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始终与国家利益相向而行

始终与国家利益相向而行

——“中国天眼之父”南仁东

 

蒙泽敏

 

“野棠花落,又匆匆过了,清明时节。”中国天眼之父——南仁东先生转眼离开我们已近8年。

2020年1月11日,被誉为“中国天眼”的国家重大科技基础设施——500米口径球面射电望远镜(简称FAST),顺利通过国家验收,正式开放运行。目前,中国天眼发现的新脉冲星数量已超过1000颗,取得了一系列重大科学成果。

 

1、一缕忠魂报家国

 

1993年,国际无线电科学联盟(URSI)第二十四届大会在日本东京举行,中国参加这次大会的代表是北京天文台的天文学家吴盛殷。科学家们会上提出,在全球电波环境继续恶化之前,人类应该建造新一代功能更强大的射电望远镜,接收更多来自外太空的信息。

当时中国最大的射电望远镜直径只有25米,科学家为了做研究,有的时候只能跑到国外去借用别人家的。

“中国难道就不能造自己的大射电望远镜吗?造,就要造最大的!”南仁东1993年提出500米口径球面射电望远镜构想,那一年,他已经接近49岁。

心之所向,素履以往。

这位年近半百的天文科学家,把眼睛瞄向了喀斯特地貌集中的贵州,在这里,他要给“中国天眼”找一个“家”。南仁东带着300多幅卫星遥感地图,几乎走遍了贵州所有的洼地。

90年代南老师在贵州平塘给天眼找家的一天,下窝凼时遭遇瓢泼大雨,眼看山洪就要冲下来了。他赶紧往嘴里塞了救心丸,连滚带爬地回到垭口,全身都湿透了,汗水混着雨水,鞋子裂开一道五公分长的口子。考察道坨天坑那一次,南仁东小心翼翼地攀爬时,脚下一滑,意外发生,一下子就滚下去了,一丈开外就是几十丈深的悬崖峭壁。真是命大,崖壁缝里伸出的两棵手臂粗的柏树把往下滚落的他挡住了。如果没有那两棵救命的柏树挡住,那天南仁东老师肯定牺牲了。

像这样大大小小的危险,伴随着他寻址的12年。12年里,南仁东几乎走遍当年圈选的中国西南的窝凼。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,年已六旬的南仁东在没有路的大山里攀爬。遇到陡峭山顶,大家劝他在山下等结果,他却坚持要一起上去。

建设过程中,南仁东和团队成员一样过集体生活住板房,吃食堂。有时候,太晚了,食堂没什么菜,做饭的大妈问要不要煎个鸡蛋,他摆摆手,刮着塑料盆里的剩菜凑合。在长达23年的预研究、立项、建设过程中,吃方便面更是司空见惯。

即使到了70岁,他还在往工地上跑。

以理论成就来说,他可以安安稳稳地做一个书斋学者搞纯理论研究;以近50岁的年龄,他应该像大多数人那样规划退休生活而不是去折腾巨大的项目。早在1984年,南仁东就使用国际甚长基线网对活动星系核进行系统观测研究,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。2006年,在他本人不在场的情况下,仍当选国际天文学会射电天文分部主席。

一缕忠魂报家国。只要国家需要,只要自己能做,南仁东就宁愿做一个有担当的苦行僧。

工程建设的5年半,同样不易。身为FAST首席科学家和总工程师,南仁东给自己的定位就是牢牢扎根在现场的一名工人。

“我不是一个战略大师 ,我是一个战术型的老工人。”

2013年12月31日,年终最后一天,FAST工程圈梁顺利合龙。68岁的南仁东穿着工装,戴着安全帽,第一个站在高高的圈梁上,迎着凛冽的寒风奔跑。FAST圈梁合龙,是中国天眼第一个里程碑工程,此刻个中况味与百感交集之心绪,无人能够超越迎着凛冽的寒风在高高的圈梁上奔跑的南仁东!

