每一個(ge) 喜歡星星的孩子，似乎都有一個(ge) 天文夢。小時候，我們(men) 聽著“數星星的孩子”的故事，幻想著自己有一天能成為(wei) 張衡那樣偉(wei) 大的天文學家。美國天文學家卡爾·薩根也曾有過相關(guan) 的描述，他說，每個(ge) 人在幼年時都是科學家，因為(wei) 每個(ge) 孩子和科學家一樣，對自然界的奇觀滿懷著好奇和敬畏。 

　　今天，就讓我們(men) 一起去尋找曾有過的夢想，認識一下新時代“數星星的孩子”，它就是500米口徑球麵射電望遠鏡，被譽為(wei) “中國天眼”。 

　　說起“天眼”，我們(men) 先來認識一位已逝的老人。他就是我國天文學家南仁東(dong) 。1994年，南仁東(dong) 從(cong) 美國觀看阿雷西博望遠鏡之後，立誌要修建一座中國的射電望遠鏡。這座望遠鏡的建造，涉及到世界科技進展中非常重要的一支——射電天文學。在20世紀60年代，四大天文發現中宇宙微波背景輻射、類星體(ti) 、脈衝(chong) 星和星際分子，都是利用射電望遠鏡才得以進行觀測的。的確，天文學的真諦在於(yu) 觀測，沒有一流的觀測設備，就拿不到一手的觀測數據，相關(guan) 的實驗和理論研究也就很難產(chan) 生大的影響。正因為(wei) 這樣，時任中國科學院北京天文台副台長的南仁東(dong) 才提出：在我國境內(nei) 建造直徑500米、世界最大的單口徑射電望遠鏡。 

　　當時，我國最大的射電望遠鏡口徑隻有30米。從(cong) 30米到500米，這是個(ge) 非常大膽的設想，看好這件事的人寥寥無幾。因為(wei) 建設這樣大口徑的射電望遠鏡已不僅(jin) 僅(jin) 是一個(ge) 嚴(yan) 密的科學工程，還是一個(ge) 難度巨大的建設工程，它涉及天文學、力學、機械工程、電子學、測量與(yu) 控製工程，甚至岩土工程等各個(ge) 領域。整個(ge) 工程從(cong) 紙麵設計到實際建造和運行，聽起來是個(ge) 遙不可及的構想。 

　　當時人們(men) 最為(wei) 普遍的質疑是“有合適的地方建造嗎？施工難度怎麽(me) 克服呢？”但南仁東(dong) 認準了這件事兒(er) 。 

　　從(cong) 1994年開始，年近五旬的南仁東(dong) 開始主持射電望遠鏡計劃的推進工作。他大膽提出，利用我國貴州省的喀斯特窪地作為(wei) 望遠鏡台址，建設巨型球麵望遠鏡，並且立即啟動貴州選址工作。 

　　為(wei) 了在貴州喀斯特地形區找到一個(ge) 完美的窪地，南仁東(dong) 拄著竹竿，挽著褲腿，爬上爬下。這樣的勘測過程，長達12年。當時，南仁東(dong) 帶著300多幅衛星遙感圖，跋涉在我國西南的大山裏。為(wei) 了選址，幾乎踏遍了那裏的所有窪地。最終經過多年的論證，射電望遠鏡選址定在貴州省平塘縣的大窩氹窪地。這塊窪地，有幾百米的山窪被四麵的山體(ti) 環繞，正好擋住外麵的電磁波。 

　　南仁東(dong) 一邊選址，還要一邊為(wei) 工程立項奔波。他清楚地知道，要建一個(ge) 500米口徑的大家夥(huo) ，世界上獨一無二的大塊頭，需要大資金，必須得充分論證，盡快立項。不立項就沒有錢，沒有錢就沒有團隊，沒有團隊一切都是徒勞。 

　　初期勘探結束後，南仁東(dong) 四處奔跑推廣建造計劃，尋求技術上的合作。經曆了最艱難的十多年，“天眼”工程逐漸有了名氣，跟各大院校合作的技術也有了突破進展。2007年的7月份，“天眼”作為(wei) “十一五”重大科學裝置正式被國家批準立項。“天眼”項目副總工程師李菂說道：“南老師的執著和直率最讓我佩服。擔起首席科學家和總工程師各種職責，推動了這個(ge) 獨一無二的項目。” 

　　2011年“天眼”工程，正式開工建設了。作為(wei) 項目首席科學家兼總工程師，南仁東(dong) 親(qin) 自參與(yu) 工程的每一個(ge) 部分，因為(wei) 來之不易，他要求做到：盡善盡美。在長達五年半的建設過程中，先後150多家國內(nei) 企業(ye) 、20餘(yu) 家科研單位、數千人的施工隊伍相繼投入天眼建設。這麽(me) 大的射電望遠鏡建設，關(guan) 鍵技術方麵沒有先例可循、關(guan) 鍵材料急需攻關(guan) 、現場施工環境非常複雜，工程的艱難程度遠遠超出想象。 

