15年来，三组竞争的天文学家一直在追逐同一个梦想：建造地球上最宏伟的望远镜。他们旨在建造的这些巨型观星设备将比目前世界上最大的光学望远镜大三倍，其威力足以拍摄环绕其他恒星的行星的照片，并能窥探宇宙的广阔空间，回溯时间，几乎回到宇宙大爆炸时期。
这个梦想中的天文台有三个版本：巨型麦哲伦望远镜（GMT），由包括卡内基科学研究所的联合体开发；三十米望远镜（TMT），由加州理工学院、加州大学系统和其他机构开发；以及欧洲极大望远镜（E-ELT），由欧洲南方天文台（ESO）开发。建造所有三个望远镜将耗资近40亿美元，但到目前为止，世界各国都犹豫不决，导致每个项目都资金短缺，并为争取更多资金而奔波。本来今天至少应该有一架巨型望远镜在仰望星空；然而，部分建造的硬件却在荒凉的建筑工地等待交付。
所有三架望远镜都可能勉强冲过竞赛的终点线，并在2020年代的某个时候开始运行，尽管会晚于计划，且超出预算。
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这是怎么发生的？三个目标相同的独立项目是如何变成相互争夺资金的？又是什么阻止了他们联手合作，以最大限度地减少他们集体失败的可能性？
这些问题已被反复提出，包括一个对其中两架望远镜进行联邦资助审查的困惑的国家小组。为此故事采访的数十位科学家都在思考，如果不是三个项目，而是一个或两个项目，情况会怎样。几乎所有人都认为，如果竞争的天文学家团队没有拒绝多次合作的机会，人类将更接近于建造下一代最伟大的天文台。这场竞争始于20世纪最初几十年，并在过去几年中因个性冲突、沟通不畅、技术竞争以及不断扩大的怨恨而持续下去。
大事件
故事始于1917年，当时一位雄心勃勃的天文学家兼天文台台长乔治·埃勒里·海尔向科学界展示了一个全新的事物，一台100英寸的光学望远镜。
在望远镜建造领域，尺寸至关重要：望远镜的镜面越大，看得越远。这架新的望远镜坐落在威尔逊山，当时那里还是黑暗天空的洛杉矶县，它使地球上所有其他望远镜都相形见绌。其革命性的尺寸迅速产生了革命性的成果。埃德温·哈勃用它发现了我们的星系只是众多星系中的一个，然后收集了宇宙正在膨胀的证据。
但海尔并不满足。他想要一台200英寸的望远镜。
这台100英寸的望远镜由当时的卡内基华盛顿研究所建造和运行，这是一个由钢铁大亨安德鲁·卡内基创立的慈善机构。卡内基不准备再花费数百万美元建造新的望远镜，因此海尔巧妙地将该项目推销给了一个由卡内基的竞争对手石油大亨约翰·D·洛克菲勒资助的组织。1928年，洛克菲勒亲自批准了海尔的200英寸望远镜，最终为其提供了600万美元的赠款——当时，这是有史以来捐赠给科学项目的最大一笔款项。
有一个问题：卡内基研究所的天文学家是世界上唯一拥有建造新望远镜专业知识的人，但洛克菲勒不会资助他老对手的慈善机构。“这根本不可能发生，”历史学家罗纳德·弗洛伦斯说，他写了一本关于200英寸望远镜的书《完美的机器》。“所以这就为问题埋下了伏笔。”
海尔想出了一个解决方案：洛克菲勒将把望远镜的钱作为礼物捐赠给加州理工学院，该学院刚刚在距离卡内基天文台总部帕萨迪纳仅两英里（三公里）的地方成立。加州理工学院当时还处于萌芽状态，甚至没有聘请一位天文学家，更不用说天体物理学系了。尽管如此，洛克菲勒基金会资助了加州理工学院建造海尔的新望远镜以及位于圣地亚哥县的帕洛玛天文台，该天文台容纳了这架望远镜。海尔认为，卡内基的领导人会发现参与如此宏伟的观星工具是不可抗拒的，并将贡献他们的专业知识来设计和建造新的望远镜。
海尔错了。根据弗洛伦斯的说法，这笔交易激怒了卡内基研究所的所长约翰·梅里亚姆，他认为这是一个不可饶恕的欺骗。他努力破坏该项目，拒绝允许卡内基的科学家提供帮助，并向洛克菲勒基金会施压，要求其退出。绝望的海尔求助于外交官伊利胡·鲁特，他是洛克菲勒和卡内基的老朋友。鲁特说服了梅里亚姆，后者最终签署了该项目。
但纷争才刚刚开始：弗洛伦斯说，梅里亚姆仍然很生气，多年来一直试图从加州理工学院手中夺取控制权，直到机构之间的不信任变得相互且根深蒂固。
