觀天巨目，一眼千年

雁南歸

貴州省平塘縣，有塊名叫“大窩凼”的喀斯特洼地。世界上最大的單口徑射電望遠鏡——被稱為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡，就坐落在這里。它就像一只巨眼，靜靜地凝望著天空，探尋著百億光年之外的射電信號。

“中國天眼”還有一個名字，叫 “FAST”，其含義若用一個字來表達就是“快”，蘊含著“追趕”“跨越”“領先”之義。

“有條件要上，沒有條件創造條件也要上”

20世紀90年代，中國最大的射電望遠鏡直徑是25米，而全球最大的射電望遠鏡直徑為350米。當時中國的天文學家想要驗證自己的研究成果，很多時候需要依賴外國的先進設備。受制于人的苦楚，只有經歷過才能體會。

“我們的落后是明擺著的。”南仁東說，但落后了就更應該奮起直追。1994年初春，南仁東拿出了一份包含著國際國內豐富內容的《大射電望遠鏡（LT）國際合作計劃建議書》交給中國科學院，很快獲得了支持。夏天剛剛到來，大射電望遠鏡的選址工作就開始著手進行。

在哪里建這只“觀天巨目”呢？南仁東找到了中國科學院遙感與數字地球研究所的聶躍平。兩人又聯系到了全國20多所大學和科研院所的100多位專家組成團隊。這些專家，靠著自力更生的干勁兒，將自己最好的年華、最佳的科研時間投入這項預研究之中。

雨衣、解放鞋、柴刀、拐杖……是他們的裝備。下雨路滑，解放鞋最耐穿；拐杖，可用來防備叢林中的蛇……從清晨到黃昏，從寒冬到酷夏，帶著300多幅衛星遙感圖，這支團隊一頭扎進中國西南的大山里。巨大的山體，陡峭的山澗，搖搖晃晃的繩索橋以及橋下湍急的河流……他們跋山涉水，花了整整12年，走遍了391個備選洼地，最終于2006年選定了條件最適宜的大窩凼。這是一處天然形成的喀斯特洼地，人跡罕至，可規避無線電的干擾；足夠大、足夠圓，可大大省去土方工程耗費的時間和財力。更重要的是，這里沒有發生重大自然災害的記錄，且獨特的喀斯特地貌，可以保障雨水向地下泄流，不會形成積水損壞望遠鏡。

選址完成后，國家發改委很快批復，FAST工程正式立項。

“FAST立項，不意味著勝利，我們只是剛剛出發，就像哥倫布、麥哲倫剛剛出發一樣，前面還會有想象不到的風浪。但是，我們FAST團隊正向宇宙的深度進軍，這也是一次前所未有的遠航。我們將去證明，人類的探索可以到達一百多億光年以外。”南仁東這樣說道。

“有條件要上，沒有條件創造條件也要上。”這句話，在建設FAST時被南仁東反復提及。經過艱苦的研究與探索，2016年9月25日，“中國天眼”落成啟用。

這群來自高校和科研院所的中國科學家懷抱著對民族的赤誠和探索宇宙的初心，以“敢為天下先”的豪情壯志，在全世界都沒有現成經驗的情況下，讓“中國天眼”最終得以屹立在貴州的群山之中。

這期，我們就來看看“中國天眼”背后的部分高校力量。

“中國天眼”背后的高校力量

東南大學

成功支撐起

“中國天眼”的“視網膜”

“中國天眼”的“視網膜”——球型反射面，是一張由6670根鋼索編制的索網，它需要在球面和拋物面之間進行變形，從而對天文信號進行收集和觀測。鋼索上要裝上反射面板，要經常調換角度，要不斷拉伸，還要保證至少能用30年。

承擔索網工程預研工作

東南大學郭正興教授、羅斌教授在FAST工程中承擔了索網工程預研工作，提供了“中國天眼”反射面支承結構索網施工階段的技術支撐，參與了高性能鋼索的研制，協助解決了大跨度索網安裝的技術難題，為項目的順利實施提供了堅實的保障。

