【導(dǎo)讀】
他曾寫給自己的詩句:“美麗的宇宙太空,以它的神秘和絢麗撮奏,召喚我們踏過平庸俏讹,進(jìn)入它無垠的廣袤
南仁東把人生當(dāng)中最寶貴的20年時間獻(xiàn)給了天眼。從FAST的選址挽荡、立項藐石、可行性研究,到指導(dǎo)各項關(guān)鍵技術(shù)的研究以及模型試驗(yàn),所以他的發(fā)明更是具有跨時代的意義即供,被評為人民科學(xué)家定拟。他在建設(shè)天眼的時候有哪些傳奇故事?又會遇到了哪些困難逗嫡?
【簡介】
生于1945年2月的南仁東先生青自,是吉林遼源人。他是我國著名天文學(xué)家驱证,國家天文臺研究員延窜,2017年入選中國科學(xué)院院士候選人名單。2019年9月17日抹锄,授予南仁東“人民科學(xué)家”國家榮譽(yù)稱號逆瑞,也是為南老的付出的一種極大認(rèn)可荠藤。
南仁東先生還是我國天眼(FAST),全球最大的射電望遠(yuǎn)鏡建造的發(fā)起者,首席科學(xué)家兼總工程師获高。
截止2017年9月哈肖,南仁東已發(fā)表科技論文222篇,專著7部念秧,技術(shù)報告6本淤井,專利36項,論文被SCI收錄56篇摊趾,被EI收錄65篇币狠,SC和BI引進(jìn),引用近900次砾层。此外還多次參與重大科研項目的工作漩绵。
01 曾經(jīng)的高考狀元選擇回國
⑴高考狀元
1945年,南仁東出生在吉林省遼源市龍山區(qū)的一個小鎮(zhèn)梢为,成績優(yōu)異的他先后就讀于遼源中興小學(xué)校渐行、遼源四中、遼源五中铸董,屢獲學(xué)校表彰祟印。
1963年,南仁東以高考平均98.6分(百分制)的優(yōu)異成績奪得“吉林省理科狀元”粟害,并成為清華大學(xué)無線電專業(yè)的一名學(xué)生蕴忆。
⑵出現(xiàn)契機(jī)
1993年,在日本國際無線電科學(xué)聯(lián)盟大會上悲幅,科學(xué)家們提出建造新一代射電望遠(yuǎn)鏡套鹅,這樣就接收更多來自外太空的訊息,要為10年汰具、20年后的射電天文學(xué)發(fā)展做打算卓鹿。
南仁東轉(zhuǎn)身跟同事們說:“咱們也建一個吧×衾螅” 當(dāng)時,中國最大的射電望遠(yuǎn)鏡口徑只有不到30米吟孙,所以中國要用外國的射電望遠(yuǎn)鏡研究,是以一小時計算的聚蝶,費(fèi)用很高杰妓,時間很短。這也是500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)工程開始的契機(jī)碘勉。
⑶準(zhǔn)備回國
有人說,FAST成就了南仁東巷挥。但實(shí)際上,早在FAST之前,南仁東就已經(jīng)是著名的天文學(xué)家。南仁東年輕時曾應(yīng)邀前往荷蘭验靡、蘇聯(lián)等國的著名天文臺進(jìn)行考察訪問倍宾。
南仁東當(dāng)時在日本國立天文臺擔(dān)任客座教授雏节,擁有世界級別的科研條件和待遇。在1994年高职,他一天的工資頂?shù)蒙蠂鴥?nèi)一年矾屯,可他卻說:“我得回國〕鹾瘢”
因?yàn)橥鈬冗M(jìn)的科研設(shè)備件蚕、優(yōu)厚的生活待遇,都不曾使南仁東心動分毫产禾,在目睹了其他國家的先進(jìn)技術(shù)后他的信念愈加堅定要造出中國人自己的超級望遠(yuǎn)鏡排作。
多年的突出成果得到國際同行贊譽(yù)和認(rèn)可,他于2006年被國際天文學(xué)聯(lián)合會射電天文分部選為主席。
02 進(jìn)行選址
