南仁東“中國天眼”之父

梁偉

8000多個殫精竭慮的日子，他帶領老中青三代科技工作者克服了不可想象的困難，實現了由跟蹤模仿到集成創新的跨越

2017年9月25日，500米口徑球面射電望遠鏡（Five hundred meters Aperture Spherical Telescope，簡稱“FAST”）整體完工并投入試運行整整一年。在過去的一年中，有24萬來自世界各地的游客到達望遠鏡5公里核心區內的觀景臺，目睹“中國天眼”的風采。

而有一個人，卻再也看不到了，他就是被譽為“中國天眼”之父的南仁東。作為FAST工程總工程師兼首席科學家，他在北京時間2017年9月15日23時23分逝世，享年72歲。

很多人說，沒有南仁東，就沒有FAST。

未來會發現一片新大陸

什么是射電望遠鏡？1932年，美國無線電工程師卡爾·央斯基用無線電天線探測到了來自銀河系中心的射電輻射，自此，人類打開了傳統光學波段之外進行天文觀測的另一個窗口。射電望遠鏡通過接收來自宇宙的電波信號來獲取并分析各種信息。通常情況下，射電望遠鏡由定向天線或天線陣、饋電線、高靈敏度接收機和記錄儀等部分組成。其中，接收機具有極高的靈敏度和穩定性，它將微弱的天體電波高倍放大后進行檢波，再將高頻信號轉變為低頻形式記錄下來。半個多世紀過去了，人類目前造出的射電望遠鏡收集到的能量還不夠翻動一頁紙。

要知道，當時中國最大的射電望遠鏡口徑不到30米。與美國尋找地外文明研究所的“鳳凰”計劃相比，口徑500米的球面射電望遠鏡，可將類太陽星巡視目標擴大至少5倍。南仁東是FAST的最早提出者。在1993年日本東京召開的國際無線電科學聯盟大會上科學家們提出，要在全球電波環境惡化到不可收拾之前，建造新一代射電“大望遠鏡”，時任中國科學院北京天文臺副臺長的南仁東一把推開同事吳盛殷的門（吳盛殷代表中國參會），說了句：“咱們也建一個吧。宇宙空間混雜各種輻射，遙遠的信號像雷聲中的蟬鳴，沒有超級靈敏的耳朵，根本分辨不出來。”而當時中國最大的射電望遠鏡口徑只有不到30米。

南仁東曾在日本國立天文臺擔任客座教授，享受世界級別的科研條件和薪水，可他說：“我得回國。”

既然這樣，中國為什么不能做？那時候的南仁東回國才只有三年時間，但已經在國際天文專業領域里頗有名氣。要知道，之前他在日本國立天文臺當客座教授是時候，一天的薪水就相當于國內工作一年，但是因為中國天文事業需要他，他就義無反顧地回來了。

他曾經用自己富有磁性的聲音表示：當年哥倫布建造巨大船隊，得到的回報是滿船金銀香料和新大陸；但哥倫布計劃出海的時候，伊莎貝拉女王不知道，哥倫布也不知道，未來會發現一片新大陸。

或許在南仁東決定要做這項事業的時候，他心里想過“中國天眼”或許也能發現一片“新大陸”。“對他而言，中國需要這樣一個望遠鏡，他扛起這個責任，就有了一種使命感。”“天眼”工程副經理張蜀新與南仁東的接觸越多，就越理解他。

就這樣，1994年，南仁東踏上了“中國天眼”的建設之路，他主持建設國家重大科技基礎設施項目——500米口徑球面射電望遠鏡FAST。這是具有我國自主知識產權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。“天眼”能夠接收到137億光年以外的電磁信號，觀測范圍可達宇宙邊緣。借助這只“天眼”，科學家可以窺探星際之間互動的信息，觀測暗物質，測定黑洞質量，甚至搜尋可能存在的星外文明。眾多獨門絕技讓其成為世界射電望遠鏡中的佼佼者。

十年只為找個“洞”

