在貴州平塘縣大窩凼的喀斯特洼坑中,,銀色的“中國(guó)天眼”仍在探視宇宙,,但在“中國(guó)天眼”之父南仁東的房間里,時(shí)間卻停住了腳步,。 9月15日,,南仁東因病在美國(guó)去世,,這位率先提出在中國(guó)建設(shè)新一代射電“大望遠(yuǎn)鏡”,,并在十多年間,走遍貴州許多窩凼,,選出理想臺(tái)址,,又用近十年時(shí)間跑遍工程現(xiàn)場(chǎng)的每個(gè)角落,罹患癌癥仍堅(jiān)守崗位的中國(guó)500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(簡(jiǎn)稱FAST)工程的發(fā)起者及奠基人,,倒在了“中國(guó)天眼”建成而尚未正式啟用的時(shí)刻,。 時(shí)年72歲的南仁東,,生命在欣慰與遺憾中戛然而止,留在中國(guó)大地上的是世界最大單口徑,、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡,。 1 “20多年只做這一件事” “咱們也建一個(gè)吧?!?993年,,獲悉科學(xué)家們?cè)谌毡緰|京的國(guó)際無(wú)線電科學(xué)聯(lián)盟大會(huì)上提出,要在全球電波環(huán)境繼續(xù)惡化之前,,接收更多來(lái)自外太空的信息,,建造新一代射電“大望遠(yuǎn)鏡”時(shí),南仁東做出了這個(gè)決定,,這讓“南仁東”這三個(gè)字,,從此與FAST這個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡密不可分。 隨意翻開(kāi)一本世界科技史著作,,射電天文學(xué)都是20世紀(jì)科技進(jìn)展中頗為重要的章節(jié)之一,。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,,它們分別為大爆炸宇宙論提供支持、讓人們重新思考紅移的本質(zhì),,更進(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——這四大發(fā)現(xiàn)都是利用射電望遠(yuǎn)鏡才得以進(jìn)行觀測(cè)的,。 在這些窮宇宙之邊際的探索中,射電望遠(yuǎn)鏡功不可沒(méi),。自那以后,,世界各國(guó)開(kāi)始建造更大口徑、更靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡來(lái)破解更多來(lái)自宇宙的秘密,。 作為一名天文學(xué)家,,南仁東不可能不知曉這段天文史。正因如此,,24年前,,時(shí)任中國(guó)科學(xué)院北京天文臺(tái)副臺(tái)長(zhǎng)的南仁東,便敏銳地抓住了契機(jī),,提出:“在中國(guó)境內(nèi)建造直徑500米,、世界最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡?!?/p> 當(dāng)時(shí),,我國(guó)最大的射電望遠(yuǎn)鏡口徑只有30米,從30米到500米,,這是個(gè)太大膽的設(shè)想,,看好的人寥寥無(wú)幾——建設(shè)這樣大口徑的射電望遠(yuǎn)鏡已不僅是一個(gè)嚴(yán)密的科學(xué)工程,,還是一個(gè)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(cè)量與控制工程,甚至巖土工程等各個(gè)領(lǐng)域,,且工程從紙面設(shè)計(jì)到實(shí)際建造和運(yùn)行,,有著十萬(wàn)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(shí)人們最為普遍的質(zhì)疑。但南仁東認(rèn)準(zhǔn)了這件事,。 從1994年開(kāi)始,,年近50歲的南仁東開(kāi)始主持國(guó)際大射電望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃的中國(guó)推進(jìn)工作。他大膽提出,,利用我國(guó)貴州省的喀斯特洼地作為望遠(yuǎn)鏡臺(tái)址,,建設(shè)巨型球面望遠(yuǎn)鏡作為國(guó)際平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡(SKA)的單元,并立即啟動(dòng)貴州選址工作,。 “為了選址,,南老師當(dāng)時(shí)幾乎踏遍了那里的所有洼地?!?/strong>南仁東的學(xué)生,、FAST工程接收機(jī)與終端系統(tǒng)高級(jí)工程師甘恒謙回憶,當(dāng)時(shí),,南仁東帶著300多幅衛(wèi)星遙感圖,,跋涉在中國(guó)西南的大山里,“有的荒山野嶺連條小路也沒(méi)有,,當(dāng)?shù)剞r(nóng)民走著都費(fèi)勁”,。 訪山歸來(lái),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,。 經(jīng)過(guò)多年的論證,2007年7月,,F(xiàn)AST作為“十一五”重大科學(xué)裝置正式被國(guó)家批準(zhǔn)立項(xiàng),;2008年,國(guó)家發(fā)改委批復(fù)了FAST的可行性研究報(bào)告,;2009年,,中科院和貴州省人民政府聯(lián)合批復(fù)了FAST項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)及概算。 2016年9月25日年竣工的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST 2016年9月25日,,500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)竣工,,最終建成的FAST擁有500米的口徑、相當(dāng)于30個(gè)足球場(chǎng)的接收面積,。如果在國(guó)際上做一個(gè)橫向比較,,F(xiàn)AST與號(hào)稱“地面最大的機(jī)器”的德國(guó)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(píng)為人類20世紀(jì)十大工程之首的美國(guó)“阿雷西博”305米望遠(yuǎn)鏡,綜合性能提高約10倍,。 建造FAST的“窩凼”——幾百米的山洼被四面的山體環(huán)繞,,正好擋住外面的電磁波。這個(gè)世界第一大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡,,可以觀測(cè)脈沖星,、中性氫、黑洞等等這些宇宙形成時(shí)期的信息,,以及捕捉來(lái)自外星生命的信號(hào),。 從1994年開(kāi)始主持FAST項(xiàng)目的選址、立項(xiàng),、可行性研究及初步設(shè)計(jì),,主編科學(xué)目標(biāo),指導(dǎo)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的研究及其模型試驗(yàn),,歷經(jīng)22年,,南仁東帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)最終建成了“中國(guó)天眼”。 “南老師這20多年只做了這一件事,?!?/span>他的同事和學(xué)生們說(shuō)。在這8000多個(gè)殫精竭慮的日子里,,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(shí)現(xiàn)了由跟蹤模仿到集成創(chuàng)新的跨越?!澳侠蠋熗苿?dòng)了世界獨(dú)一無(wú)二的項(xiàng)目,。”FAST項(xiàng)目副總工程師李菂說(shuō):“他的執(zhí)著和直率最讓人佩服,?!?/p> 2 “造不好,怎么對(duì)得起人家,?” 留著八字胡,、目光凌厲,,“一看就是‘頭兒’”,這是姜鵬對(duì)南仁東的第一印象,。在成為南仁東的助理,,熟知他的過(guò)往經(jīng)歷后,F(xiàn)AST工程調(diào)試組組長(zhǎng),、研究員姜鵬覺(jué)得“他的人生充滿的是調(diào)皮,、義氣、玩世不恭,,甚至有些搗蛋”,。 身材瘦小的南仁東的確是個(gè)“傳奇”。 他于1945年出生在遼源市龍山區(qū),,1963年,,南仁東以高考平均98.6分(百分制)的優(yōu)異成績(jī)成為“吉林省理科狀元”,并考入清華大學(xué)無(wú)線電系,,是當(dāng)?shù)?0年間唯一考入清華大學(xué)的高才生,。 