1994年,南仁東開始主持國際大射電望遠(yuǎn)鏡計劃的中國推進(jìn)工作亚情。球面射電望遠(yuǎn)鏡的建設(shè)又是困難重重妄痪,關(guān)鍵技術(shù)無先例可循,關(guān)鍵材料急需攻關(guān)楞件,核心技術(shù)遭遇封鎖衫生。
從此,年近50歲的他再也停不下來。因?yàn)檫x址土浸,論證罪针,立項,建設(shè)黄伊,哪一步都不易泪酱。
⑴無先例可循
在國際上,用鋼結(jié)構(gòu)建造的射電望遠(yuǎn)鏡,口徑突破100米已經(jīng)是工程的極限。想建更大口徑的望遠(yuǎn)鏡,就要選擇一個又大又圓的坑,依靠地勢來實(shí)現(xiàn)还最。當(dāng)南仁東得知西南邊陲的深山里有著建設(shè)“中國天眼”得天獨(dú)厚的地理條件墓阀。
帶著300多幅衛(wèi)星遙感圖,他迫不及待地登上了從北京到貴州的火車綠皮火車拓轻,咣當(dāng)咣當(dāng)?shù)匾_行近50個小時斯撮,他一趟一趟往返。時間長達(dá)12年扶叉。
十多年間勿锅,他尋遍了貴州大山里的上百個窩凼,踏遍了亂石密布的喀斯特石山辜梳,十多年間他得到了很多干部和農(nóng)民的幫助粱甫,他常常像農(nóng)民那樣穿一條短褲泳叠,屁股上掛一把柴刀作瞄。因?yàn)橛械牡胤接新罚荒軓氖^縫深一腳危纫、淺一腳地挪過去宗挥。
聶遠(yuǎn)平曾經(jīng)有過一個深刻的經(jīng)歷乌庶,那就是初見剛回國的南仁東都是穿著這很時髦,打著領(lǐng)帶穿著西裝契耿。
南仁東變成了一副民工打扮瞒大,給人的感覺就是根本就不像天眼總設(shè)計師。
⑵摔倒
在1995年搪桂,他毅然堅持下窩里考察透敌,突然瓢潑大雨從天而降。他曾親眼見過窩凼里的泥石流踢械,山洪裹著砂石酗电,連人帶樹都能一起沖走。他卻在攀爬的路上不小心摔倒了内列,滾了下來撵术。但是他卻絲毫不在意。他認(rèn)為這是在選址當(dāng)中很平常的一件事话瞧。南仁東就往嘴里塞了救心丸嫩与,連滾帶爬回到埡口。
十幾年下來交排,綜合尺度規(guī)模划滋、電磁波環(huán)境、生態(tài)環(huán)境埃篓、工程地質(zhì)環(huán)境等因素古毛,最終在391個備選洼地里選中了條件最適宜的大窩凼。
03 進(jìn)行論證
1995年11月都许,以北京天文臺為主稻薇,還有國內(nèi)20余家大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)胶征,共同組建了“大型射電望遠(yuǎn)鏡”建設(shè)中國推進(jìn)委員會,南仁東先生為主要帶頭人睛低。
作為“大射電望遠(yuǎn)鏡”中國推進(jìn)委員會主任的他,除了要負(fù)責(zé)立項和組織調(diào)研骂铁、實(shí)施工作罩抗,還要提出科學(xué)策略,確定優(yōu)先的觀測計劃套蒂。他一心想讓“天眼”盡快建成啟用茫蛹。
項目開工后婴洼,幾千工人同時進(jìn)場,南仁東和工人們扎堆在一起工作撼嗓。他的學(xué)生這樣說他在深山尋址的南仁東柬采,在農(nóng)民堆里分不清哪個是南仁東。在建設(shè)工地上的南仁東且警,在工人堆里也分不清誰是南仁東警没。
⑴對待科學(xué)研究,南仁東無比嚴(yán)肅和嚴(yán)謹(jǐn)
對待科學(xué)研究振湾,南仁東無比嚴(yán)肅和嚴(yán)謹(jǐn)杀迹。南仁東總是這樣說:“好好干,不能對不起國家和百姓押搪∈骼遥”“天眼”沒有哪個環(huán)節(jié)能“忽悠”他,任何瑕疵在他那里都過不了關(guān)大州。
工程伊始续语,要建一個水窖,施工方送來設(shè)計圖紙厦画,他迅速標(biāo)出幾處錯誤打了回去疮茄。施工方驚訝極了:這個搞天文的科學(xué)家怎么還懂土建?
