文/劉馳
2016年9月25日,中國西南,苗嶺深處,500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(簡稱FAST)落成并正式啟用?!疤煅邸北犙?,中國又添一件大國重器,傲視太空,深探蒼穹。
然而,就在“天眼”睜眼的10天以前,制造它的主人,被世人喻為“天眼之父”的南仁東卻永遠(yuǎn)地閉上了眼睛。 時年72歲的南仁東,生命在欣慰與遺憾中戛然而止,留在中國大地上的是世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡。
可能你并不知道什么是“天眼”,也并不知道南仁東這個人。
“天眼”是什么?
它是我國自主知識產(chǎn)權(quán)的作品,是世界上最大最靈敏的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡。它擁有500米的口徑,相當(dāng)于30個足球場的接收面積。外形就像一口特大號的“鍋”,但你別小看我們國家這口“鍋”,如果在國際上做一個橫向比較,F(xiàn)AST與號稱“地面最大的機(jī)器”的德國波恩100米望遠(yuǎn)鏡相比,靈敏度提高約10倍,比排在“阿波羅”登月之前、被評為人類20世紀(jì)十大工程之首的美國“阿雷西博”305米望遠(yuǎn)鏡,綜合性能提高約10倍。它能接收到1351光年外的電磁信號,未來甚至能捕捉外星生命信號!就是這項工程,讓外國所有的天文學(xué)家望塵莫及。
而制造“天眼”的主人,就是南仁東,他讓中國成為了世界上看得最遠(yuǎn)的國家。
凡是制造傳奇事物的,其本身也是一個傳奇。
南仁東,1945年出生在吉林省遼源市龍山區(qū),這個瘦小調(diào)皮的倔老頭,一生極富傳奇。1963年,南仁東以高考平均98.6分(百分制)的優(yōu)異成績成為“吉林省理科狀元”,并考入清華大學(xué)無線電系,是當(dāng)?shù)?0年間唯一考入清華大學(xué)的高材生,是一枚妥妥的“學(xué)霸”。
但他并不是一個只讀死書的人,不僅不局限于一種文化知識,還有各種興趣愛好。旅游、畫畫、物理、數(shù)學(xué),他愛這個世界所有未知的東西。
他經(jīng)歷“文革”動亂,從清華大學(xué)無線電系畢業(yè)后,在東北的一個無線電廠一干就是10年。
根據(jù)他的老友,F(xiàn)AST工程顧問、高級工程師斯可克回憶,畢業(yè)后,他倆在吉林通化無線電廠開模具,南仁東從沖壓、鈑金、電鍍等“粗活”到土建、水利樣樣都學(xué),更帶領(lǐng)技術(shù)員們生產(chǎn)出中國第一代電子計算器。
但在選擇碩士專業(yè)的時候,南仁東卻不按常理出牌,他考取的是中國科學(xué)院的天文學(xué)研究生,跨入了與此前專業(yè)差異很大的天文領(lǐng)域,并“一發(fā)不可收拾”。
當(dāng)天才專注的時候,沒人能趕超他的步伐。
改革開放后,他作為中國天文臺的專家曾在國外著名大學(xué)當(dāng)過客座教授,做過訪問學(xué)者,還參加過10國大射電望遠(yuǎn)鏡計劃。
1984年,他主持完成歐洲及全球10余次觀測,成為全世界最頂尖的天文科學(xué)家之一。所有人都期待著他再次大顯身手,但他此時,卻選擇了回國,放棄薪水比國內(nèi)高300多倍的工資,就任中國科學(xué)院北京天文臺副臺長。
南仁東說:“在我眼中,知識沒有國界,但國家,要有知識。”
在無窮宇宙之邊際的探索中,射電望遠(yuǎn)鏡功不可沒。20世紀(jì)60年代四大天文發(fā)現(xiàn)——宇宙微波背景輻射、類星體、脈沖星和星際分子,它們?yōu)榇蟊ㄓ钪嬲撎峁┲С?,有助于進(jìn)一步了解宇宙的物理本質(zhì)和更深入了解宇宙間生命發(fā)生的適宜條件,而這些都是利用射電望遠(yuǎn)鏡才得以進(jìn)行觀測的。
“感官安寧,萬籟無聲。美麗的宇宙太空以它的神秘和絢麗,召喚我們踏過平庸,進(jìn)入它無垠的廣袤?!蹦先蕱|以這句話表達(dá)了他對星空的追求?!皠e人都有自己的大設(shè)備,我們沒有,我挺想試一試。”
1993年,在日本東京召開的國際無線電科學(xué)聯(lián)盟大會上,科學(xué)家希望在全球電波環(huán)境惡化到不可收拾之前,建造新一代射電“大望遠(yuǎn)鏡”。
時任中國科學(xué)院北京天文臺副臺長的南仁東一把推開吳盛殷的門(吳盛殷代表中國參會),說了句:“咱們也建一個吧。”從此,“南仁東”這三個字,與這個FAST射電望遠(yuǎn)鏡密不可分。
當(dāng)時,我國最大的射電望遠(yuǎn)鏡口徑只有30米,從30米到500米,這是個太大膽的設(shè)想,看好的人寥寥無幾——建設(shè)這樣大口徑的射電望遠(yuǎn)鏡已不僅是一個嚴(yán)密的科學(xué)工程,還是一個難度巨大的建設(shè)工程,涉及天文學(xué)、力學(xué)、機(jī)械工程、結(jié)構(gòu)工程、電子學(xué)、測量與控制工程,甚至巖土工程等各個領(lǐng)域,且工程從紙面設(shè)計到實際建造和運(yùn)行,有著十萬八千里的距離。是否有合適的地方?施工難度怎么克服?這是當(dāng)時人們最為普遍的質(zhì)疑。但南仁東認(rèn)準(zhǔn)了這件事。