　　在建造準備階段，“天眼”工程曾遇到一場近乎災難性的風險。據工程調試組組長、研究員薑鵬回憶說到，“在對購買(mai) 的十餘(yu) 根鋼索結構進行疲勞實驗時，結果讓人很沮喪(sang) ，全部以失敗告終，沒有一例能滿足要求。當時，台址開挖工程已經開始，設備基礎工程迫在眉睫，可由於(yu) 購買(mai) 的材料達不到工程要求，反射麵的結構形式就遲遲定不下來。” 

　　為(wei) 了解決(jue) 這個(ge) 問題，南仁東(dong) 提出用彈簧作為(wei) 彈性變形的載體(ti) ，來解決(jue) 鋼索疲勞問題。但是在薑鵬看來，這個(ge) 方法有些異想天開。事實證明，用彈簧仍然是行不通的。於(yu) 是，南仁東(dong) 決(jue) 定轉向鋼索的研製。整個(ge) 研製工作經曆了近百次失敗，幾乎每一次，南仁東(dong) 都親(qin) 臨(lin) 現場，溝通改進措施。最終，研製出滿足要求的鋼索結構，讓“天眼”建造渡過了難關(guan) 。 

　　在整個(ge) 工程建設中，南仁東(dong) 帶領團隊實現了三項自主創新：一是利用貴州天然的喀斯特窪地作為(wei) 台址；二是窪坑內(nei) 鋪設數千塊單元,組成500米口徑球形主動反射麵；三是采用輕型索拖動機構和並聯機器人，實現了望遠鏡接收機的高精度定位。 

　　突破技術難題後，在2016年的9月份，這座500米口徑球麵射電望遠鏡，終於(yu) 落成啟用了。經過22年的設計、實施和修建，南仁東(dong) 終於(yu) 率領團隊把圖紙變成國之重器。 

　　天眼從(cong) 設計到技術，從(cong) 材料到建造，“國產(chan) 化”貫穿始終。“天眼”工程的孕育和誕生，烙印著讓我們(men) 自豪的“中國製造”。最終建成的“天眼”擁有500米的口徑、相當於(yu) 30個(ge) 足球場的接收麵積。和德國波恩100米望遠鏡相比，靈敏度提高了大約10倍；比美國“阿雷西博”305米望遠鏡的綜合性能，也提高了大約10倍。科學家打了個(ge) 比方，有人在月亮上打手機，也逃不過它的“眼睛”。 

　　借助這隻巨大的“天眼”，科研人員可以窺探星際之間互動的信息，觀測暗物質，測定黑洞質量，成為(wei) 名副其實的“看星星的孩子”。“天眼”尋找脈衝(chong) 星的表現，就像南仁東(dong) 為(wei) 它取的英文名字一樣有著更深的寓意，英文名縮寫(xie) “FAST”代表著迅速、敏銳。憑借多項技術突破，天眼成為(wei) 世界射電望遠鏡中的佼佼者，這也為(wei) 世界天文學的新發現提供了重要機遇。 

　　目前，“天眼”經過緊張的調試工作，已經實現了跟蹤、漂移掃描、運動中掃描等多種觀測模式。隨著接收裝置的不斷調試，天眼的巡天成像效率也將不斷提升，下麵我們(men) 來聽聽“天眼”啟用後所取得的成就： 

　　2017年10月，首次探測到數十個(ge) 優(you) 質脈衝(chong) 星候選體(ti) ，其中6顆通過國際認證。這是天眼蹣跚稚嫩的第一步，是它載著我國天文學邁向星辰大海的第一步。 

　　截至2018年底，中國天眼成功發現了59顆脈衝(chong) 星，而其中有44顆脈衝(chong) 星被確認是新發現的。如今，它依然在不斷刷新脈衝(chong) 星數量。它的宇宙信號搜索能力同樣讓世界震驚，其中有一顆毫秒級脈衝(chong) 星，是世界上到今天為(wei) 止發現的電流最弱的脈衝(chong) 星。 

　　2019年3月，和天馬望遠鏡團隊合作，首次成功實現聯合觀測，這意味著“天眼”具備了聯合組網觀測的能力。 

　　2019年4月，“天眼”首次發現類地行星，它與(yu) 人類近在咫尺，並且在規律性發出信號。我們(men) 知道，宇宙中其實是有很多的無線電磁信號，這些信號大部分來自一些特殊的天體(ti) ，比如脈衝(chong) 星，但還有一些信號可能是外星文明發出的。而“天眼”就是用來探測地外生命的重要工具之一，這也是人類首次通過探測信號源來發現和地球相類似的星體(ti) 。 

　　從(cong) “天眼”啟動以來，的確取得了令人欣慰的成果。也為(wei) 我國天文學領域研究，帶來了新的突破和機遇。這些成果，屬於(yu) 總工程師南仁東(dong) 和所有繼續為(wei) “天眼”奮戰的科研工作者。我們(men) 相信，“天眼”一定會(hui) 探測到更多種類的星體(ti) ，也希望這個(ge) “數星星的孩子”穩步成長。終有一天，它會(hui) 不負眾(zhong) 望獲得更多天文觀測成果，來回報天文學家的無私奉獻，為(wei) 人類文明進步做出貢獻。 



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