仰望星空 | 中國天眼傳奇- 大数跨境

联合出版集团

2020-12-04

导读：屬於中國人自己的「大射電望遠鏡」。

圖 | 中央電視台視頻截圖

當地時間12月1日，美國國家科學基金會確認，被譽為地球「兩大眼睛」之一的波多黎各阿雷西博射電望遠鏡坍塌，繼今年8月兩次嚴重電纜事故後，望遠鏡懸掛的接收設備平台當天墜落並砸毀了望遠鏡反射盤表面，望遠鏡很可能已不能再使用，重建是目前最可行的方法之一。305米口徑的阿雷西博射電望遠鏡若失去功能，全世界在天文探索領域，將只能依靠中國貴州的另一隻「大眼睛」，500米口徑球面射電望遠鏡FAST。而與被評為人類20世紀十大工程之首的美國阿雷西博350米口徑球面射電望遠鏡相比，「中國天眼」的綜合性能提高約10倍。

南仁東在FAST圈樑上。 | 圖：中科院國家天文台

說到「中國天眼」的建設，幾乎樣樣離不開一個人，那就是南仁東。而說到南仁東與FAST的情緣，就要從一場他沒有參加的會議說起。

1993年，國際無線電科學聯盟（URSI）第二十四屆大會在日本東京召開。在這個會議上，專家們討論，由於地球上無線電的大量使用，越來越多的電波干擾了外太空信號的接收，再這麼下去，人類會被自己發出的無線電波封鎖在地球裏，無法對浩瀚宇宙做更深入的探索。於是他們提出：要抓緊建造新一代功能超強的大射電望遠鏡。

如果說人類天文學可分作三大時代，用眼觀天的第一時代，用光學望遠鏡觀天的第二時代，那麼用射電望遠鏡觀天就是第三時代。

天文學對人類社會進步的影響，超出很多人的認識。天文學是人類最古老的自然科學，因掌握天時才有農耕時代。中國因古代天文學發達而創造了世界上最輝煌的農業文明。哥白尼、伽利略用光學望遠鏡觀天，由此催生的科技進步開啟了工業時代。

圖 | unsplash

1993年，中國在射電天文方面的聲音很小。當時，中國最大的射電望遠鏡口徑只有25米。澳大利亞、荷蘭、日本、印度的聲音都比中國響。印度在赤道附近建造的巨型米波射電望遠鏡，由30台45米口徑的旋轉拋物面天線組成。歐美天文學家在說：「如果不抓緊建造新一代大射電望遠鏡，將來就只有到月球的背面去建造了。」大家都認為，造這樣的超級大射電望遠鏡，一國難以實現，要多國聯手，於是決定成立國際大射電望遠鏡工作組，也就是SKA項目工作組，這個工作組由美國、英國、加拿大、澳大利亞、中國、法國、德國、印度、荷蘭和俄羅斯的十國代表組成。

把「大射電望遠鏡」建到中國來

1993年國際無線電科學聯盟（URSI）大會期間，身在北京的南仁東得知情況後，向中國科學院提出，我們要抓住這個機會，爭取把「大射電望遠鏡」建到中國來。

但這可能嗎？爭取項目的也不只有中國，還有澳大利亞、阿根廷和南非。

南仁東並非不知其難。因為難，國際天文會議提出需要會聚多國的財力、物力和科技力來聯合製造。因為難，所以南仁東多年來鍥而不捨地想把這個國際項目爭取到中國來。南仁東鍥而不捨，還因為爭取這個項目，中國是有優勢的。

美國的阿雷西博建在北美和南美之間波多黎各島的喀斯特地貌上。它的好處是，可以減少巨大的開挖量而節約大量經費，而且它有天然的滲水功能。世界上還有其他有喀斯特地貌的地區，但都沒有中國貴州這麼合適的。

位於貴州省平塘縣的全球最大單孔500米口徑射電望遠鏡（FAST） | 圖：新華社

建SKA需要地理環境、無線電環境，還需要能長期維護的行政力。我國一旦決定在貴州某地建無線電安靜區，行政力、執行力是最強的。這些綜合因素，說明貴州有最合適的環境，如果能爭取到中國來做這件事，也是對人類的貢獻。所以，南仁東就鍥而不捨地追求。在1995年貴州召開的國際天文學會議上，國際天文學家也是這麼看的。

然而，就像彭勃說的：「參與的各國提出了多種可能的技術路線，可歸納為『大口徑小數量』和『小口徑大數量』兩類。前者由中國和加拿大倡導，後者由荷蘭、美國和澳大利亞等倡導。」這個「等」裏面有很多國家。沒有喀斯特地貌的國家多提倡後者，後者是多數。南仁東感到競爭的難度大了。