根據(jù)他的老友,F(xiàn)AST工程顧問(wèn),、高級(jí)工程師斯可克回憶,,畢業(yè)后,他倆在吉林通化無(wú)線電廠開(kāi)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(guó)第一代電子計(jì)算器,。 但在選擇碩士專業(yè)的時(shí)候,南仁東卻不按常理出牌,,他考取的是中國(guó)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”,。 20世紀(jì),,無(wú)線電波打開(kāi)了現(xiàn)代天文觀測(cè)在不可見(jiàn)光領(lǐng)域的“窗口”,能夠接收來(lái)自宇宙的電磁信號(hào)的優(yōu)良觀測(cè)設(shè)備就成為在這一領(lǐng)域一決高下的“利器”,。南仁東深知要讓中國(guó)的天文觀測(cè)重回世界高地,,建造大型觀測(cè)設(shè)備是當(dāng)務(wù)之急。 “感官安寧,,萬(wàn)籟無(wú)聲,。美麗的宇宙太空以它的神秘和絢麗,召喚我們踏過(guò)平庸,進(jìn)入它無(wú)垠的廣袤,?!?/strong>南仁東以這句話表達(dá)了他對(duì)星空的追求?!皠e人都有自己的大設(shè)備,,我們沒(méi)有,,我挺想試一試,。”他說(shuō),,他心中最大的夢(mèng)想,,就是把大窩凼變成一個(gè)現(xiàn)代機(jī)械美感與自然環(huán)境完美契合的天文觀測(cè)奇跡。 為了推動(dòng)立項(xiàng),,他成了“推銷(xiāo)員”,,設(shè)法參加國(guó)際會(huì)議,逢人就推銷(xiāo)項(xiàng)目,?!拔议_(kāi)始拍全世界的馬屁,讓全世界來(lái)支持我們,?!蹦先蕱|曾這樣自嘲。為了尋求技術(shù)上的合作,,南仁東北上哈爾濱工業(yè)大學(xué),,南下同濟(jì)大學(xué),繼而奔赴西安電子科技大學(xué),。 終于爭(zhēng)取到立項(xiàng),,南仁東的反應(yīng)卻不是欣喜若狂。從2011年開(kāi)工令下達(dá)起,,在5年半的工程建設(shè)過(guò)程中,,先后150多家國(guó)內(nèi)企業(yè)、20余家科研單位,、數(shù)千人的施工隊(duì)伍相繼投入FAST建設(shè),,這么大的射電望遠(yuǎn)鏡建設(shè),關(guān)鍵技術(shù)無(wú)先例可循,、關(guān)鍵材料急需攻關(guān),、現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境非常復(fù)雜,工程的艱難程度遠(yuǎn)超出想象,??上攵先蕱|肩上的擔(dān)子,壓得很重,。 在2010年,,F(xiàn)AST曾遇到建造以來(lái)的一場(chǎng)近乎災(zāi)難性的風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)姜鵬回憶,,2010年,,他們對(duì)買(mǎi)自知名企業(yè)的十余根鋼索結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞實(shí)驗(yàn),結(jié)果全部以失敗告終,,沒(méi)有一例能滿足FAST的使用要求,。當(dāng)時(shí),臺(tái)址開(kāi)挖工程已經(jīng)開(kāi)始,,設(shè)備基礎(chǔ)工程迫在眉睫,,可由于購(gòu)買(mǎi)的材料達(dá)不到工程要求,反射面的結(jié)構(gòu)形式遲遲定不下來(lái),。 為了解決這個(gè)問(wèn)題,,南仁東提出用彈簧作為彈性變形的載體,來(lái)解決鋼索疲勞問(wèn)題,。在姜鵬看來(lái),,這有些異想天開(kāi)?!霸谖铱磥?lái)真有點(diǎn)天馬行空,,不可思議?!苯i說(shuō),,“但他就是希望大家能發(fā)散思維?!?/p> 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(huì)議室里,南仁東背著手站在黑板前,,盯著那草圖,,“像一個(gè)無(wú)助的孩子?!?/strong> 姜鵬說(shuō):“我當(dāng)時(shí)很難理解,,這樣的大科學(xué)家也會(huì)手足無(wú)措?!?/strong>但他很快就明白南仁東的壓力之大,?!八麑嬍畴y安,天天與我們技術(shù)人員溝通,,想方設(shè)法在工藝,、材料等方面尋找解決途徑,他背負(fù)的責(zé)任太重了”,。 