“我們主要協助國家天文臺開展工程實施階段相關施工技術的研究，為包裹該巨型射電望遠鏡反射面的索網安裝等關鍵問題，提供全過程的技術支撐。”郭正興教授說。

郭正興教授團隊提出了復雜地形條件下超大直徑索網懸空組網安裝的方法，研發了V形區動態錨固平臺系統，提出了串聯拉索空中牽引累積滑移安裝方法及理論，研發了既能大斜度爬行又能垂直升降的特種吊籃和研制了節點盤銷軸自行對位的千斤頂牽引穿孔裝備，解決了高空無任何夾具定位下銷軸過盈配合的裝配難題。

而在FAST運行階段，反射面的控制精度補償及故障預警是該射電望遠鏡面臨的重大難題。國家天文臺姜鵬研究員表示，非均勻溫度場及促動器故障等諸多因素會影響反射面的控制精度甚至結構安全。如果該問題得不到妥善解決，不僅可能影響反射面的控制精度，正常的觀測時間及效率也將難以得到保障。

為解決這一難題，羅斌教授基于FAST反射面索網運行的實際狀況，開發了一套實時評估系統。這一套實時評估系統包括預評估和實時評估兩個子系統。其中，預評估子系統用于對預期的主動拋物面工作軌跡進行分析；實時評估子系統則負責實時跟蹤反射面索網的運行狀況，反饋索網狀態并及時提供預警信息。這套實時評估系統于2016年11月安裝于現場并開始運行，實時判斷反射面系統是否具備執行觀測任務的能力，以及判斷反射面系統執行觀測任務時會有何種風險，必要時還會給出停止觀測、啟動維修工作的建議，為該射電望遠鏡的調試、運行及維護提供技術支持。

東南大學名片

東南大學的前身是創建于1902年的三江師范學堂，后歷經兩江師范學堂、南京高等師范學校、國立東南大學、國立中央大學等重要發展時期。1952年全國高校院系調整，學校文理等科遷出，以原國立中央大學工學院為主體，先后并入復旦大學、交通大學、浙江大學、金陵大學等校的有關系科，在國立中央大學本部原址上建立了南京工學院。1988年5月，學校復更名為東南大學。2000年4月，原東南大學、南京鐵道醫學院、南京交通高等專科學校合并，南京地質學校并入，組建新的東南大學。

目前，東南大學是教育部直屬的綜合性、研究型全國重點大學，是國家“985工程”“211工程”重點建設高校之一。2017年，東南大學入選世界一流大學建設A類高校名單。

“以科學名世，以人才報國”

☆“以科學名世”

東南大學從創立之初便埋頭于科學研究，積極打造國家戰略科技力量，努力做有組織、有使命、有學術穿透力的科研。

經過10年的努力，由東南大學等單位完成的“寬帶移動通信容量逼近傳輸技術及產業化應用”項目，實現了從2G到5G的跨越發展，在2011年度國家科學技術獎勵大會上，獲得國家技術發明獎一等獎。

2016年9月，具有我國自主知識產權的射電望遠鏡“中國天眼”在貴州落成啟用。東南大學為“中國天眼”的順利實施提供了堅實保障。

2018年，中國第35次南極科考團前往南極，投入試行的我國首個國產極地無人值守能源系統，可實現全天24小時不間斷供電，真正讓核心地帶的南極科考實現無人值守、遠程監控，而這同樣來自東南大學。

……

東南大學是我國科學技術研究與輻射的重要基地。學校堅持產學研結合，2022年科研經費到款36.01億元，中國發明專利申請3480件，PCT專利申請120件，中國發明專利授權2997件，有效發明專利13146件。

“探月計劃”、“三峽工程”、北京副中心、港珠澳大橋、高鐵等國家重大工程，東南大學都有參與。

心無旁騖，勇闖科研大漠區；心懷天下，與國家同命運共呼吸。東南大學“以科學名世”，名副其實。

☆“以人才報國”

中國高校最早的建筑系誕生于東南大學，而“建筑四杰”，東南大學便占了三席，楊廷寶、童寯、劉敦楨三位先生在東南大學為建筑科學奉獻了畢生心血。

從中國導彈零的突破，到第一代固體潛地導彈；從“巨浪之父”到“東風-21之父”，被譽為“航天四老”之一的黃緯祿，在東南大學四牌樓2號度過了一段難忘的青蔥歲月，留下了宛如印刷體般工整的微積分課堂筆記。

