三年前,那个最懂中国“天眼”的人,离开了我们……

2017年10月10日,中国科学院国家天文台收到了由我国自主制造的、全世界最大的500米单口径球面射电望远镜“天眼”捕获的首批脉冲星信号。

这让人类首次聆听到了分别来自1.6万光年外和4100万光年外的脉冲星信号,这两个声音,使我国实现了一个零的突破。

而FAST的总工程师兼首席科学家南仁东,25天前因肺癌病情恶化,于北京时间2017年9月15日23时病逝,享年72岁。

时光荏苒,就在昨天,这位“天眼之父”离开我们已经整整三年了。

三年前,那个最懂中国“天眼”的人,离开了我们……

南仁东1945年出生于吉林辽源,曾是吉林省高考理科状元的他,考入清华大学无线电系,之后在北京天文台读天体物理的研究生。

三年前,那个最懂中国“天眼”的人,离开了我们……

上个世纪90年代,南仁东曾在日本国立天文台担任客座教授,待遇是国内薪资的300倍。

三年前,那个最懂中国“天眼”的人,离开了我们……

1993年,在日本东京国际无线电科学联盟大会上,科学家们提出来,应该在地球的无线电波环境恶化之前,建造新一代的射电望远镜,以接收更多的来自外太空的信息。

正在日本天文台访学的南仁东难掩激动,让中国成为新一代射电望远镜领跑者的梦想,在他心里开始生根发芽。

而那时,我国的天文界正面临着人才、技术严重落后国际的窘境:

不少中国天文学家们一年的工资,只相当于国外专家一天的工资;

为了保证自己的研究成果准确可靠,中国的天文学家经常要依赖国外先进国家的设备和人家已经使用过的数据,而且还得看别人的脸色。

申请望远镜的时间,通常以小时计量。如果能拿到一个小时的观测时间,就算是值得高兴的事了。

更重要的是,当时世界上最大的单口径射电望远镜——阿雷西博望远镜,在美国1963年就建成了,口径350米,我国最大的射电望远镜口径仅为25米。想要赶超,谈何容易?

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1994年,南仁东毅然返回中国,他决心在祖国的土地上,建一个世界上最大的单口径射电望远镜,让中国的天文学家们看到更为深远的星空。

虽然国家科学技术发展很快,但想要支撑起这样一个国际超级项目,需要调动的资金和技术非常庞大。因此,在很多人的眼里面,南仁东的想法,根本是一个遥不可及的梦想。

面对着难以预知的重重困难,南仁东则不以为然。

他说一个天文学家就要有天大的想法,“别人都有自己的大设备,我们没有,我挺想试一试。”

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南仁东设计的中国天眼FAST设计口径500米,面积相当于30个足球场大小。建造如此巨型的射电望远镜,这在人类工程史上还是第一次。

FAST到底有什么神奇之处?

《西游记》有两个神仙大家应该都很熟悉,一个叫千里眼,另一个叫顺风耳。

在天文望远镜的家族里面,其实也有这两种分支:

一个是以美国的哈勃为代表的光学望远镜,它就像是千里眼,可以看到距离我们几百万光年之外的天体。

另外一个就是以我国的FAST为代表的射电望远镜,而它就像是顺风耳,可以听到一百三十七亿光年之外的电磁波,这个距离已经接近我们人类已知的宇宙边缘了。

一百三十七亿光年有多远?电磁波是什么?

如果把电磁波比作声音,有人在地球另一端的美国咳嗽一声,那么FAST就能在贵州的大山里听到。不仅如此,它还能听到比这更远的声音。

南仁东曾做出这样形象的解读:“你把手机放到月亮上,这里照样清清楚楚地听得到。”

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而探听地球之外的音讯,天眼的功能和其大小息息相关。简单来说,眼睛越大,看得越远。

南仁东首先想到的,就是在中国的版图内找到一个类似的圆形天然洼地,可这样大的洼地,又上哪去找呢?

