2021年3月,由中國自主建造的500米口徑球面射電望遠鏡專案,即“天眼計劃”正式向全世界開放。此訊息一出,吸引了來自世界各國的上百個組織機構,紛紛向我國投遞申請。而想要了解該計劃的詳情,時間還得倒回1993年的那次國際會議。
1993年的國際無線電聯大會上,10餘個國家的科學家在地球生態環境惡化的背景下,提出建造巨型望遠鏡的計劃。在此之前,人類就已經憑藉對神秘宇宙的嚮往,先後實現人造衛星發射、載人航天、登月等壯舉。但對於連線宇宙與地球的巨型望遠鏡,還是個未知數。
當時,中國一位科學家便說:“咱也建一個。”
彼時中國剛將載人航天系列加入國家計劃,眾所周知的“神舟”也尚處啟動階段,所以對這位科學家提出建造巨型望遠鏡的想法,大多數人都不看好,認為步子不能一次性邁大了。
但這位科學家卻認為可行,於是向上級提交擬製計劃,並獲得批准。這個計劃就是此後震驚中外的FAST,而這位科學家則是負責該專案的總工程師,“中國天眼之父”——南仁東。
丟棄名利,逐夢“天眼”
1945年南仁東出生於我國吉林省遼源市,他從小就成績優異,因此得到了眾多師生的認可,將他作為學習上的榜樣。南仁東自小就對一些天馬行空的東西充滿了無限的想象,他會向父親請教關與星星,關於月亮,關於是否存在更廣闊空間等問題。
1963,南仁東憑藉著理科狀元的優秀成績被當時的清華大學錄取。其中存在一個小插曲,南仁東原本想攻讀建築專業,但由於當時國家剛開始進行各種科技和無線電的專業建設,因此該型別學科當中急缺人才,南仁東就這樣陰差陽錯地進入了無線電系。
聰明、努力的人無論在哪裡都能綻放出屬於自己的光彩,南仁東就是這樣的人才。在清華大學的無線電專業學習過程當中,他展示出了極高的天賦,得到了導師的高度認可。繼而在1978年進入中國科學院研究生院,繼續鑽研無線電的相關專業領域。當時,中國的無線奇缺人才,然而國外的無線電領域已經發展得十分優越。相比之下,南仁東想要在無線電領域專研透徹,需要耗費更多的時間以及精力。
期間,曾有國外的組織向南仁東丟擲橄欖枝,以高薪聘請的方式聘用南仁東到國外進行無線電的相關研究。據瞭解,該薪資是當時南仁東國內薪資的300倍左右。但南仁東毅然決然地拒絕了這個高薪聘請,而是選擇留在國內,為我國的無線電事業持續奉獻。
對於FAST計劃的提出並不是南仁東的一時興起,而是思慮良久。早在1984年南仁東就先於很多國家開始使用長基線網對活動星系核進行了一系列的系統研究和觀測。這在當時國際上是比較有前沿性的決定。南仁東對於該系列的研究還得到了國際上的承認,因此先後主持完成了國際上高達10餘次的觀測研究。與此同時,南仁東都還在除無線電領域之外取得了更為優質的成就。比如利用VLBI,建立屬於我國自己的影象處理中心,研究相關研究資料等。
南仁東憑藉自己對於無線電的堅持與熱愛,將國內的這一研究領域慢慢提升到國際水準。隨著探索的不斷深入,南仁東曾經對星星,對月球以及無垠宇宙的嚮往越來越深,加上當時的將國外已經有許多國家開始深入了對宇宙空間的探索研究。因此,南仁東對廣闊浩瀚宇宙的探索慾望在不斷萌芽。
於是就有了開篇的那一幕,南仁東提出建設500米口徑球面射電望遠鏡的計劃,即FAST,又稱“天眼計劃”。
FAST建設,一波三折
南仁東的想法十分好,但在當時國際上只有美國,日本等綜合國力較強的發達國家完成了基礎性巨型望遠鏡的建設研究。因此對於當時綜合國力較弱的中國來說,經驗與研究資料都很缺乏。此前沒有發展中國家實現過,因此從計劃提出的第一天開始,南仁東面臨的就是一條艱險的道路。
南仁東所面臨的第一個困難就是場地問題。儘管我國擁有95萬平方千米的領土,但想要在其中找到一個適合建立如此龐大的巨型望遠鏡基礎設施的地點並不容易。南仁東從來不是一個輕言放棄的人,為了尋找適合F A S T計劃的地點,從1994年開始他就帶領團隊在貴中的山區當中開始了漫長的尋找之旅。
選擇貴州的山區,一是因為貴州是我國著名的喀斯特地貌區,可以有大量的窪地選擇。其次則是貴州山區地處偏遠,環境安全,少有無線電干擾,隱蔽性較好,各方面的氣候等條件也更是應用於這個龐大工程的建設。從1994年到2005年,前後12年左右的時間南仁東及其團隊都在整個貴州山區中進行來回的考察和觀測。終於在測算近3000多個窪地之後,在崇山峻嶺的穿梭間找到了適合進行F A S T計劃實施的喀斯特地貌窪地。
在找到合適建設地點的第一時間,南仁東走立馬將相關的計劃內容重新進行整理,正式向國家進行該專案的申請。眾人都在為12年努力終於得到回報而歡呼,但只有南仁東心裡清楚,這僅僅只是專案的開始,未來還有許多的艱難需要跨越。