2014年,FAST反射面单元即将吊装,南仁东不顾自己已是69岁的老人,坚持第一个做“小飞人”载人试验。这项试验要把人吊起来,送到6米高的试验节点,南仁东坚持第一个上。高空中无落脚之地,稍有不慎,就可能摔下来。下来后,他的衣服被汗水浸透了,但发现了存在的几个问题。

FAST馈源支撑塔开始安装时,南仁东立志第一个爬上每一座塔的塔顶。馈源支撑塔,就是周围山上的六座大铁塔。2014年11月,FAST馈源支撑塔制造和安装工程通过验收,最低的112米,最高的173米。先前那个走路带风,说话声若洪钟,还喜欢与人掰手腕的南老师发生了不小的变化,人们感到他说话中常有停顿,还能清楚地听到他说话的喘息声,他的饭量也明显减少很多。每一座塔最终建成后,南仁东都要一座一座亲自爬到塔顶去,他是在用这样一种特殊的方式庆祝他心中的又一个里程碑!

对南仁东的这份执着,FAST工程馈源支撑系统副总工李辉曾感到不解。现在回想起南仁东在塔顶推动大滑轮的情景,他明白了——FAST就像是他亲手拉扯大的孩子一样,他看着FAST一步一步从设想到概念,从概念到方案,到蓝图,再到活生生的现实,他在用自己独特的方式拥抱FAST啊!

“这个东西如果有一点瑕疵,我们怎么对不起国家。”南仁东说。

中国天眼历经23年论证、选址、立项、建设,2016年9月25日落成启用。

“嘟呜嘟——嘟呜嘟——”

“嘟——嘟——”

2017年10月10日,位于北京北四环外的国家天文台办公大楼内,500米口径球面射电望远镜FAST捷报传来,“中国天眼”完美“首秀”,第一次发现脉冲星。

这个消息,立即震惊了国际天文学界!

 

2、这是一个疯狂的计划

 

FAST直径500米,是挑战极限的极限,是当之无愧的“全球射电望远镜新冠王”。

然而,对于当时的中国来说,500米口径球面射电望远镜的建造计划大胆得近乎疯狂!

FAST工程建设的艰难程度远超想象,它不仅涉及天文学、力学、机械工程、结构工程、电子学,甚至涉及岩土工程等几十个不同专业领域,且关键技术无先例可循,关键材料急需攻关,现场施工环境也异常恶劣复杂。

因此,几乎所有业内专家都不看好这个项目,有人甚至认为南仁东是天方夜谭痴人说梦。

天生倔强且爱迎接挑战的南仁东决定坚持这个计划,南仁东为这只“天眼”着了魔,把余生的精力毫无保留地抛洒给了它。

在国际上,用钢结构建造的望远镜,100至150米已是工程极限,要想做500米口径的望远镜,就要依靠地势。为了解决望远镜的支撑问题,需要找一个天然的“大坑”,让望远镜像一口大锅一样“坐”在里面;为了解决电磁波信号接收机(即馈源舱)的移动问题,需要设计可靠又省钱的机械结构;为了让望远镜能够在最大范围内灵活追踪天上的目标,他们需要望远镜反射面能活动——正是这些挑战,逼出了FAST的一项项技术创新。

FAST取得三大自主创新:一是利用独一无二的天然喀斯特巨型洼地作为望远镜台址,使得望远镜建设突破百米极限;二是自主发明主动变形的反射面,能在观测方向形成瞬时抛物面汇聚电磁波;三是自主提出轻型索拖动馈源支撑系统和并联机器人,实现望远镜接收机的高精度指向和跟踪。

FAST从提出构想到落成启用,一切技术和材料完全是我国自主研发、自主生产、中国制造,充分体现了以南仁东为首的团队自力更生、奋发图强、执着追求这一崇高理想。

FAST共有6670根主索、2225个主索节点及相同数量的下拉索。索网总重量约1300余吨,主索截面有16种规格,截面面积介于280-1319平方毫米之间。8895根钢索,每根都有自己的使命、固定位置和安装顺序,绝对不能搞错。技术工人们在这样一个大跨度的巨大空间里作业,难度很大,也非常壮观!

