“中國天眼”之父南仁東

□ 詹 媛

1993年，他率先提出在中國建設新一代射電望遠鏡；10余年時間里，他走遍貴州上百個窩凼，只為選出一個理想臺址；從2007年立項到2016年落成啟用，他跑遍工程現場的每個角落，即便被確診為肺癌，仍然堅守崗位……他就是中國500米口徑球面射電望遠鏡（簡稱FAST）工程的發起者和奠基人南仁東。

2017年9月25日，“中國天眼”——這座世界上最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡落成啟用一周年。令人悲痛的是，就在10天前，南仁東永遠地閉上了眼睛，享年72歲。2017年11月17日，中宣部追授他“時代楷?！睒s譽稱號。

“20多年只做這一件事”

“咱們也建一個吧?！?993年，獲悉科學家們在日本東京的國際無線電科學聯盟大會上提出要在全球電波環境繼續惡化之前，接收更多來自外太空的信息，建造新一代射電“大望遠鏡”時，時任中國科學院北京天文臺副臺長的南仁東，便敏銳地抓住了契機，提出：“在中國境內建造直徑500米、世界最大的單口徑射電望遠鏡?！?/p>

當時，我國最大的射電望遠鏡口徑只有30米。從30米到500米，這是個太大膽的設想，看好的人寥寥無幾。因為，建設這樣大口徑的射電望遠鏡，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，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。

是否有合適的地方？施工困難怎么克服？這是當時人們最為普遍的質疑。但南仁東認準了這件事。從1994年開始，年近50歲的南仁東開始主持國際大射電望遠鏡計劃的中國推進工作。他大膽提出，利用我國貴州省的喀斯特洼地作為望遠鏡臺址，并立即啟動貴州選址工作。

“為了選址，南老師當時幾乎踏遍了那里的所有洼地?！蹦先蕱|的學生、FAST工程接收機與終端系統高級工程師甘恒謙回憶，當時南仁東帶著300多幅衛星遙感圖，跋涉在中國西南的大山里，“有的荒山野嶺連條小路都沒有，當地農民走著都費勁”。

訪山歸來，南仁東心里有了底，正式提出利用喀斯特洼地建設射電望遠鏡的設想。經過多年的論證，2007年7月，FAST作為“十一五”重大科學裝置，正式被國家批準立項；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。

2016年9月25日，FAST項目竣工。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。這個世界第一大單口徑射電望遠鏡，可以觀測脈沖星、中性氫、黑洞等這些宇宙形成時期的信息，以及捕捉來自外星生命的信號。從1994年開始主持FAST項目的選址、立項、可行性研究及初步設計，歷時22年，南仁東帶領團隊最終建成了這個世界上獨一無二的項目——“中國天眼”。南仁東因此也被稱為“中國天眼”之父。

“造不好，怎么對得起人家？”

爭取到立項后，南仁東的反應卻不是欣喜若狂。自2011年開工令下達，在5年半的工程建設過程中，先后有150多家國內企業、20余家科研單位、數千人的施工隊伍相繼投入FAST建設。這么大的射電望遠鏡建設，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，工程的艱難程度遠超出想象?？上攵?，南仁東肩上的擔子，壓得很重。

2010年，FAST遇到建造以來的一場近乎災難性的風險。據FAST工程調試組組長、研究員姜鵬回憶，2010年，他們對買自知名企業的十余根鋼索結構進行疲勞實驗，結果全部以失敗告終，沒有一例能滿足FAST的使用要求。當時，臺址開挖工程已經開始，設備基礎工程迫在眉睫，可由于購買的材料達不到工程要求，反射面的結構形式遲遲定不下來。

姜鵬清晰地記得，在空曠的會議室里，南仁東背著手站在黑板前，盯著那草圖，“像一個無助的孩子”。姜鵬說：“我當時很難理解，這樣的大科學家也會手足無措?！钡芸炀兔靼啄先蕱|的壓力之大，“他背負的責任太重了”。

盡管失敗帶來了打擊，但放棄絕不是南仁東的選擇?！霸觳缓?，怎么對得起人家？”“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?！边@樣的話經常掛在他的嘴邊。南仁東決定轉向鋼索的研制，整個研制工作接近兩年，經歷了近百次的失敗。幾乎每一次，南仁東都親臨現場，溝通改進措施。最后，終于研制出滿足FAST要求的鋼索結構，讓FAST渡過了難關。

