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新时代最可爱的人,夜空中最闪亮的星

时间:2024-05-25

○柏 青

在贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县大窝凼的喀斯特洼坑中,坐落着目前地球上口径最大、最先进、最灵活并拥有自主产权的射电望远镜——“中国天眼”,简称“FAST”。它由4450 个反射单元组成半球状反射面,单口径达500 米,综合性能比世界上第二大的美国阿雷西博射电望远镜提高约10 倍。从理论上说,“中国天眼”能接收到137 亿光年以外的电磁信号,这个距离已经接近目前人类可探索的宇宙边缘。这个世界级的大项目从提出、设计到建成历时20 多年,有一位科学家为此奉献了自己的一生,并因此被称为“中国天眼之父”,他叫南仁东。

1945 年,南仁东出生在吉林省辽源市龙山区。小时候他的家境一般,父亲由于工作长期在野外奔波,所以他和家人就经常寄居在外婆家里。18 岁那年,他参加了高考,分数比录取线高了50 多分,如愿以偿考入了清华大学,并且成为当年吉林省的理科状元。

由于成绩很优秀,南仁东被调剂到无线电系,因为国家需要这方面的人才。但他本人因酷爱美术而想上建筑系,故一度很郁闷,一赌气跑回家跟父亲说想要放弃。身为工程师的父亲把他斥责了一番,并最终说服他坚持完成自己的学业。在清华读书期间,周恩来总理曾到学校视察并会见学生代表,南仁东便是其中之一。他还因为成绩优秀被周总理点名要求发言,这让他激动了一辈子,也激励了他一辈子。

1978 年,南仁东考取了中国科学院的研究生,并先后获得理学硕士和博士学位。1993 年,国际无线电科学联盟(URSI)第二十四届大会在东京召开。当时的科学家们讨论,由于地球上无线电的大量使用,越来越多的电波干扰了外太空信号的接收,再这么下去,人类会被自己发出的无线电波封锁在地球里,无法对浩瀚宇宙做更深入的探索。于是他们提出,要抓紧建造新一代功能超强的大射电望远镜。

天文学是人类最古老的自然科学,对人类社会进步的影响超出了很多人的认知。如果说人类天文学可分为三大时代,用眼观天的第一时代,用光学望远镜观天的第二时代,那么用射电望远镜观天就是第三时代。

当时,中国最大的射电望远镜口径只有25 米。而美国于1974 年扩建的阿雷西博射电望远镜直径是305 米,德国于1972年建成的埃菲尔斯伯格射电望远镜,其抛物面天线直径达到100 米。就连澳大利亚、荷兰、日本、印度等国,在射电天文方面的声音也都比中国响。

“看到别的国家都有自己的大设备,但我们国家没有,我挺想试一试。”时任中国科学院北京天文台副台长的南仁东和几位同仁说:“咱们也建一个吧。”就是从这样一句话开始,48 岁的南仁东把自己与“中国天眼”牢牢地绑在了一起。1994 年7 月,500 米口径球面射电望远镜(FAST)工程概念提出。

为了选出合适的FAST 台址,南仁东把目光瞄向了西南地区,因为那里是喀斯特地貌,一些地表特征符合大口径射电望远镜的安放要求。于是,从1994 年开始,从北京到贵州的火车上,就经常会出现一个小个头、戴着眼镜、留着八字胡的乘客。这一奔波就是12 年,南仁东和他的团队,先后在贵州的大山里筛选出了391 个比较合适的洼地。此后又经过一个个剔除,最终确定了平塘县克度镇大窝凼这个独一无二的洼地。

2007 年,FAST 正式立项,南仁东的眉头似乎皱得更紧了。在FAST 馈源舱系统负责人姚蕊和南仁东的学生孙京海的印象中,他总是窝在椅子上,盯着电脑屏幕,抽着烟,长时间保持沉思的姿势。“他总是说,FAST 寿命有30 年,相当于使用1 天国家要投入11 万,如因为工作失误,停用一天,损失11 万。这个担子一直压在心上。”FAST顾问斯可克谈道,“他为这个项目起名叫FAST,就是希望这个项目一定要快一点!再快一点!让中国快一点探索宇宙!”

但FAST 是一个庞大的工程,涉及天文学、力学、机械工程和岩土工程等各个领域,每一个领域几乎都是开创性的工作。没有任何经验可以借鉴,很多关键技术只能一边摸索,一边自主创新。

比如,FAST 有一个关键技术“索网”。射电望远镜要依靠索网的柔性伸缩来调整反射面,对钢索的抗疲劳标准要求是500兆帕,而当时国内外的钢索都达不到这个标准,普通标准只有250 兆帕。于是,南仁东带领大家从基础材料开始试验。面对一次又一次的失败,他就一句话:“我们没有退路,必须再做!”两年间,试验重复了无数次,终于把这个问题给解决了。

作为FAST 项目首席科学家和总工程师,南仁东始终亲力亲为,奋斗在工作的前线,为工程的顺利完成作出了卓越贡献。他曾经说过:“FAST 如果有一点瑕疵,我们对不起国家。一项关键技术突破不是我个人的成绩,它是一大群人拼搏和努力的结果。”怕“对不起国家”,这或许是支持南仁东挺过所有争议、困难的最大动力。

2015 年,天眼的索网终于胜利地完成了合龙。也就是在那一年,南仁东被确诊为肺癌晚期。没有人知道,他是在北京哪家医院做的手术。工地上的所有人众口一词:南老去北京开会了,每天都还在邮件指挥呢。半年后,南仁东回到了工地上,并一如既往地玩命工作,他要亲眼见证这个伟大的科学工程落成。

2016 年9 月25 日,“中国天眼”几乎是突然出现在中国媒体上,并立刻成为世界关注的焦点。这一天,“中国天眼”落成启用。2017 年10 月,“中国天眼”首次发现6颗脉冲星。遗憾的是,就在不久前的9 月15 日,南仁东因病情恶化离开人世,没能看到这一成果。

2018 年10 月15 日,中国科学院国家天文台宣布,国际天文学联合会小天体命名委员会批准将国际永久编号为“79694”的小行星命名为“南仁东星”。从此,这颗代表着中国人科学精神和奋斗精神的明星,将在太空继续守望他为之燃尽一生的“中国天眼”。

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