在梅里亚姆退休后，交战的慈善机构终于达成了不安的休战。洛克菲勒基金会与它的天文对手达成了一项协议：加州理工学院将在1949年其16英尺的“眼睛”睁开时拥有望远镜，但卡内基将负责运行它。
机构之间脆弱的关系不可避免地蔓延到科学领域，尤其是在20世纪60年代初，荷兰裔美国天文学家马丁·施密特鉴定了“类星体”——类星体之后。尽管它们最初看起来像是天空中昏暗的恒星，但进一步的研究表明，类星体从遥远的宇宙深处闪耀着几乎难以想象的光芒。这些神秘的物体迅速成为天文学界最性感的研究对象，加州理工学院和卡内基的研究人员争夺使用世界上最大的望远镜的时间来研究它们，有时甚至会诉诸“初中生级别的幼稚行为”，弗洛伦斯说。
1979年，在半个世纪的紧张关系之后，加州理工学院最终寻求结束其与帕洛玛天文台紧张的共同监护权。分裂过程并不顺利，而且变得非常私人化。已故的艾伦·桑德奇，卡内基的传奇天文学家，他在帕洛玛天文台完成了毕生成就，拒绝再次踏入天文台。“这就像一场离婚，你必须选择丈夫或妻子，”弗洛伦斯说。“不可能和双方都保持朋友关系。”
设计冲突
在接下来的二十年中，这两个机构走上了各自的道路。在1990年代，加州理工学院与加州大学合作，在夏威夷的莫纳克亚山揭幕了双子10米凯克望远镜，使用了当时一种新颖的分段镜面设计，其中许多小镜面构成了一个更大的聚光孔径。他们的冒险得到了回报：该设计运行良好，他们的天文学家在其他人建造出有竞争力的设备之前，享受了多年的科学领先地位。与此同时，卡内基坚持使用较旧的单镜技术，但冒险进入南半球，在智利北部阿塔卡玛沙漠建造了双子6.5米麦哲伦望远镜。
当卡内基在1999年即将完成这些望远镜时，加州理工学院和加州大学宣布他们计划建造一台30米望远镜。欧洲南方天文台（ESO），一个由整个欧洲的天文学家组成的政府间组织，已经在考虑更雄心勃勃的项目——一台100米（并被恰如其分地命名为）超大望远镜。
对于大多数天文学家来说，从10米望远镜跳跃到100米望远镜是荒谬的雄心勃勃。但对于当时的卡内基天文台台长格斯·奥姆勒来说，30米望远镜似乎是可行的，这让他感到震惊。他回忆起醒来看到加州理工学院的公告时感到恶心。“我们正在努力完成麦哲伦望远镜，它们最终将在多年后给我们带来某种与加州理工学院平起平坐的机会，但突然之间他们开始了下一个阶段。”
经过多次辩论，卡内基向加州理工学院提出了合作建议。双方都犹豫不决，但每个机构的董事会都认为，是时候跨越高速公路和分隔他们的旧怨了。“我们意识到，在相距两英里的两个机构中拥有两架巨型望远镜，这有点疯狂，”卡内基天文学家艾伦·德雷斯勒说。
因此，在2000年6月21日，来自加州理工学院的两位科学家——已故天文学家沃尔·萨金特和已故的物理系主任汤姆·汤布雷洛——以及来自卡内基的两位科学家——奥姆勒和德雷斯勒——会面讨论合作事宜。
据所有人说，那次讨论进行得非常糟糕。会议气氛紧张、脱节，并且充斥着误解。温迪·弗里德曼，她后来成为卡内基天文台台长，以及理查德·埃利斯，现在是欧洲南方天文台的高级科学家，当时即将取代萨金特成为加州理工学院帕洛玛天文台台长，他们在会议结束后立即与这四个人交谈，并从每个人那里听到了不同的故事：德雷斯勒认为加州理工学院的人并没有认真对待卡内基的提议，而汤布雷洛错误地认为卡内基没有认真的资金贡献。奥姆勒说，萨金特在会议的大部分时间里都保持着冰冷的沉默。萨金特后来表示，他担心会破坏加州理工学院当时与加州大学的微妙关系。但埃利斯说，萨金特在会议期间并没有解释这种担忧，因此“当然，卡内基的人感到被冒犯了。”
第二天，汤布雷洛发送了一封电子邮件，“总结我们漫无边际的讨论”。汤布雷洛写道，加州理工学院目前对与卡内基合作建造望远镜不感兴趣，尽管如果工作变得昂贵，他不会排除这种可能性。卡内基的天文学家感到受到了屈尊俯就和侮辱。新生的合作关系夭折了，机构之间长期存在的积怨变得更加深厚。
