○柏 青
在貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣大窩凼的喀斯特洼坑中,坐落著目前地球上口徑最大、最先進、最靈活并擁有自主產權的射電望遠鏡——“中國天眼”,簡稱“FAST”。它由4450 個反射單元組成半球狀反射面,單口徑達500 米,綜合性能比世界上第二大的美國阿雷西博射電望遠鏡提高約10 倍。從理論上說,“中國天眼”能接收到137 億光年以外的電磁信號,這個距離已經接近目前人類可探索的宇宙邊緣。這個世界級的大項目從提出、設計到建成歷時20 多年,有一位科學家為此奉獻了自己的一生,并因此被稱為“中國天眼之父”,他叫南仁東。
1945 年,南仁東出生在吉林省遼源市龍山區。小時候他的家境一般,父親由于工作長期在野外奔波,所以他和家人就經常寄居在外婆家里。18 歲那年,他參加了高考,分數比錄取線高了50 多分,如愿以償考入了清華大學,并且成為當年吉林省的理科狀元。
由于成績很優秀,南仁東被調劑到無線電系,因為國家需要這方面的人才。但他本人因酷愛美術而想上建筑系,故一度很郁悶,一賭氣跑回家跟父親說想要放棄。身為工程師的父親把他斥責了一番,并最終說服他堅持完成自己的學業。在清華讀書期間,周恩來總理曾到學校視察并會見學生代表,南仁東便是其中之一。他還因為成績優秀被周總理點名要求發言,這讓他激動了一輩子,也激勵了他一輩子。
1978 年,南仁東考取了中國科學院的研究生,并先后獲得理學碩士和博士學位。1993 年,國際無線電科學聯盟(URSI)第二十四屆大會在東京召開。當時的科學家們討論,由于地球上無線電的大量使用,越來越多的電波干擾了外太空信號的接收,再這么下去,人類會被自己發出的無線電波封鎖在地球里,無法對浩瀚宇宙做更深入的探索。于是他們提出,要抓緊建造新一代功能超強的大射電望遠鏡。
天文學是人類最古老的自然科學,對人類社會進步的影響超出了很多人的認知。如果說人類天文學可分為三大時代,用眼觀天的第一時代,用光學望遠鏡觀天的第二時代,那么用射電望遠鏡觀天就是第三時代。
當時,中國最大的射電望遠鏡口徑只有25 米。而美國于1974 年擴建的阿雷西博射電望遠鏡直徑是305 米,德國于1972年建成的埃菲爾斯伯格射電望遠鏡,其拋物面天線直徑達到100 米。就連澳大利亞、荷蘭、日本、印度等國,在射電天文方面的聲音也都比中國響。
“看到別的國家都有自己的大設備,但我們國家沒有,我挺想試一試。”時任中國科學院北京天文臺副臺長的南仁東和幾位同仁說:“咱們也建一個吧。”就是從這樣一句話開始,48 歲的南仁東把自己與“中國天眼”牢牢地綁在了一起。1994 年7 月,500 米口徑球面射電望遠鏡(FAST)工程概念提出。
為了選出合適的FAST 臺址,南仁東把目光瞄向了西南地區,因為那里是喀斯特地貌,一些地表特征符合大口徑射電望遠鏡的安放要求。于是,從1994 年開始,從北京到貴州的火車上,就經常會出現一個小個頭、戴著眼鏡、留著八字胡的乘客。這一奔波就是12 年,南仁東和他的團隊,先后在貴州的大山里篩選出了391 個比較合適的洼地。此后又經過一個個剔除,最終確定了平塘縣克度鎮大窩凼這個獨一無二的洼地。
2007 年,FAST 正式立項,南仁東的眉頭似乎皺得更緊了。在FAST 饋源艙系統負責人姚蕊和南仁東的學生孫京海的印象中,他總是窩在椅子上,盯著電腦屏幕,抽著煙,長時間保持沉思的姿勢。“他總是說,FAST 壽命有30 年,相當于使用1 天國家要投入11 萬,如因為工作失誤,停用一天,損失11 萬。這個擔子一直壓在心上。”FAST顧問斯可克談道,“他為這個項目起名叫FAST,就是希望這個項目一定要快一點!再快一點!讓中國快一點探索宇宙!”
但FAST 是一個龐大的工程,涉及天文學、力學、機械工程和巖土工程等各個領域,每一個領域幾乎都是開創性的工作。沒有任何經驗可以借鑒,很多關鍵技術只能一邊摸索,一邊自主創新。
比如,FAST 有一個關鍵技術“索網”。射電望遠鏡要依靠索網的柔性伸縮來調整反射面,對鋼索的抗疲勞標準要求是500兆帕,而當時國內外的鋼索都達不到這個標準,普通標準只有250 兆帕。于是,南仁東帶領大家從基礎材料開始試驗。面對一次又一次的失敗,他就一句話:“我們沒有退路,必須再做!”兩年間,試驗重復了無數次,終于把這個問題給解決了。
作為FAST 項目首席科學家和總工程師,南仁東始終親力親為,奮斗在工作的前線,為工程的順利完成作出了卓越貢獻。他曾經說過:“FAST 如果有一點瑕疵,我們對不起國家。一項關鍵技術突破不是我個人的成績,它是一大群人拼搏和努力的結果。”怕“對不起國家”,這或許是支持南仁東挺過所有爭議、困難的最大動力。
2015 年,天眼的索網終于勝利地完成了合龍。也就是在那一年,南仁東被確診為肺癌晚期。沒有人知道,他是在北京哪家醫院做的手術。工地上的所有人眾口一詞:南老去北京開會了,每天都還在郵件指揮呢。半年后,南仁東回到了工地上,并一如既往地玩命工作,他要親眼見證這個偉大的科學工程落成。
2016 年9 月25 日,“中國天眼”幾乎是突然出現在中國媒體上,并立刻成為世界關注的焦點。這一天,“中國天眼”落成啟用。2017 年10 月,“中國天眼”首次發現6顆脈沖星。遺憾的是,就在不久前的9 月15 日,南仁東因病情惡化離開人世,沒能看到這一成果。
2018 年10 月15 日,中國科學院國家天文臺宣布,國際天文學聯合會小天體命名委員會批準將國際永久編號為“79694”的小行星命名為“南仁東星”。從此,這顆代表著中國人科學精神和奮斗精神的明星,將在太空繼續守望他為之燃盡一生的“中國天眼”。