選址，論證，立項，建設。每一步都頗為不易。

FAST口徑高達500米，其面積相當于30個足球場、8個鳥巢。南仁東的想法是，要找一個天然的洼地，不用動用太多土方，且必須是一個遠離大城市、射電干擾小的地方。南仁東帶著300多幅衛星遙感圖，跋涉在中國西南的大山里，最后把目標鎖定在了貴州天然的喀斯特地形，提出了利用喀斯特洼地建設射電望遠鏡的設想。他選擇的臺址俗稱“窩凼”——幾百米的山洼被四面的山體環繞，正好擋住外面的電磁波。

從北京到貴州，綠皮火車咣當咣當開了近50個小時，一趟一趟坐著，車輪不覺間滾過了10年。

十多年間，南仁東走遍了貴州大山里的上百個窩凼。亂石密布的喀斯特石山里，不少地方連路都沒有，只能從石頭縫間的灌木叢中，深一腳、淺一腳地挪過去。直到有一天，踏上大窩凼。這是一大片漏斗天坑群，像天然的巨碗。四周的青山抱著一片洼地，山上郁郁蔥蔥，幾排灰瓦的木屋陳列其中，雞犬之聲不絕于耳。南仁東站在窩凼中間，興奮地說：“這里好圓。”時任貴州平塘縣副縣長的王佐培，負責聯絡望遠鏡選址，回憶第一次見到南仁東，“七八十度的陡坡，人就像掛在山腰間，要是抓不住石頭和樹枝，一不留神就摔下去了。他的眼睛里充滿興奮，像發現了新大陸。真的想不到天文學家這么能吃苦！”

臺址勘察期間，為了更清晰地了解現場，掌握第一手資料，制定正確的危巖治理方案，當時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，看完結果向他匯報，他卻堅持：“我要和你們一起上去，看看實際的情況。”

選好址后，南仁東正式提出了利用喀斯特洼地建設射電望遠鏡的設想。他明白這么大的工程要立項非常難。但是不立項就沒有錢，沒有錢就沒有團隊，在初期勘探結束后，大多數人都回到了原先的工作崗位，只有南仁東滿中國跑，尋求合作單位。天文臺沒錢，他出差就坐火車，從南到北，從東又到西。因此他的立項申請書上最后出現了二十多個合作單位。他還設法多參加國家會議，逢人就推銷項目，“我開始拍全世界的馬屁，讓全世界來支持我們。”

每一步都關乎項目的成敗，他的付出有時甚至讓學生們覺得“太過努力了”。

連夜要趕項目材料，課題組幾個人就擠在南仁東的辦公室，逐字逐句推敲，經常干到凌晨。匯報項目是每一個課題首席科學家面臨的題目，南仁東每次至少提前一個小時到達會場。endprint

這個“推銷員”的項目卻絕對讓人望塵莫及——500米的口徑、相當于30個足球場的接收面積，如果在國際上做一個橫向比較，FAST與號稱“地面最大的機器”的德國波恩100米望遠鏡相比，靈敏度提高約10倍；比排在“阿波羅”登月之前、被評為人類20世紀十大工程之首的美國“阿雷西博”305米望遠鏡，綜合性能提高約10倍。“南老師推動了世界獨一無二的項目。”FAST項目副總工程師李菂說：“他的執著和直率最讓人佩服。”

正是在這樣的“自我推銷”中，FAST 項目逐漸有了名氣。

當時，南仁東一直想為項目想要“名分”。2006年，在中國科學院院長大會上，他搶著發言，向時任中科院院長路甬祥院長表示：“首先我們干了十年，沒有名分，我們要名分，FAST 到底是怎么回事兒，有沒有可能立項？這么多人，二十多個大專院校、科研院所。還有我們身無分文，別人搞大科學工程預研究，上千萬甚至上億，我們囊空如洗。”

經過多方面的努力，2006年，FAST項目的立項建議書終于提交。在最后的國際評審中，南仁東用英文發言，提前把整篇稿子背下來。對于自己的表現，南仁東說，“英文不好不壞，別的沒說清楚，但要什么說得特別明白。”

