中国力量 | 天眼：科学前沿实现重大原创突破的中国镜面

从贵阳驱车到黔南平塘县，在科幻般的群山中穿梭。而从平塘县克度天文小镇再出发，似乎就进入到与世隔绝的外星谷。山势险峻，道路蜿蜒，手机信号自动屏蔽，树丛覆盖的山岩偶露峥嵘，静卧山谷的零星房舍追忆往昔。神秘感在颠簸中加剧，好奇心在前行中攀升。

“天眼”FAST望远镜"

翻越几道山岭，一个面积约30个标准足球场的银色“大锅”出现在眼前，稳坐于喀斯特洼坑中，面向浩瀚宇宙凝望。

“天眼”在施工中

这就是举世闻名的“中国天眼”——500米口径球面射电望远镜（英文名FAST）的基地园区。FAST工程台址与观测基地系统总工程师朱博勤告诉记者，如果从天上看，这个“大锅”的反射面很像人的眼睛，而中间移动的馈源舱就像瞳孔。“对了，主动反射面技术和轻型索拖动馈源舱支撑技术，是我们中国科学家的首创。所以把这台大型天文望远镜说成是‘中国天眼’，当之无愧。”

“天眼”在施工中

2016年9月25日， “中国天眼”落成启用，开始接收来自宇宙深处的电磁波。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平发来贺电，称赞“它的落成启用，对我国在科学前沿实现重大原创突破、加快创新驱动发展具有重要意义。”

朱博勤说，目前设备调试阶段即将全面结束，经国家验收后，将向国内提交观测申请的天文学家开放。

“苦”出来的国之重器

“中国天眼”口径500米，是目前世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜。它的灵敏度，与德国的波恩100米射电望远镜相比，提高约10倍；它的综合性能，与美国的阿雷西博305米射电望远镜相比，提高约10倍。它拥有我国自主知识产权，第一次让我国在射电天文学领域领先世界，是名副其实的“国之重器”。平方公里阵列射电望远镜（SKA）组织总干事菲尔·戴蒙德这样评价FAST：“它将改变天文学的研究能力，特别是在射电天文学研究领域。”

“这国之重器，也许可说成国之利器，是中国科学家“苦”出来。”从立项选址起就投身于FAST工程的朱博勤说，“前期预研究非常艰苦，常常花大半天时间在泥泞中步行，才能到达荒无人烟的现场，干粮和山泉水是‘家常菜’。到了开工建设，就更艰难了。那时没有开通公路，很多器材都是人背马驮运到山谷里的。当然最难的是，我们在不断创新，优化方案，精益求精。而每有一项创新，就要牵动全局，修改总体方案。FAST是一个集测量、控制、力学、电子学、天文、地质等多学科领域的综合性工程，具有极大的技术挑战。”

”FAST工程台址与观测基地系统总工程师朱博勤

朱博勤娓娓道来FAST的前世今生：建“天眼”的最初构想，产生于1993年日本东京召开的国际无线电科学联盟大会上。当时，包括中国在内的十个国家的天文学家希望在全球电波环境恶化到不可收拾之前，建造新一代射电“大望远镜”。时任中国科学院北京天文台副台长的南仁东率先提议“咱们也建一个”。于是1994年7月，北京天文台提交了利用中国西南部的喀斯特地貌建造大望远镜的方案。

“最初团队只有5人，南仁东领衔，1994年开始前期探索。我的主要工作是根据遥感测绘和地形地貌比较来选址。”朱博勤说，“选择贵州，不仅因为这里的地貌适合建造大型望远镜，而且是最经济的。这里人烟稀少，５公里半径之内没有一个乡镇，不需要花太多的钱解决移民问题。”

整整12年，南仁东领导的团队对390个洼地的地质地貌进行考察，并且与多个领域的科学家一道探讨技术可行性，算是完成“预研究”阶段。“2006年我们最终确定在平塘县克度镇的大窝凼建造，因为这里有难得的自然优势。”朱博勤说，“我们发现，这个洼地的相邻处，有一个地势更低的洼地，且有岩溶暗道相通，暴雨可以向地下渗透，或及时流走。这样就不至于发生水患，损坏和腐蚀望远镜，观测可以实现风雨无阻。”

当科学家们对选址和相关技术有充分把握后，向国家提交了方案。2007年7月，国家发改委批准将FAST项目列入国家高技术产业发展项目计划，进入施工可行性研究阶段。2011年3月，这项具有国际影响的国家重大科技基础设施正式开工。

