摘要:AST自正式开放运行4年来,在脉冲星、快速射电暴、中性氢、纳赫兹引力波等领域取得了多项重要原创性成果。其中,脉冲星领域相关研究极为亮眼——取得了发现最短轨道脉冲星双星、捕捉纳赫兹引力波信号的初步证据等突破性进展;发现了大量的毫秒脉冲星和脉冲星双星,丰富了脉冲星
中华脊梁系列
中国天眼之父
——南仁东的故事
作者 信 真
11月26日,央视新闻联播播报一个好消息:
截至2024年11月,中国天眼FAST发现脉冲星数量已突破1000颗,超过同一时期国际其他望远镜发现脉冲星数量的总和。
中国科学院国家天文台副台长姜鹏介绍:
AST自正式开放运行4年来,在脉冲星、快速射电暴、中性氢、纳赫兹引力波等领域取得了多项重要原创性成果。其中,脉冲星领域相关研究极为亮眼——取得了发现最短轨道脉冲星双星、捕捉纳赫兹引力波信号的初步证据等突破性进展;发现了大量的毫秒脉冲星和脉冲星双星,丰富了脉冲星的种类和数量,对于理解脉冲星的形成和演化具有重要意义。
据介绍,通过观测脉冲星,可检验广义相对论、探测低频引力波等,为脉冲星物理等理论研究提供重要的数据支持。来自不同研究机构的天文学家们利用FAST开展了多项脉冲星研究。例如,国家天文台韩金林团队的FAST银道面脉冲星快照巡天项目、清华大学/国家天文台研究员李菂团队的漂移扫描多科学目标同时巡天项目、北京大学/国家天文台研究员李柯伽团队的脉冲星测时阵列项目、新疆天文台研究员王娜团队进行的脉冲星物理与演化研究、国家天文台副研究员潘之辰等开展的球状星团脉冲星巡天项目。
鲜为人知的是:中国有一项科技领先世界二三十年,但当年的霍金却劝我们关闭它,它就是国之利器,中国天眼Fast。
而把这个天眼建造出来的人,就是中国的天眼之父南仁东。
南仁东(1945年2月19日~2017年9月15日),男,满族,群众,吉林辽源人,中国天文学家、中国科学院国家天文台研究员,主要研究射电天体物理学和射电天文技术与方法领域,负责国家重大科技基础设施500米口径球面射电望远镜(FAST)的科学技术工作的主要负责人、首席科学家兼总工程师。
南仁东你从他的外表好像很难想象是这个人用了22年的时间,把一个朴素的想法变成了国之重器吧。
1945年南仁东出生在吉林省辽源市龙山区,据南仁东的少年伙伴张平说,南仁东读小学的时候,就喜欢到龙首山上去看星星,在懵懵懂懂的年纪,小小少年就已经将星辰大海装进了眼中。当欧美国家在着手将雷达技术,应用于天文观测,探索看不见的宇宙时,中国还处于战争恢复期,当英国建成世界上最大的76米口径洛弗尔射电望远镜时,南仁东仍是象牙塔里的求知少年。
1963年,南仁东以吉林省理科状元的身份,考入清华大学无线电系。
1978年恢复高考后,他又在中国科学院研究生院,先后获理学硕士和博士学位,毕业后他去了荷兰做访问学者。
1990年,南仁东从荷兰做访问学者结束被日本国立天文台聘为客座教授,期间他还参与了十个国家的大型射电望远镜计划,以多项优秀成果赢得了国际天文学界的赞誉。
1993年九月,国际无线电科学联盟大会在日本东京召开,多国商讨合力建造新一代射电望远镜。为什么要多国联合,因为太难了,这不是一个射电望远镜,是一个矩阵式的构想,就是在全球多个地区建立大型射电望远镜,如果同时向太空发射信号,那理论上它的口径就相当于地球这么大,这对中国来说是一个机会,南仁东当然想争取到这一机会,为此他辞去了日本国立天文台客座教授的职务,毅然回到祖国,极力主张中国启动天眼Fast项目,并构想出中国天眼要建成全球最大的直径达到500米。
那一年,南仁东已经49岁,他已经在国际上名声大噪,但他毅然放弃了国外优厚的条件,选择了回国,就任中国科学院北京天文台副台长。
那时南仁东在国外一天的收入,就抵得上在国内一年的工资,很多人笑他傻,他却淡淡的说道,在我眼中,知识没有国界,国家要有知识。这简短的话语,折射出南仁东,愿挑起中国天文事业重担的信心和勇气。他申请建造天眼的项目,很快就得到了中科院的批复,南仁东也被任命为中国天眼Fast项目的总工程师。