屬於中國人自己的「大射電望遠鏡」

1997年，南仁東心裏逐漸意識到，不能把希望完全放在爭取國際SKA項目上。他想起了青年時在通化廠搞「向陽牌」便攜式收音機、電視發射機的時候，車間裏貼着的標語：「自力更生，奮發圖強！」一個意識彷彿突然在他頭腦裏生出來：我們應該獨立建造一台500米口徑的射電望遠鏡！

這個計劃，陸續得到了大射電望遠鏡中國推進委員會一大批專家的認同與支持。這年7月，他們正式提出了專業稱之的「LT中國工程概念先導單元」，就是由我國獨立建造一台世界最大單口徑球面射電望遠鏡（FAST）的設想。

夜幕中的FAST | 圖：網絡

FAST這個創意，凝聚着眾多中國天文學家的夢想，在南仁東、彭勃等幾位核心專家的反覆磋商中形成，含義若用一個字表達就是「快」，蘊含着「追趕」「跨越」或「領先」的意思。國際上，有人把FAST解讀為「野心勃勃的計劃」。

2016年9月25日，「中國天眼」幾乎是突然出現在中國媒體，並立刻為世界所關注的焦點，這一天，「中國天眼」落成啟用。

「中國天眼」，全名FAST-500米口徑球面射電望遠鏡，而FAST就是英名全名Five hundred meter Aperture Spherical Telescope的縮寫。FAST是一個龐大的工程，涉及天文學、力學、機械工程和岩土工程等各個領域，每一個領域幾乎都是開創性的工作。建造這樣一個全世界獨一無二的大工程，沒有任何經驗可以借鑒，很多關鍵技術只能一邊摸索，一邊自主創新。它的誕生標誌着中國在天文第三時代又挺進到世界天文的前沿。二十幾年間的建設過程中，先後有近200家企業、大專院校、科研院所5000餘人直接參與了這個大科學工程建設。

既是司令也是兵

作為FAST項目首席科學家和總工程師，南仁東始終親力親為，奮鬥在工作的前線，並主持攻克了主動反射面、索網疲勞、動光纜、高效握拔力錨固技術、跨度索網安裝和精度控制等一系列技術難題，為FAST工程的順利完成做出了卓越貢獻。甚至，在2015年因肺癌晚期病倒後的秋天，他依然返回工地指導各項工作。

2015年11月25日南仁東(左二)在大窩氹施工現場指導反射面單元拼裝工作。 | 圖：中科院國家天文台

曾擔任南仁東「首席科學家助理」的張承民說，「南老師生病不是在2015年查出肺癌的時候，他至少2005年就有情況了。FAST是個有挑戰性、衝擊性、超越性的項目，他承擔着巨大的壓力。他是長期疲勞不堪，積勞成疾的。他自己其實有感覺，他怕一旦查出大問題，那FAST怎麼辦？他能躲就躲，每次都是肺特別難受，痛得喘不過氣來，感到過不去了，才同意上醫院。可是緩過氣來，還沒輪到他看病，就又走了，不看了。」

「FAST雖然還沒有正式立項，但在中科院的支持下，在一批前輩和中青年學者的努力中，它如同穿着草鞋跋涉的長征，早已啟程。這個注定會寫進中國科學史的偉大工程，它的預研究，正是我國這一時期大科學工程探索道路的階段。南仁東『既是司令也是兵』，一直衝鋒在最前線。然而如此讚揚是不夠的。它的輝煌是因為有淚也有血，滴在那跋涉的腳印上。」

從此，天上多了顆「南仁東星」

2017年1月，七十二歲的南仁東獲評「2016年度科技創新人物」和「2016中國科學年度新聞人物」，5月獲首屆「全國創新爭先獎」獎章。9月15日，「中國天眼」巨匠南仁東逝世，享年七十二歲。11月17日，中共中央宣傳部追授南仁東「時代楷模」榮譽稱號，號召全社會向南仁東學習。12月8日上午，南仁東事跡報告會在北京人民大會堂舉行。

2018年9月30日下午，南仁東事跡展暨南仁東塑像揭幕儀式在中國科學院舉行。10月15日，第二座南仁東塑像揭幕儀式和「南仁東星」命名儀式在貴州「中國天眼」基地舉行。同日，中科院國家天文台宣佈，經國際天文學聯合會小天體命名委員會批准，國際永久編號為「79694」的小行星被正式命名為「南仁東星」。

最後附上《中國天眼：南仁東傳》的作者王宏甲寫在書中的卷首詩：

沒有理想，怎麼啟航

沒有鋪路，怎麼前進

你不是孤軍作戰

這裏有一個民族的夢想

用身體去鋪路

這是進步的代價

相信吧，在你身後

會有青春絢麗綻放

沒有壯志，怎有旗幟

沒有代價，怎有輝煌