中国天眼之父是谁
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中国天眼之父是谁推荐文章2:天眼之父南仁东:不是院士也没得过奖,却为中国留独一无二的财产
1957年,英国建成76米口径洛弗尔射电望远镜;
1961年,澳大利亚建成64米口径帕克斯射电望远镜;
1963年,美国建成305米口径阿雷西博球面射电望远镜;
1972年,德国建成100米口径可转动抛物面射电望远镜……
中国,1993年建成仅仅25米口径射电望远镜。
在这样的背景下,1993年,国际无线电科学联盟大会上,天文学家们提议:多国联手研制大射电望远镜。
南仁东听到消息,立马向中国科学院提出,要抓住这个机会,争取把“大射电望远镜”建到中国来。
这样的提议,无疑是痴人说梦,同行的鄙视,足以把中国25米射电望远镜踩在脚下。
南仁东,这个固执、倔强的老头,一咬牙,倾尽一生,在二十多年后,把一个世界最大,500米口径的射电望远镜,牢牢地扎根在中国贵州。
世界惊叹,中国奇迹诞生了;国人悲叹,“不疯不成魔”的南仁东劳累过度去世了。
1945年2月,南仁东出生在吉林辽源。那里有座龙首山,南仁东小时候喜欢爬到山顶看星星,他对星空非常感兴趣,读《地理》课本时,他想:“南半球看到的星星是不是跟我们看到的一样?”
不过,南仁东感兴趣的东西太多了,而且他对自己感兴趣的东西都不敷衍,样样都要钻研。
他喜欢美术和文学,经常在课堂上画画,偷看小人书,一有钱就去书摊看书,他的痴迷让书摊摊主都感动了,到后来就免费让他看。
他喜欢拍照片,便拿着照相机到处拍,拍完又自己配显影药水,等到黄昏后,在教室把桌椅拼起来,把衣服脱了围在四周,造出一个“暗房”,还真把照片洗出来了。
南仁东这样的劲头,让他积累了非常丰富的知识,也为他后面的发展打下了基础。高考,南仁东以平均分98.6分,吉林省理科第一名的成绩,被清华大学录取。
南仁东喜欢建筑,填的清华大学建筑系,成绩比清华建筑系的录取分高出50多分,但因为国家更需要无线电方面的人才,他被调剂到了无线电专业。
一开始南仁东并不乐意,但是父亲说:“国家少一个建筑师,多一个无线电科学家,不是更好吗?”18岁的南仁东接受了学校的安排。
大学里,南仁东除了学习知识,还去了全国各地游历,这段历程大大激发了南仁东的爱国意识,他有了强烈的为祖国做贡献的愿望。再回到清华园时,他留起了小胡子,有人说是受了鲁迅先生的影响,蓄须明志。
大学毕业后,南仁东被分配到通化无线电厂,在厂里的生产实践中,南仁东什么都喜欢干,尤其是那些技术活,他在工作中磨砺出“一丝不苟”,做事“严丝合缝”的工人特质,这样的南仁东总是做什么就能成什么。
有一次,参加工厂大会,台上有一幅毛主席的画像,南仁东看着觉得不够像,忍不住对身边人吐槽,对方听了,回了句:“你说画得不好,你画?”南仁东真的向厂长提出,想画一幅巨幅的毛主席画像。
这是个严肃的政治任务,厂长怕他画不好,不让声张,把南仁东安排到一个没人去的大房子里,他不分昼夜地画,最后画出了一幅5米高的毛主席像,厂长请来局领导秘密验收。
等这幅栩栩如生的画像正式挂出来,全厂的人都惊叹:这个清华的高材生还是个画家!
1969年,厂里接到任务,要求研发一种便携式小型收音机,南仁东负责设计收音机实体形象。
他反复测算,综合各种因素,绘出实体图,给出各个部位具体数据,小组成员配合形成全套图纸,搞出模具。最后,注塑测试竟一次通过,专业的七级模具师傅都自叹不如。
1970年,厂里又接到研制10千瓦电视发射机的任务,南仁东约另一个技术员刘绍禹去接这个任务,刘绍禹觉得,电视发射机不是谁想干就能干的,他们不可能干下来的。
南仁东不服:“怎么不可能,半导体收音机,我们不是也干下来了吗?”后来,南仁东又说:“人是要做点事情的!”这句话打动了刘绍禹,两人一起向工厂请缨。
获准后,他们从阅读研究已有的科研图纸开始,研制小组每个人都很投入,作为小组长的南仁东更甚,他手里拿着图纸,嘴里叼着香烟,一夜一夜熬得双眼通红。
功夫不负有心人,他们研制的电视发射机,当年就顺利通过了省级验收,南仁东设计的外形,被吉林省工业厅评为第一名。
后来,通化无线电厂和吉林大学合作开发出计算机,南仁东任试制组组长,产品大量投产后,他们厂成了通化市的三大纳税大户之一,南仁东也晋升成技术科长。
在通化无线电厂,一呆就是10年,正在他准备进军集成电路时,高考恢复了,要不要放弃集成电路去考研?