30岁投身FAST的朱博勤，如今已两鬓斑白。但说起“天眼”，他依然保持着科学探索的激情，“这项工程，倾注了我们一生的心血。说实在，我们也为自己参与到‘国之重器’的打造而深感自豪，为科学研究转变成大型工程而深感欣慰。我们实现了三大技术创新，实现了中国射电天文技术从追赶到领先的跨越式发展。未来20年之内，‘天眼’将保持世界领先地位。”

“天眼”三大技术创新，包括世界上首次利用天然地貌建设巨型望远镜，采用主动变形的抛物面反射面，通过6塔6索的支撑方式实现了轻型馈源接收机运行方式。朱博勤说，“这意味着中国能把空间测控能力由地球同步轨道延伸至太阳系外缘，并且为脉冲星将来替代卫星进行导航提供了可能。”

科学精神代际传承

“天眼”体现着中国科学家精益求精、创新克难的精神风貌，也成为科学精神代际传承的磁场。从最初的5人团队，扩展到目前的100多人，老中青三代科学家在这里汇聚，一同“问天”。

2010年加入FAST工程团队的李奇生，谈及多年来印象最深刻的事，就是主体工程完工时。“当望远镜的最后一块反射面板铺完时，我感到非常震撼。”他说，“那是2016年7月3日，我就在现场。4450个反射面板，我们安装了好几年，终于装完最后一块，望远镜的形状出来了，真是爽快！”

中国科学院国家天文台高级工程师、FAST望远镜现场办公室副主任李奇生

李奇生是中科院国家天文台高级工程师、FAST现场办公室副主任，今年到了退休年龄，但他仍将驻扎贵州深山中守护“天眼”，从事科普和管理工作。“给青少年播下天文学的种子，为中青年科学家提供良好条件，接棒天文探索，传承科学精神。”

说起南仁东，李奇生总是充满敬意。“南老师是一个很敬业的人，一般人很难做到。他的为人处世就代表着科学精神，体现着科学家品格。”他说，南仁东从提出FAST构想，到工程落成，22年间很多事都亲力亲为，细致入微，“没有他，就没有FAST。”

天眼"FAST望远镜"建设领头人南仁东先生雕像

李奇生早年在北京和南仁东是邻居，住在同一个单元。“在南老师眼中，就没有什么困难是不能克服的。他早年在东北吉林工作，曾在没有暖气、零下三十多度的屋子里居住过，所以在建设‘天眼’中遇到的各种难题，在他眼中不算难。”

有相同感受的，还有中科院国家天文台研究员、FAST现任总工程师姜鹏。他曾是南仁东的学生和助理，向记者讲述了一件攻克技术难关的往事：2010年，FAST工程团队购买了十余根钢索结构进行疲劳实验，结果没有一例能满足使用要求。南仁东寝食难安，提出用弹簧作为载体，姜鹏也提出了他的方案。“我清晰地记得，当我在黑板上画完图之后，老南简单问了几个问题，就沉默了许久。我甚至不记得会议是怎么结束的，离开会议室时，发现他仍然站在黑板前，背着手，看着我画的图思索，神情就像个孩子。”

后来，解决方案还是转向了钢索的研制。整个研制工作接近两年，历经百余次失败。“几乎每次失败后，南仁东都亲临现场，沟通改进措施。”姜鹏说，“我从南老师那里学到的最重要的东西，就是做事要务实、精准、分毫不差。现在我们团队都在秉持着这种精神。”

天文学家南仁东曾任FAST工程首席科学家兼总工程师，一直负责FAST的选址、预研究、立项、可行性研究及初步设计，负责编订FAST科学目标，全面指导FAST工程建设，并主持攻克了索疲劳、动光缆等一系列技术难题。2017年9月因患肺癌逝世，享年72岁。2018年12月党中央、国务院授予南仁东“改革先锋”称号，誉为“中国天眼”的主要发起者和奠基人。

朱博勤、李奇生、姜鹏等一批学者，都是在南仁东的精神感召下“入伙”的。姜鹏说：“当初一看到这个项目，第一感觉就是只有天文学家才想得出来，太神奇，太不可思议了。于是我就跟南老师来了。我想，像我这样到FAST团队的不在少数。”

在“天眼”基地，矗立着“时代楷模”南仁东的塑像，那是由中国美术馆馆长吴为山创作捐赠的。28岁的杨清亮对记者说，“每天上班，看到南老师，就觉得必须对得起他，对得起‘天眼’。”

“天眼”视线不断延展

杨清亮是贵州当地人，毕业后原本在上海的国企工作。2014年8月回家照顾受伤的父亲时，看到FAST团队招聘计算机专业的学生，他就报名了。“面试的就是南老师，他说你计算机好，将来有大量的程序让你编写。”

