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万小刀:遥遥领先背后,“中国天眼之父”的奇怪癖好

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发表于 2023-9-23 11:42:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
  一、

  快到我碗里来!

  科学家南仁东从小就有个奇怪的癖好。

  天黑后,他总爱捧着一碗水,观察倒映在水中的星空,“日月之行,若出其中;星汉灿烂,若出其里”,茫茫宇宙仿佛都被他装进了一只小小的碗里,有时看得口渴了,他就一口把碗里的“星空”喝掉……

  谁也想不到,这个捧“碗”的少年,竟一辈子都离不开一个“碗”,还造出了世界上最大的“碗”,把浩瀚无垠的宇宙请到了他的“碗”里!

  此“碗”就是位于贵州的“中国天眼”(FAST),500米口径球面射电望远镜,妥妥的世界第一,比位列第二的美国阿雷西博望远镜直径长了195米,在同类型的望远镜中遥遥领先!

  “中国天眼”能捕捉到137亿光年外的电磁信号,已发现上百颗脉冲星,为中国取得了一项又一项重大天文学发现。

  科学家们也正在用它探测着“地外文明”,也就是说南仁东真正把星辰大海装进了这个“碗”里,未来的某一天还可能把“外星人”请到碗里来。

  此“碗”一出,轰动天文学界,连著名科学家霍金都发出警告,希望世界上能够监听到宇宙信号的射电望远镜,不要回答任何可疑讯号,否则可能暴露人类文明的存在,而科幻大佬刘慈欣也认为应该慎重一些……

  人来对未知的领域总是充满恐惧,但也充满了探索的欲望。有了这只巨大的“天眼”,我们探索宇宙的视线又大大延伸了,或许能透过它看到更远的未来,中国人探寻宇宙的奥秘也有了快人一步的自信。

  如今,“中国天眼”已成为了贵州的一道靓丽风景,科技爱好者朝圣的天堂,而“中国天眼之父”南仁东的传奇,也正是从他捧碗问青天的特殊癖好开始的……

  二、

  很多同学应该还记得小学课本里那篇《数星星的孩子》,南仁东也和天文学家张衡一样,从小就对灿烂的星空充满了兴趣。

  天资聪颖的他,面对满天繁星,脑袋里总会出现无数问号,令他不得不为之“上下求索”,因此学习成绩一路遥遥领先。

  当读到屈原的《天问》时,他也为“明明暗暗,惟时何为?”这个古老的问题而深思,运用科技探索宇宙的种子开始在他心中生根发芽。

  更何况,那时人类探索宇宙、冲出地球的行动取得了一个又一个里程碑式的进步,美苏两个超级大国争先恐后放卫星、登月球,不断刷新着人类认知宇宙的新边界,也进一步刺激着南仁东探索的欲望。

  1963年,18岁的南仁东,头顶“吉林省理科状元”的光环,考入清华大学无线电系,意气风发,正准备向广袤的宇宙发出热爱的电波。

  不料,一场持续十年的运动,把他打回到东北,在一家无线电厂当技术员,只能收发革命的电波……

  好在不断给自己充电的他,在1978年恢复高考时,一举考入中国科学院研究生院,成为院士王绶琯的弟子,攻读天体物理,一举取得博士学位。

  那期间,他开始用前沿科技国际甚长基线网,对活动星系核进行系统观测研究,取得了大量天体物理研究成果。

  当时,由于没有大型设备,我国的天文学发展十分落后,正处于窘境。作为科研工作者,总不能一直捧碗问青天吧?

  为了中国的天文事业,他生出了一个大胆的想法!

  三、

  1993年,在日本国际无线电科学联盟大会上,当科学家们提出,在全球电波环境继续恶化之前,建造新一代射电望远镜,接收更多宇宙讯息……

  南仁东听后心潮澎湃,会后,他一把推开中国参会代表的门,一句话脱口而出:“咱们也建一个吧!”

  他这话说得跟买一个吃饭的碗一样轻巧,可大家却像听到天方夜谭的故事一样惊讶!

  要知道,这玩意儿可不简单!

  20世纪60年代天文学取得了四项非常重要的发现:脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子,每一个发现背后都有射电望远镜这双眼睛的功劳!