經過多年的論證，2007年7月，FAST作為“十一五”重大科學裝置，終于正式被國家批準立項。南仁東擔任首席科學家和總工程師。

2008年，國家發改委批復了FAST的可行性研究報告；2009年，中科院和貴州省人民政府聯合批復了FAST項目初步設計及概算；2011年開工令下達，在5年半的工程建設過程中，先后150多家國內一流企業相繼投入FAST建設。

然而，工程的艱難程度遠超出想象，這么大的望遠鏡建設，關鍵技術無先例可循、關鍵材料急需攻關、現場施工環境非常復雜。

不僅如此，FAST的建設不僅是一個嚴密的科學工程，還是一個難度巨大的建設工程，工程涉及天文學、力學、機械工程、結構工程、電子學、測量與控制工程，甚至巖土工程等各個領域，且工程從紙面設計到實際建造和運行，有著十萬八千里的距離。他通過自己的執著、堅持和勤奮，解決了許許多多具體的技術問題，將夢想中的空中樓閣，變成了現實。

而今，聽聞南仁東不幸逝世的消息，網上、朋友圈里都是對他的悼念，中科院原基礎局局長李定寫到：

南征北戰，慎思且篤行，一紀尋覓，仁者無敵，大窩凼聚焦世界；

東奔西走，謀定而后動，畢生追求，蒼天有眼，中神通遙望星空。

從1994年持續到2006年，工程選址工作整整持續了12年時間。從選址到2016年，FAST正式建成用了整整22年時間。22年，支撐他的是胸懷祖國、服務人民的愛國情懷，是他作為一名科學家的責任感和使命感。

他一直在跟自己較勁

作為FAST首席科學家和總工程師，南仁東心中最大的夢想，就是把大窩凼變成一個現代機械美感與自然環境完美契合的工程奇跡，這是他心中最美麗的一道科學風景。

作為FAST的造夢者，南仁東用自己不變的激情，帶領著一眾科學家，共同走過了22年漫長而坎坷的逐夢之旅。從北京到貴州，從科研工作者到普通工人、農民，無數人為此付出了時間和汗水。

8000多個殫精竭慮的日子，南仁東帶領老中青三代科技工作者克服了不可想象的困難，最終實現了由跟蹤模仿到集成創新的跨越。

“天眼”的艱難是因為這是一個涉及領域極其寬泛的大科學工程，天文學、力學、機械、結構、電子學、測量與控制、巖土……而從紙面設計到建造運行，有著十萬八千里的距離。這也是一個龐大系統工程，每個領域，專家都會提各種意見，南仁東必須做出決策。

可以說，沒有哪個環節能“忽悠”他。這位“首席科學家”“總工程師”，同樣也是一個“戰術型的老工人”。每個細節，南仁東都要百分百肯定的結果，如果沒有解決，就一直盯著，任何瑕疵在他那里都過不了關。

工程伊始，要建一個水窖。施工方送來設計圖紙，他迅速標出幾處錯誤打了回去。施工方驚訝極了：這個搞天文的科學家怎么還懂土建？

一位外國天文雜志的記者采訪他，他竟然給對方講起了美學。要知道南仁東對繪畫詩書、服飾美學都頗有研究。早些年在清華求學時，他在機械制圖比賽中就拿過第一名。二上世紀90年代，他甚至辦過講座談服飾潮流美學。更不為人知的是，FAST徽標，也是南仁東親自動手設計的，

南仁東的助理姜鵬表示：“術業有專攻，在FAST項目里，有人不懂天文，有人不懂力學，有人不懂金屬工藝，有人不會畫圖，有人不懂無線電。這幾樣你能懂一兩個就算不錯了，但偏偏南老師幾乎都懂。”

