“中國(guó)天眼”傳奇

季海

70年，光輝歲月彈指揮間;70年，中華大地滄桑巨變。建國(guó)70周年，無(wú)數(shù)輝煌映現(xiàn)。我們驕傲，我們自豪;我們幸福，我們感恩！任時(shí)光荏苒，華夏兒女初心不忘，砥礪前行！

1609年7月，在水城威尼斯的一棟簡(jiǎn)易樓房里，一個(gè)長(zhǎng)著絡(luò)腮胡子的中年男子，用凸透鏡、凹透鏡和風(fēng)琴管組裝了一架簡(jiǎn)陋的望遠(yuǎn)鏡。晚上，他跑到樓頂，用望遠(yuǎn)鏡觀察浩瀚的星空，驚喜地發(fā)現(xiàn)月球表面竟然分布著高低不平的環(huán)形山，這簡(jiǎn)直太神奇了！激動(dòng)的他又對(duì)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了改進(jìn)，讓它能夠看得更遠(yuǎn)更清晰一些。在短短一年多的時(shí)間里，他用望遠(yuǎn)鏡觀察到了月球山嶺、土星光環(huán)、木星衛(wèi)星、金星和水星的盈虧現(xiàn)象，甚至還看到了太陽(yáng)黑子——這是人類有史以來(lái)，首次用天文望遠(yuǎn)鏡觀察太空，并取得了一系列重大發(fā)現(xiàn)。

這個(gè)人就是伽利略·伽利雷。

伽利略對(duì)星空的探索，刷新了當(dāng)時(shí)人們的宇宙觀，為天文學(xué)的發(fā)展打開(kāi)了一扇全新的窗口。而在四個(gè)世紀(jì)之后，在地球的東邊，一位叫南仁東的中國(guó)科學(xué)家?guī)е膱F(tuán)隊(duì)，建造了一個(gè)全世界口徑最大、性能最先進(jìn)的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）！

這個(gè)巨型望遠(yuǎn)鏡口徑達(dá)500米，接收面積相當(dāng)于30個(gè)足球場(chǎng)，被譽(yù)為“中國(guó)天眼”。它主要用于尋找脈沖星和巡視宇宙中的中性氫，把中國(guó)空間測(cè)控能力由地球同步軌道延伸至太陽(yáng)系外緣，以至于科學(xué)家斯蒂芬·威廉·霍金生前憂心忡忡：這么強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡，會(huì)不會(huì)招來(lái)外星人的關(guān)注？

說(shuō)到這里，就不得不提中國(guó)天文學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員，F(xiàn)AST的主要發(fā)起者和奠基人——南仁東。

當(dāng)國(guó)際射電天文學(xué)界已經(jīng)有了宇宙微波背景輻射、脈沖星、類星體和星際有機(jī)分子等重大發(fā)現(xiàn)時(shí)，我國(guó)在這一領(lǐng)域仍是空白。一直到20世紀(jì)90年代初，我國(guó)最大的射電望遠(yuǎn)鏡口徑還不到30米。所以，在國(guó)家天文臺(tái)工作的南仁東在國(guó)際研討會(huì)上，聽(tīng)到科學(xué)家關(guān)于建造新一代射電望遠(yuǎn)鏡的提議時(shí)，年近50歲的他興奮不已：“如果能抓住這個(gè)時(shí)機(jī)，中國(guó)的天文學(xué)研究就有可能領(lǐng)先國(guó)際幾十年?！?/p>

到底要不要建大口徑射電望遠(yuǎn)鏡？在哪建？怎么建？南仁東和專家們經(jīng)過(guò)多次爭(zhēng)論、多方論證，最后得出結(jié)論——在中國(guó)建一個(gè)約500米口徑的射電望遠(yuǎn)鏡最合適。然而，對(duì)于當(dāng)時(shí)的中國(guó)來(lái)說(shuō)，這個(gè)想法可以說(shuō)是十分瘋狂的。

這項(xiàng)工程建設(shè)的艱難程度遠(yuǎn)超想象，它不僅涉及天文學(xué)、力學(xué)、機(jī)械工程等幾十個(gè)不同專業(yè)領(lǐng)域，關(guān)鍵技術(shù)還需要我們的科學(xué)家自己摸索。在國(guó)際上，用鋼結(jié)構(gòu)建造的望遠(yuǎn)鏡，100米-150米已經(jīng)是工程的極限。要想做500米口徑的望遠(yuǎn)鏡，就要依靠地勢(shì)，讓望遠(yuǎn)鏡像一口鍋一樣“坐”在里面;巨大的望遠(yuǎn)鏡無(wú)法整體移動(dòng)，為了讓望遠(yuǎn)鏡能夠在最大范圍內(nèi)靈活追蹤天上的目標(biāo)，還需要望遠(yuǎn)鏡反射面能動(dòng)……

盡管國(guó)際上很多人認(rèn)為建造如此巨大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡簡(jiǎn)直是天方夜譚，但南仁東依然決定實(shí)施這個(gè)計(jì)劃。從FAST的選址、立項(xiàng)、可行性研究，到指導(dǎo)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的研究以及模型試驗(yàn)，南仁東把所有的精力毫無(wú)保留地奉獻(xiàn)給了FAST。

在南仁東看來(lái)，F(xiàn)AST的建設(shè)不由經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)，而是源自人類的創(chuàng)造沖動(dòng)和探索欲望。正是在中國(guó)科學(xué)家迎接這些挑戰(zhàn)的過(guò)程中，“逼”出了FAST的一項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。