南仁东犹豫了。这时一位前辈告诉他,眼光一定要放长远,要去深造,才能为国家做出更大的贡献。
像是冥冥中的安排,1978年,从小爱看星空的南仁东,被中科院研究生院录取为天体物理研究生,从无线电转学天体物理。
离开厂子,去北京到时,南仁东突然舍不得了,坐上离开通化的车他哭了,一直哭到了锦州沟帮子。
开学后,南仁东坐在冷冷清清的天文台观测站,心里想的却是工厂火热的科研生产,他回忆起过去十年,边学边干的时光,突然就觉得琢磨星空太不实际,太浪费时间了。于是,开学不到两个月,他背起背包回厂子了。
后来又经过多方劝导,南仁东返校。导师告诉他天文学的发展近况,过去的六十年代,人类在天文学领域有重大收获,但四大天文发现,没有一个是中国人发现的。
这激起了南仁东在天文学上的斗志,南仁东终于向着星辰大海出发了,研究生毕业又继续攻读天体物理学博士。
1985年,40岁的南仁东,应邀到各国的天文台访问学习。相比大学时的大串联,这次他走得更远。他坐着火车横穿西伯利亚,到了苏联、东欧。
南仁东带的钱不多,走到中途钱不够了,就在路边给人画像,挣了钱再买车票继续前行。
游学访问结束后,南仁东回到中科院北京天文台工作。1993年,南仁东已经是北京天文学会理事长了,国际天文学家们提出建大射电望远镜(SKA),和南仁东不谋而合,他一直想改变落后的现状,想在中国建大射电望远镜。
所以,他迫不及待地要抓住这个机会。
南仁东抽着烟,逐字逐句地斟酌推敲,写出了一万七千三百多字的《大射电望远镜(LT)国际合作计划建议书》,那字里行间全是他的殷切期望。
建议得到中科院的支持后,南仁东马上开始选址工作,他到中科院遥感所找到了聂跃平,聂跃平那年36岁,正在中科院遥感所做博士后。
听完南仁东的要求后,聂跃平问:“为什么不去贵州找?”聂跃平分析,贵州喀斯特地貌能自动排水,在那儿找个大坑放大望远镜再合适不过了。南仁东听了很兴奋:“你再去贵州,赶紧去,先去摸个底,好吗?”
受南仁东的感染,没多想,聂跃平一口答应下来:“好,我去给你找。”
为了抢时间,南仁东特批聂跃平坐飞机去。那时的他们意气风发,南仁东虽料到选址工作会很艰苦,也知道建大射电望远镜很难,可他们都没想到,光选址就用了十几年。
那十几年,为了铸造这个国之重器,南仁东、各方面学者以及贵州人民如同走了一段艰苦的长征。
眼下最大的困难,就是没钱。建大射电望远镜还没有立项,也就没有经费,这么大的项目没有大笔固定经费支持,几乎是不可能完成的。
幸好,在中国有最伟大的学者和最伟大的人民,他们不计回地付出,总能成就一些伟大的事。
聂跃平已经想好了,即使没有经费,他也要想办法把选址这个事做好,他有这个自信,也有这份责任,此后十多年,他不但没要南仁东给钱,还到处去找钱来帮南仁东。
贵州政府和人民群众也很支持,山里农民很穷,但每每有专家去考察,农民们总要杀土鸡,拿出自家酿的土酒,热情招待他们。
有些地方因为没有通车路,科考人员不方便去。当地政府知道后,马上组织农民修路,其中普定县修了8公里车路,因为当地太穷了,没有修路经费,政府只给农民补贴一点粮食和棉花,整个冬季,农民顶着严寒,几个月的时间凿石开山,修出了一条崭新的大路。
这份恩情一直支撑着南仁东走过许许多多艰难的日子。
那些日子有多难,外人无法想象。争取国际SKA项目几乎注定不可能成功,那些发达国家,宁可让SKA建到非洲去,也不会同意建到中国。想要发展,必须要在高科技领域冲出一条自己的路,可这谈何容易。
最初的几年努力,没有结果,南仁东意识到,不能把希望都放在争取SKA上,要做两手准备,不能在一味地等待中贻误时机,如果争取不到,那就独立建造一台500米口径的射电望远镜。
1997年7月,大射电望远镜中国推进委员会的专家们,正式提出由我国独立建造一台世界最大单口径球面望远镜(FAST)的设想。1999年3月,大射电望远镜FAST预研究启动。
随之而来的是更为复杂的困境。美国的阿雷西博望远镜不再对外开放,南仁东申请去美国多次被拒签,有一种无形的力量在阻止中国建FAST。
美国评价FAST过时了,国内外质疑FAST项目的声音都很大,其中国内的声音竟比美国更苛刻,有人说这是个虚假计划,有人说这是个“钓鱼计划”,南仁东陷入“内外交困”的境地。
南仁东给一个荷兰天文学家发邮件,讲述自己的想法,对方回复说:“不行,一个连汽车发动机都做不好的国家,怎么能做‘大射电望远镜’?”这可是他相识多年的老朋友啊,这句话对南仁东的刺激很大。
为了游说更多天文学家支持中国,南仁东开始拍全世界的马屁,他逢人就讲大射电项目,不厌其烦地给不同的人讲FAST的每个创新概念。一向低调的南仁东,上了央视的《百家讲坛》,就为了利用讲坛介绍FAST。