東南大學1981級校友王澍獲得了中國第一個普利茲克建筑獎，他用“凝固的音樂”講述中國故事，向世界傳遞著中國建筑的魅力。

空警2000預警機總設計師陸軍，帶領團隊做出了全世界最好的預警機和雷達，引領實現了我國預警機裝備零的突破和跨越式發展，被譽為“美國最忌憚的十位中國軍工領軍人”之一。

2020年11月，萬眾矚目的“嫦娥五號”在文昌航天發射場點火升空，開啟我國首次地外天體采樣返回之旅。而負責協調整個發射任務流程和進程狀態的“01”指揮員，是東南大學的校友——胡旭東。

2021年2月，讓東大人自豪的“學姐”，被譽為“東方居里夫人”“核物理女王”“物理學第一夫人”的吳健雄先生，登上了美國郵政局發行的永久郵票，以紀念她在β-衰變研究領域做出的世界性貢獻。而此前登上永久郵票的名字有愛因斯坦、費米、費曼……

……

中央大學時期，羅家倫校長要求學生“為國分憂，為國盡力”。一路走來，東南大學共培養出了20多萬名英才，他們胸懷報國大志，潛心鉆研，服務四方。

“以科學名世，以人才報國”，東南大學的核心精神正在日益濃郁的現代人文精神浸潤中，養育著一代又一代學子。

“瞳孔”指饋源艙，即放置接收宇宙外信號裝置系統的艙體。作為FAST的核心部件，饋源艙最大直徑13米、高7.6米、重30噸，是集結構、機構、測量、控制等多種技術于一體的光機電復雜系統。

這一核心部件由中國電子科技集團公司第五十四研究所負責、燕山大學趙永生教授團隊參與研發。

“青出于藍而勝于藍”

由于太空中的天體位于不同的方位，因此饋源艙接收巨大球面反射信號的最佳位置也是不同的。如何用6條鋼索驅動總重量相當于30輛小轎車的饋源艙，實現大范圍、高精度的空間定位，從而精確接收宇宙信號，是一個極具突破性的技術難題。

好在燕山大學趙永生教授團隊有經驗。

2010年，趙永生教授團隊與中國電子科技集團公司第五十四研究所（以下簡稱“五十四研究所”）開始建立合作。他們憑借在并聯機器人理論及技術領域深厚的學術積淀，歷時兩年，從理論分析、工程設計到系統集成、工程實施、調試完善，最終自主研制成功上海65米射電望遠鏡的關鍵部件——副反射面精調機構。副反射面的位置控制精度達到了0.05毫米，即一枚硬幣厚度的1/32；姿態精度為10角秒，即秒針轉過一個角度的1/216，圓滿實現了天線高運動精度、嚴苛環境適應性及長期工作可靠性的要求。

正是基于趙永生教授團隊與五十四研究所的親密合作，雙方在FAST項目的核心部件——饋源艙的研發中，再次走在了一起。在由五十四研究所負責、趙永生教授團隊參與的饋源艙方案設計和工程實施過程中，趙永生教授團隊巧妙地將上海65米射電望遠鏡副反射面精調機構的相關技術應用到饋源艙系統的設計研發中。同時，他們還為饋源艙系統的方案確定、機構分析、結構設計、力學建模、特性仿真等方向提供了強有力的理論指導和技術支撐。

上海65米射電望遠鏡副反射面精調機構和FAST項目饋源艙位姿調整機構，兩者在理論研究和技術上是相互傳承的，且后者做到了“青出于藍而勝于藍”。

燕山大學名片

鍛造，是大國工業的基石，是大國較量的武器，是一片白紙的新中國必須迎頭趕上的必爭之技。新中國成立時，隨著重型機械工業的發展，機械工業部擬建立一所專門為重型機械行業培養干部的高等院校，以適應我國重型機械工業建設的新形勢。就這樣，燕山大學應運而生。

