪录。此后，Keck-2，双子座(Gemini，2 x 8.1米）、斯巴鲁(Subaru，8.4米），LBT（2 x 8.4米), VLT(4 x 8.2米）和GTC(10.4米）等望远镜也相继建成，这批8-10米级的望远镜代表了现代地面光学望远镜的最高水平，与空间的哈勃望远镜一起，为发现宇宙加速膨胀等重大科学成果提供了观测证据。自然，天文学家们还希望拥有更先进的望远镜，去探索更深层的宇宙奥秘，因此开始策划建造口径为三十米级的大型光学望远镜。目前已有三个这样的计划，分别是24.5米望远镜GMT,30米望远镜TMT和39米ELT。GMT和ELT都建在南半球的智利，只有TMT准备建在能够进行北半球观测的夏威夷大岛的Mauna Kea 山上。这三个计划都是由多个国家和地区的天文机构参与联合投资研制，我国由中科院国家天文台牵头，也参与了TMT的研制。TMT的镜面由492块1.4米直径的六角形小镜面拼成，配有自适应光学系统，能够自动对大气湍流造成的光传播路径变化进行实时补偿，从而获得更清晰的像质。在2.2微米波长（红外）处可实现0.015角秒的角分辨率，比哈勃空间望远镜还要强10倍。它将是未来天文学家们探索宇宙奥秘的利器。

TMT可以使用激光在大气高层产生人工导星，用于进行自适应光学修正，以进一步减少大气湍流的影响，获得更为清晰的图像（想象图）

左：夏威夷群岛，右：大岛（夏威夷岛）

平缓的火山和大气层流（Guenther Hasinger 教授提供）

      天文学家之所以选择在夏威夷建造望远镜，是因为这里有非常优越的站址条件。光学天文观测需要的条件是可进行观测的晴夜数多，大气透明度好，夜间天光背景暗（没有光污染），另外还需要视宁度好，也就是大气比较宁静，因为大气会对星光产生折射，而大气湍流会使折射路径随机发生改变，从而使星像的位置不断颤动，我们人眼看到的星星“眨眼睛”就是这一效应造成的。在望远镜上，它会使星象模糊。这也就是为什么口径只有2.4米的哈勃空间望远镜所拍摄的照片往往比地面更大口径的望远镜还要清晰的原因。因此，在地面建望远镜时，台址的好坏影响非常大，而夏威夷地区的高山正是世界上最好的光学天文台址之一。夏威夷群岛是由于板块碰撞在太平洋上形成的一个岛链，这些岛上有海拔高而坡面平缓的火山山峰，比如Mauna Kea峰顶的海拔高达4205米。大气的逆温层高度往往低于山峰高度，因此多数情况下云层一般处在半山腰，在峰顶的观测不受影响，甚至云层反而可以遮挡地面的灯光，减少夜天光。高海拔也意味着这里大气稀薄，因此大气的透明度也更好，星光受到的大气吸收较少。周围是广阔的太平洋，城市灯光少，天光暗，适合天文观测。这些火山的山坡是黏稠的岩浆流动形成的，比较平缓、对称，大洋上的风从这些山上吹过，形成较稳定的层流，而混乱的湍流较少，因此视宁度很好，是世界上最理想的天文台址之一。

冬季的Mauna Kea 天文台

      在IAU会议举办的一个公开讲座上，夏威夷大学天文研究所的所长Guenther Hasinger教授介绍了夏威夷现代天文学研究的发展历史。首先认识到夏威夷群岛特别是大岛非常适合天文观测的是夏威夷气象站的Howard Ellis. 大岛虽然是夏威夷群岛中最大的岛屿，但经济并不发达，夏威夷大部分人口居住在瓦胡岛上。1960年，大岛的城市希洛(Hilo)受到海啸破坏，经济凋落，迫切需要招商引资。Ellis于是给美国各个大学写信，告知他们这里观测条件优越，希望他们前来建造天文台。亚利桑那大学的柯依伯（Kuiper）教授响应了这一邀请，柯依伯因提出太阳系的外围存在柯依伯带而出名。他让本身是夏威夷原住民出身的助手Alika Herring 进行站址调查，发现大岛上的Mauna Kea 火山观测条件最好。柯依伯后来建议NASA出资在这里建一台88英寸（2.24米）的望远镜，但出人意料的是，在最后的竞争中，夏威夷大学击败了亚利桑那大学和哈佛大学，赢得了建设和管理天文台的合同。此后，这里又陆续建起了IRTF（3米，1979），法国-加拿大的CFHT（3.6米，1979年），英国的UKIRT（3.8米，1979年）等。另外由于这里的海拔高，高空大气的水汽比较少，也适合射电波段的亚毫米波观测，因此还有加州理工亚毫米波天文台CSO（10.4米，1987年）, 麦克斯韦望远镜JCMT（15米，1987）, 亚毫米波阵列（SMA）等在这里落户，接着又在90年代建成了前述的凯克两台望远镜、双子座望远镜中的北镜（南镜建在智利）、日本的斯巴鲁等望远镜。现在，来自Mauna Kea 天文台望远镜产出的科研成果，可能多于世界上任何其它地方的天文台望远镜的产出。这里是名符其实的天文圣地。这次同来夏威夷的南京大学教授彭秋和老先生就对我说，我们天文学家来Mauna Kea 就如同朝圣。