所以許多工人都記得根暑,即使在炎熱的夏天力试,為親自測量工程項目的誤差,南仁東總會丟下飯碗就往工地上跑排嫌。在多少個燈火通明的深夜多少次仔細(xì)核審畸裳、反復(fù)計算,埋頭鉆研淳地、耐心溝通
⑵創(chuàng)新
天體無線電波的固有本性,是射電天文觀測的一個棘手難題怖糊。天體的無線電波是平行的,當(dāng)反射面是球面時,無線電波會匯聚成一條線,只有當(dāng)反射面是拋物面形狀的時候,它才能匯聚成一點(diǎn),進(jìn)入到接收機(jī)。為了克服這個難題,南仁東帶領(lǐng)工程師們想出了一個絕妙的設(shè)計伍伤,那就是主動變形反射面,它可以使球形的反射面實(shí)時變形為拋物面扰魂。
這個設(shè)計在世界上絕無僅有。通過控制近萬根鋼索所組成的復(fù)雜的索網(wǎng)結(jié)構(gòu),FAST系統(tǒng)可以靈活地控制由4450塊獨(dú)立面板所組成的反射面,對準(zhǔn)天體目標(biāo),再由6根鋼索拖動重達(dá)30噸的饋源艙,抵達(dá)焦點(diǎn)位置,實(shí)時接收天體發(fā)射的電波付翁。
當(dāng)?shù)谝谎劭吹紽AST時,SKA國際組織前任總干事理查德·斯基利說自己所能想到的第一個詞就是"震驚":"這是一個令人震驚的設(shè)計理念。"
南仁東卻硬是憑借自己的執(zhí)著和勤奮,帶領(lǐng)一群有著同樣科學(xué)夢想的人,把不可思議的設(shè)想一步步變成了現(xiàn)實(shí)佣渴。
FAST涉及的專業(yè)領(lǐng)域很多,每個領(lǐng)域都有專家提出不同意見。作為首席科學(xué)家和總工程師,南仁東必須做出決策砂竖。而要做出正確的決策,就必須懂行乎澄。
04 紙上的方案落實(shí)到實(shí)際當(dāng)中置济,有很大的困難
⑴領(lǐng)域?qū)挿?/b>
2007年,FAST終于正式立項,南仁東更拼命了路媚。FAST工程的艱難程度遠(yuǎn)超想象,關(guān)鍵技術(shù)又無先例可循整慎。而且,工程涉及天文學(xué)裤园、力學(xué)拧揽、機(jī)械工程痒谴、電子學(xué)积蔚、測量學(xué),甚至巖土工程等各個領(lǐng)域尽爆。從紙面設(shè)計到建造運(yùn)行漱贱,有著十萬八千里的距離。
南仁東生前曾多次跟老同事斯可克提起,FAST項目做不好,他沒法向國家交代,所以不敢有半點(diǎn)疏忽株灸。所以蚂且,南仁東穿的與施工工人無異,馬不停蹄地奔走在工程的各個細(xì)節(jié)查看泵肄。他表情嚴(yán)肅,聲音沙啞,不停地向施工單位提建議腐巢、挑毛病冯丙。
在臺址勘察期間,為了更清晰地了解現(xiàn)場,掌握第一手資料,制定正確的危巖治理方案,65歲的南仁東和年輕人一起,在沒有路的大山里攀爬。在去陡峭山頂時,大家勸他在山下等著,看完結(jié)果向他匯報,他卻堅持:“我要和你們一起上去,看看實(shí)際的情況船殉±妫”
⑵需要工程預(yù)算
除了選址的困難糠惫,經(jīng)費(fèi)問題是阻礙工程進(jìn)度的重要原因巢价。
有那么幾年時間蹄溉,南仁東成了一名“推銷員”您炉,他開始到處游說,為了獲得更多人的支持冀膝,無論在國內(nèi)還是國外窝剖,無論大會還是小會赐纱,南仁東逢人就講大射電項目疙描。他滿懷激情、不厭其煩地向不同的人解釋FAST的每一個創(chuàng)新概念效五。
他自掏路費(fèi)求豫,從東北到東南再到西北姻锁,先后聯(lián)絡(luò)了全國二十多所高校和科研院所參與。有人說玻熙,F(xiàn)AST代表了中國科技的長征嗦随,它更是南仁東生命里的長征枚尼。
⑶索網(wǎng)實(shí)驗(yàn)失敗署恍,無法正常工作
2010年,FAST曾經(jīng)歷一場近乎災(zāi)難性的風(fēng)險——索網(wǎng)疲勞問題盯质。當(dāng)時購買的鋼索進(jìn)行疲勞實(shí)驗(yàn)后,無法承受重量,會變形王悍,沒有一例能滿足FAST的使用要求压储。
FAST反射面的結(jié)構(gòu)形式也因此遲遲定不下來渠脉。南仁東寢食難安,天天與技術(shù)人員溝通。經(jīng)歷近百次失敗后,他終于帶領(lǐng)團(tuán)隊研制出滿足要求的鋼索結(jié)構(gòu)霸饲。
⑶反射板
反射板變成帶洞的結(jié)構(gòu)习寸,方便雨水流淌和陽光灑入傻工,重量從2300噸,變成了1300噸坊饶,天眼與大自然融為一體殴蓬。