燕山大學源于哈爾濱工業大學，始建于1920年。1958年，哈爾濱工業大學重型機械系及相關專業成建制遷往齊齊哈爾，組建了我國第一所為重型機械行業培養技術干部的高等工業學院——哈爾濱工業大學重型機械學院。1960年，哈爾濱工業大學重型機械學院獨立辦學，定名為東北重型機械學院。1997年，經國家教委批準，學校更名為燕山大學。

如今，燕山大學是河北省人民政府、教育部、工業和信息化部、國家國防科技工業局四方共建的全國重點大學，是河北省重點支持的國家一流大學和世界一流學科建設高校，是北京高科大學聯盟成員。

“你可以永遠相信燕山大學”

東北重型機械學院時期。哈爾濱工業大學重型機械學院脫離哈爾濱工業大學獨立辦學后，由時為東北重型機械學院教授的林秀安帶領團隊與第一重型機器廠共同承擔研制的亞洲最大的30000噸級模鍛水壓機，于1973年投產并服役至今，在國家國防軍工、航空航天等領域貢獻了重要力量。此模鍛水壓是國內第一臺為波音公司生產零件的水壓機，是新中國當之無愧的功勛設備，被譽為中國工業“四大國寶”之一。

此外，東北重型機械學院還先后創造了中國第一臺二十輥森吉米爾軋機、第一根波紋腹板H型鋼、第一套雙層金屬卷焊管機組、第一套冷軋帶鋼厚度液壓自動控制系統等一系列“中國第一”，在祖國遙遠的邊陲一隅，為我國重工業的崛起之路打下一片江山。

燕山大學時期。由于辦學與辦廠、教學與應用所需環境大不相同，位居邊疆小鎮的東北重型機械學院在建設國家重點大學的道路上舉步維艱，因此，1984年，林秀安院長克服重重困難，在秦皇島籌建分校，形成南、北兩地辦學的格局。1997年，南、北兩校合并，更名為燕山大學。

南臨渤海，北依燕山，在這片廣闊的天地中，燕山大學秉持著內斂深沉、沉穩低調的作風，以一身“鋼筋鐵骨”，在國家國防軍工與航空航天等領域踏浪前行。

一方面以“機械”為骨，壯志開疆。燕山大學機械工程一級學科為國家重點學科，在第四輪學科評估中獲評A類，進入全國前10%行列。1998年以來，燕山大學以主持或參加的身份獲得的23項國家科學技術獎中，僅機械工程學院便斬獲了15個獎項。

另一方面以“材料”為劍，騰躍奇襲。材料科學與工程是燕山大學的另一“高峰學科”。在近十年來入選“中國高等學校十大科技進展”的高校中，燕山大學有2項成果入選，分別為2013年度入選的“納米孿晶結構極硬立方氮化硼”與2014年度入選的“具有極高硬度和穩定性的納米孿晶金剛石”。這2項成果均來自燕山大學材料科學與工程學院田永君教授科研團隊。2017年，田永君教授當選為中國科學院院士，并榮獲2018年度陳嘉庚科學獎，而其領導的高壓科學研究中心現也已成為國際高壓科學研究的重要基地。

在沖擊“雙一流”的道路上，燕山大學重點布局建設“三個研究院、三個中心”，即人工智能與機器人研究院、海洋科學與工程研究院、康養產業技術研究院，高壓科學研究中心、納米能源材料研究中心、特種運載裝備研究中心。學校緊跟國家創新發展戰略，積極促進學科的交叉融合和協調發展，在強化原有學科專業優勢的基礎上，布局新興研究領域和研究方向，爭取在標志性成果和重大項目方面實現更大突破。

燕山大學這一路走來，風霜無懼、雨雪從容，在東北大地上雕琢工業圖景，又在華北大地上盡展鐵骨柔情。

39歲！這是FAST工程運行團隊的平均年齡。如果只算大窩凼的現場施工團隊，還要再年輕10歲。北京建筑大學的趙保慶，就是親歷FAST建設過程的眾多年輕人中的一位。他從2008年起即參與到FAST工程建設中，經歷了擋風墻子系統的設計和施工、工程建設現場施工協調、設備調試保障及基地觀測等相關組織工作，現任FAST觀測基地辦主任。