      此前，我就听说过这里的原住民居民对于建造天文台持反对态度，但具体情况并不太了解。这次抵达夏威夷后，我发现每天都有一、两位抗议者在举行IAU大会的夏威夷会议中心门外举牌抗议。8月9日（星期天），更有多达几千人参加了Aloha Aina（夏威夷语“爱护乡土”，是原住民夏威夷人的一个政治运动的名称）游行，要向来自世界各地的天文学家们表明他们的态度。

8月9日原住民夏威夷人举行的Aloha Aina 游行（颜毅华摄）

      夏威夷人何以如此反对在山上建造望远镜呢？8月9日我全天在开会，没有赶上游行。次日，我和两位每天在门外抗议的示威者进行了交流，他们自我介绍是Kananioaliiluka女士和Kepali 先生。虽然我们是来自“敌对阵营”的，Kananioaliiluka女士倒还是平和友好的。她说，我希望你的研究没有受到影响，但我们是夏威夷人，我们不承认美国对这里有管辖权，我们从来没有和美国签订过条约，根据国际法，我们还是夏威夷王国的公民。Mauna Kea 是我们夏威夷人甚至整个波利尼西亚人的圣山，在山上建造望远镜将会破坏那里的环境。那里有Waiau湖，有濒危的动物和植物，还有我们的神龛,是我们最神圣的地方。你们天文学家已经在那里建了十几台望远镜了，何时才算完？要建TMT，你们要炸开(blowup)那里的岩石平整场地。我们夏威夷人不希望在我们的圣山上看到望远镜，你们现在每年给我们一百万美元，我们不要钱，把它迁到智利去吧，智利人很想要它。

在会场外进行抗议的Kananioaliiluka 女士和Kepali 先生

      Kananioaliiluka 女士说的夏威夷王国是怎么回事？对夏威夷历史所知不多的我回去查阅了一下资料才了解到，波利尼西亚人很早已发现并定居在夏威夷群岛上了。1778年，夏威夷群岛被库克船长“发现”时群岛上处于封建割据状态。1795年，KamehamehaI世国王征服了整个夏威夷群岛，建立了统一的夏威夷王国，在此过程中他使用了欧洲人提供的先进武器击败对手。但是，此后欧洲和亚洲人纷纷来到夏威夷，经营贸易、种植甘蔗、捕鲸等，实行君主立宪制的夏威夷王国的权力逐渐落入了在当地经营贸易的美国商人手中。1893年，夏威夷王国的末代女王Liliuokalani试图收回权力，一些美国人于是发动武装政变，推翻了女王，并谋求让夏威夷加入美国。美国没有立即接纳他们，于是他们先成立了夏威夷共和国，直到后来美国总统换届后改变政策，夏威夷终于加入了美国。二战时期，这里成为美国的重要军事基地，1959年成为美国的一个州。不过，推翻原来的女王、建立共和国并最后加入美国等都是白人主导的，当地原住民从未表示过同意，也不像印第安人那样与美国政府签订过保留地条约。因此，Kananioaliiluka强调，她们不承认美国占有夏威夷的合法性，她认为自己不是美国人，而是夏威夷王国人，最终目标是恢复夏威夷王国的独立。