  虽然它的外表看来就像一只大碗,原理似乎也很简单,就是运用反射原理,通过“碗”壁的无数个镜面,将来自宇宙的微弱电磁波投射到公共焦点,从而将这些信号放大,再通过特殊途径在控制室进一步放大加工,形成可供研究的信息。

  可这个碗的科技含金量却高得令人咋舌,因为射电望远镜表面和理想抛物面的均方误差率不大于λ/16~λ/10,这样的精度本就令人望而却步,另外它还对分辨率和灵敏度有着极高的要求……

  总而言之,这个“碗”对于当时的中国来说,是一个想都不敢想的大难题,但为了这个“碗”在中国诞生,南仁东却砸掉了自己的金饭碗!

  四、

  当时,南仁东正在日本国立天文台担任客座教授,年薪是国内的300倍,但为了建造中国的新一代射电望远镜,他放弃这份高薪工作,毅然回国了。

  第二年,他提出建造一个口径500米的球面射电望远镜“FAST”,也就是后来的“天眼”。

  口径500米,意味着什么呢?

  当时,我国最大的射电望远镜,口径只有25米。而世界上最大的单口径射电望远镜,是美国60年代建造的“阿雷西博望远镜”,口径305米,远远领先于世界平均水平。

  正是因为有这个遥遥领先的“天眼”,美国在世界天文领域独领风骚半个多世纪,“阿雷西博”也因此被评为“人类20世纪十大工程”之首,其重要性甚至大于阿波罗登月!

  FAST一旦建成,就是世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜,但同时也意味着工程体量巨大,精度要求极高,而且没有任何经验可参考。

  因此,几乎所有业内专家都不看好这个项目,国际同行也评价它是“一个野心勃勃的计划”。

  向来不服输的南仁东,却反问道:“中国为什么不能做?”

  为了将计划变成现实,他带领团队,一边在国家天文台密云基地,进行模拟实验,一边四处寻找合适的台址。

  常见的射电望远镜,是用架子支在平地上,但再坚硬的钢铁支架,也不可能托举起直径500米的超大号望远镜。

  因此,必须找到一个四周环山的“天坑”,作为为FAST的基座,把它安置在山坳里,再利用四周高耸的山峰,把这口“大碗”支撑起来。

  这个“天坑”不仅要够大、够圆、够深,而且周围五公里内,不能有无线电干扰……

  为了找到这个“天坑”,为这个超级大“碗”找一个家,南仁东险些丢掉性命。

  五、

  年近半百的他,拄着一根竹竿当拐杖,带着300多幅卫星遥感图和几粒救心丸,跋涉在中国西南的大山里,每天翻山越岭,先后对比了1000多个喀斯特洼地。

  山中乱石密布,很多地方连路都没有,七八十度的陡坡,人只能抓着树枝艰难前行,一不留神就是万丈深渊,运气不好还会遇到山体滑坡……

  一次,南仁东下窝凼时,瓢泼大雨从天而降,眼看泥石流就要来了,他立马往嘴里塞了颗救心丸,连滚带爬才安全回到垭口。

  路漫漫其修远兮,虽九死其犹未悔,虽然几经生死,但南仁东矢志不渝,一找就是11年。

  直到2005年,他终于在贵州平塘县克度镇,找到一个完美的圆形洼地,当地人称“大窝凼”。

  大窝凼地处偏僻,周围没有无线电干扰,而且没有自然灾害记录。

  在经过地形地貌、工程地质、水文等多学科的考察后,南仁东确认,这个地球上独一无二的天坑,与FAST完美契合。

  然而,大窝凼得天独厚的地形优势,也带来了很多前所未有的难题。

  六、

  由于大窝凼的特殊地形,工地交通困难,大型设备无法进入,施工环境异常恶劣复杂。

  而且,FAST是一个涉及天文、力学、机械、结构等几十个领域的,超高难度的科学工程,要求是当时国家标准的20倍以上,工艺、材料、技术,都没有现成的可以依赖,急需攻关。

  于是,不懂岩土工程的南仁东,埋头补课,对每一张图纸都仔细审核、反复计算成了跨界专家。

  他甚至化身“推销员”,走南闯北,一家单位一家单位地游说,逢人就推销FAST项目。用南仁东自己的话来说:“我开始拍全世界的马屁,让全世界来支持我们。”

  在他的努力下,2007年,FAST终于正式立项。

  然而,好不容易开工了,从纸面设计到建造运行,又相隔十万八千里。

  为了确保万无一失,南仁东始终坚守在一线,常驻在工地上的铁皮房里,经常为了一个小小的误差,就扔下碗筷,顶着烈日赶往工地处理……

  亲朋好友要来探望他,他一口回绝:“我真的一点时间都没有。”

  为何这么拼命呢?

