兩千多年前，屈原揮筆寫下《天問》。詩中，他用一百七十一個問題，問遍了天地離分、陰陽變化。那時的他，眼眸中尚且看不到星辰的運行與物理的奧義，但依舊叩問著天地，追問著終極。

這份浪漫，順著時間的河床流淌至今。那份刺探宇宙之大和粒子之微的執(zhí)著，依舊在人們的基因中灼燒不息。

在數(shù)字時代的今天，就有這樣一群人，選擇用高能物理作為筆硯，去續(xù)寫這首浩蕩的《天問》。

在所有窺探終極命題的科學(xué)軌道中，高能物理是異常奪目的那一個。

高能物理的研究目的，便是探索構(gòu)建萬物的基本粒子，尋找各個微觀物質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成、其間的相互作用。

從耳熟能詳?shù)姆肿?、原子，再向微觀世界的夸克、輕子、膠子等，高能物理學(xué)家們一方面會使用大型對撞機(jī)加速轟擊粒子、并觀察性質(zhì)；另一方面，也會通過借助大型天文探測裝置直面宇宙、捕捉極端環(huán)境下的太空射線。

這些訊息，往往無限接近于萬物的起源、宇宙的演化。世間至大與至小的藝術(shù)，便在此融合。

中國科學(xué)院高能物理研究所計算中心副主任 程耀東

在2025華為數(shù)據(jù)存儲用戶精英論壇現(xiàn)場分享

為了實現(xiàn)與這些訊息的邂逅，科學(xué)家們可謂不遺余力。

中國科學(xué)院高能物理研究所（下簡稱“中國科學(xué)院高能所”），就建設(shè)了一系列大科學(xué)裝置，來幫助中國科學(xué)界乃至全人類，續(xù)寫這支面朝萬物起源的《天問》。

在朔風(fēng)凜冽的四川稻城海子山上，中國科學(xué)院高能所在這里建造了一所名叫“拉索（LHAASO）”的高海拔宇宙線觀測站。這張匍匐在海拔4410米世界屋脊上的巨網(wǎng)，正晝夜不息地捕捉無數(shù)“天外來客”——宇宙線。

這是世界上最大、最靈敏的超高能伽馬射線探測裝置。2022年，“拉索”曾在完整地記錄了下一顆比太陽還重20倍的“超級太陽”——大質(zhì)量恒星坍縮爆炸的全過程。

幾百秒內(nèi)，6萬多個高能光子被載入精確能譜。通過觀察這場千年一遇、史上最絢爛的“宇宙煙花”，“拉索”是地球上唯一一個對TeV伽馬射線沒有“失明”的探測器，幫助人類補足了萬億電子伏特余輝光變曲線上長期缺失的一塊拼圖。

在北京懷柔，中國科學(xué)院高能所同樣也建造了大科學(xué)裝置——高能同步輻射光源（HEPS, High Energy Photon Source）。

高能電子束在這里被環(huán)形加速器加速至近光速，然后沿著軌道切線方向釋放出穩(wěn)定且高能量、高亮度的強(qiáng)電磁輻射——同步輻射光，然后通過散射、衍射和吸收，便可傳遞極為豐富的微觀結(jié)構(gòu)信息。

要知道，迄今為止，世界上70%的已知生物大分子結(jié)構(gòu)，都是借助同步輻射光探測而來的。

HEPS這座外觀形似放大鏡的大科學(xué)裝置，可發(fā)射亮度比太陽還要高1萬億倍的光束。這將是中國擁有的第一臺，也是世界亮度最高的第四代同步輻射光源，與美國APS、歐洲ESRF、日本SPring-8、德國PETRA-III一起，構(gòu)成世界五大高能量同步輻射光源，繼續(xù)幫助人類揭開微觀世界的隱秘與偉大。

但是，就在寫這首《天問》時，高能物理領(lǐng)域的大科學(xué)裝置們會不約而同遇到一個挑戰(zhàn)。這挑戰(zhàn)并不來自于黑洞與群星，而是來自數(shù)字世界。

大科學(xué)裝置需要穿越三次“洪潮”，才可能直抵科學(xué)的真相。

第一次洪潮來自天文觀測，是必須克服的星體洪潮；第二次來自物理世界，是進(jìn)行粒子研究時的微觀洪潮。第三次則是在留存與運用這些數(shù)據(jù)時，無法規(guī)避的數(shù)據(jù)洪潮。