漫长的岁月里,南仁东始终冲锋在前线,国内国外地奔走,各地联络高校和科研所寻求支持,参加大小会议,宣传FAST。
在国内,南仁东只坐绿皮火车硬座,车上给人介绍FAST,看起来像个搞推销的。到国外,他和助理同住一间房,宾馆吃饭要钱,南仁东就自带干粮。
预研究需要请很多专家,南仁东尽可能找便宜的旅馆让专家住。请专家吃自助餐,南仁东只安排一个小房间,除了专家们的座位外,再安排一个座位。助理是FAST学术秘书,也充当翻译,南仁东没有单独安排助理的位置。
南仁东席间出去抽烟的时候,就叫助理进去,帮忙翻译和解答一些问题,也顺便吃点东西,这就相当于两人共用一个座位,节约一个人的饭钱。
南仁东是名副其实的“铁公鸡”, 而且还是“丐帮帮主”,要想尽办法省钱,还要到处寻找资金,这里面的心酸不言而喻,南仁东不是超人,他也有崩溃的时候。
2005年,南仁东六十岁,有一次,助理上厕所经过南仁东的办公室,听见哭声,推门进去,看到南仁东坐在地上,抱头痛哭,虽然极力压抑着,还是哭出了声音。窘迫的南仁东止住哭声,大吼:“你给我滚出去!”
助理愣住了,问:“南老师,您别急,有什么事吗?”
南仁东仍然坐在地上:“我六十岁了,可以退休了,我没关系,可是我这些学生,他们怎么办?”助理看到了桌上翻开的,申请经费未能获批的文件。
助理给南仁东倒了杯水,扶他起来,南仁东继续说:“在这个满地都是金钱的年代,我的学生在看星星,他们都是很优秀的人,现在跟我跑山沟,做的这些,跟经济环境格格不入。他们怎么办?”
他哭,不仅为没有申请到经费,也为学生们的前程和FAST的未来,他心里有着重重担忧。
2006年夏天,多国竞争总算有了结果,中国不出意外地被排除了,SKA项目确定建在澳大利亚和南非,预计2024年完工,2030年投入使用。
这个结果,彻底断了南仁东的退路,他最初也觉得中国没有足够的力量做“大射电”,最大的雄心无非是把“大射电”引进中国,寄希望于借助国际力量,现在这条路被堵死了。
不过,同年11月,FAST国际评估会外国专家意见书来了,各国专家的评估意见集中给美国国家射电天文台台长鲁国镛,由鲁国镛汇总,再给出明确意见。意见书结尾鲁国镛明确写着:FAST项目可行,建议尽快立项和建设。
南仁东看到这个结果,掉下了眼泪,他感激鲁国镛,感激他虽身为美国国家射电天文台台长,但仍然爱着自己的祖籍国。
2007年,FAST正式立项,南仁东叫来学生们和团队成员,告诉大家:“FAST立项,不意味着胜利,我们只是刚刚出发,就像哥伦布、麦哲伦刚刚出发,前面还会有想象不到的风浪。”
建FAST无先例可循,很多问题需要自主攻克,比如,FAST有一个关键技术“索网”,射电望远镜要依靠索网的柔性伸缩来调整反射面,对钢索的抗疲劳标准要求是500兆帕,而当时国内外的钢索都达不到这个标准,普通标准只用250兆帕。
南仁东带着大家从基础材料开始试验,他们发现基础材料能达到550兆帕,既然基础材料是可以的,那就有希望了。
面对一次又一次试验失败,南仁东就一句话:“我们没有退路,必须再做!”两年间,试验重复了无数次,2011年下半年,索网抗疲劳问题终于解决了。
因为前期工作做得扎实充足,所以,2011年FAST工程一开工,推进速度非常快。没有什么是比看着自己的梦想一点一点实现,更加让人激动的。
FAST工程圈梁合拢那天,68岁的南仁东,穿着工装,带着安全帽第一个在高高的圈梁上,迎着寒风环圈奔跑,像孩子一样,欢快地在半空中飞跃。
周围山上安装的六座铁塔,最低112米,最高173米,每一座安装完成,南仁东都要亲自爬上塔顶去。这时的南仁东69岁了,他的身体出了些状况,说话时常停顿,喘息声越来越大,饭量也明显减少了。
学生们试图劝阻他上去,但是劝不住,有个学生说:“感觉南老师爬塔,就像拥抱自己的孩子。”
2015年2月4日,春节快到了,南仁东还和工人们一起奋战在工地上,FAST工程安装了最后一根钢索,大跨度索网安装合龙,支撑框架建设完成,这是个具有里程碑意义的日子。
但南仁东没高兴多久就病倒了,春节后,他被查出肺癌,晚期。
其实,南仁东的身体早就有了不好的迹象,但是南仁东不肯去医院,他怕查出大问题,也怕耽误时间。
有一次难受得撑不住了,南仁东选了一个人少的小医院检查,后来需要交钱请专家会诊,或者花时间去大医院排号,南仁东不想再看了,他没有时间,也没有钱。
助理张承民找医院说情,说南仁东是一个很重要的科学家,医院要南仁东出示院士证才行,可南仁东还不是院士,南仁东放弃了进一步治疗。为了省钱,节约时间有病不治,南仁东早已为了FAST疯狂,他说过做不成,宁愿死!
