2021年3月31日零點起,被稱為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)面向全球科學家開放。這一具有自主知識產權,世界上最大、最靈敏的單口徑射電望遠鏡,主要任務是觀測脈沖星并收集相關數(shù)據(jù),這對于探索未知宇宙與生命的起源,具有重要意義?!爸袊煅邸钡慕ǔ?,與已故的“人民科學家”南仁東的努力,密不可分。他將一個樸素的想法變成了國之重器。
北京時間2017年9月15日23點23分,中國著名天文學家、國家重大科技基礎設施建設項目——500米口徑球面射電望遠鏡工程總工程師兼首席科學家南仁東因病逝世,享年72歲。
最懂“天眼”的人,走了。
南仁東1945年出生于吉林省遼源市。據(jù)他少年時的伙伴回憶,南仁東從小就對星星感興趣。上地理課的時候,南仁東還關心過:“南半球看到的星星是不是跟我們看到的一樣?”
高二的時候,南仁東接觸到了更多的天文知識。他訂閱了《每月一星》雜志,每期必讀。高考時,他以吉林省理科狀元的身份被清華大學錄取。
1956年,國家制定的《十二年科學技術發(fā)展遠景規(guī)劃》中提出,要集中力量發(fā)展電子技術、自動化技術、半導體技術、噴氣技術和核技術。本來報考清華大學建筑系的南仁東,雖然成績高出錄取線50多分,但是最終被無線電專業(yè)錄取。
南仁東做工程師的父親也打趣道:“國家少一個建筑師,多一個無線電科學家,不是更好嗎?”
中國“天眼”位于貴州省平塘縣克度鎮(zhèn)綠水村然路組的大窩凼(dàng),它還有另外一個名字—FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope)。FAST具有中國獨立自主知識產權,是世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。它可以幫助人類獲得觀測脈沖星、中性氫、黑洞等宇宙形成時期的信息,捕捉外星生命的信號,還將為世界天文學新發(fā)現(xiàn)提供重要機遇。
“天眼”的背后,是南仁東用22年的時光,將世界上獨一無二的“中國天眼”,變成國之重器。他去世之后,先后被授予“人民科學家”“時代楷模”“最美奮斗者”等榮譽稱號。
2012年8月31日,F(xiàn)AST臺址開挖現(xiàn)場,南仁東與施工人員交流。圖源|國家天文臺
1993年,國際無線電科學聯(lián)盟大會在日本東京召開。會上,科學家提出希望在全球電波環(huán)境繼續(xù)惡化前,建造新一代射電望遠鏡,接收更多來自外太空的訊息。南仁東跟同事說:“咱們也建一個吧?!?/p>
上世紀90年代初,中國最大的射電望遠鏡口徑不到30米。幾個重大的全球望遠鏡計劃都不帶中國人參與。所以,關于這個提議,沒有多少人看好。
建在哪兒?怎么建?能不能建?都是未知數(shù)。
南仁東骨子里不服輸。中國為什么不能?此后的24年,南仁東心無旁騖: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……
“這20多年,南老師沒干別的?!蹦先蕱|的學生甘恒謙說。
貴州喀斯特地貌中的坑洼,是FAST天然的選址候選目標。為給FAST選個好臺址,南仁東拿上行李便跳上了從北京到貴州的火車。為了尋找適合建造望遠鏡的地點,南仁東化身“徐霞客”,帶著團隊不辭勞苦徒步進入貴州深林,考察當?shù)氐匦蔚孛病H狈ο冗M技術手段進行實地考察,南仁東用“一個個找、一個個數(shù)”的笨方法,尋找最佳選址。1994年到2005年的10多年間,這位“勘探者”走過了貴州的一座又一座大山。他帶著300多幅衛(wèi)星遙感圖,奔走在荒山野嶺、大山深處,踏勘上百個窩凼,對比了1000多個洼地。
為了選出性價比最高的臺址,盡可能降低FAST工程的造價,南仁東帶著300多幅衛(wèi)星遙感圖,幾乎踏遍了貴州大山里所有的洼地。一些從未有人踏足的荒野,南仁東去了!幾十個大大小小的村寨,南仁東去了!一些當?shù)厝俗咧假M勁的山路,南仁東也去了!