南仁東的科學(xué)目標(biāo)分析痘绎,創(chuàng)造突破機(jī)遇肖粮。天眼的獨(dú)特造型的設(shè)計驗(yàn)證了中國的那句孤页,過谷雨,中華眼尿赚,望上蒼散庶,斗轉(zhuǎn)星移蕉堰。
8000多個日日夜夜,FAST就像南仁東親手拉扯大的孩子凌净。作為首席科學(xué)家,南仁東主導(dǎo)和參與了FAST項目每一個工程難題,帶領(lǐng)FAST渡過一次又一次危機(jī)。
2016年9月25日屋讶,具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)冰寻、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡在貴州省平塘縣的喀斯特洼坑中落成啟用皿渗,它的誕生代表著中國海外領(lǐng)域又前進(jìn)了一大步挤土。
05 即將建成庆寺,卻得了肺癌
⑴艱苦的條件
從預(yù)研到建成的22年時間里陵霉,我國老中青三代科技工作者忍疾,克服了不可想象的困難则披,南仁東和同事們毫不退縮阱洪,他們喝的是天然的混水蚌本,吃的是自帶的冷干糧席楚,冬天實(shí)在是冷得受不了了,就撿幾根柴火一起抱團(tuán)取暖。
在2016年“中國天眼”落成啟用前晶府,他就和大家一起住在彩鋼房里较沪,生活極其節(jié)約骡苞,每個房間住4個人片部,洗浴廁所都是公用的惰说,食堂里坐著是大鍋飯啦吧。他覺得就像一個牢牢扎根的工人一樣授滓,他經(jīng)常說自己就是一個戰(zhàn)術(shù)型的老工人噩咪。
⑵得了肺癌
FAST是個有挑戰(zhàn)性吁讨、沖擊性拴曲、超越性的項目流译,南仁東承擔(dān)著巨大的壓力驹马。長期疲憊不堪的重負(fù)讓他積勞成疾。在2016年9月南仁東患了肺癌,在做手術(shù)的時候,他傷到了聲帶沛硅。但是他卻始終堅持參與天眼建設(shè)弟头,因?yàn)樗X得時間轉(zhuǎn)瞬即逝肚医。
南仁東一向不要別人照顧,在患病后他依然帶病堅持工作猖任,盡管身體不適合舟車勞頓你稚,但他仍堅持從北京飛赴貴州,親眼見證了自己耗費(fèi)22年心血的大科學(xué)工程落成朱躺。在南仁東逝世時,留下遺愿,喪事從簡,不舉行追悼儀式入宦。
⑶淡漠名利
多年來,FAST項目成為享譽(yù)世界的超級大工程,其創(chuàng)新技術(shù)得到了各方認(rèn)可,獲得了各種獎勵,但屬于南仁東個人的榮譽(yù)卻只有“CCTV2016年度科技創(chuàng)新人物”“2016中國科學(xué)年度新聞人物”“2017年全國創(chuàng)新爭先獎?wù)隆绷攘葞醉棥?/p>
他對名利淡漠,卻對現(xiàn)場的工人和貧困地區(qū)的孩子十分上心。他曾給來自云南的工人買運(yùn)動服,還常帶些瓜果與工人們室琢。每次晚飯后,他都會到工人的工棚坐坐,他的記憶力極好,幾乎知道每個工人的名字乾闰、工種、收入情況,還知道一些他們家里的瑣事盈滴。
他看到了當(dāng)?shù)厝松畹钠D苦,了解當(dāng)?shù)匦『⒆由蠈W(xué)的不易,于是他出資捐助十余位兒童上學(xué)涯肩。時至今日,仍有受資助的學(xué)生給他寫信。
目前,FAST項目還在緊張調(diào)試巢钓。到目前為止病苗,“中國天眼”已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了102顆脈沖星,其數(shù)量已經(jīng)超過了眾多國家的數(shù)量和症汹。其中92顆為新的脈沖星硫朦。
【樹葉有話說】
2017年9月15日,我國著名天文學(xué)家背镇、“天眼之父”南仁東先生因病逝世咬展,享年72歲。此前的23年時間里瞒斩,南仁東從壯年走到暮年破婆,把一個樸素的想法變成了國之重器,南仁東的科學(xué)目標(biāo)分析胸囱,創(chuàng)造突破機(jī)遇祷舀。天眼的獨(dú)特造型的設(shè)計驗(yàn)證了中國的那句,過谷雨,中華眼裳扯,望上蒼抛丽,斗轉(zhuǎn)星移。
成就了中國在世界上獨(dú)一無二的項目——500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST饰豺,人們習(xí)慣稱它為“中國天眼”亿鲜。
“天眼”能夠接收到137億光年以外的電磁信號,觀測范圍可達(dá)宇宙邊緣哟忍。借助這只“天眼”狡门,科學(xué)家可以窺探星際之間互動的信息,觀測暗物質(zhì)锅很,測定黑洞質(zhì)量其馏,甚至搜尋可能存在的星外文明。作為世界最大的單口徑望遠(yuǎn)鏡爆安,F(xiàn)AST有望在未來10年到20年保持世界一流設(shè)備的地位叛复。