南仁东的时间不多了。他在食堂不吃鱼,没时间挑刺,工作误了饭点,等不及师傅给他炒菜,直接刮剩菜盆子的残渣剩汤就饭吃。
他屁股上长了个疖子,得手术,术后恢复要躺几天,他不去治,实在疼了,就坐在冰冷的地上压着,冻麻木就不觉得疼了。
很多人都理解不了,南仁东图什么呢?南仁东曾对助理说过:“有句话讲得好:不要问国家给了你什么,要问自己为国家做了什么。”再艰难,南仁东也不忘为祖国做贡献的初心。
2015年11月21日,天眼的“眼球”,接收和回传信号的最核心部件,馈源舱成功安装,天眼要开眼了!南仁东举起右手遮在安全帽前,像是在对着馈源舱致敬,他脸上带着微笑,泪水早已流了下来。
2016年7月,最后一块反射面板安装好,南仁东却不在现场,他身体状况非常不好,被送回北京救治了。
2016年9月25日,FAST落成启用,这是我国自主知识产权,世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。从开工到建成启用,一共五年半。
“中国天眼”让世界开了眼,贵州深山里的大窝凼,成了地球上看得最远的地方。
南仁东拖着虚弱的身体参加了启用典礼,这一天,是农历八月二十五日,满天繁星,他在FAST系统前看了又看,观看到深夜,那是比儿时看到的星星还要遥远的星星,曾经那个稚气的孩子老了。
此后不到一年,南仁东逝世,“中国天眼”成了他生命的绝唱,但是他留下的最珍贵的东西,是他的精神。正如他学生说的那样,南仁东是个仰望星空,脚踏实地的人。
南仁东在最后一次接受采访中,他沙哑地说,我怕亏欠国家,怕亏欠别人,自己只是尽了一点点责任而已。
. END .
【文| 卷卷】
【编辑| 丹尼尔李】
【排版 | 毛毛雨】
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中国天眼之父是谁推荐文章3:“天眼之父”南仁东的故事
:陈香(儿童文学评论家、中国儿童文学研究会副秘书长)
作家王宏甲、萧雨林的新作《你的眼睛能看多远》,是一部面向儿童的传记文学。该书生动讲述了“天眼”之父南仁东一生的故事:从成长岁月到争取大射电望远镜国际项目,从向中科院提出由我国自主建设该项目到将终身精力投入这一事业,直至“中国天眼”横空出世,南仁东病逝于工作岗位。这位科学家的一生,由这本通俗生动的传记娓娓道来。
人物传记,顾名思义,是通过对典型人物的生平、生活、精神领域进行系统描述和介绍,以达到对人物特征和深层精神反映的文学形态。同时,传记又能将个人与历史、个人与社会的命运,完美地结合起来。在《你的眼睛能看多远》中,作家描述的不仅仅是“天眼之父”南仁东的故事。字里行间,我们能感受到澎湃于作家笔下的不可抑的情感,他写的是一代人的光荣与梦想,是一代科学家坚忍不拔,用理想和意志浇筑我们国家自主科学项目成功的历史进程。而支撑这一历史进程的,是无数个“南仁东”的存在,这也凸显了笔下关于个体生命存在意义和价值的思考。
《你的眼睛能看多远》王宏甲萧雨林著,长江少年儿童出版社
写作传记,往往有偏于历史性和偏于文学性之争,给儿童的人物传记,须以文学性为主。面对特殊的阅读对象——少年儿童,如果人物传记没有生动的故事性、艺术性和叙事个性,不容易抓住他们的目光。《你的眼睛能看多远》一书,既有关于国家命运的宏观思考,也有少年南仁东与老师长谈后明志、壮年南仁东为项目而奔走、暮年南仁东对待工作仍兢兢业业等细节抒写,可谓有高度亦有细节。
传记叙事需要拥有自己的时间结构,这种结构,是一个中断、交织、逆转的过程。这种编织,既要符合事实真实,又要注重可断性、可衔接性,选择最具特色、最具生命力的时刻详细描写。本书深谙此道。该书中,充分记录了那些充满戏剧性和和命运攸关的时刻,如何改变人物的一生和历史的进程。南仁东15岁时,老师与他的一席深谈,改变了他的心志,一番努力后,他以吉林省理科第一名的成绩考上清华大学无线电系。毕业后,进入通化无线电厂,接到上级的要求成功研发便携式小型收音机和10千瓦电视发射机,完成了当时看起来似乎是不可能完成的任务。由此,“怎么不可能”成为了南仁东一生中最重要的一句话。1978年,他参加研究生考试,被中国科学院研究生院录取为天体物理系研究生,师从开创中国射电天文学的王绶琯先生,将无线电技术与天文天体学结合,打开天空的大门。