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        南仁東 畢生心血筑“天眼”

        2019-09-10 07:22:44
        科學大觀園 2019年20期
        關鍵詞:南仁東天眼射電

        ?南仁東終使“中國天眼”佇立在中國西南,人生只為一事來,歷經8000多個殫精竭慮的日子與近百次失敗,? 南仁東身上蘊藏著中國知識分子深厚的家國情懷。

        1993年,獲悉科學家們在日本東京的國際無線電科學聯(lián)盟大會上提出,要在全球電波環(huán)境繼續(xù)惡化之前,接收更多來自外太空的信息,建造新一代射電“大望遠鏡”時,南仁東做出“咱們也建一個”的決定,這讓“南仁東”這三個字,從此與FAST這個射電望遠鏡密不可分。

        隨意翻開一本世界科技史著作,射電天文學都是20世紀科技進展中頗為重要的章節(jié)之一。在這些窮宇宙之邊際的探索中,射電望遠鏡功不可沒。自那以后,世界各國開始建造更大口徑、更靈敏的射電望遠鏡來破解更多來自宇宙的秘密。

        作為一名天文學家,南仁東不可能不知曉這段天文史。正因如此,24年前,時任中國科學院北京天文臺副臺長的南仁東,便敏銳地抓住了契機,提出:“在中國境內建造直徑500米、世界最大的單口徑射電望遠鏡。”

        當時,我國最大的射電望遠鏡口徑只有30米,從30米到500米,這是個太大膽的設想,看好的人寥寥無幾——建設這樣大口徑的射電望遠鏡已不僅是一個嚴密的科學工程,還是一個難度巨大的建設工程,涉及天文學、力學、機械工程、結構工程、電子學、測量與控制工程,甚至巖土工程等各個領域,且工程從紙面設計到實際建造和運行,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?”這是當時人們最為普遍的質疑。但南仁東認準了這件事。從1994年開始,年近50歲的南仁東開始主持國際大射電望遠鏡計劃的中國推進工作。他大膽提出,利用我國貴州省的喀斯特洼地作為望遠鏡臺址,建設巨型球面望遠鏡作為國際平方公里陣列射電望遠鏡(SKA)的單元,并立即啟動貴州選址工作。

        “為了選址,南老師當時幾乎踏遍了那里的所有洼地?!蹦先蕱|的學生、FAST工程接收機與終端系統(tǒng)高級工程師甘恒謙回憶,當時,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,“有的荒山野嶺連條小路也沒有,當?shù)剞r民走著都費勁”。

        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射電望遠鏡的設想。經過多年的論證,2007年7月,F(xiàn)AST作為“十一五”重大科學裝置正式被國家批準立項。

        2016年9月25日,500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)竣工,最終建成的FAST擁有500米的口徑、相當于30個足球場的接收面積。如果在國際上做一個橫向比較,F(xiàn)AST與號稱“地面最大的機器”的德國波恩100米望遠鏡相比,靈敏度提高約10倍;比排在“阿波羅”登月之前、被評為人類20世紀十大工程之首的美國“阿雷西博”305米望遠鏡,綜合性能提高約10倍。這個世界第一大單口徑射電望遠鏡,可以觀測脈沖星、中性氫、黑洞等這些宇宙形成時期的信息,以及捕捉來自外星生命的信號。

        從1994年開始主持FAST項目的選址、立項、可行性研究及初步設計,主編科學目標,指導各項關鍵技術的研究及其模型試驗,歷經22年,南仁東帶領團隊最終建成了“中國天眼”。“南老師這20多年只做了這一件事。”他的同事和學生們說。在這8000多個殫精竭慮的日子里,南仁東帶領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1995到2006年的10多年間,世界上多了一位名為南仁東的“推銷員”。為了尋求技術上的合作,他坐著火車從哈工大到同濟,再從同濟到西安電子科技大學。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?!苯洑v了最艱難的10多年,F(xiàn)AST 項目逐漸有了名氣。由于他在甚長基線干涉測量VLBI 領域的工作顯示度,2006年,南仁東本人不在場的情況下,被國際天文學會射電天文分部選為主席。“我也莫名其妙?!蓖瑫r,跟各大院校合作的技術也有了突破進展,這給了他底氣。

        2006年,開了一次科學院院長會議,聽取各個“十一五”大科學工程的立項申請匯報,路甬祥院長點評的話音剛落,南仁東就說:“您說完了,我能不能說兩句?”。

        他說:“第一,我們干了10年,沒有名分,我們要名分,F(xiàn)AST到底是怎么回事兒,有沒有可能立項?這么多人,20多個大專院校、科研院所?!薄懊貢L,給個小名分。但啟動立項進程之前,必須有國際評審會。”路院長指示。

        “第二,我們身無分文,別人搞大科學工程預研究,上千萬、上億,我們囊空如洗?!?/p>

        “計劃局,那就給他們點錢。”路院長樂啦。

        南仁東以為沒有希望了,慢慢走回自己的辦公室。正掏鑰匙開門的時候,電話響了,是張杰院士。他說:“南老師,你別有挫折感,院長對誰都很嚴厲,對你是最客氣的,你今天得到的比別人都多?!?/p>

        果然如此。度過了舉步維艱的最初10年,F(xiàn)AST項目漸漸有了名氣,跟各大院校合作的技術也有了突破性進展。2006年,立項建議書最終提交了。在最后的國際評審中,他用英文發(fā)言,提前把整篇稿子背下來了。2006年,立項建議書最終提交。通過最后的國際評審時,專家委員會主席沖上前緊緊握住南仁東的手:“You did it(你做成了)!”