“拉索”項目中，1188座繆子探測器、5216個電磁粒子探測器、18臺廣角切倫科夫望遠(yuǎn)鏡與78000平米的水切倫科夫探測器陣列互相配合，捕捉每一位像下雨一樣降臨的粒子。

這套空前龐大且精密的先進(jìn)組合，也成功突破了過去科學(xué)家無法月夜觀測的局限。

這些獲取而來的觀測數(shù)據(jù)集，將在站小型數(shù)據(jù)中心進(jìn)行快速處理與短期存儲，然后將結(jié)果傳輸至位于北京的大型數(shù)據(jù)中心，進(jìn)行大規(guī)模作業(yè)與聯(lián)合分析。

再譬如，在一次粒子研究中，會以高精度探測器以二進(jìn)制格式記錄下所有信號，再通過計算機(jī)將這些寶貴的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成蒙特卡羅模擬數(shù)據(jù)來進(jìn)行事例重建，從而分析出相關(guān)的物理信息，如動量、對撞定點等。

僅微觀世界中一次輕微的碰撞，便會引發(fā)現(xiàn)實數(shù)字世界中上千個文件、500TB數(shù)據(jù)的巨震。

數(shù)據(jù)量巨大加之長期保存、開放共享的需求，已經(jīng)形成了巨大的數(shù)據(jù)壓力。前臺小文件隨機(jī)讀寫、后臺大文件一寫多讀的混合負(fù)載，對存儲系統(tǒng)的挑戰(zhàn)很大。

而更進(jìn)一步的問題是，數(shù)據(jù)散落在北京、東莞、成都、稻城，甚至需要國外的聯(lián)合單位聯(lián)合分析，這樣跨域的海量數(shù)據(jù)管理，也是一大難題。

盡管艱巨如此，但人類對宇宙真相的追問，從沒有停滯在任何一個臺階前。

事實上，一切先進(jìn)科學(xué)實驗的背后，都離不開海量數(shù)據(jù)。面對年增20PB以上的巨量數(shù)據(jù)，中國科學(xué)院高能所選擇與華為合作，為大科學(xué)裝置采用底層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施——華為OceanStor Pacific分布式存儲。

高能物理實驗產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量巨大，需要高度自動化的數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)。而為了實現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)更好應(yīng)用于科研場景，還需要搭配極強(qiáng)的數(shù)據(jù)編織能力。

而這些恰好是華為OceanStor Pacific全閃分布式存儲的優(yōu)勢。基于此，中國科學(xué)院高能所與華為共同建設(shè)了一座科研數(shù)據(jù)湖，并開展聯(lián)合的測試與調(diào)優(yōu)。

OceanStor Pacific采用先進(jìn)的閃存介質(zhì)，通過大容量SSD結(jié)合高密硬件設(shè)計，實現(xiàn)30%的性能加速與空間節(jié)省，為相關(guān)研究數(shù)據(jù)的吞吐效率保駕護(hù)航。同時，雙方還共同實現(xiàn)了AI檢測的無損數(shù)據(jù)壓縮算法，針對ROOT、HDF5等常見科學(xué)文件格式進(jìn)行有效壓縮，進(jìn)一步節(jié)省50%的存儲成本。

至此，數(shù)據(jù)洪潮就如過往所有未知一樣，最終化作人類前行路途上蹚過的小溪。

來自華為的OceanStor Pacific分布式存儲，也恰如其名字一般，以汪洋之勢海納數(shù)據(jù)、鐫刻文明的每一瞬痕跡。最終在中國科學(xué)院高能所的科研藍(lán)圖之上，化作為問天的底氣。

從橫亙千古的《天問》，到今天對行星與夸克的觀測，人類的好奇心從未改變。唯一變的，是科研工具與數(shù)字化技術(shù)的更迭。

于是，我們有幸能比古人更近一步，去追問洪荒，去窺探無極。

冥昭瞢闇，就由我們來厘清一二。這份獨一無二的詩意，就獻(xiàn)給宇宙與終極吧。

審核編輯 黃宇