1993年,多国天文学家共同提出,要抓紧建设新一代功能强大的“大射电望远镜”,南仁东立刻着手联络一批天文学家,以中科院北京天文台(今国家天文台)为依托,开始了国际大射电望远镜落地中国的推进工作——这个巨大的国际项目在中国落地,意味着世界多项尖端科技会因应用于此而流向中国。邂逅工作伙伴、中科院遥感所的聂跃平,两人开始了一遍一遍深山之中的选址之旅,一走就是12年。“两条腿走路”,一方面,向国际SKA计划推进工作委员会申请“大射电望远镜”项目落户中国,另一方面,给中科院写告,提出向国家申请建设自己的FAST项目——基于无线电信息技术,包含通信、雷达、电子、深空探测、地空联络、数据处理等多个战略制高点的集成项目,依靠中国人的力量来建造这个工程。2007年,FAST工程正式立项,FAST团队向宇宙深度进军,开启了一次前所未有的远航……
传记既属于历史又属于文学。它要求尊重事实,以真实事件、人物为写作内容,以反映历史真实为主要目标;然而作为文学,传记又需要发挥想象,表达自己对时代、对人物的独到理解和特有情感。看看这段精彩的文字:“在这个小房间里,张承民看着慷慨激昂、仿佛在演讲的南仁东,感觉他有点像西班牙小说里的堂吉·诃德,原来这世上真有为理想而生的人;又觉得他更像中国的谭嗣同,是一个可以为理想而死的人。”
将存在于人物深处的情感和选择表达得淋漓尽致,才能唤起读者强烈的共鸣。书中不乏这种笔墨,“1985年南仁东的乌克兰之行,是他人生中的又一次重要经历。有人说他是去重温和体验‘钢铁是怎样炼成的’,是去寻找一座熔炉。而在以后的岁月里,他将不断发现,真正的熔炉不在别处,就在他自己的理想、情感、信仰和坚忍不拔的意志中”。
传记的非聚焦型视角,是一双“上帝的眼睛”,可俯视芸芸众生,展现宏大的历史场面。非聚焦型视角,决定作品肯定存在着一个不动声色的叙述者。该叙述者不仅编织情节,更会转向自己,对历史和事实进行解释和评论。譬如这样的表达:“多年后回顾中国天眼是怎么诞生的,这‘披荆斩棘’就是一个巨大的象征——不是走的人多了就有了路,而是在无路的地方,硬劈出一条路来。”作为讲故事的高手,这本书恰到好处地体现了叙事视角的变换,加强了文本的戏剧性。
关于“过去”的写作无法回避向当下价值和意义的延伸。因此,传记的创作不仅仅是为了适应当下的时代精神和审美趣味,更是完全出自内在的激情,一种不吐不快的创作冲动。该书想表达的,正是理想和精神的力量。南仁东在长达十多年争取大射电望远镜国际项目的艰难中,如果没有精神的支撑,早就被打败了。尤其是在国际项目竞争失败后,他有理由选择放弃。“一个连汽车发动机都做不好的国家,怎么能造大射电望远镜!”(2006年,国际SKA计划推进工作委员会发布了最终决定,中国和阿根廷被排除在“大射电望远镜”项目之外,项目确定在澳大利亚和南非选址。)那时,无论是国际还是国内的舆论,都对南仁东极为不利。然而,他在卧薪尝胆中愤然而起,向中科院提出由我国自主建造大射电望远镜。
精神、理想、信仰,究竟有多大的力量?在我们这个民族的血液中,就拥有着这样一种不可思议的力量。从传说中的精卫填海、愚公移山,到新中国老一辈科学家从无到有制造出“两弹一星”和一系列科学奇迹,靠的都是自力更生、艰苦奋斗的力量。《你的眼睛能看多远》一书,正是一部体现精神与力量的著作。诚如塞缪尔·约翰逊所言:没有任何其他种类的作品,像传记文学这样,挟着不可抗御的兴趣,牢牢实实地联系起人类的心灵,或像它那样在任何一种不同的情况下,都能广泛传播善言。
《光明日》( 2020年06月27日05版)
中国天眼之父是谁推荐文章4:人生为一大事来!“中国天眼”之父南仁东,这个酷酷的老头走了
在贵州平塘县大窝凼的喀斯特洼坑中,银色的“中国天眼”仍在探视宇宙,但在“中国天眼”之父南仁东的房间里,时间却停住了脚步。
9月15日,南仁东因病在美国去世,这位率先提出在中国建设新一代射电“大望远镜”,并在十多年间,走遍贵州许多窝凼,选出理想台址,又用近十年时间跑遍工程现场的每个角落,罹患癌症仍坚守岗位的中国500米口径球面射电望远镜(简称FAST)工程的发起者及奠基人,倒在了“中国天眼”建成而尚未正式启用的时刻。