在整個FAST建設過程中，南仁東指導各項關鍵技術的研究及模型試驗，實現了三項自主創新：利用貴州天然的喀斯特洼地作為臺址；洼地內鋪設數千塊單元組成500米口徑球冠狀主動反射面；采用輕型索拖動機構和并聯機器人，實現望遠鏡接收機的高精度定位。此外，他還突破了一系列技術難題，發明了500MPa耐疲勞拉索，突破了高效握拔力錨固技術、大跨度索網安裝和精度控制等難題；提出通過“水環”和運動配重擴大焦艙的運動空間、同時增加系統阻尼的設計。全新的設計思路和得天獨厚的臺址優勢，使FAST開創了建造巨型射電望遠鏡的新模式。

“懂無線電、焊接、機械的天文學家”

有人說，是FAST成就了南仁東。實際上，早在FAST之前，南仁東就是個“傳奇”。

南仁東于1945年出生在吉林省遼源市龍山區，1963年，他以高考平均98.6分(百分制)的優異成績成為“吉林省理科狀元”，并考入清華大學無線電系。但在選擇碩士專業的時候，南仁東卻不按常理出牌，考取了中國科學院的天文學研究生，跨入與此前專業差異很大的天文學領域。從此，他馳騁于國際天文界。

1984年，南仁東使用國際甚長基線網對活動星系核進行系統觀測研究，在這一領域的早期發展階段，主持完成歐洲及全球網十余次觀測。他在國際上首次將VLBI“快照”模式應用到天體物理觀測領域，VLBI混合成圖達到當時國際最高動態范圍水平。多年的突出成果令南仁東得到國際同行的贊譽和認可，2006年，在他不在場的情況下，各國科學家推選他為國際天文學會射電專業部主席。

但是，在上世紀90年代中期，南仁東毅然放棄了國外的高薪，回國挑起天文事業重擔，就任中國科學院北京天文臺副臺長。據說，他當時一年的工資也就相當于在國外一天的工資。就這樣，南仁東還是回到了中國進行天文研究，并且建設了舉世聞名的“天眼”。

在FAST工程副經理、辦公室主任張蜀新眼里，南仁東不僅是個天文學家，還精通巖土、焊接、機械、工程管理。在審核危巖和崩塌體治理、支護方案時，不懂巖土工程的南仁東，用了一個月的時間學習相關知識，對方案中的每一張圖紙都仔細審核、反復計算，指出方案中的錯誤，提出了大量的寶貴意見?！八莻€天文學家，但為了FAST，他把自己練成了通才，拿起電焊能焊得有模有樣，給機械專家提點問題也總在點子上?！睆埵裥抡f。

多年來，FAST項目成為享譽世界的超級大工程，其創新技術得到了各方認可，獲得了各種獎勵，如創新的索網技術成果獲2015年度鋼結構協會科學技術獎特等獎、2016年度廣西技術發明一等獎和2016年度北京市科學技術獎一等獎。但屬于南仁東個人的榮譽卻只有“CCTV2016年度科技創新人物”“2016中國科學年度新聞人物”“2017年全國創新爭先獎章”寥寥幾項。

他對名利淡泊，卻對現場的工人和貧困地區的孩子十分上心。每次晚飯后，他都會到工人的工棚里坐坐。他的記憶力極好，幾乎知道每個工人的名字、工種、收入情況，還知道一些他們家里的瑣事。當看到當地人生活的艱苦，了解當地小孩子上學的不易，南仁東還出資捐助十余位兒童上學……工人們也完全不把他當“大科學家”，甚至直接用自己吃過飯的碗盛水給他喝，像家人一般不避嫌。

2016年9月，此時已罹患肺癌并在手術中傷及聲帶的南仁東，不顧身體病痛，從北京飛赴貴州，在遠處目睹了“天眼”的啟用儀式。2017年9月15日，南仁東病逝。在他逝世前，留下遺愿：喪事從簡，不舉行追悼儀式。他的離開，如他生前一般低調，他不希望被人們記住，但他的功績又怎能被人們遺忘？“天眼”，是他留下的遺產。他把一個大膽的設想變成國之重器，成就了中國在世界上獨一無二的項目。