“中國天眼”建設的拓荒者

談起畢業后與FAST結緣，趙保慶記憶深刻。2008年剛剛畢業的他經過兩輪面試，從清華大學、哈爾濱工業大學等名校畢業生中脫穎而出，獲得國家天文臺專家的一致認可，順利進入國家天文臺工作并開始參與FAST工程建設。

入職國家天文臺后，趙保慶進入FAST項目技術攻關團隊。

被派往貴州之前，趙保慶需要進行為期半年的封閉式訓練和教育。那是一段對身心有巨大考驗、對心智有極大磨煉的經歷。由于工程實驗需要嚴格的實驗環境，因此趙保慶必須每天早上四五點起床進行低溫測試，中午十二點進行高溫測試。不過，面對如此反復的工作模式，趙保慶樂在其中。

來到貴州之后，冰冷、潮濕、停電、缺水、酷熱的現場環境長年累月地與趙保慶做伴；洗臉、刷牙、做飯、洗衣都要用附近池塘里的水；晚上蓋的被子，很容易就能擰出水……縱然如此，趙保慶也一直堅信作為一名工程師能參與到國家重大科技基礎設施建設之中就是最大的榮幸。

30萬個調整結構單元，4450塊鋁合金反射面單元，200套水平連桿，100套抗拔裝置，50個雙向滑移支座……趙保慶與同事們一道為FAST工程建設解決了一個又一個重大難題。在這一過程中，趙保慶一邊摸索，一邊實踐，反復驗證自己的新想法，不斷取得新突破。

目前，他研制的“FAST射電望遠鏡反射面單元支撐調整裝置”“五等分全鋁合金網架結構反射單元”等5項發明專利已問世。

北京建筑大學名片

北京建筑大學源于1907年清政府成立的京師初等工業學堂，1933年更名為北平市市立高級職業學校，1936年增設土木工程科，后歷經北京市市立工業學校、北京市建筑專科學校、北京市土木建筑工程學校、北京建筑工程學校、北京建筑工程學院等發展階段，2013年經教育部批準，更名為北京建筑大學。

如今，北京建筑大學是北京市與住房和城鄉建設部共建高校，入選教育部“卓越工程師教育培養計劃”試點高校、國家建設行業技能型緊缺人才培養培訓工程、國家“雙萬計劃”、首批國家級工程實踐教育中心建設單位、北京高等學校高精尖創新中心。

北京建筑大學創立之初便勇擔“興學強國，實業救國”的重任，開啟了中國近代工業職業教育之先河。在漫長的發展歷程中，學校以服務首都城鄉建設發展為使命，一代代北建大人接續奮斗，始終與黨和國家同命運共呼吸。

培養國家和首都城市建設系統的骨干力量

從新中國成立之初以人民大會堂為代表的十大建筑，到奧運工程、亞運工程，再到現在的城市副中心、海綿城市、城市地下管網，乃至雄安新區等，都凝聚著北京建筑大學師生和校友的心血。

北京建筑大學先后為國家培養了7萬余名優秀畢業生，他們參與了北京70多年來重大城市建設工程，成為國家和首都城市建設系統的骨干力量。校友中涌現出了被稱為“當代魯班”的李瑞環，核工業基地建設的奠基人趙宏，中國工程院院士張在明，全國工程勘察設計大師袁炳麟、高士國、羅玲、趙冬日、沈小克、包琦瑋、楊伯鋼、劉桂生、胡越、張宇、馬海志，在國際上有重要影響力的中國建筑師馬巖松等一大批優秀人才。

北京建筑大學無愧于“培養工程勘察設計大師的搖籃”“培養國家和首都城鄉建設專業骨干人才的搖籃”的稱號。

“FAST每年都會產生海量數據，我們希望與貴州大學的大數據國家重點實驗室合作，利用FAST的海量數據，挖掘出更多的科學成果。”——中國科學院院士、國家天文臺臺長常進

天文大數據聯合實驗室的建立

擁有固定研究人員近150名、客座研究人員120余名，建成了一流的科研平臺與算力中心，具有分布式存儲能力12PB，人工智能算力達120PetaFLOPS，牽頭及參與大數據標準編制20余項……