由于世界上从未有先例,一切都从头开始。

光选址与研究,南仁东团队花费了13年的时间。

由于射电望远镜不能受到无线电波的干扰,南仁东把目光投向人迹罕至的深山老林,利用喀斯特洼地建设巨型球面望远镜。

那时,选址团队的平均年龄只有三十多岁,而南仁东已经年近半百,面对悬崖、道路湿滑,他干脆就手脚并用爬上去。

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1995年的一天,贵州一处名叫鸡窝冲的洼地正在下大雨,南仁东小心翼翼攀爬时,脚下一滑,意外发生了,一下子滚了下去,如果不是两棵小树把他挡住,后果不堪设想。

这样的险情整整伴随着南仁东十多年,他几乎走遍了贵州的所有洼地,走过了几十个大大小小的村寨,而他也从壮年步入了花甲。

2005年,南仁东带领科研团队一行来到了贵州平塘县,经过了三个半小时的步行后,一个完美的圆形洼地呈现在他们眼前。

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这个从300多个候选洼地里挑选出来的名叫大窝凼的地方,终于成为了最适合FAST的完美台址。

当年,全支队来到大窝凼时,这里不通水、不通电,也不通路,南仁东每次去考察都要步行十三公里,走上三个半小时。

为了方便FAST的团队进行考察,当地乡亲们用铁锹、锄头在山沟沟里,硬修出了一条路。

选址工作完成之后,团队大多数人都回到了原先的工作岗位,只有南仁东满中国跑寻求合作单位。

因为他知道,选址只是万里长征走出的第一步,接下来中国天眼能否通过立项,才是让梦想成为现实的关键所在。

那段日子,南仁东就是一名中国天眼FAST的推销员,无论是国内还是国外,无论是否接到邀请,各类的会议,各种的论坛、各色的人物,他逢人就讲中国天眼FAST。

用他自己的话说,我开始拍全世界的马屁,让全世界来支持我们。

2006年,中国科学院召开会议,中国天眼申请立项得到通过。

2007年,国家发改委正式批复FAST的立项。

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2011年3月,中国天眼工程正式动工建设了。

一项科学工程,从纸面设计到实际运行,相隔十万八千里的距离。FAST的建设不仅是一项科学工程,还是一项难度巨大的土建工程。

就在南仁东准备大干一场的时候,一个看似无解的技术难题接踵而至:巨大的望远镜无法整体移动。

南仁东等科学家以及创新团队想出了一个新的办法,通过移动这些反射面板来调整观测区域,但这也意味着支撑和调整这些反射面板活动的钢索,要承载巨大的耐疲劳考验。

耐疲劳性能必须达到规范值的两倍,当时世界上没有任何一个国家能够生产出这种钢索。


南仁东和他的团队用了很多种材料制作钢索,可是索网实验都失败了。

是原材料有问题,还是制作工艺有问题?究竟什么样的钢索才能达到这样的要求呢?

南仁东踏上了漫漫求索之路。

为了寻找合适的钢索,66岁的南仁东跑遍了大半个中国,每天就睡四个小时,剩下的不是在飞机上,就是在车上。

连日的奔波,让南仁东身体大不如前。

有一次去南京的时候,他身体特别不舒服,随行的工作人员看他太累,就帮他提了一下包,南仁东说“这么多年了,我是头一次允许一个人帮我拿东西。”

两年时间,经过几十家生产厂家一百多次实验,南仁东始终坚持不懈,最终在他的主导下改进了索网的制作工艺成,通过了抗疲劳试验。

“我们第一次做实验挺过了3万次,索断了,所以就开始投入了索工艺的优化。”

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“最后我们能挺(下拉)500万次,一种新的索材料诞生了。”

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不仅如此,新钢索的研发,还成功促进了十二项自主创新专利成果的形成。世界跨度最大,精度最高的索网结构在FAST工程上得以成功运用。

由南仁东带领的FAST团队是一支包括着国内几十家科研院所、大专院校、工程企业和一百多名科学家组成的数千人庞大队伍。

虽然身为总工程师,但上到把控工程项目的整体研发、调整设备,下到在施工现场上钢架去拧螺丝,在高空梁上打孔,南仁东经常亲力亲为,为的就是精益求精。


天眼四周有一圈石头砌的墙,承担天眼建设的中建二局的工程技术人员在石墙上安装天眼的环形桥架时,深深感受到了南仁东的严谨。

有一次,承重的桥架出了一点问题,在施工人员看来并无大碍,但在南仁东的坚持下,施工方只好花费更多时间对桥架进行返工。

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2016年7月3号,全球的目光都聚焦在了贵州黔南的大山里面。

人类历史上最大的射电望远镜FAST,顺利完成了最后一块反射面板的吊装。

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这种大跨度、高精度的吊装方案,在全球来说也是没有先例可循的。


四千四百五十块反射面板,每一块都可以转动,这是中国天眼的独门绝技。

近万根钢索织起的这张巨网,是世界上跨度最大、精度最高的索网工程。

在钢索的驱动下,反射面板可以变形成抛物面,根据观测需要,实时改变角度,过程中馈源舱也随之改变位置。

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而在此之前,全世界的射电望远镜都只能靠轨道驱动馈源舱来对焦,观测范围有限,中国天眼的发明意味着人类观测太空已不存在任何死角。