對于這些，南仁東的回答是：“你以為我是天生什么都懂嗎？其實我每天都在學。”的確，在很多人的記憶中，南仁東沒有節假日的概念，每天都在琢磨各式各樣的問題。

2010年，因為索網的疲勞問題，“天眼”經歷了一場災難性的風險。65歲的南仁東寢食難安，幾乎天天在現場與技術人員溝通。工藝、材料，“天眼”的要求是現有國家標準的20倍以上，哪有現成技術可以依賴。南仁東親自上陣，日夜奮戰，700多天，經歷近百次失敗，方才化險為夷。

2014年，“天眼”反射面單元即將吊裝，年近七旬的南仁東堅持自己第一個上，親自進行“小飛人”載人試驗。這個試驗需要用簡易裝置把人吊起來，送到6米高的試驗節點盤。在高空中無落腳之地，全程需手動操作，稍有不慎，就有可能摔下來。從高空下來，南仁東的衣服被汗水浸透了，但他發現試驗中的幾個問題。

“他喜歡冒險。沒有這種敢為人先的勁頭，是不可能干成‘天眼項目的。”周圍人說。要知道“天眼”現場有6個支撐鐵塔，每個建好時，南仁東總是“第一個爬上去的人”。幾十米高的圈梁建好了，他也要第一個走上去，甚至在圈梁上奔跑，開心得像個孩子。

2016年1月，在FAST項目即將建設完成，在尚無任何接收機可以使用的情況下，得益于FAST巨大的口徑和超高的靈敏度，南仁東憑借草草拼湊的一根細長魚骨狀的電視天線捕獲到了來自蟹狀星云脈沖星的信號，澳大利亞聯邦科學與工業研究組織的專家喬治·郝布斯對此驚嘆說：“他們居然能用一根簡單的天線干這事兒，著實令人驚異。”

而南仁東捕獲的這個信號來自一顆超新星爆發產生的蟹狀星云。早在宋朝時，我國古代的天象觀測者就曾注意到這顆轉瞬即逝的“客星”，跨越千年的時空，中國人在這一刻回到世界天文觀測高地。“射電望遠鏡就像靈敏的耳朵，在宇宙空間的白噪音中分別有意義的無線電信息。”南仁東曾這樣解釋作用，“這就像分辨雷聲中的蟬鳴”。

2016年9月，南仁東重新回到“大窩凼”，在22年之后懷著不同的心情重新站在山頭，目睹經歷了漫長歲月的“天眼”正式啟用。從預研到建成的22年時間里，南仁東帶領老中青三代科技工作者克服了不可想象的困難，向全世界開啟了“中國天眼”。

整個天文界對FAST給予了不小的期待。在科學方面，科學家們希望FAST能夠巡視宇宙中的中性氫，研究宇宙大尺度物理學，以探索宇宙起源和演化；觀測脈沖星，研究極端狀態下的物質結構與物理規律；主導國際低頻甚長基線干涉測量網，獲得天體超精細結構；探測星際分子；搜索可能的星際通訊信號……

南仁東曾經說過，“我談不上有高尚的追求，沒有特別多的理想，大部分時間是不得不做。”南仁東說。“人總得有個面子吧，你往辦公室一攤，什么也不做，那不是個事。我特別怕虧欠別人，國家投了那么多錢，國際上又有人說你在吹牛皮，我就得負點責任。”

一個月前，在中國科學院公布的2017年中科院院士初步候選人名單中，72歲的南仁東榜上有名，成為此次增選中年齡最大的候選人。

9月15日，南仁東走了，他不是院士，也沒拿過什么大獎，他把一切看淡。一如病逝后，他的家屬給國家天文臺轉達的他的遺愿：喪事從簡，不舉行追悼儀式。

就像中科院院長白春禮的的唁電中寫的，“南仁東先生是杰出的科學家，他治學嚴謹，淡泊名利，學識淵博，遠見卓識，為科學事業奮斗到生命的最后一刻，他用無私奉獻的精神譜寫了精彩的科學人生，他的逝世中國天文事業的重大損失！”

責任編輯 華南endprint