FAST索网是世界上跨度最大、精度最高、抗疲劳性能最强的索网结构,也是世界上第一个采用变位工作方式的索网体系。2015年2月4日,FAST 工程安装了最后一根钢索,大跨度索网安装合龙,这意味着500米口径射电望远镜支撑框架建设完成。

正是在FAST工程需求的牵引下,参与建设的我国相关顶尖企业,研发技术得到巨大提升。随着索网诸多技术难题的不断攻克,形成了12项自主创新性的专利成果,其中发明专利7项。同时,也正是在攻克这一世界性难题的过程中,建立了高精度索结构生产体系。这种生产体系已经在港珠澳大桥斜拉索等其他项自中得到应用。这些新产品、新技术的运用,使更多企业承建工程的能力得到跨越性加强。这些都是FAST对我国科技进步、生产建设的巨大贡献。

像这样创新的例子,在FAST的建造过程中不胜枚举。FAST由主动反射面、馈源支撑、测量与控制、接收机与终端、台址与观测基地等六大系统组成,每一个系统里又有很多个子系统,每一个子系统里又有很多个装置。我国科技工作者自主设计、自主研发了FAST的绝大部分技术。

 

3、人生只为一件事来

 

仰望星空,FAST项目总工程师、首席科学家南仁东博士语气凝重:“人类渴望在电波环境彻底破坏之前,真正看一眼初始的宇宙,弄清宇宙结构是如何形成和演化至今的,只有大射电望远镜才能帮助人类实现这一梦想!”

射电望远镜既没有高高竖起的望远镜镜筒,也没有物镜、目镜,只有天线和接收系统。巨大的天线是射电望远镜最显著的标志,种类很多,有抛物面的、球面的、半波偶极子的、螺旋式的等,最常用的是抛物面天线。天线是它的眼睛,用来收集微弱的宇宙无线电信号,然后通过特制的管子(波导)传送到接收机中去放大。接收系统将信号放大,从噪音中分离出有用的信号,传给后端的计算机记录下来。人们就从计算机中捕捉“天外文明”的点滴信息。

500米口径是一个什么样的概念?覆盖在索网上的每块边长为10.4米至12.4米、厚仅1.3毫米的4450块三角型反射面板拼合而成一个硕大的反射面,接收电波的面积相当于30个足球场那么大,足足可以“装”下8个“鸟巢”体育馆。如果要给这口“大锅”装满矿泉水,能让全世界每人喝上4瓶。

FAST的大,大得有道理。只有口径越大,才能“看”得越远。科学家打过比方,以它的灵敏度,即使有人在月亮上拨打手机,也能被“看见”。中国天眼FAST是世界上最大单口径的射电望远镜,在国际上的领先地位至少要保持20至30年。

FAST为我国开展暗物质和暗能量本质、宇宙的起源和演化、太空生命起源和寻找地外文明等研究活动提供重要支持;它的建设对我国提升自主创新能力,增强科技竞争能力,促进原始性创新成果产生,带动高新技术发展,产生重要的意义。FAST,中国敢为天下先的理想!“ FAST”英文的意思是“快”,一语双关,还包含有建成以夺天时之意。我们最终选择了500米,因为从科学意义上说,它的面积是300米的2.3倍,可观测到比现在要弱10倍的天体。

从壮年到暮年,从提出想法到项目落成的23年时间里,关键技术无先例可循、关键材料急需攻关、核心技术遭遇封锁……南仁东殚精竭虑,用自己极致的智慧,用自己伟大的人格魅力,团结带领老中青三代科技工作者克服了不可想象的困难,将FAST这个宏大的工程做到极致,把一个朴素的想法变成了国之重器国之利器,在世界天文史上镌刻下中国新的高度,缔造了世界上独一无二的神话!