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作为世界上目前最大单口径、最灵敏的射电望远镜,FAST的综合性能是美国的阿雷西博射电望远镜的十倍。

时任国家天文台副台长郑晓年说:“这种有创新的东西反映一个国家的综合实力。我一直在说FAST只有中国人能建成。因为我们可以举国体制办大事情。”


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不夸张地说,FAST的诞生可以更加接近人类五大科学目标:“巡视中性氢、探索暗物质、探索暗能量、发现脉冲星,寻找地外文明。”

它的横空出世,不仅使我国射电天文学领先世界水平三十年,还将改写人类对宇宙的认知。

SKA国际组织的一位科学家说:

“我不能预测FAST所带来的巨大成果,它将会找到我从未在望远镜中见过的宇宙。”

三年前,那个最懂中国“天眼”的人,离开了我们……

中国人欢呼雀跃多年的梦想,终于实现了。

然而,欢庆的人群当中,却少了天眼总工程师兼首席科学家南仁东的身影。

此时的他,正躺在医院的病床上。

原来,早在2015年FAST即将建成之际,

70岁的南仁东就被确诊为肺癌,生命也进入了倒计时。

手术伤及了他的声带,说话常常气喘吁吁。术后仅三个月,他就忍着病痛再次回到了FAST的施工现场,一排简陋的彩钢房就是他的宿舍

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工作人员们是这样评价他的:

“就这么宽的一张床,天天被子都感觉能拧出水来一样,他也一样住着。而且他从来不会说我到镇上去住,他永远都是在现场住。”

“ 为了节省时间,中午他总是随便吃点饼干、方便面完事。他还不吃鱼,嫌麻烦。”

“有一次停电停了三天,他要看资料,就点着蜡烛那样继续工作。”

无论是作为一名年逾七旬的科学家,还是作为一名身患癌症的病人,南仁东都有十足的理由,换个环境好好休息。

然而他自己却并不这么想,身为FAST首席科学家和总工程师,南仁东说:

“我不是一个战略大师,我是一个战术型的老工人。”

工人这一词,对于南仁东而言,有着特殊的感情,但让南仁东惦念的,还有大窝凼热情的村民们,这一切都化作了南仁东心中一份沉甸甸的责任与感动。

不论风吹雨打,不论严寒烈日,永远坚守在一线的他,终于使FAST于2016年9月25日成功落成启用。

遗憾的是,此时南仁东的身体极度虚弱,已经无法支撑他来到黔南大山里那片让他深深热恋的大窝凼。


2017年9月15日,就在中国天眼震撼世界时,后方却传来了噩耗!

南仁东癌症病情突然恶化,离开了这片他挚爱的土地,遵照他的遗愿,丧事从简,不举行追悼仪式。

他曾说,“天眼”如果有一点瑕疵,我们对不起国家。

在为FAST寻梦的这二十多年里,这是南仁东经常挂在嘴边的一句话。

二十余年心无旁骛,他为“中国天眼”燃尽生命。

可以说,南仁东用自己的二十年,换来了中国射电天文发展的二十年。

而FAST投入使用近三年,已实现跟踪、漂移扫描、运动中扫描等多种观测模式。

截至目前,FAST已探测到上百颗脉冲星候选体,其中132颗得到认证,超过同期欧美多个脉冲星搜索团队发现数量的总和。

今年4月,FAST发现一个新快速射电暴,来自85亿年前的宇宙深处,并在国际著名《天体物理快报》发表,

表明FAST已具备开拓新学科方向的能力。

同月,FAST正式开启地外文明搜索,寻找来自宇宙深处高智慧生命的信号。此前有人表示,如果今后一二十年里,地球接收到外星人释放的信号,那一定有FAST的功劳。

哲学家康德说过,世界上有两样东西能深深震撼我们的心灵,一个是心中崇高的道德准则,另一个是头顶璀璨的星空。

南仁东说,“美丽的宇宙太空以它的神秘和绚丽,召唤我们踏过平庸,进入到无垠的广袤。”

三年前,那个最懂中国“天眼”的人,离开了我们……

问天寻迹,FAST独领风骚,七十二载人生路,南仁东像是只为FAST而来。

殚精竭虑,以命相搏!从壮年到暮年,他拼尽一生心血,成就了一段世间传奇,学界绝唱。

他倾其一生所完成的是一个人的梦想,一个国家的梦想。

为“中国天眼”燃尽生命,成就国之骄傲,致敬这位民族脊梁!缅怀南老!


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