盡管失敗帶來(lái)了打擊,,但放棄卻絕不是科學(xué)家的選擇。“造不好,,怎么對(duì)得起人家,?”“國(guó)家投了那么多錢(qián),國(guó)際上又有人說(shuō)你在吹牛皮,,我就得負(fù)點(diǎn)責(zé)任,?!?/strong>這樣的話掛在南仁東嘴邊,。 南仁東決定轉(zhuǎn)向鋼索的研制,整個(gè)研制工作接近兩年,,經(jīng)歷了近百次失敗,。幾乎每一次,南仁東都親臨現(xiàn)場(chǎng),,溝通改進(jìn)措施,。最終,研制出滿足FAST要求的鋼索結(jié)構(gòu),,讓FAST渡過(guò)了難關(guān),。 在長(zhǎng)達(dá)14年的預(yù)研究和建設(shè)過(guò)程中,南仁東主持FAST科學(xué)目標(biāo),,指導(dǎo)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的研究及模型試驗(yàn),,實(shí)現(xiàn)了三項(xiàng)自主創(chuàng)新:利用貴州天然的喀斯特洼坑作為臺(tái)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(dòng)反射面,;采用輕型索拖動(dòng)機(jī)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)器人,,實(shí)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(guò)“水環(huán)”和運(yùn)動(dòng)配重?cái)U(kuò)大焦艙的運(yùn)動(dòng)空間同時(shí)增加系統(tǒng)阻尼的設(shè)計(jì),。 3 “懂無(wú)線電、焊接,、機(jī)械的天文學(xué)家” 有人說(shuō),,F(xiàn)AST成就了南仁東。但實(shí)際上,早在FAST之前,,南仁東就已經(jīng)是著名的天文學(xué)家,。 1984年,南仁東使用國(guó)際甚長(zhǎng)基線網(wǎng)對(duì)活動(dòng)星系核進(jìn)行系統(tǒng)觀測(cè)研究,,在這一領(lǐng)域的早期發(fā)展階段,,主持完成歐洲及全球網(wǎng)10余次觀測(cè),首次在國(guó)際上應(yīng)用VLBI“快照”模式,,取得豐富的天體物理成果,;VLBI混合成圖達(dá)到當(dāng)時(shí)國(guó)際最高動(dòng)態(tài)范圍水平,使20世紀(jì)80年代國(guó)內(nèi)進(jìn)行VLBI數(shù)據(jù)分析成為可能,。 他在日本作客座教授期間,,幫助日本空間甚長(zhǎng)基線干涉天文臺(tái)項(xiàng)目解決衛(wèi)星-地面VLBI的成圖難題。多年的突出成果得到國(guó)際同行贊譽(yù)和認(rèn)可,,他于2006年被國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)射電天文分部選為主席,。 后來(lái),南仁東放棄國(guó)外的優(yōu)渥條件,,回國(guó)挑起天文事業(yè)重?fù)?dān),。 “南老師曾說(shuō)過(guò),作為一個(gè)科研工作者,,一生之中能參與大項(xiàng)目的機(jī)會(huì)難能可貴,。這既是機(jī)遇,也是挑戰(zhàn),?!睆?001年開(kāi)始參與FAST項(xiàng)目的國(guó)家天文臺(tái)研究員張海燕說(shuō)。如今再憶前期艱難,,以及南老師不斷鼓勵(lì)大伙團(tuán)結(jié)一心的情景,,她泣不成聲。 從FAST項(xiàng)目開(kāi)始至今,,南仁東一直任首席科學(xué)家,,通過(guò)國(guó)內(nèi)外同行間的合作,主持編寫(xiě)了FAST立項(xiàng)建議書(shū),,確定了中性氫,、脈沖星、分子譜線,、VLBI和地外智慧文明搜尋等5大科學(xué)內(nèi)容,。FAST具有高靈敏度和大天區(qū)覆蓋,有利于發(fā)現(xiàn)更多罕見(jiàn)品種的脈沖星,。中性氫與脈沖星巡視被國(guó)際天文界評(píng)審為FAST兩個(gè)最高優(yōu)先級(jí)科學(xué)目標(biāo),。 