橫跨在F A S T計劃實施中的第二個難題,就是龐大的專案建設資金。該專案的進行,除了合適的窪地、清晰的計劃等基礎條件之外,還需要大量的資金去支撐該專案持續性完成。剛開始,該專案從南仁東申請後就一直沒有得到批准,在此期間南仁東為了該專案的獲批一直忙前忙後。不僅自己親自開展與各個科研機構、高校團體的聯絡,尋求大眾的支援。還帶著該專案上了當時央視的《百家講壇》節目,希望能夠以推廣F A S T計劃的方式,讓大眾瞭解專案的重要性,從而使得國家真正的重視這個專案的提出和建設。功夫不負有心人,在專案申報近兩年時間之後,國家正式批准成立,南仁東也因此可以真正開始實施這個專案工程的建設與開發。
F A S T計劃是一個能夠連線宇宙太空與地球表面的重要資訊設施,因此技術是該專案的又一重要支柱。在多年的建設過程當中,南仁東及其團隊也遇到了接連不斷的技術問題。其中,比較關鍵性的技術困難就是索網的柔韌性問題。如此大口徑的球面射電望遠鏡的建設需要利用索網來進行地面的隔離,當時計劃需要的鋼索抗疲勞標準是500兆帕。但無論是國內的生產商,還是國際上面的鋼索都達不到這個標準要求。
因此為了能夠達到所需要的鋼索柔韌性,南仁東和團隊決定開始進行自主的材料試驗和測試。在原本沒有相關的基礎經驗的情況下,要進行鋼索的柔韌性測試,需要一種又一種的慢慢選擇和實驗,這將是一個極為漫長和需要細心、耐心的過程,最終在測試數種材料後,南仁東找到了心儀的索網材料。
“只要思想不滑坡,辦法總比困難多。”南仁東在進行F A S T計劃的實施過程當中,很好地踐行了這一原則。作為該專案的總工程師和主要負責人,從提出建設該工程的時候,他就已經清楚未來的艱難,但南仁東從未放棄。就像南仁東時常對團隊說的那句話:“我們沒有退路,就必須再做”。
是科學家,也是普通人
2017年9月,F A S T計劃的總工程師南仁東因肺癌惡化而離世,享年72歲的他最終倒在了逐夢的路上。他死後被國家授予“人民科學家”的榮譽稱號,但這樣一位人民科學家其實在現實生活當中與普通人無異。
從F A S T計劃選址開始,南仁東就一直奔赴在計劃建設實施的前沿,無論是12年崇山峻嶺的喀斯特地貌篩選,還是此後日以繼夜的工作,他都始終與同事、工人們同吃同住。在學生和工人們眼裡,南仁東一點都不像一個擁有先進思想的高階知識分子,他更像是一個值得信任的朋友。在12年尋找適合選址的過程當中,由於貴州地區多山、多陰雨,整個團隊的尋找以及生活都面臨很大的問題,但無論是經常性的陰雨,還是難走的泥濘路,南仁東都是同工人一一走過,不嬌氣,不喊苦,始終和團隊站在一起。
曾參與過F A S T計劃的工人回憶道,南仁東在現場總是戴著工人頭盔,穿著樸素的工作衫,做所有事情都親力親為。工人搭建索網時,團隊開始材料測試時,其中都有南仁東的身影,他和工人們一起通宵熬夜,一起抗住困難。他們說,從未見過如此接地氣又親民的科學家,他不在乎吃穿用度,所有的時間和精力都放在了工程建設之上。與大多數科學家相比,南仁東更多的時候不是出現在科研場所或領獎臺,而是根深於貴州的深山中,即便如此,他的事蹟也得到了後人的敬仰。
除此之外,南仁東也會關注團隊和工人朋友們的健康和生活問題,他會與自己的妻子一起為他們買衣服,送吃的,提醒他們注意身體,生病了及時就醫。就是這樣一位注重他人健康問題的總工程師,最終卻因為自己的身體原因倒下了。早在工程建設中後期,南仁東的身體就出現了問題,當時就有他的學生和團隊的人勸他暫時休息。但南仁東為了工程進度,早一步實現該工程的完整建設仍然帶病工作。
身體原因並沒有阻止南仁東對於該工程的熱情和執著,最終在2016年計劃落成的啟用儀式上南仁東才真正的鬆了一口氣。當天,他拖著原本就疾病交加的身體出現在儀式的席位之上,在眾人都為這一突破性的成就歡呼之時,南仁東感受到了前所未有的的滿足和欣喜。他知道自己成功地完成了一個宏大的工程,也高興於為中國的航天事業、宇宙探索計劃添上了濃墨重彩的一筆。
自此,中國擁有了世界上口徑最大的球面射電望遠鏡,在國際社會上擁有了更多的影響力。屬於中國的星辰大海不再是一個遙遠的妄想,而將在不久的未來基於F A S T計劃成為一個現實。
今年11月7日,我國的神舟13號載人航天飛船搭載的三位宇航員成功出艙,誕生了我國航天史上首位出艙行走的女宇航員。讓國內、國際社會都看到了中國航天工程的優異和可預期的未來。而這一切都離不開F A S T的搭建,也不能忘記那位為該事業奮鬥半生的人民科學家——南仁東。
剛提出F A S T計劃的時候,南仁東正值壯年,而到工程正式結束時,他已經步入暮年。從1993年到2016年,整整23年的時間,南仁東以親身實踐展現了什麼是科學精神,而又是怎樣的人才擔得起人民科學家的稱號。