從1994到2006年的10多年間,世界上多了一位名叫南仁東的“勘探者”和“推銷員”。
尋找一個又圓又大的“坑”,是建造前提。為了選址,南仁東帶著300多幅衛(wèi)星遙感圖,跋涉在中國西南的大山里。他要尋找當(dāng)?shù)氐母C凼——幾百米的山谷被四面的山體圍繞,正好擋住外面的電磁波。他帶人走進(jìn)貴州山區(qū),看了好幾百個“坑”,有的荒山野嶺連條小路也沒有,當(dāng)?shù)剞r(nóng)民走著都費(fèi)勁。直到有一天,踏上大窩凼。這是一大片漏斗天坑群,像天然的巨碗。四周的青山環(huán)抱著一片洼地,山上郁郁蔥蔥,幾排灰瓦的木屋陳列其中,雞犬之聲不絕于耳。南仁東站在窩凼中間,興奮地說:“這里好圓。應(yīng)該就是這里了?!?/p>
訪山歸來,南仁東心里有了底,正式提出利用喀斯特洼地建設(shè)射電望遠(yuǎn)鏡的設(shè)想。
但他知道,這種大工程的立項非常艱難。不立項就沒有錢,沒有錢就沒有團(tuán)隊。初期勘探結(jié)束后,大多數(shù)人都回到了原先的工作崗位,只有南仁東滿中國跑,尋求合作單位。天文臺沒錢,他出差就坐火車,從南到北,又從東到西。他的立項申請書上最后出現(xiàn)了20多個合作單位,大概有3厘米厚。他還設(shè)法多參加國家會議,逢人就推銷項目,“我開始拍全世界的馬屁,讓全世界來支持我們?!苯?jīng)歷了最艱難的10多年,F(xiàn)AST項目逐漸有了名氣。
2006年,立項申請書終于提交。在最后的國際評審中,南仁東用英語發(fā)言,提前把整篇稿子背下來。評審最后,國際專家開玩笑:“英文不好不壞,別的沒說清楚,但要什么說得特別明白?!?/p>
2007年,國家批復(fù)FAST立項。2011年3月,村民搬遷完畢,F(xiàn)AST工程正式動工建設(shè)。開工那天,南仁東在洼地上,默默看著工人們砍樹平地,他對身旁的工作人員說:“造不好,怎么對得起人家?”“國家投了那么多錢,國際上又有人說你在吹牛皮,我就得負(fù)點責(zé)任?!边@樣的話常掛在南仁東嘴邊。
關(guān)鍵技術(shù)無先例可循,關(guān)鍵材料急需攻關(guān),核心技術(shù)遭遇封鎖……從預(yù)研到建成的22年時間里,南仁東帶領(lǐng)老中青三代科技工作者克服了不可想象的困難,實現(xiàn)了由跟蹤模仿到集成創(chuàng)新的跨越。
在長達(dá)22年的預(yù)研究和建設(shè)過程中,南仁東主持FAST科學(xué)目標(biāo),指導(dǎo)各項關(guān)鍵技術(shù)的研究及模型試驗,實現(xiàn)了三項自主創(chuàng)新:利用貴州天然的喀斯特洼坑作為臺址;洼坑內(nèi)鋪設(shè)數(shù)千塊單元組成500米口徑球冠狀主動反射面;采用輕型索拖動機(jī)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)器人,實現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡接收機(jī)的高精度定位。
突破了一系列技術(shù)難題,發(fā)明了500MPa耐疲勞拉索,突破了高效握拔力錨固技術(shù)、大跨度索網(wǎng)安裝和精度控制等難題,提出通過“水環(huán)”和運(yùn)動配重擴(kuò)大焦艙的運(yùn)動空間同時增加系統(tǒng)阻尼的設(shè)計。
多年來,F(xiàn)AST項目成為享譽(yù)世界的超級大工程,其創(chuàng)新技術(shù)得到了各方認(rèn)可,獲得了各種獎勵,如創(chuàng)新的索網(wǎng)技術(shù)成果獲2015年鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎特等獎、2016年廣西技術(shù)發(fā)明一等獎和2016年北京市科學(xué)技術(shù)獎一等獎。但屬于南仁東個人的榮譽(yù)卻只有“CCTV2016年度科技創(chuàng)新人物”“2016中國科學(xué)年度新聞人物”“2017年全國創(chuàng)新爭先獎?wù)隆绷攘葞醉棥?/p>
他對名利淡漠,卻對現(xiàn)場的工人和貧困地區(qū)的孩子十分上心。他曾給來自云南的工人買運(yùn)動服,還常帶些瓜果與工人們分享。
南仁東看到了當(dāng)?shù)厝松畹钠D苦,了解當(dāng)?shù)匦『⒆由蠈W(xué)的不易,于是他出資捐助10余位兒童上學(xué)。時至今日,仍有受資助的學(xué)生給他寫信。
2016年9月25日,F(xiàn)AST竣工進(jìn)入試調(diào)試階段。值得注意的是,“中國天眼”一開機(jī)就收到了來自宇宙空間的強(qiáng)烈電磁波,并收到1351光年外的一顆脈沖星的電磁信號。幾乎沒有懸念,“中國天眼”FAST的成功“首秀”,又一次讓中國科學(xué)界站到全世界面前。而在這10天前,他的制造者,卻永遠(yuǎn)地閉上了雙眼。
古有十年磨一劍,今有南仁東二十二年“鑄天鏡”。雖斯人已去,但“天眼”永存。在“天眼”默默探索無盡蒼穹之時,人們不禁感嘆:偉者,南仁東,壯哉,我中華。