貴州的喀斯特地貌，坑洼眾多，成了FAST天然的候選臺(tái)址?？墒沁x擇哪個(gè)作為FAST的家呢？

從1994年到2005年，南仁東帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)行走在貴州的崇山峻嶺中。在亂石密布的喀斯特石山里，沒(méi)有路，他們只能在石頭縫間的灌木叢中，深一腳、淺一腳地挪著。有一次勘察選址時(shí)，南仁東遇上暴雨引發(fā)的泥石流，差點(diǎn)遭遇不測(cè)。

經(jīng)過(guò)十幾年的艱苦努力，南仁東最終在391個(gè)備選洼地里找到了一個(gè)滿意的地方，它就是貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮(zhèn)大窩凼。

2007年，F(xiàn)AST被正式批準(zhǔn)立項(xiàng)?！氨敝B(niǎo)巢迎圣火，南修窩凼落星辰”，這是南仁東為FAST題寫的對(duì)聯(lián)，也承載著他對(duì)這個(gè)項(xiàng)目的無(wú)限心血。FAST在英文中是“快”的意思。自FAST開(kāi)始建設(shè)，南仁東就一心想讓它盡快啟用。不管是寒冬還是酷暑，南仁東總是一丟下飯碗就往工地上跑。他常對(duì)身邊人說(shuō)：“國(guó)家投入10多億元搞這個(gè)望遠(yuǎn)鏡，如果因?yàn)橘|(zhì)量問(wèn)題或者工程延期導(dǎo)致停工，每天損失將達(dá)50萬(wàn)元?；诉@么多錢，如果搞不好，就對(duì)不起國(guó)家?！?/p>

2016年9月25日，F(xiàn)AST歷時(shí)22年終于建成啟用。FAST的大，大得有道理。只有口徑越大，才能獲得更遠(yuǎn)、更微弱的電磁波信號(hào)，“閱讀”到宇宙深處的信息——FAST可遙望百億光年星際，這意味著遠(yuǎn)在百億光年外的電磁波信號(hào)，它也有可能捕捉到?？茖W(xué)家笑稱，如果有人在月亮上打手機(jī)，都能被它“看見(jiàn)”。

國(guó)際科研項(xiàng)目“搜尋外星人計(jì)劃”（SETI）的首席科學(xué)家丹·沃西默曾希望在FAST上加裝設(shè)備，合作搜索外星人信號(hào)。

尋找外星人是否對(duì)人類有威脅？此問(wèn)題在學(xué)術(shù)界一直都有爭(zhēng)論。近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，“外星人威脅論”比較流行。例如：1974年，美國(guó)阿雷西博單口徑射電望遠(yuǎn)鏡向外太空發(fā)送電磁波信號(hào)，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主、英國(guó)天文學(xué)家馬丁·賴爾得知此事后，極力反對(duì)人類主動(dòng)與外星人建立聯(lián)系。在他看來(lái)，這些信息很可能會(huì)暴露地球人的存在，有可能招來(lái)殺身之禍。而英國(guó)進(jìn)化生物學(xué)家西蒙·莫里斯曾指出：外星人的進(jìn)化過(guò)程可能與達(dá)爾文進(jìn)化論本質(zhì)上是一樣的，這就意味著外星人可能很像我們?nèi)祟?，甚至他們可能也擁有暴力傾向。

FAST的靈敏度比號(hào)稱“地面最大的機(jī)器”的德國(guó)埃費(fèi)爾斯貝格射電望遠(yuǎn)鏡高出約10倍，綜合性能比美國(guó)阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡高出約10倍。作為世界上口徑最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，F(xiàn)AST擁有世界領(lǐng)先的絕對(duì)靈敏度，這讓它擁有無(wú)限可能。在中國(guó)共產(chǎn)黨第十九次全國(guó)代表大會(huì)的報(bào)告中，F(xiàn)AST被列為創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)的成果之一。

阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡曾是世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，于1963年11月1日正式建成，有幾千位科學(xué)家使用了它。電影明星和好來(lái)塢電影制片人也常常光顧這里，電影007系列《黃金眼》和電影《接觸》中的部分場(chǎng)景都是在這里拍攝的。

它曾向球狀星團(tuán)M13發(fā)送了一串由1679個(gè)二進(jìn)制數(shù)字組成的無(wú)線電信息，稱為“阿雷西博信息”。如果該信息被地外智慧生命接收，對(duì)方會(huì)讀到這些內(nèi)容：

用二進(jìn)制表示的1-10十個(gè)數(shù)字;DNA所包含的化學(xué)元素序號(hào);核苷酸的化學(xué)式;DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu);人的外形;太陽(yáng)系成員的簡(jiǎn)單信息;望遠(yuǎn)鏡的口徑和波長(zhǎng)。

不過(guò)，由于它的維護(hù)經(jīng)費(fèi)被一減再減，加上其一旦運(yùn)行就會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，最終面臨被關(guān)閉的命運(yùn)，無(wú)人管理和維修使阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡慢慢銹化?，F(xiàn)在，它成了一個(gè)巨大的垃圾堆。

雖然南仁東在2017年因病去世，但是這份偉業(yè)仍在繼續(xù)。在深山幽谷中，在與家人分居兩地，連手機(jī)信號(hào)都沒(méi)有的與世隔絕的環(huán)境里，一群年輕人仍然像南仁東一樣，與時(shí)間賽跑，不停地試驗(yàn)、調(diào)試，再試驗(yàn)、再調(diào)試……為的是讓FAST成為一臺(tái)“好用的望遠(yuǎn)鏡”。

毫無(wú)疑問(wèn)，F(xiàn)AST的研制和建設(shè)，飽含著中國(guó)人對(duì)探索宇宙新知的向往。宇宙從哪里來(lái)，我們又將到哪里去……這一切都值得我們?nèi)ヌ剿餮芯俊?/p>