野外選址充滿著危險。有一次,南仁東下大窩凼時,瓢潑大雨從天而降,因為路滑,南仁東從山上滾了下來,幸虧有兩棵樹擋住才免于跌入洼底。后來,他發(fā)現(xiàn)腳上的鞋竟然裂開了一道5厘米長的口子。其他人看得目瞪口呆,嚇出一身冷汗,可是他卻一笑而過。
南仁東最終相中了最圓的那個大坑——貴州平塘縣的大窩凼。之后,他正式提出利用喀斯特地形建造大型射電望遠鏡的設想。
工程立項之前,南仁東經常需要在短時間內撰寫幾千字的項目介紹。在辦公室工作到凌晨是經常的事,因為每一句他都要與同事細細斟酌。他怕,怕有任何疏漏,因為一旦疏漏就可能會對FAST立項帶來不可逆轉的負面影響。
南仁東的助理姜鵬說:“自從認識他以來,沒見過他為任何事情低過頭。但他卻說,他低過頭,就是為了FAST立項?!?/p>
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)!”
2007年,F(xiàn)AST正式立項,成為中國“十一五”重大科學工程。
看了這幅衛(wèi)星圖,你就能理解當初南仁東老師和團隊選址時經歷的困難了。從300多個備選洼地中選出30多個進行實地考察,最終選定了“大窩凼”!來源|科普中國衛(wèi)星圖
FAST是一個涉及領域極其寬泛的大科學工程,從天文學、力學、機械工程、結構工程,到電子學、測量與控制、巖土……
在FAST項目里,有人不懂天文,有人不懂力學,有人不懂無線電,但姜鵬說:“偏偏南老師幾乎都懂。”
南仁東曾在吉林通化無線電廠工作過一段時間。那時候,他學會了沖壓、鈑金、熱處理、電鍍、土建、水利等技術與知識,甚至還帶領工廠的技術員與吉林大學合作,生產出了中國第一代電子計算器。
很多人說他是“天才”。但在一次跟FAST工程副經理張蜀新的聊天中,他說:“你以為我是天生什么都懂嗎?其實我每天都在學。”
FAST核心技術無例可循,關鍵材料亟須攻關,施工環(huán)境異常復雜,面對如此艱巨的工程,南仁東說:“這是一件沒有退路的事情,我不敢有半點疏忽,項目做不好沒辦法交代?!?/p>
審核危巖和崩塌體治理、支護方案時,南仁東還不懂巖土工程,他用了一個月時間認真學習與研究相關知識,之后對每一張圖紙都仔細審核、反復計算。2013年12月,他拿著樣沖、錘子,講解提高預埋螺栓定位精度、準確標記預埋螺栓端面中心的方法,他的鉗工操作動作被FAST工程饋源支撐系統(tǒng)高級工程師楊清閣評價為“規(guī)范而專業(yè)”。
南仁東學識淵博是出了名的。他曾經標出了水窖設計圖紙上的錯誤,并打回了施工方的方案,讓施工方驚訝:這個搞天文的科學家怎么還懂土建?他還曾在一次人才招聘中,先后用俄語與日語提問,讓對方目瞪口呆。熟悉南仁東的人都知道,他對繪畫詩書、服飾美學等都頗有研究。張蜀新說:“老爺子的審美很好,你看FAST多漂亮?!?/p>
學生岳友嶺曾見過南仁東50×60厘米的設計圖,“能看出來是專業(yè)水準”。“南老師在美學層面造詣比較深,我們FAST的徽標,是南老師自己設計的,南老師的幻燈片配色,也都是自己調出來的?!痹烙褞X說。
將FAST扛到肩膀上后,南仁東變得越發(fā)忙碌,而且一忙就是20多年。
他說話越來越開門見山——他要為建設FAST積攢時間。平時沒事找他“嘮嗑”,恕他不奉陪。這一切的一切,源自他作為一名科技工作人員嚴謹?shù)膽B(tài)度和對于祖國的熱愛?!皠e人都有自己的大設備,我們中國沒有,我挺想試一試?!蹦先蕱|生前接受采訪時說。
