三年前,那個最懂中國“天眼”的人,離開了我們……

2017年10月10日,中國科學院國家天文臺收到了由我國自主製造的、全世界最大的500米單口徑球面射電望遠鏡“天眼”捕獲的首批脈衝星信號。

這讓人類首次聆聽到了分別來自1.6萬光年外和4100萬光年外的脈衝星信號,這兩個聲音,使我國實現了一個零的突破。

而FAST的總工程師兼首席科學家南仁東,25天前因肺癌病情惡化,於北京時間2017年9月15日23時病逝,享年72歲。

時光荏苒,就在昨天,這位“天眼之父”離開我們已經整整三年了。

三年前,那個最懂中國“天眼”的人,離開了我們……

南仁東1945年出生于吉林遼源,曾是吉林省高考理科狀元的他,考入清華大學無線電系,之後在北京天文臺讀天體物理的研究生。

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上個世紀90年代,南仁東曾在日本國立天文臺擔任客座教授,待遇是國內薪資的300倍。

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1993年,在日本東京國際無線電科學聯盟大會上,科學家們提出來,應該在地球的無線電波環境惡化之前,建造新一代的射電望遠鏡,以接收更多的來自外太空的信息。

正在日本天文臺訪學的南仁東難掩激動,讓中國成為新一代射電望遠鏡領跑者的夢想,在他心裡開始生根發芽。

而那時,我國的天文界正面臨著人才、技術嚴重落後國際的窘境:

不少中國天文學家們一年的工資,只相當於國外專家一天的工資;

為了保證自己的研究成果準確可靠,中國的天文學家經常要依賴國外先進國家的設備和人家已經使用過的數據,而且還得看別人的臉色。

申請望遠鏡的時間,通常以小時計量。如果能拿到一個小時的觀測時間,就算是值得高興的事了。

更重要的是,當時世界上最大的單口徑射電望遠鏡——阿雷西博望遠鏡,在美國1963年就建成了,口徑350米,我國最大的射電望遠鏡口徑僅為25米。想要趕超,談何容易?

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1994年,南仁東毅然返回中國,他決心在祖國的土地上,建一個世界上最大的單口徑射電望遠鏡,讓中國的天文學家們看到更為深遠的星空。

雖然國家科學技術發展很快,但想要支撐起這樣一個國際超級項目,需要調動的資金和技術非常龐大。因此,在很多人的眼裡面,南仁東的想法,根本是一個遙不可及的夢想。

面對著難以預知的重重困難,南仁東則不以為然。

他說一個天文學家就要有天大的想法,“別人都有自己的大設備,我們沒有,我挺想試一試。”

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南仁東設計的中國天眼FAST設計口徑500米,面積相當於30個足球場大小。建造如此巨型的射電望遠鏡,這在人類工程史上還是第一次。

FAST到底有什麼神奇之處?

《西遊記》有兩個神仙大家應該都很熟悉,一個叫千里眼,另一個叫順風耳。

在天文望遠鏡的家族裡面,其實也有這兩種分支:

一個是以美國的哈勃為代表的光學望遠鏡,它就像是千里眼,可以看到距離我們幾百萬光年之外的天體。

另外一個就是以我國的FAST為代表的射電望遠鏡,而它就像是順風耳,可以聽到一百三十七億光年之外的電磁波,這個距離已經接近我們人類已知的宇宙邊緣了。

一百三十七億光年有多遠?電磁波是什麼?

如果把電磁波比作聲音,有人在地球另一端的美國咳嗽一聲,那麼FAST就能在貴州的大山裡聽到。不僅如此,它還能聽到比這更遠的聲音。

南仁東曾做出這樣形象的解讀:“你把手機放到月亮上,這裡照樣清清楚楚地聽得到。”

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而探聽地球之外的音訊,天眼的功能和其大小息息相關。簡單來說,眼睛越大,看得越遠。

南仁東首先想到的,就是在中國的版圖內找到一個類似的圓形天然窪地,可這樣大的窪地,又上哪去找呢?