TMT圆顶（右面山坡上）建成后的视觉效果图，由日本国立天文台（TMT项目参与者）制作，夏威夷大学天文研究所Guenther Hasinger教授提供。

      就Kananioaliiluka女士关于TMT的一些说法，我咨询了TMT的Warren Skidmore 博士。Skidmore 博士解释说，Mauna Kea峰顶由夏威夷大学负责管理。在早期，由于环保意识和尊重少数民族文化的意识不足，确实有些管理不善的地方。但是，今天人们对这些问题是高度重视的。TMT的圆顶经过精心的设计，是零排放的，所有的污水、垃圾等都不会排放到外面。望远镜避开了原住民认为最神圣的Mauna Kea 最高处，要建TMT的地方基本是平坦的，在建造过程中要进行挖掘，但并不会进行爆破。那里由于高海拔，实际上并没有多少动植物，而Waiau湖在山的另一侧，中间还隔着分水岭和许多其它望远镜，TMT的建设对之完全没有影响。TMT站址离原住民居民在山上的放置的神龛很远。TMT的圆顶也不像某些抗议者说的那样，建在山上非常庞大、扎眼，与现存的圆顶相比视觉上其实相差不多，而且由于周围山地的遮挡，全岛只有少数地方才能看到它，在希洛市等人口聚居地其实根本看不见。在7年的建设筹备阶段，TMT的建设者召开了多次公开会议听取原住民、各利益相关方的意见。TMT经过了严格的、科学的环境评估，获得了所有的施工许可。一些TMT的反对者曾通过法庭起诉的办法试图阻止TMT的建设，但经过法庭审理，TMT也已赢得了官司，证明是符合有关环保规定的。关于将TMT迁往智利的可能性，Skidmore博士解释说，在最初选址时确实也有智利和墨西哥的候选站址。但是，大约2010年，TMT已经获得了政府方面在Mauna Kea进行建设的许可。考虑到Mauna Kea 更好的观测条件，以及ELT很希望使用TMT原来在智利找到的候选站址，因此TMT选择了Mauna Kea，而把原来找到的站址给了ELT，现在已不能去智利了。至于未来，Skidmore博士说，TMT去年的破土仪式遭到了一些抗议者的扰乱，今年开工后也遭遇抗议者设置路障，一些抗议者被逮捕。为了避免激烈冲突，TMT目前的施工暂停了。但TMT已获得了所有的许可，并在法庭上取得了胜利。因此，希望州政府采取措施，划定禁区，使抗议者不能接近施工现场，确保施工顺利进行。

      从双方的说法看，我感到尽管环境保护和原住民信仰等经常被TMT的反对者们拿出来作为抗议的理由，但当地原住民对TMT的反对其实是一个政治问题，而并非单纯的环保问题或者科学与原住民信仰矛盾问题。正如美国本土的印第安人一样，夏威夷原住民居民过去在与白人殖民者打交道时受到不平等的对待。随着他们受教育程度的提高和民族意识的觉醒，出现了夏威夷复兴运动，原住民希望通过强调其历史、文化和信仰，提振本民族自信，争取民族利益。但是，要实现夏威夷独立或复国其实并没有多少现实可能性，因为今天夏威夷原住民在夏威夷仅占总人口的约10%，远少于亚洲人和白人，况且夏威夷对美国来说也有重要的战略价值。在这种情况下，TMT成为一个方便的出气筒--作为最先进的天文望远镜，围绕TMT的争端足以引起世界的关注，原住民也可以实现民族团结、显示其政治力量，而这一问题又还不至于引起美国政府、军方或其他族裔的激烈反弹。但是，令人悲哀的是，科学成了政治斗争的牺牲品。

      我也向Kananioaliiluka女士问道，夏威夷原住民的祖先能在广袤的大洋中经过长距离航渡来到夏威夷，正是依靠观测星空进行导航，其民族历史与天文学是有密切关系的。在Mauna Kea 山上进行天文观测，探索宇宙，不正是这圣山最好的用途吗？但Kananiaoliiluka女士不同意：“有些人是这么说的，但我们的祖先只是用肉眼在海面上观测，并不需要到圣山上建望远镜。这些望远镜与我们没有什么关系，我们原住民用不到它们，我们只希望把这些望远镜拆掉。我们在探索宇宙之前，应该先把地球保护好。”我没有再往下问，但我感到，这样一种态度未免过于狭隘了。科学发现是属于全人类的，尽管天文学看上去与我们的日常生活相去甚远，但它的研究成果终会对我们的社会产生重大的影响，也只有对宇宙的更深入地理解，才能使我们更好地保护地球。一个民族有权而且也有必要强调自己的文化传统，但今天的世界毕竟已与昨日不同，若一味追求回归过去、甚至因此而反对科学进步，实际上是难以获得出路的。夏威夷的多数民众其实是支持或并不反对TMT建设的，但如何化解少数原住民的激烈反对，还需要科学家做出更多、更有效的努力。衷心希望在MaunaKea 圣山上最终实现科学、传统和环境的和谐存在与共赢。

本文2015年8月19日首发于微信号《赛先生》。博客版本个别地方根据同事提出的意见做了修改。