中国天眼FAST,熔铸了南仁东的全部感情,更熔铸了他全部的心血。同事和学生们如是评价他:“南老师20多年只做了这一件事,FAST项目就像是为他而生的!”。

2015年8月2日,FAST 第一块主动反射面单元终于开始吊装了。已经多次病倒在大窝凼工地的南仁东被强制送回北京,无人知道当时正在北京医院里治病的南仁东已是肺癌晚期。化疗后的他面色苍白,头发稀疏,体质虚弱。窗外射进来的太阳照到他病床上,让他强烈地感到自己在病体中待不住了。很快,他就从北京出现在了遥远的大窝凼FAST工地上。

2016年7月3日,500米口径射电望远镜安装最后一块反射面板,这一天,南仁东没能出现在现场。他的身体状况实在非常不好,几天前才又一次被强制送回北京救治。负责吊装最后一块反射面板的工人名叫程祖泽。他就是金科村距离大窝凼2公里的桃源洞的青年农民,从浙江打工回来到FAST工地参加建设已有两个年头,FAST周边村寨2000多户搬迁出去的农民之一 。

南仁东对贵州人民,对为了FAST而搬迁出家园的每一户农民,都怀着深深的感激之情!

天文学领域的技术看上去显得“高大上”,但实际上离我们的生活却很近:射电天文学家在研究中的副产品WLAN技术,成了今天每个人生活都离不开的WIFI技术的前身;天文学类地行星的研究,让我们有了与“来自星星的你”交流的灵感……FAST不仅标志着中国在射电天文领域领跑世界,同时也实现了全世界天文学家的梦想。

就在党的十九大召开前夕,中科院国家天文台宣布,中国天眼发现数颗新脉冲星,这是我国射电望远镜首次发现脉冲星。23载8000多个日夜,为了追逐梦想,南仁东心无旁骛,在世界天文史上镌刻了新的高度。十九大报告中,“天眼”与天宫、蛟龙、大飞机等一起,被列为创新型国家建设的丰硕成果!

南仁东曾说过:“美丽的宇宙太空,以它的神秘和绚丽,召唤我们踏过平庸,进入到无垠的广袤。”“我们是谁?我们从哪里来?茫茫宇由中我们真是孤独的吗?”“人类之所以脱颖而出,从低等的生命演化成现代这样,出现了文明,就是有一种对未知探索的精神”。

南方有仁东,追寻天星梦。

北京时间2017年9月15日23时23分,天眼之父南仁东先生因肺癌突然恶化,抢救无效,生命在欣慰与遗憾中戛然而止。他用23年的奋斗,打开了中国人追问宇宙的“天眼”,他和FAST团队在贵州大窝凼里留下的中国天眼,成为他人生最后的绝唱!他燃尽了一生,用不朽的功绩,在天文学领域,挺起了一个民族的脊梁!

生前,他曾和家人说过这样一句话:“我特别不希望别人记住我。”甚至,连遗言都是“丧事从简,不举行追悼会。”干干净净地来,默默无闻地走,他留存的是一位科学家的淡泊和风骨。

英雄已落幕,但英雄并未被遗忘!

2017年11月,中共中央宣传部追授南仁东“时代楷模”荣誉称号,2018年12月18日上午10点,庆祝改革开放40周年大会在北京人民大会堂隆重举行,党中央、国务院授予于敏等100名同志“改革先锋”称号,南仁东名列其中。2019年9月17日,南仁东、顾方舟、程开甲等六名科学家被授予了“人民科学家”国家荣誉称号!

南仁东走了,但他的故事并没有结束,他已经和FAST融为了一体。

 

2025年6月5日


作者简介:蒙泽敏,中国作协会员,国内知名实力作家,长篇报告文学著作《中国天眼》作者,黔南州文联主席

 

(注:本文已获作者授权发布)