那次会议现在已成为巨型望远镜传说的一部分。埃利斯是许多天文学家之一，他们想知道如果会议进展顺利，情况会怎样。
“当你回顾那个时刻——真是个悲剧，”他说。“只需打几个电话，运用一点外交手段，我们就可以把卡内基拉进来。如果我们把他们拉进来，我们现在可能就已经拥有一架望远镜了。”
加州大学圣克鲁兹分校的天文学家加斯·伊林沃思说，旧的竞争遗留下来的“仅仅是足够的残留怨恨和不快”，就足以破坏建设性的对话。“你只会想，天哪，为什么房间里没有一点成年人的监督来帮助这些人克服这一点呢？”他补充道。
分则俱败
在这次失败的和解之后，竞争只会扩大。加州理工学院和加州大学系统开发了TMT，计划在夏威夷的凯克望远镜旁边建造。与此同时，卡内基设计了GMT，一台24.5米望远镜，计划在其智利拉斯坎帕纳斯天文台封顶。大约在同一时间，欧洲人缩小了他们的梦想，从超大望远镜缩小到仅仅是极大望远镜，并计划在智利建造39米E-ELT。
这三个项目在全球范围内搜寻资金，有时在相同的地方寻找。典型的游说辞是，投入资金，你们的天文学家将被保证获得望远镜使用时间。例如，加拿大天文学家受到了卡内基集团和加州理工学院-加州大学团队的拉拢，并选择了后者。哈佛大学也受到了双方的争取，但承诺支持卡内基。至少有一次，当两个美国团队前往与同一潜在合作伙伴会面的途中，他们在机场尴尬地相遇。欧洲人也不甘落后：他们最初获得了巴西的支持，巴西总统同意加入欧洲南方天文台并承担E-ELT的主要部分资金。但巴西支离破碎的政治阻碍了协议的达成。卡内基利用了E-ELT的困境：2014年7月，圣保罗大学加入了GMT项目，据德雷斯勒说，GMT领导层希望巴西政府很快也会跟进，尽管事实并非如此。
最令人垂涎的合作伙伴一直是美国政府，它可以打开联邦资金的宝库，为巨型望远镜提供资金，并为所有美国天文学家提供使用机会。2000年，《天文学和天体物理学十年调查》，一个每十年一次指导美国联邦资助的国家小组，宣布下一代巨型望远镜是该国地面光学天文学的最高优先事项。
有了这一认可，国家科学基金会于2003年开始讨论与加州理工学院-加州大学TMT项目建立伙伴关系。但在几个月内，GMT天文学家写了一封信，称该协议将不公平地偏袒TMT。这封信是有效的：美国国家科学基金会退缩了，不愿在顶级光学天文学日益分裂的政治中选边站队。
实际上，美国国家科学基金会高级顾问韦恩·范·西特斯说，无论如何，可提供的联邦资金并不多。但他表示，这场争端并没有帮助：“我们需要社区团结起来，决定他们想做哪一个。我们不可能同时做两个。”
就社区而言，它曾多次尝试这样做，但这些努力都徒劳无功。欧洲天文学家曾与他们的两个竞争对手讨论过合作，但最终只同意分享技术见解。2007年，在董事会的坚持下，TMT和GMT的领导人举行了几次冷淡而友好的会议，讨论他们可能合作的方式。但没有任何结果。
这种情况让2010年十年调查小组的成员感到困惑，他们质疑为什么美国天文学界被要求支持两个独立的美国主导的大型光学望远镜。最终，他们没有支持任何一个，将这些项目踢到了优先事项列表的末尾，并实际上在未来10年内取消了联邦资助。
竞争在科学界并非罕见：杰出的头脑往往伴随着巨大的自我，并且有冲突的倾向。有时，争端可以产生创新；有时，它们可以将崇高的探索追求变成一系列琐碎的个人冲突。一些学科成功地说服潜在的竞争对手联手：高能物理学家在粒子加速器上以大型国际团队的形式工作。射电天文学家在他们领域最大的下一代工具——价值14亿美元的阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列上进行了合作。
相比之下，美国的光学天文学一直充满竞争。意大利裔美国天文学家和诺贝尔奖获得者里卡尔多·贾科尼在2001年7月向美国国家科学院发表的演讲中将其描述为一个社会学问题。
加州大学圣巴巴拉分校的历史学家W·帕特里克·麦克雷写了一本关于美国光学天文学界的书《巨型望远镜》，他认为加州理工学院和卡内基之间的敌意令人震惊的是它的持久性：自1928年以来，他们一直在为大型望远镜争吵。“你只会想，你们这些人什么都没学到吗？”麦克雷说。