时年72岁的南仁东,生命在欣慰与遗憾中戛然而止,留在中国大地上的是世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。
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“20多年只做这一件事”
“咱们也建一个吧。”1993年,获悉科学家们在日本东京的国际无线电科学联盟大会上提出,要在全球电波环境继续恶化之前,接收更多来自外太空的信息,建造新一代射电“大望远镜”时,南仁东做出了这个决定,这让“南仁东”这三个字,从此与FAST这个射电望远镜密不可分。
随意翻开一本世界科技史著作,射电天文学都是20世纪科技进展中颇为重要的章节之一。20世纪60年代四大天文发现——宇宙微波背景辐射、类星体、脉冲星和星际分子,它们分别为大爆炸宇宙论提供支持、让人们重新思考红移的本质,更进一步了解宇宙的物理本质和更深入了解宇宙间生命发生的适宜条件——这四大发现都是利用射电望远镜才得以进行观测的。
在这些穷宇宙之边际的探索中,射电望远镜功不可没。自那以后,世界各国开始建造更大口径、更灵敏的射电望远镜来破解更多来自宇宙的秘密。
作为一名天文学家,南仁东不可能不知晓这段天文史。正因如此,24年前,时任中国科学院北京天文台副台长的南仁东,便敏锐地抓住了契机,提出:“在中国境内建造直径500米、世界最大的单口径射电望远镜。”
当时,我国最大的射电望远镜口径只有30米,从30米到500米,这是个太大胆的设想,看好的人寥寥无几——建设这样大口径的射电望远镜已不仅是一个严密的科学工程,还是一个难度巨大的建设工程,涉及天文学、力学、机械工程、结构工程、电子学、测量与控制工程,甚至岩土工程等各个领域,且工程从纸面设计到实际建造和运行,有着十万八千里的距离。
“是否有合适的地方?施工难度怎么克服?”这是当时人们最为普遍的质疑。但南仁东认准了这件事。
从1994年开始,年近50岁的南仁东开始主持国际大射电望远镜计划的中国推进工作。他大胆提出,利用我国贵州省的喀斯特洼地作为望远镜台址,建设巨型球面望远镜作为国际平方公里阵列射电望远镜(SKA)的单元,并立即启动贵州选址工作。
“为了选址,南老师当时几乎踏遍了那里的所有洼地。”南仁东的学生、FAST工程接收机与终端系统高级工程师甘恒谦回忆,当时,南仁东带着300多幅卫星遥感图,跋涉在中国西南的大山里,“有的荒山野岭连条小路也没有,当地农民走着都费劲”。
访山归来,南仁东心里有了底,正式提出利用喀斯特洼地建设射电望远镜的设想。
经过多年的论证,2007年7月,FAST作为“十一五”重大科学装置正式被国家批准立项;2008年,国家发改委批复了FAST的可行性研究告;2009年,中科院和贵州省人民政府联合批复了FAST项目初步设计及概算。
2016年9月25日年竣工的500米口径球面射电望远镜FAST
2016年9月25日,500米口径球面射电望远镜(FAST)竣工,最终建成的FAST拥有500米的口径、相当于30个足球场的接收面积。如果在国际上做一个横向比较,FAST与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比,灵敏度提高约10倍;比排在“阿波罗”登月之前、被评为人类20世纪十大工程之首的美国“阿雷西博”305米望远镜,综合性能提高约10倍。
建造FAST的“窝凼”——几百米的山洼被四面的山体环绕,正好挡住外面的电磁波。这个世界第一大单口径射电望远镜,可以观测脉冲星、中性氢、黑洞等等这些宇宙形成时期的信息,以及捕捉来自外星生命的信号。
从1994年开始主持FAST项目的选址、立项、可行性研究及初步设计,主编科学目标,指导各项关键技术的研究及其模型试验,历经22年,南仁东带领团队最终建成了“中国天眼”。
“南老师这20多年只做了这一件事。”他的同事和学生们说。在这8000多个殚精竭虑的日子里,南仁东带领老中青三代科技工克服了不可想象的困难,实现了由跟踪模仿到集成创新的跨越。“南老师推动了世界独一无二的项目。”FAST项目副总工程师李菂说:“他的执着和直率最让人佩服。”
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“造不好,怎么对得起人家?”