        從2011年開工令下達起,在5年半的工程建設過程中,先后有150多家國內企業(yè)、20余家科研單位、數(shù)千人的施工隊伍相繼投入FAST建設,這么大的射電望遠鏡建設,關鍵技術無先例可循、關鍵材料急需攻關、現(xiàn)場施工環(huán)境非常復雜,工程的艱難程度遠超出想象??上攵?,南仁東肩上的擔子,壓得很重。

        在2010年,F(xiàn)AST曾遇到建造以來的一場近乎災難性的風險。據(jù)FAST工程調試組組長、研究員姜鵬回憶,2010年,他們對買自知名企業(yè)的10余根鋼索結構進行疲勞試驗,結果全部以失敗告終,沒有一例能滿足FAST的使用要求。當時,臺址開挖工程已經開始,設備基礎工程迫在眉睫,可由于購買的材料達不到工程要求,反射面的結構形式遲遲定不下來。

        為了解決這個問題,南仁東提出用彈簧作為彈性變形的載體,來解決鋼索疲勞問題。然而,用彈簧仍然是行不通的。在姜鵬最后一次向南仁東論述了彈簧方案不可行之后,他清晰地記得,空曠的會議室里,南仁東背著手站在黑板前,盯著那草圖,“像一個無助的孩子。”姜鵬說:“我當時很難理解,這樣的大科學家也會手足無措?!钡芸炀兔靼啄先蕱|的壓力之大?!八麑嬍畴y安,天天與我們技術人員溝通,想方設法在工藝、材料等方面尋找解決途徑,他背負的責任太重了”。

        盡管失敗帶來了打擊,但放棄卻絕不是科學家的選擇?!霸觳缓?,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,我就得負點責任?!边@樣的話掛在南仁東嘴邊。經歷了近百次失敗,最終,研制出滿足FAST要求的鋼索結構,讓FAST渡過了難關。

        在這8000多個殫精竭慮的日子里,南仁東帶領老中青三代科技工作者克服了不可想象的困難?!澳侠蠋熗苿恿耸澜绐氁粺o二的項目。”FAST項目副總工程師李菂說,“他的執(zhí)著和直率最讓人佩服。”

        2017年5月,南仁東去美國前,正在貴州調試望遠鏡的中科院國家天文臺研究員、FAST工程調試組組長姜鵬給南仁東去了一通電話。

        大致匯報工作后,姜鵬問他:“老爺子,聽說你要去美國?”

        “是的?!蹦先蕱|用低沉的聲音回答。

        然后,在片刻的沉默后,南仁東突然一反常態(tài)地問:“你有時間回來嗎?”

        姜鵬有點意外,因為南仁東從不會這樣問他。兩人平時直來直去慣了,從2009年到南仁東那里面試開始,兩人之間從來就是這樣“肆無忌憚”的。所以他只是直率地回答:“FAST這邊事兒太多了,我可能回不去?!?/p>

        沒想到,這句話成了扎在姜鵬心上的一根刺。他沒能在南仁東出國之前見上他一面。這樣的結局是姜鵬不曾料到的,這樣的結局,也喚起了他記憶的潮水。

        幾年前,F(xiàn)AST項目組遇到一次比較大的變動,南仁東把他叫到辦公室,問道:“姜鵬,你說你一個剛畢業(yè)兩年的小屁孩,我能完全相信你嗎?”姜鵬思考了半晌,非常認真地說:“南老師,我覺得你可以信任我?!?/p>

        這個回答讓南仁東有些措手不及,但眼前這個不按套路出牌的年輕人,還是成了他的助理。也因為這樣的關系,姜鵬慢慢接觸到了南仁東的內心:“他的人生充斥的是調皮、義氣,甚至有些搗蛋。我太喜歡了,我甚至嫉妒他具有傳奇色彩的人生經歷?!?/p>

        南仁東離世之后,姜鵬打開了南仁東給他的最后一封郵件,回信寫道:“老爺子,咱們還能聊聊嗎?怎么感覺我的心情糟透了呢?”

        姜鵬不知道南仁東在“那邊”是否收到這封信。他只知道,他再也不可能收到任何回復了。南仁東不在乎稱謂,經常讓大家喊他“老南”。大家雖然誰也沒有當面喊過,但私下常喊他老爺子。平時他非常注意穿著,但也愛喝可樂,用FAST工程饋源支撐系統(tǒng)副總工潘高峰的話說,他是一個“經常往西裝口袋里裝餅干,而又忘記拿出來的隨性老頭兒”。

        2015年,南仁東查出了肺癌,術后他說話的聲音沙啞了,但他看得開,也很從容,經常拿著登山杖走路鍛煉,對工作依然熱情如故。

        “他沒有用語言教導過我要正直、善良、面對疾病要樂觀,也沒有用語言教導過我工作要執(zhí)著、兢兢業(yè)業(yè)、精益求精,更沒有用語言教導過我要無私奉獻、淡泊名利?!盕AST工程饋源支撐系統(tǒng)高工楊清閣說,“但他,行勝于言。”

        來源|光明網

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