但仅仅是竞争并不能解释现状。多伦多大学的天文学家雷·卡尔伯格指出，有合理的理由分别研究不同的望远镜，多伦多大学是参与TMT项目的一个协会的成员。最初，天文学家认为所有三个项目都会有资金，南北半球的巨型望远镜将确保对整个天空的全面覆盖。“世界刚刚建造了相当多的8米和10米望远镜，拥有许多这些大型望远镜似乎并非不合理，”卡尔伯格说。当卡内基意识到加州理工学院可以使用卡内基的帮助时，卡内基已经对其自身项目投入太深，无法放弃。
望远镜太多了
在夏威夷大岛上，莫纳克亚山巨大山顶的一个角落已被夷平，为TMT让路。这架望远镜的30米镜面，直径与美国国会大厦的圆顶相同，将由492个六边形、1.44米的分段镜面组成蜂窝状结构，所有这些都将安置在休眠火山上的一座18层建筑中。该项目已获得土地使用许可，尽管它仍然面临一些夏威夷原住民和环保主义者的强烈反对和法律挑战。为了帮助支付15亿美元的费用，加州理工学院和加州大学系统已与印度、中国、日本和加拿大建立了国际合作伙伴关系。他们仍在寻找额外的2.7亿美元；该项目目前对其望远镜首次亮相的最佳猜测是在2020年代初期。
在距离TMT帕萨迪纳总部十一个街区的地方，卡内基及其合作伙伴正在努力使24.5米GMT焕发生机。它将由七个8.4米镜面组成，其中六个镜面像花瓣一样围绕着中心的镜面排列——这种方法与TMT的更小、更众多的六边形镜面非常不同且不兼容。四个镜面已在亚利桑那大学的实验室铸造完成。更适中的尺寸和设计带来了更适中的成本：略低于10亿美元。卡内基已获得韩国、澳大利亚和巴西的大学以及几所国内大学的支持。他们已经筹集了大约一半的资金，用于在拉斯坎帕纳斯天文台的建筑工地建造望远镜。如果一切按计划进行，GMT将于2022年开始收集光线。
从拉斯坎帕纳斯沿泛美公路向北行驶12小时，就到了塞罗阿马佐内斯山，E-ELT有一天将坐落于此。该地点最初是由TMT天文学家勘测的，他们花费数年时间监测塞罗阿马佐内斯山上方大气层的透明度和湍流，然后得出结论，他们更喜欢在北半球建造；欧洲人利用了这项基础工作，并将阿马佐内斯山据为己有，用于他们的项目。今天，一条新铺的道路通向这座山的光秃秃的山顶，那里已被炸药和重型机械削平成一个足球场大小的平顶。在山的东面，天空与海拔6723米的安第斯火山尤耶亚科火山相遇，印加人曾经在那里将儿童献祭给神灵。它和其余的干旱全景在夜幕降临时消退，为头顶的星空游乐场让路。
E-ELT的镜面宽达39米，将是所有下一代望远镜中最宏伟的。与TMT一样，E-ELT也将采用分段式设计，但不是492个六边形镜面，而是拥有798个。2014年12月，欧洲南方天文台投票决定推进第一阶段的建设。第二阶段尚未获得资金。E-ELT的领导层计划该望远镜于2024年开始观星，总建设成本为11亿欧元。
欧洲极大望远镜（E-ELT）的罗伯托·吉尔莫齐说，一旦建成，这三架望远镜将具有协同优势。E-ELT将专注于放大以提供天空小区域的高分辨率图像；GMT将擅长广域天文学。而TMT将位于不同的半球，观测不同的天空。
吉尔莫齐像大多数为此故事接受采访的其他天文学家一样，认为如果只有两架望远镜而不是三架，那么两架望远镜现在可能都已接近完工，成本将减少数亿美元。“如果你不考虑寻找资金的问题，拥有不止一架望远镜是很棒的，”他说。“从科学角度来说，如果我负担得起，我可以使用100架望远镜。”
不幸的是，建造望远镜只是第一步。GMT和TMT目前都没有足够的资金来维持建成后的运行。两者都希望联邦政府最终能够介入提供帮助，但范·西特斯表示，政府能够贡献多少资金尚不清楚。预计每架望远镜每年的运行成本都将达到数千万美元。“这足以让人做噩梦，”麦克雷说。
即便如此，望远镜太多的问题也有一线希望：世界有一天可能会有三只巨大的眼睛凝视宇宙。麦克雷说，这对科学来说将是一大胜利。“如果这种情况是一场悲剧，那也是一场带有小‘悲剧’的悲剧。”