留着八字胡、目光凌厉,“一看就是‘头儿’”,这是姜鹏对南仁东的第一印象。在成为南仁东的助理,熟知他的过往经历后,FAST工程调试组组长、研究员姜鹏觉得“他的人生充满的是调皮、义气、玩世不恭,甚至有些捣蛋”。
身材瘦小的南仁东的确是个“传奇”。
他于1945年出生在辽源市龙山区,1963年,南仁东以高考平均98.6分(百分制)的优异成绩成为“吉林省理科状元”,并考入清华大学无线电系,是当地10年间唯一考入清华大学的高才生。
根据他的老友,FAST工程顾问、高级工程师斯可克回忆,毕业后,他俩在吉林通化无线电厂开模具,南仁东从冲压、钣金、电镀等“粗活”到土建水利样样都学,更带领技术员们生产出中国第一代电子计算器。
但在选择硕士专业的时候,南仁东却不按常理出牌,他考取的是中国科学院的天文学研究生,跨入了与此前专业差异很大的天文领域,并“一发不可收拾”。
20世纪,无线电波打开了现代天文观测在不可见光领域的“窗口”,能够接收来自宇宙的电磁信号的优良观测设备就成为在这一领域一决高下的“利器”。南仁东深知要让中国的天文观测重回世界高地,建造大型观测设备是当务之急。
“感官安宁,万籁无声。美丽的宇宙太空以它的神秘和绚丽,召唤我们踏过平庸,进入它无垠的广袤。”南仁东以这句话表达了他对星空的追求。“别人都有自己的大设备,我们没有,我挺想试一试。”他说,他心中最大的梦想,就是把大窝凼变成一个现代机械美感与自然环境完美契合的天文观测奇迹。
为了推动立项,他成了“推销员”,设法参加国际会议,逢人就推销项目。“我开始拍全世界的马屁,让全世界来支持我们。”南仁东曾这样自嘲。为了寻求技术上的合作,南仁东北上哈尔滨工业大学,南下同济大学,继而奔赴西安电子科技大学。
终于争取到立项,南仁东的反应却不是欣喜若狂。从2011年开工令下达起,在5年半的工程建设过程中,先后150多家国内企业、20余家科研单位、数千人的施工队伍相继投入FAST建设,这么大的射电望远镜建设,关键技术无先例可循、关键材料急需攻关、现场施工环境非常复杂,工程的艰难程度远超出想象。可想而知,南仁东肩上的担子,压得很重。
在2010年,FAST曾遇到建造以来的一场近乎灾难性的风险。据姜鹏回忆,2010年,他们对买自知名企业的十余根钢索结构进行疲劳实验,结果全部以失败告终,没有一例能满足FAST的使用要求。当时,台址开挖工程已经开始,设备基础工程迫在眉睫,可由于购买的材料达不到工程要求,反射面的结构形式迟迟定不下来。
为了解决这个问题,南仁东提出用弹簧作为弹性变形的载体,来解决钢索疲劳问题。在姜鹏看来,这有些异想天开。“在我看来真有点天马行空,不可思议。”姜鹏说,“但他就是希望大家能发散思维。”
然而,用弹簧仍然是行不通的。在姜鹏最后一次向南仁东论述了弹簧方案不可行之后,他清晰地记得,空旷的会议室里,南仁东背着手站在黑板前,盯着那草图,“像一个无助的孩子。”
姜鹏说:“我当时很难理解,这样的大科学家也会手足无措。”但他很快就明白南仁东的压力之大。“他寝食难安,天天与我们技术人员沟通,想方设法在工艺、材料等方面寻找解决途径,他背负的责任太重了”。
尽管失败带来了打击,但放弃却绝不是科学家的选择。“造不好,怎么对得起人家?”“国家投了那么多钱,国际上又有人说你在吹牛皮,我就得负点责任。”这样的话挂在南仁东嘴边。
南仁东决定转向钢索的研制,整个研制工作接近两年,经历了近百次失败。几乎每一次,南仁东都亲临现场,沟通改进措施。最终,研制出满足FAST要求的钢索结构,让FAST渡过了难关。
在长达14年的预研究和建设过程中,南仁东主持FAST科学目标,指导各项关键技术的研究及模型试验,实现了三项自主创新:利用贵州天然的喀斯特洼坑作为台址;洼坑内铺设数千块单元组成500米口径球冠状主动反射面;采用轻型索拖动机构和并联机器人,实现望远镜接收机的高精度定位。
突破了一系列技术难题,发明了500MPa耐疲劳拉索,突破了高效握拔力锚固技术、大跨度索网安装和精度控制等难题;提出通过“水环”和运动配重扩大焦舱的运动空间同时增加系统阻尼的设计。
3
“懂无线电、焊接、机械的天文学家”
有人说,FAST成就了南仁东。但实际上,早在FAST之前,南仁东就已经是著名的天文学家。