由於世界上從未有先例,一切都從頭開始。

光選址與研究,南仁東團隊花費了13年的時間。

由於射電望遠鏡不能受到無線電波的干擾,南仁東把目光投向人跡罕至的深山老林,利用喀斯特窪地建設巨型球面望遠鏡。

那時,選址團隊的平均年齡只有三十多歲,而南仁東已經年近半百,面對懸崖、道路溼滑,他乾脆就手腳並用爬上去。

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1995年的一天,貴州一處名叫雞窩衝的窪地正在下大雨,南仁東小心翼翼攀爬時,腳下一滑,意外發生了,一下子滾了下去,如果不是兩棵小樹把他擋住,後果不堪設想。

這樣的險情整整伴隨著南仁東十多年,他幾乎走遍了貴州的所有窪地,走過了幾十個大大小小的村寨,而他也從壯年步入了花甲。

2005年,南仁東帶領科研團隊一行來到了貴州平塘縣,經過了三個半小時的步行後,一個完美的圓形窪地呈現在他們眼前。

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這個從300多個候選窪地裡挑選出來的名叫大窩凼的地方,終於成為了最適合FAST的完美臺址。

當年,全支隊來到大窩凼時,這裡不通水、不通電,也不通路,南仁東每次去考察都要步行十三公里,走上三個半小時。

為了方便FAST的團隊進行考察,當地鄉親們用鐵鍬、鋤頭在山溝溝裡,硬修出了一條路。

選址工作完成之後,團隊大多數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。

因為他知道,選址只是萬里長征走出的第一步,接下來中國天眼能否通過立項,才是讓夢想成為現實的關鍵所在。

那段日子,南仁東就是一名中國天眼FAST的推銷員,無論是國內還是國外,無論是否接到邀請,各類的會議,各種的論壇、各色的人物,他逢人就講中國天眼FAST。

用他自己的話說,我開始拍全世界的馬屁,讓全世界來支持我們。

2006年,中國科學院召開會議,中國天眼申請立項得到通過。

2007年,國家發改委正式批覆FAST的立項。

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2011年3月,中國天眼工程正式動工建設了。

一項科學工程,從紙面設計到實際運行,相隔十萬八千里的距離。FAST的建設不僅是一項科學工程,還是一項難度巨大的土建工程。

就在南仁東準備大幹一場的時候,一個看似無解的技術難題接踵而至:巨大的望遠鏡無法整體移動。

南仁東等科學家以及創新團隊想出了一個新的辦法,通過移動這些反射面板來調整觀測區域,但這也意味著支撐和調整這些反射面板活動的鋼索,要承載巨大的耐疲勞考驗。

耐疲勞性能必須達到規範值的兩倍,當時世界上沒有任何一個國家能夠生產出這種鋼索。


南仁東和他的團隊用了很多種材料製作鋼索,可是索網實驗都失敗了。

是原材料有問題,還是製作工藝有問題?究竟什麼樣的鋼索才能達到這樣的要求呢?

南仁東踏上了漫漫求索之路。

為了尋找合適的鋼索,66歲的南仁東跑遍了大半個中國,每天就睡四個小時,剩下的不是在飛機上,就是在車上。

連日的奔波,讓南仁東身體大不如前。

有一次去南京的時候,他身體特別不舒服,隨行的工作人員看他太累,就幫他提了一下包,南仁東說“這麼多年了,我是頭一次允許一個人幫我拿東西。”

兩年時間,經過幾十家生產廠家一百多次實驗,南仁東始終堅持不懈,最終在他的主導下改進了索網的製作工藝成,通過了抗疲勞試驗。

“我們第一次做實驗挺過了3萬次,索斷了,所以就開始投入了索工藝的優化。”

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“最後我們能挺(下拉)500萬次,一種新的索材料誕生了。”

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不僅如此,新鋼索的研發,還成功促進了十二項自主創新專利成果的形成。世界跨度最大,精度最高的索網結構在FAST工程上得以成功運用。

由南仁東帶領的FAST團隊是一支包括著國內幾十家科研院所、大專院校、工程企業和一百多名科學家組成的數千人龐大隊伍。

雖然身為總工程師,但上到把控工程項目的整體研發、調整設備,下到在施工現場上鋼架去擰螺絲,在高空樑上打孔,南仁東經常親力親為,為的就是精益求精。


天眼四周有一圈石頭砌的牆,承擔天眼建設的中建二局的工程技術人員在石牆上安裝天眼的環形橋架時,深深感受到了南仁東的嚴謹。

有一次,承重的橋架出了一點問題,在施工人員看來並無大礙,但在南仁東的堅持下,施工方只好花費更多時間對橋架進行返工。

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2016年7月3號,全球的目光都聚焦在了貴州黔南的大山裡面。

人類歷史上最大的射電望遠鏡FAST,順利完成了最後一塊反射面板的吊裝。

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這種大跨度、高精度的吊裝方案,在全球來說也是沒有先例可循的。


四千四百五十塊反射面板,每一塊都可以轉動,這是中國天眼的獨門絕技。

近萬根鋼索織起的這張巨網,是世界上跨度最大、精度最高的索網工程。

在鋼索的驅動下,反射面板可以變形成拋物面,根據觀測需要,實時改變角度,過程中饋源艙也隨之改變位置。

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而在此之前,全世界的射電望遠鏡都只能靠軌道驅動饋源艙來對焦,觀測範圍有限,中國天眼的發明意味著人類觀測太空已不存在任何死角。