接下这个任务后,南仁东就开始为这个世界最大的射电望远镜,找一个合适的家,只是选择一个合适的位置,南仁东就花了十几年的时间,因为如此巨大的望远镜,如果建在平地上,工程量是不可想象的,所以最好的办法是找一个天然的圆坑来安置天眼,可是去哪里找呢,挖坑大小不合适排除,形状不规则排除,地底有溶洞排除,容易发生自然灾害的排除,靠近城镇的排除,因为这需要一个数百米大的,被四面山体包围着的山谷,在这个山谷里要放进去超大反射面,而且山体还要能挡住外面的电磁波,只凭这一点要求就足以要命。半年过后,1万多个大坑,选来选去只剩下300多个,而就这300多个,南仁东说,我坚持每一个都要实地考察,这事儿听起来很容易,可是在崇山峻岭,荒郊野外,他这一跑就是12年,无数个泥泞不堪的日夜,无数个风雨交加的征途,无数个人迹罕至的终点,他都经历了。
直到2006年,南仁东终于选定贵州省平塘县克度镇金科村大窝凼作为天眼工程的项目地址,这一年他已经61岁了,这12年间,他除了选址,就是为了这一个项目到处求人,他说他要让全世界来支持,我们很难想象这个内心坚毅如铁的老爷子,居然会去拍全世界的马屁,但都没有用,因为发达国家宁可让Fast做到非洲去也不想在中国。因为Fast的意义太大,它意味着一个国家在通信雷达,电子,深空探测,精密仪器等都将升级换代,换句话说,Fast是被忌惮的存在。
所以在2006年,中国落选了国际大射电的合作项目,南老想不明白为什么会这样,这就意味着中国要么放弃Fast项目,要么就自己建,但得不到任何国际上的任何支持,要知道当时世界上最大的射电望远镜,是美国的阿雷西博射电望远镜,它的口径达到300多米,而中国当时最大的射电望远镜不到30米,可以说中国是没有任何技术基础的。但南仁东不想放弃,他经常问三个问题,您相信有外星人吗,如果没有外星人,那我们是谁,我们又是什么。当时美国的阿雷西博望远镜,经常发布一些奇怪的发现,而我们什么都不知道,中国在几千年的历史长河中,一直对宇宙进行着探索,也一直在追寻我们到底是谁,我们从哪里来,可能上古时期的天使们也是外星人吧,而到了现代,我们仿佛停止了一样。
“别人都有自己的大设备,我们没有,我挺想试一试。”
他决定要为中国探索宇宙而努力。
2007年,中国独立自主的射电望远镜项目正式被国家批复,由南仁东带队建设,但南仁东肩膀的担子是我们难以想象,经费压力,技术压力,无数人的期望压得他喘不过气来。
一天深夜,南仁东在办公室里独自哭泣,他努力抑制住自己的哭声不让别人听见,但还是被路过的,也在外边加班的助手张成明听到了,他亲眼看着这位从来不求人的倔强老人,为了推广自己的天眼项目四处求人,他看着这位为了省钱出差,跟人睡一张床的南老,活成了别人口中的铁公鸡,他看着他屁股上长了个大疖子,疼的就坐在地上压着也不去医院,他就怕去医院耽误时间,所以整个地板上都是血迹斑驳。至此,天眼早已不仅仅是一场科学工程,它是南仁东赌上性命的一场战争,同时,这也不是一个人的战争,它是中国历代科研工作者,同心同力共同完成的一场战争,这是一个渴望复兴的民族的战争。在天眼的项目里,有人只懂天文,有人只懂力学,有人只懂金属工艺,有人只懂画图,这其中懂一两个已经算是专家了,而南老几乎全都懂,60多岁的南老爷子,活成了别人眼中的一面旗帜。
2007年7月,Fast工程作为国家重大科技基础设施正式立项。
2011年3月,村民搬迁完毕,Fast工程正式动工建设。
2015年,天眼的索网终于胜利的完成了合拢,也就在那一年,南仁东病倒了,他被确诊为肺癌晚期。怎么会这样,同事们怎么也想不通,在工地上生龙活虎的南老,怎么就突然肺癌晚期了呢,而医生们就更搞不懂,都病成这个样子了,怎么还能继续工作。没有人知道,南仁东是在北京的哪一家医院做的手术,工地上所有的人,大大小小的领导,工人们众口一词,说南老师是去北京开会了,每天都还用邮件指挥着呢。半年后,南仁东回到了工地上,一如既往的玩命工作,但自从项目启动后,身边的人都感觉到他好像变得冷漠了,他拒不接待从北京来的亲戚朋友,从小要好的朋友,知道他病了,打来的电话,他几乎也没有听,工作上的邮件,他总是会在最后加上一句,不必回复,他知道前面还有大量的工作和难题等着他。