1984年,南仁东使用国际甚长基线网对活动星系核进行系统观测研究,在这一领域的早期发展阶段,主持完成欧洲及全球网10余次观测,首次在国际上应用VLBI“快照”模式,取得丰富的天体物理成果;VLBI混合成图达到当时国际最高动态范围水平,使20世纪80年代国内进行VLBI数据分析成为可能。
他在日本作客座教授期间,帮助日本空间甚长基线干涉天文台项目解决卫星-地面VLBI的成图难题。多年的突出成果得到国际同行赞誉和认可,他于2006年被国际天文学联合会射电天文分部选为主席。
后来,南仁东放弃国外的优渥条件,回国挑起天文事业重担。
“南老师曾说过,作为一个科研工,一生之中能参与大项目的机会难能可贵。这既是机遇,也是挑战。”从2001年开始参与FAST项目的国家天文台研究员张海燕说。如今再忆前期艰难,以及南老师不断鼓励大伙团结一心的情景,她泣不成声。
从FAST项目开始至今,南仁东一直任首席科学家,通过国内外同行间的合作,主持编写了FAST立项建议书,确定了中性氢、脉冲星、分子谱线、VLBI和地外智慧文明搜寻等5大科学内容。FAST具有高灵敏度和大天区覆盖,有利于发现更多罕见品种的脉冲星。中性氢与脉冲星巡视被国际天文界评审为FAST两个最高优先级科学目标。
2012年,FAST 973项目正式启动,作为资深咨询专家,南仁东指导FAST 973项目“射电波段的前沿天体物理课题及FAST早期科学研究”的立项及组织实施;确立了FAST实现世界首个漂移扫描多科学目标同时巡天的原创科学策略;提出调试阶段全波段监测蟹状星云脉冲星的优先观测计划;建议了用于望远镜调整期及早期试观测的单波束和多波束接收机,前者已投入试观测。
在国家天文台FAST工程副经理、办公室主任张蜀新眼里,南仁东不只是个天文学家,他还精通岩土、焊接、机械、工程管理。在审核危岩和崩塌体治理、支护方案时,不懂岩土工程的南仁东,用了一个月的时间学习相关知识,对方案中的每一张图纸都仔细审核、反复计算,指出方案中的错误,提出了大量的宝贵意见。
“他是个天文学家,但为了FAST,他把自己练成了通才,拿起电焊能焊得有模有样,给机械专家提点问题也总在点子上。”张蜀新说。
据FAST工程馈源支撑系统副总工潘高峰回忆,在台址勘察期间,为了更清晰地了解现场,掌握第一手资料,制定正确的危岩治理方案,65岁的南仁东和年轻人一起,在没有路的大山里攀爬。在去陡峭山顶时,大家劝他在山下等着,看完结果向他汇,他却坚持:“我要和你们一起上去,看看实际的情况。”
多年来,FAST项目成为享誉世界的超级大工程,其创新技术得到了各方认可,获得了各种奖励,如创新的索网技术成果获2015年钢结构协会科学技术奖特等奖、2016年广西技术发明一等奖和2016年北京市科学技术奖一等奖。但属于南仁东个人的荣誉却只有“CCTV2016年度科技创新人物”“2016中国科学年度新闻人物”“2017年全国创新争先奖章”寥寥几项。
他对名利淡漠,却对现场的工人和贫困地区的孩子十分上心。他曾给来自云南的工人买运动服,还常带些瓜果与工人们分享。
每次晚饭后,他都会到工人的工棚坐坐,“端起工人吃饭的碗就喝水”。他的记忆力极好,几乎知道每个工人的名字、工种、收入情况,“还知道一些他们家里的琐事”。
张蜀新说,南仁东看到了当地人生活的艰苦,了解当地小孩子上学的不易,于是他出资捐助十余位儿童上学。时至今日,仍有受资助的学生给他写信。
在南仁东逝世时,留下遗愿,丧事从简,不举行追悼仪式。他骤然离世,留下无数寄望,目前,FAST项目还在紧张调试,“要让FAST早出突破性成果,以慰藉南先生在天之灵。”他的同事和学生们说。
内容:《光明日》9月28日
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中国的天眼之父名叫南仁东,他和隐姓埋名30年的黄旭华一样,鲜为人知。
南仁东拼搏了半生引以为傲的“FAST”工程也是,除在专业领域外,同样很少人了解。但是这并不影响他们在科学史上做出的巨大贡献。
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