FAST望远镜基地青年员工杨清亮

到岗后，杨清亮并没有马上干专业，而是负责基地的网络维护、办公室接待和工程进程的照片视频拍摄。两年后，望远镜竣工进入调试期，他被派到调试小组，编写程序。“望远镜可以观测了，但需要调试，就像眼睛近视的人配近视眼镜，要调整到最精确、最清晰为止”。

给天文望远镜校正视力，可不是件容易的事。杨清亮说，“有段时间真是连轴转，爬起来就干活，吃饭都在想下一步该怎么做，加班到夜里一两点钟是常态。与市场前沿的高科技公司相比，这里的工作一点儿也不轻松。”

辛苦归辛苦，当杨清亮第一次通过望远镜观测到数据的时候，他和同事们都很开心。“首次跟踪到数据，大概有半小时左右。虽然信号很模糊，心却在砰砰直跳。”杨清亮的目光从兴奋快速转向黯然，“病重的南老师马上就发来祝贺信，但两个月后，他就走了。”

李奇生向记者介绍说，天文望远镜建起来并不意味着就可以观测了。仅仅调试，要需要花3到5年时间。“每天都会有新问题冒出来，不仅有望远镜的观测问题，还有天文新发现，必须抓紧时间去把这些问题尽快解决掉。”在“天眼”工作的人，强度和难度都很巨大。

记者观察到，“天眼”基地的研究室、办公室、员工食堂、宿舍、环境监测站均在同一建筑内。李奇生说，“这样可以节省时间。现在条件好多了，起码食宿条件改善了。在施工的那几年，科学家都住在临时板房中，夜间还要在工地巡视。”

在没有手机信号、近乎与世隔绝的环境中，年轻人怎么待下去？杨清亮说，“这也许就是搞研究的好环境，微信大减，减少了外界干扰。不过话说回来，这里几乎没有闲暇感受枯燥和孤独。忙的时候，两三个月没出过现场，连周末都不休息。”

在“天眼”基地，有数十名像杨清亮一样的青年学者在孜孜求索。有的从读研究生起就涉足FAST，30岁左右担任项目负责人的比比皆是。他们努力实现从无到有的突破，不断延展“天眼”的视线。

朱博勤告诉记者，“天眼”竣工启用后这3年，一方面是完成望远镜的各项调试，另一方面则是在调试中展开天文观测。截止今年7月19日，“天眼”已经发现了125颗优质脉冲星候选体，确认了86颗。

他透露，FAST扩展阵建设正在计划中，也就是在500米口径射电望远镜周围，设置若干30米至50米口径射电望远镜，组成“天眼阵”，可以使空间分辨率提升10—100倍，“天眼”的视力就进一步提高了。

"中国力量"采访组在“天眼”基地采访

“天眼”激活地方经济

“天眼”建成启用以后，在全球引起轰动。同时开放的还有平塘国际天文体验馆和“天眼”观景台，以便使这里成为重要的科普教育基地。FAST景区先后获评“首批中国十大科技旅游基地”、全国4A景区，人们都想到这里一睹世界上口径最大的“锅”，由此也带动起当地的旅游经济和科普活动。

2016年9月，“天眼”落成启用暨国际射电天文论坛在克度镇召开，克度镇由此名声大噪。克度镇以此为契机，在不到10个月的时间里，征地5000余亩，完成了天文科普文化园内星辰主题酒店、中轴迎宾广场、FAST游客服务中心、天文体验馆“四个一”工程，完善园区路网和景观，天文小镇初具规模，酒店和餐饮服务业快速发展，比县城的还要多。记者观察到，往返天文小镇的旅游大巴络绎不绝，许多参加科普活动的中小学生穿梭于天文体验馆、张衡路、日月桥。

依托 “天眼”品牌，平塘县率先在克度、塘边两镇创建“中国天眼”乡村振兴战略示范区，把脱贫攻坚摆在首位，确保从“天眼”核心区搬迁出的1414户、6452名村民收入有增加，生活更幸福。在马鞍社区，一栋栋三层高小楼整齐排列，幼儿园、小学、农贸市场、卫生院等基础设施一应俱全。

在结束采访返回贵阳的路上，贵州日报社的同行特意绕道，要我们眺望在建中的平塘特大桥。这是目前世界上桥塔最高的三塔斜拉桥，被业内专家和同行称为当今“最高、最美”的空间索塔。“今年10月底竣工后，贵阳到平塘的高速公路就全线贯通了。届时，你可以方便地到平塘观‘天眼’，途中看天空之桥。”他说，“毫无疑问，这是‘天眼’带来的又一大利好。”