他从此不再吃鱼了,问他为什么,他说没有时间,没有时间去吐鱼刺,因为他知道自己的时间不多了,他在工地上每天都被病痛折磨,他要和死神赛跑,但最后他赢了。
“如果(天眼Fast)有一点瑕疵,我们对不起国家。”
2016年9月25日,经过了整个团队20余年艰苦卓绝的努力,天眼进行落成启动仪式,该科技基础设施进入试运营调试工作。一只可以望穿星空,直达宇宙边缘的巨眼拔地而起,它就是Fast。
一年以后的南仁东先生去了一个遥远的地方,那个地方用天眼是能够看得见的。
而整个项目在施工的过程中也是困难重重,如此浩大的射电望远镜工程又精密无比,任何一个部件有问题,基本上这个设备就没用了。就比如其中的反射面设计30吨的馈源舱,在140米高空,206米的范围内,利用六根钢索进行高精度控制,连毫米的偏差都不能有,还有反射面和馈源舱,必须在公里级的尺度上,实现毫米级的动态控制精度。就光听我都觉得头大,在各种难题突破之后,我们又进行了创新,比如创建了适应山体地形的圈梁支撑形式,发明了大尺度高精度高动态测量控制与安全评估技术等等,每一项几乎都没有任何参考。因为美国那个,第一他是不可能给咱们看的,而且他那个也没有咱们的这么大。在经过了这些繁杂的工作之后。
终于在2020年的1月11日,这个总投资十二亿元,具有中国独立自主知识产权,拥有500米口径的球面反射器,成了全球最大最敏感的射电望远镜,中国天眼通过了验收,正式开放运行。可能以后也很难再有超过它的射电望远镜了,因为中国天眼的反射面并不是一整块,而是由4450块反射面板组成,反射面板下方还设计了一套触动器系统,一旦天眼需要接收不同方向的信号时就能拉动面板下方的支撑索网进行调整,通过反射面的局部变形来接收信号,就像是一张可动的视网膜,完全与死鱼眼阿雷西博望远镜区分开来。除此之外,科学家们还在每一块反射面板间,留好了导水间隙和导水孔,形成了一套完美的排水系统,以防长的像口大锅的天眼,在暴雨天气中真的被淋成一口汤锅,同时天眼的综合性能比阿雷西博提高了十倍,灵敏度,比德国波恩100米望远镜提高了12倍,哪怕是137亿光年的信号,也能被天眼轻松捕获,甚至连宇宙大爆炸初期所产生的无线电信号,也能被天眼发现,科学家们预计,在接下来二三十年内,中国天眼都将保持世界一流天文设备的地位,如今天眼每年需要支付2.8亿人民币进行维护,对于科学来说很值得。但是对于有些喷子来说,他觉得没啥用,特别是最近的海外社交平台上,有博主声称是位于贵州的中国天眼已经变成了垃圾场,但很快就被证实是假消息,因为中国的天眼正在运行中,而对网传图片进行反搜结果显示,图片是为美国的阿雷西博望远镜坍塌的画面,不知道这些传播假消息的海外博主,是有何居心。
回想当初南仁东为了中国天眼这个项目,可谓是殚精竭虑,以命相搏,他从1994年为Fast项目选址,到2016年天眼正式落成启动,这22年里,南仁东从壮年走到暮年,即便在工程后期,南老查出患有肺癌晚期,在手术中又伤及声带,但他依然坚守在第一线,因为Fast在他心中有着不一样的意义。
我们要感谢南老为中国留下了这只眼睛,他一直望着浩瀚的宇宙,为人类的未来而不懈努力。
这就是南仁东的故事,
这就是中国天眼的故事。
向中国天眼之父南仁东致敬!
【作者简介】信真,1953年生。1973年入伍。历任北京军区党委秘书、军区政治部宣传部副部长,军区政治部秘书长,某甲种师政委,石家庄警备区政委。从部队退休后,放弃京城优越生活,回乡创业十年,组织退役军人、军烈属、困难户成立了天津龙鑫园农作物种植专业合作社,创办了有机生态果园,为乡村振兴做出了贡献。爱好文学写作,有多部(篇)作品出版、发表,并多次获奖。
来源:丰融春秋