以上是我國大數據領域首個國家重點實驗室——省部共建公共大數據國家重點實驗室（貴州大學）（以下簡稱“大數據國重” ）成立一年多以來取得的傲人成績。

大數據國重于2021年10月正式掛牌。2021年12月20日，國家天文臺與貴州大學簽署戰略合作協議，共建“天文大數據聯合實驗室”。這是國家天文臺與貴州大學合作共建的實驗室，以期破解“中國天眼”面臨的部分科研難題。

“實驗室將密切關注天文大數據前沿知識和技術，充分用好‘中國天眼這一大科學裝置，推動天文科學與大數據深度融合，助力‘中國天眼產出更多科研成果。” 大數據國重主任李少波說，未來實驗室將在脈沖星智能搜索方面進行探索性研究。

中國工程院院士、貴州大學校長宋寶安也表示，雙方攜手合作后，大數據國重將加大天文大數據存儲設備、超算中心等基礎建設工作的投入和人才引進力度，打造于國內有知名度和影響力的天文大數據實驗室，助力“中國天眼”多出成果、出大成果，也為推動貴州省數字經濟發展做出貢獻。

貴州大學名片

貴州大學創建于1902年，歷經貴州大學堂、省立貴州大學、國立貴州農工學院、國立貴州大學等時期，1950年10月定名為貴州大學。1951年11月，毛澤東主席親筆題寫“貴州大學”校名。1997年8月，學校與貴州農學院等院校合并。2004年8月，學校與貴州工業大學合并。

歷經120余年的建設發展，學校先后成為國家“211工程”大學，國家世界一流學科建設高校，教育部、貴州省人民政府“部省合建”高校。

打通人才培養的最后一公里

大數據是指規模巨大、類型多樣、價值密度低、時效性強的數據集合，以及對這些數據進行采集、存儲、管理、分析和應用的技術、方法和工具。大數據作為一種重要的戰略資產，已經不同程度地滲透到每個行業領域和部門，其深度應用不僅有助于企業經營活動，還有利于推動國民經濟發展。

2014年，貴州大學大數據與信息工程學院在貴州大學原電子信息學院的基礎上成立，為貴州大數據產業發展增添強勁動力。貴州大學大數據與信息工程學院由電子科學系、信息與通信工程系、大數據科學與工程系組成，設有6個本科專業（電子科學與技術、電子信息科學與技術、通信工程、物聯網工程、數據科學與大數據技術、信息管理與信息系統），且已形成以知名教授牽頭的“信息材料與光電子器件”“集成電路設計”“材料基因工程與材料大數據”“計算智能與大數據分析”“人工智能技術與應用”“先進通信與智能網絡”“數據采集與智能家居”“模式分析與機器智能”“復雜網絡分析”“混雜系統”“數據采集技術”等教學科研團隊。

大數據與信息工程學院成立后一直致力于為貴州的電子信息產業和大數據產業做好人才培養、產學研合作、成果轉化和科技服務。該學院院長謝泉牽頭申請建立的國家智能制造產學研融合創新平臺及研究生聯合培養基地，總投資1.25億元，新建單體建筑面積10988.79平方米，整體建成四個平臺：先進光電子材料的設計、模擬與計算產教融合創新研究平臺，智能制造設計與仿真平臺，集成電路與芯片設計產教融合平臺，光電子器件制備的創新研究平臺。

該基地的建成，將打通人才培養的最后一公里，為電子信息產業和大數據產業提供高級專業人才。

更多的高校力量——

清華大學相關團隊從1999年起參與FAST工程的預研究和總體方案設計工作，在FAST的最終立項和建設中起到了決定性作用；

中國工程院院士、哈爾濱工業大學教授沈世釗率領空間結構研究團隊，歷經十幾年的研究，設計完成FAST的“主動反射面結構系統”，該系統被稱為“中國天眼”三大自主創新之一，為“中國天眼”提供了強有力的技術支撐；

天津大學微電子學院互聯與感知集成電路與系統團隊教師王健牽頭承擔并順利完成了射電天文業務用頻干擾分析系統的研制……

一個個身影前赴后繼，一次次科學技術創新突破，所有榮耀的背后，都有著不為人知的艱辛，都有著許多默默的付出與努力。