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中央电视台视频截图
当地时间12月1日,美国国家科学基金会确认,被誉为地球「两大眼睛」之一的波多黎各阿雷西博射电望远镜坍塌,继今年8月两次严重电缆事故后,望远镜悬挂的接收设备平台当天坠落并砸毁了望远镜反射盘表面,望远镜很可能已不能再使用,重建是目前最可行的方法之一。米口径的阿雷西博射电望远镜若失去功能,全世界在天文探索领域,将只能依靠中国贵州的另一只「大眼睛」,米口径球面射电望远镜FAST。而与被评为人类20世纪十大工程之首的美国阿雷西博米口径球面射电望远镜相比,「中国天眼」的综合性能提高约10倍。
南仁东在FAST圈梁上。
图:中科院国家天文台
说到「中国天眼」的建设,几乎样样离不开一个人,那就是南仁东。而说到南仁东与FAST的情缘,就要从一场他没有参加的会议说起。
年,国际无线电科学联盟(URSI)第二十四届大会在日本东京召开。在这个会议上,专家们讨论,由于地球上无线电的大量使用,越来越多的电波干扰了外太空信号的接收,再这么下去,人类会被自己发出的无线电波封锁在地球里,无法对浩瀚宇宙做更深入的探索。于是他们提出:要抓紧建造新一代功能超强的大射电望远镜。
如果说人类天文学可分作三大时代,用眼观天的第一时代,用光学望远镜观天的第二时代,那么用射电望远镜观天就是第三时代。
天文学对人类社会进步的影响,超出很多人的认识。天文学是人类最古老的自然科学,因掌握天时才有农耕时代。中国因古代天文学发达而创造了世界上最辉煌的农业文明。哥白尼、伽利略用光学望远镜观天,由此催生的科技进步开启了工业时代。
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unsplash
年,中国在射电天文方面的声音很小。当时,中国最大的射电望远镜口径只有25米。澳大利亚、荷兰、日本、印度的声音都比中国响。印度在赤道附近建造的巨型米波射电望远镜,由30台45米口径的旋转抛物面天线组成。欧美天文学家在说:「如果不抓紧建造新一代大射电望远镜,将来就只有到月球的背面去建造了。」大家都认为,造这样的超级大射电望远镜,一国难以实现,要多国联手,于是决定成立国际大射电望远镜工作组,也就是SKA项目工作组,这个工作组由美国、英国、加拿大、澳大利亚、中国、法国、德国、印度、荷兰和俄罗斯的十国代表组成。
把「大射电望远镜」建到中国来
年国际无线电科学联盟(URSI)大会期间,身在北京的南仁东得知情况后,向中国科学院提出,我们要抓住这个机会,争取把「大射电望远镜」建到中国来。
但这可能吗?争取项目的也不只有中国,还有澳大利亚、阿根廷和南非。
南仁东并非不知其难。因为难,国际天文会议提出需要会聚多国的财力、物力和科技力来联合制造。因为难,所以南仁东多年来锲而不舍地想把这个国际项目争取到中国来。南仁东锲而不舍,还因为争取这个项目,中国是有优势的。
美国的阿雷西博建在北美和南美之间波多黎各岛的喀斯特地貌上。它的好处是,可以减少巨大的开挖量而节约大量经费,而且它有天然的渗水功能。世界上还有其他有喀斯特地貌的地区,但都没有中国贵州这么合适的。
位于贵州省平塘县的全球最大单孔米口径射电望远镜(FAST)
图:新华社
建SKA需要地理环境、无线电环境,还需要能长期维护的行*力。我国一旦决定在贵州某地建无线电安静区,行*力、执行力是最强的。这些综合因素,说明贵州有最合适的环境,如果能争取到中国来做这件事,也是对人类的贡献。所以,南仁东就锲而不舍地追求。在年贵州召开的国际天文学会议上,国际天文学家也是这么看的。
然而,就像彭勃说的:「参与的各国提出了多种可能的技术路线,可归纳为『大口径小数量』和『小口径大数量』两类。前者由中国和加拿大倡导,后者由荷兰、美国和澳大利亚等倡导。」这个「等」里面有很多国家。没有喀斯特地貌的国家多提倡后者,后者是多数。南仁东感到竞争的难度大了。
属于中国人自己的
「大射电望远镜」
年,南仁东心里逐渐意识到,不能把希望完全放在争取国际SKA项目上。他想起了青年时在通化厂搞「向阳牌」便携式收音机、电视发射机的时候,车间里贴着的标语:「自力更生,奋发图强!」一个意识仿佛突然在他头脑里生出来:我们应该独立建造一台米口径的射电望远镜!
这个计划,陆续得到了大射电望远镜中国推进委员会一大批专家的认同与支持。这年7月,他们正式提出了专业称之的「LT中国工程概念先导单元」,就是由我国独立建造一台世界最大单口径球面射电望远镜(FAST)的设想。
夜幕中的FAST
图:网络
FAST这个创意,凝聚着众多中国天文学家的梦想,在南仁东、彭勃等几位核心专家的反复磋商中形成,含义若用一个字表达就是「快」,蕴含着「追赶」「跨越」或「领先」的意思。国际上,有人把FAST解读为「野心勃勃的计划」。
年9月25日,「中国天眼」几乎是突然出现在中国媒体,并立刻为世界所