有那么幾年,為FAST籌集項目經費,南仁東見縫插針地“推銷”自己的FAST項目。“我開始拍全世界的馬屁,讓全世界來支持我們?!彼@樣自我調侃。
大窩凼附近所有的山頭,都留下過南仁東的足跡。以前哪里有水井、哪里種著什么樹,凼底住著哪幾戶人家,他都清楚地記得。他戴著印有自己名字的藍色頭盔穿梭于項目工地,周圍的村民都認識他。
野外選址充滿著危險。有一次,南仁東下大窩凼時,瓢潑大雨從天而降,因為路滑,南仁東從山上滾了下來,幸虧有兩棵樹擋住才免于跌入洼底。后來,他發(fā)現(xiàn)腳上的鞋竟然裂開了一道5厘米長的口子。其他人看得目瞪口呆,嚇出一身冷汗,可是他卻一笑而過。
“FAST立項后,南仁東多次和我提到自己肩上擔子的重量,說不敢有半點疏忽?!蹦先蕱|的老同學、FAST工程顧問、高級工程師斯可克回憶道。所以,即使到了古稀之年,南仁東依然會為了一個地鉚項目的誤差,放下筷子就往工地跑,生怕技術人員的測量出現(xiàn)問題。
雖然身為項目總工程師兼首席科學家,但是在施工現(xiàn)場,南仁東經常親力親為,能上鋼架去擰螺絲,能拿扁鏟去削平鋼材,能在高空梁上打孔套絲,也能看示波器調整設備。南仁東說:“我不是一個戰(zhàn)略大師,我是一個戰(zhàn)術型的老工人?!?016年9月,“天眼”竣工。在“天眼”竣工儀式上,播放了一段歷時20余年的工程宣傳片。大家注意到,南仁東頭上的青絲,逐漸變成了白發(fā)。
2015年,南仁東因肺癌動了第一次手術。之后,他住到郊外靜養(yǎng)身體。他的學生、國家天文臺研究員蘇彥前來探望時,對老師說,他終于可以過幾天清閑日子了。南仁東沒有接話。過了好一會兒,他說:“像坐牢一樣。”
南仁東總是說,人是要做一點事情的。但他不是院士,也沒獲過大獎。他淡泊名利,因為他的夢想并不是自己的功成名就,而是,F(xiàn)AST。
無論是同事還是學生,都說南仁東20多年只做了一件事——讓FAST項目落地。正是他帶領老中青三代科技工作者克服難以想象的困難,最終將夢想變成了現(xiàn)實。這時的南仁東,心里又描繪了更加宏偉的藍圖。他說,F(xiàn)AST是中國天文從追趕到超越的一次嘗試,而FAST的建成只是嘗試的起步階段。FAST的終極目標,是改變人類的宇宙觀。
南仁東說,建造“中國天眼”不是為了個人,而是為了整個射電天文界,尤其是為了年輕的研究生、博士后以及下一代的天文學者。通過FAST工程的實施,南仁東培養(yǎng)了一支優(yōu)秀的研究隊伍。他身上團結協(xié)作、無私奉獻的精神,時刻激勵著大家前進。
令人痛惜的是,南仁東讓中國睜開了“天眼”,而他卻因肺癌突然惡化,于2017年9月15日逝世,年僅72歲。25天之后,中國科學院發(fā)布了“天眼”的首批成果:射電望遠鏡首次發(fā)現(xiàn)脈沖星,探測到數(shù)十個優(yōu)質脈沖星候選體,其中兩顆通過國際認證。為了紀念南仁東的貢獻,中科院國家天文臺宣布,將國際永久編號為79694的小行星正式命名為“南仁東星”。
南仁東
天文學家,“中國天眼”的主要發(fā)起者和奠基人
語錄:
“你以為我是天生什么都懂嗎?其實我每天都在學?!?/p>
◎ 來源|綜合人民畫報、中國科學家