  他说:“我特别怕亏欠别人,国家投了那么多钱,国际上又有人说你在吹牛,我就得负点责任。”

  但无暇交际的南仁东,却在工作之余,为来自云南贫困山区的工人买衣服买鞋子,看见村里的孩子大冬天衣衫单薄,他掏钱资助了他们……

  可即便南仁东如此负责,FAST还是遭遇了一场灾难性的风险!

  七、

  2010年,南仁东对购买的10余根钢索进行疲劳实验,发现没有一根能满足FAST的使用要求,工程一度陷入停滞,65岁的南仁东寝食难安。

  于是,他毅然决定亲自组织攻关,在历经700多天奋战,100多次失败后,终于带领团队,自主创新出了满足FAST要求的钢索,成功化险为夷,FAST得以继续施工。

  2014年,FAST反射面单元即将吊装,年近七旬的南仁东不顾劝阻,坚持第一个上,亲自进行“小飞人”载人试验。

  这个试验需要用简易装置把人吊起来,送到6米高的试验节点盘。

  在高空中没有落脚之地,而且全程需要手动操作,稍有不慎,南仁东就可能摔下来。试验结束后,他的衣服都被汗水浸透了,但十分高兴。

  FAST现场还有6座支撑铁塔,每一座铁塔建好时,南仁东也总是“第一个爬上去的人”。

  几十米高的圈梁建好了,他也要第一个走上去,甚至在圈梁上奔跑,开心得像个孩子。

  谁也没想到,就在FAST落成启用前,为这个“碗”奔走了半生的“孩子”却倒下了……

  八、

  2015年,70岁的南仁东被确诊肺癌。

  手术后,在家人的安排下,他住到了郊区的一个小院里,每天养花遛狗,静养身体。

  但旁人眼中悠闲的老年生活,对南仁东来说,却“像坐牢一样”。

  不久,他就成功“越狱”,回到了FAST现场。

  虽然身体大不如前,而且由于手术中伤及声带,南仁东喉咙沙哑,讲话都十分吃力,但自称“战术型老工人”的他,依旧一如既往地坚守一线。

  在他的注视下,2016年9月25日,FAST正式落成启用,开始接收来自宇宙深处的电磁波。

  那天,南仁东站在圈梁上,望着这个“初长成”的大望远镜,欣慰地说:“这是一个美丽的风景,科学风景。”

  感慨万千的他还写了一首诗:

  春雨催醒期待的嫩绿

  夏露折射万物的欢歌

  秋风编织七色锦缎

  冬日下,生命的乐章延续着它的优雅

  大窝凼时刻让我们发现,给我们惊奇

  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

  历经22年,“中国天眼”终于睁开了眼睛,它的灵敏度是“阿雷西博”的两倍,巡天速度是它的10倍。

  它的诞生,让中国射电天文水平领先世界20年!

  然而,就在“中国天眼”这个超级大“碗”被捧上天时,“天眼之父”却永远闭上了眼睛……

  九、

  2017年9月15日,就在FAST落成启用满一周年的10天前,南仁东因肺癌突然恶化离世。

  他留下遗嘱:丧事从简,不举行追悼仪式。

  一个月后,中国科学院国家天文台收到了“天眼”捕获的,来自1.6万光年和4100万光年外的脉冲星信号,实现了我国天文学史上0的突破……

  从此以后,中国那些热爱数星星的孩子,从此再也不用捧碗问青天了,因为南老留下的超级大“碗”已经让他们站到了巨人的肩头,通往宇宙的大门已经打开……

  一年后,国际永久编号为“79694”的小行星,被正式命名为“南仁东星”。

  遗憾的是,南老再也看不到了,但群山之中的“天眼”,会代替他永久地凝望着浩瀚的宇宙。而化作星尘的他,已经和宇宙一起,成为了一颗永恒的明星!

  又到9月,怀念南老!

  希望在南老这样“明星”的指引下,在兴趣这个最好老师的驱动下,每个有着自己独特爱好的孩子,都不会迷路。更希望他们将热爱变成专长、将癖好变成创造力,赢得更加幸福的人生,更加美好的未来!

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