2012年,,F(xiàn)AST 973項(xiàng)目正式啟動(dòng),作為資深咨詢專家,,南仁東指導(dǎo)FAST 973項(xiàng)目“射電波段的前沿天體物理課題及FAST早期科學(xué)研究”的立項(xiàng)及組織實(shí)施,;確立了FAST實(shí)現(xiàn)世界首個(gè)漂移掃描多科學(xué)目標(biāo)同時(shí)巡天的原創(chuàng)科學(xué)策略;提出調(diào)試階段全波段監(jiān)測(cè)蟹狀星云脈沖星的優(yōu)先觀測(cè)計(jì)劃,;建議了用于望遠(yuǎn)鏡調(diào)整期及早期試觀測(cè)的單波束和多波束接收機(jī),,前者已投入試觀測(cè)。 在國(guó)家天文臺(tái)FAST工程副經(jīng)理,、辦公室主任張蜀新眼里,,南仁東不只是個(gè)天文學(xué)家,他還精通巖土,、焊接,、機(jī)械、工程管理,。在審核危巖和崩塌體治理,、支護(hù)方案時(shí),不懂巖土工程的南仁東,,用了一個(gè)月的時(shí)間學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí),,對(duì)方案中的每一張圖紙都仔細(xì)審核、反復(fù)計(jì)算,,指出方案中的錯(cuò)誤,提出了大量的寶貴意見(jiàn),。 “他是個(gè)天文學(xué)家,,但為了FAST,他把自己練成了通才,,拿起電焊能焊得有模有樣,,給機(jī)械專家提點(diǎn)問(wèn)題也總在點(diǎn)子上?!?/strong>張蜀新說(shuō),。 據(jù)FAST工程饋源支撐系統(tǒng)副總工潘高峰回憶,在臺(tái)址勘察期間,,為了更清晰地了解現(xiàn)場(chǎng),,掌握第一手資料,制定正確的危巖治理方案,,65歲的南仁東和年輕人一起,,在沒(méi)有路的大山里攀爬。在去陡峭山頂時(shí),,大家勸他在山下等著,,看完結(jié)果向他匯報(bào),,他卻堅(jiān)持:“我要和你們一起上去,看看實(shí)際的情況,?!?/strong> 多年來(lái),F(xiàn)AST項(xiàng)目成為享譽(yù)世界的超級(jí)大工程,,其創(chuàng)新技術(shù)得到了各方認(rèn)可,,獲得了各種獎(jiǎng)勵(lì),如創(chuàng)新的索網(wǎng)技術(shù)成果獲2015年鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng),、2016年廣西技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)和2016年北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),。但屬于南仁東個(gè)人的榮譽(yù)卻只有“CCTV2016年度科技創(chuàng)新人物”“2016中國(guó)科學(xué)年度新聞人物”“2017年全國(guó)創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先獎(jiǎng)?wù)隆绷攘葞醉?xiàng)。 他對(duì)名利淡漠,,卻對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的工人和貧困地區(qū)的孩子十分上心,。他曾給來(lái)自云南的工人買(mǎi)運(yùn)動(dòng)服,還常帶些瓜果與工人們分享,。 每次晚飯后,,他都會(huì)到工人的工棚坐坐,“端起工人吃飯的碗就喝水”,。他的記憶力極好,,幾乎知道每個(gè)工人的名字、工種,、收入情況,,“還知道一些他們家里的瑣事”。 張蜀新說(shuō),,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,于是他出資捐助十余位兒童上學(xué),。時(shí)至今日,,仍有受資助的學(xué)生給他寫(xiě)信。 在南仁東逝世時(shí),,留下遺愿,,喪事從簡(jiǎn),不舉行追悼?jī)x式,。他驟然離世,,留下無(wú)數(shù)寄望,目前,,F(xiàn)AST項(xiàng)目還在緊張調(diào)試,,“要讓FAST早出突破性成果,以慰藉南先生在天之靈,?!?/strong>他的同事和學(xué)生們說(shuō),。 內(nèi)容來(lái)源:《光明日?qǐng)?bào)》9月28日 |
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