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作為世界上目前最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡,FAST的綜合性能是美國的阿雷西博射電望遠鏡的十倍。

時任國家天文臺副臺長鄭曉年說:“這種有創新的東西反映一個國家的綜合實力。我一直在說FAST只有中國人能建成。因為我們可以舉國體制辦大事情。”


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不誇張地說,FAST的誕生可以更加接近人類五大科學目標:“巡視中性氫、探索暗物質、探索暗能量、發現脈衝星,尋找地外文明。”

它的橫空出世,不僅使我國射電天文學領先世界水平三十年,還將改寫人類對宇宙的認知。

SKA國際組織的一位科學家說:

“我不能預測FAST所帶來的巨大成果,它將會找到我從未在望遠鏡中見過的宇宙。”

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中國人歡呼雀躍多年的夢想,終於實現了。

然而,歡慶的人群當中,卻少了天眼總工程師兼首席科學家南仁東的身影。

此時的他,正躺在醫院的病床上。

原來,早在2015年FAST即將建成之際,

70歲的南仁東就被確診為肺癌,生命也進入了倒計時。

手術傷及了他的聲帶,說話常常氣喘吁吁。術後僅三個月,他就忍著病痛再次回到了FAST的施工現場,一排簡陋的彩鋼房就是他的宿舍

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工作人員們是這樣評價他的:

“就這麼寬的一張床,天天被子都感覺能擰出水來一樣,他也一樣住著。而且他從來不會說我到鎮上去住,他永遠都是在現場住。”

“ 為了節省時間,中午他總是隨便吃點餅乾、方便麵完事。他還不吃魚,嫌麻煩。”

“有一次停電停了三天,他要看資料,就點著蠟燭那樣繼續工作。”

無論是作為一名年逾七旬的科學家,還是作為一名身患癌症的病人,南仁東都有十足的理由,換個環境好好休息。

然而他自己卻並不這麼想,身為FAST首席科學家和總工程師,南仁東說:

“我不是一個戰略大師,我是一個戰術型的老工人。”

工人這一詞,對於南仁東而言,有著特殊的感情,但讓南仁東惦念的,還有大窩凼熱情的村民們,這一切都化作了南仁東心中一份沉甸甸的責任與感動。

不論風吹雨打,不論嚴寒烈日,永遠堅守在一線的他,終於使FAST於2016年9月25日成功落成啟用。

遺憾的是,此時南仁東的身體極度虛弱,已經無法支撐他來到黔南大山裡那片讓他深深熱戀的大窩凼。


2017年9月15日,就在中國天眼震撼世界時,後方卻傳來了噩耗!

南仁東癌症病情突然惡化,離開了這片他摯愛的土地,遵照他的遺願,喪事從簡,不舉行追悼儀式。

他曾說,“天眼”如果有一點瑕疵,我們對不起國家。

在為FAST尋夢的這二十多年裡,這是南仁東經常掛在嘴邊的一句話。

二十餘年心無旁騖,他為“中國天眼”燃盡生命。

可以說,南仁東用自己的二十年,換來了中國射電天文發展的二十年。

而FAST投入使用近三年,已實現跟蹤、漂移掃描、運動中掃描等多種觀測模式。

截至目前,FAST已探測到上百顆脈衝星候選體,其中132顆得到認證,超過同期歐美多個脈衝星搜索團隊發現數量的總和。

今年4月,FAST發現一個新快速射電暴,來自85億年前的宇宙深處,並在國際著名《天體物理快報》發表,

表明FAST已具備開拓新學科方向的能力。

同月,FAST正式開啟地外文明搜索,尋找來自宇宙深處高智慧生命的信號。此前有人表示,如果今後一二十年裡,地球接收到外星人釋放的信號,那一定有FAST的功勞。

哲學家康德說過,世界上有兩樣東西能深深震撼我們的心靈,一個是心中崇高的道德準則,另一個是頭頂璀璨的星空。

南仁東說,“美麗的宇宙太空以它的神秘和絢麗,召喚我們踏過平庸,進入到無垠的廣袤。”

三年前,那個最懂中國“天眼”的人,離開了我們……

問天尋跡,FAST獨領風騷,七十二載人生路,南仁東像是隻為FAST而來。

殫精竭慮,以命相搏!從壯年到暮年,他拼盡一生心血,成就了一段世間傳奇,學界絕唱。

他傾其一生所完成的是一個人的夢想,一個國家的夢想。

為“中國天眼”燃盡生命,成就國之驕傲,致敬這位民族脊樑!緬懷南老!


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