投資6個億建造的全球第一望遠鏡「中國天眼」現在如何了？

「中國天眼」近兩年的科學報導相對較少，於是就有人跳出來鼓吹「天眼無用論」或者「天眼勞民傷財論」，但科學驛站認為，批判的精神固好，但在沒有做深度調研前就發表不負責任的言論，這無疑會讓天眼的締造者，已經駕鶴西去的南仁東老師心寒。

這篇文章，科學驛站就來給大家聊聊「中國天眼」——當年投資6個億建造的全球第一望遠鏡。

南仁東老師

我們俗稱的「中國天眼」，它的專業名稱叫做「500米口徑球面射電望遠鏡（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope）」，它具有中國自主智慧財產權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。就技術指標而言，它是當之無愧的NO.1，它在觀測宇宙天體方面的靈敏度比德國波恩100米望眼鏡高10倍有餘，比美國雷西博300米望眼鏡綜合性能提高10倍。

那些吹噓「天眼設計之初已經落伍」的人士如果否認它的先進性，請拿出直接證據在評論區留言討論。

「中國天眼」望遠鏡

「中國天眼」的先進性

說起「中國天眼」FAST望遠鏡，很多人會提到服役50年之久的美國西博望遠鏡。

和FAST一樣，美國這個望遠鏡是世界上唯二利用喀斯特地貌中的天然盆地修建的超大口徑射電望遠鏡，它口徑為305米，與FAST的500米口徑小了不少。

但在FAST落成前，阿雷西博望遠鏡已經獨霸世界最大口徑射電望遠鏡寶座50多年了，利用其拔群的靈敏度做出了很多重大天文學發現。

下圖是阿雷西博望遠鏡。

阿雷西博望遠鏡

咱們新建成的FAST除了口徑方面大了不少外，還具有很多優勢。

比如，阿雷西博望遠鏡的主鏡面是完全固定的球面，成像是不完美的，為了對像差進行改正，上圖所示的饋源艙本身需要對信號做二次、三次反射，複雜的光路讓它不得不變得非常笨重：它重達500多噸。

但FAST的主鏡面則創新性地使用了主動面技術，每一塊面板都可以在促動器的驅動下上下運動，把鏡面從初始的球面形靈活地變成拋物面型，通過主鏡的主動變形來實現對天體的跟蹤，同時實現對像差的改正。

所以FAST望遠鏡的饋源艙外觀非常簡潔，沒有複雜的懸架結構，只要用6根柔性索吊著就可以。

下圖是FAST望遠鏡的饋源艙。

FAST望遠鏡的饋源艙

「中國天眼」是世界上最靈敏的射電望遠鏡

中國天眼不僅是世界最大單口徑的望遠鏡，還是世界上最靈敏的射電望遠鏡。我們前文提到，它在觀測宇宙天體方面的靈敏度比德國波恩100米望眼鏡高10倍有餘，比美國雷西博300米望眼鏡綜合性能提高10倍。

我舉個例子，就在南仁東老師駕鶴西去的幾天後，位於澳大利亞的帕克斯望遠鏡就傳來了好消息：它在驗證觀測中，確認了FAST望遠鏡在8月22日發現的一顆脈衝星候選體：這是FAST望遠鏡確認發現的第一顆新脈衝星，被稱為FAST脈衝星一號（FP1），自轉周期1.83秒，距離粗估1.56萬光年。

而且FAST望遠鏡發現這顆脈衝星時，只用了52.4秒的觀測，得到的信號/噪聲比值（信噪比）就達到了帕克斯望遠鏡驗證時所用2100秒觀測的3倍！FAST的靈敏度之高，果然名不虛傳！

圖片來源：國家天文臺

上圖中，A上為FP1脈衝星的平均脈衝輪廓；A下為多個單脈衝輪廓。B為FAST脈衝星二號的多個單脈衝輪廓。

「中國天眼」發現的脈衝星有啥意義？

看到這裡很多人就問了，脈衝星是幹嘛的？中國天眼發現脈衝星有啥用？

其實，脈衝星就是旋轉的中子星，它能夠周期性地不斷地發出電磁脈衝信號，所以人們稱之為脈衝星。

脈衝星的研究意義重大，比如，如果我們能夠掌握脈衝星的周期規律，它就能作為一個導航星。試想一下，當幾百年後人類的星艦駛向太陽系之外，脈衝星就成了茫茫星海中名副其實的燈塔。通過對脈衝星周期的監測，星艦可以隨時掌握自身的運動速度，進而推算在宇宙中航行的坐標，這就是所謂「脈衝星導航」，下圖是脈衝星導航的假想圖。

脈衝星導航

文章敘述到這裡，相信很多讀者都能夠了解到「中國天眼」的先進性以及建造的重大意義。

「中國天眼」的研究需要繼承者

不過，儘管天眼FAST的研究意義重大，但畢竟這個設備建在了貴州的大山深處，而貴州畢竟身居內陸，交通不便，所以，如何尋找「中國天眼」的繼任者就成了讓人頭疼的事。

21世紀畢竟不像五六十年代，老一輩科學家靠著情懷就能在大山深處隱姓埋名幾十年。

所以，在前兩年，「中國天眼」10萬年薪難覓駐地科研人才的消息就上了熱搜。

「中國天眼」10萬年薪難覓駐地科研人才

我們先來看看貴州基地人員緊缺的現狀：

FAST正式投用後，已經啟動24小時觀測，科研人員需三班倒輪流值班，而現有的駐地人員只有20多名，人手上「捉襟見肘」。

為此，FAST在全國範圍內啟動了一輪又一輪的人才招聘，招聘的人員將分配在數據處理、數據中心運營和通信維護等崗位，要求科研人才能夠長期在FAST現場工作，表現優秀者年薪大概能達到10萬元左右。

但是，FAST公開招聘的結果是——只招到半數科研人才，與預期相去甚遠。

「中國天眼」10萬年薪難覓駐地科研人才

那麼，「中國天眼」10萬年薪為何吸引不來科研人員呢？

一方面，貴州畢竟不如沿海城市發達，駐地偏僻、條件艱苦，一般情況下，科研人員駐地半個月後才能回趟家，會和家人長期分居兩地，如果年輕人有更好的選擇，很多人就不會選擇這裡。

其次，FAST驗收後，工作人員主要進行數據處理和設備維護等方面的工作，這可不像建設期和調試期那麼有挑戰性，工作會比較枯燥。

再次，天文研究的結果充滿了不確定性，儘管我們對宇宙的認識還有很大的進步空間，但誰也說不準FAST究竟是否能有大的發現，短期內可能不會有重大的科研成果，這就需要年輕人有坐十幾年「冷板凳」的準備，對一些急功近利的科研人員也沒有吸引力。

天文望遠鏡

感謝「中國天眼」的締造者

最後，我們感謝「中國天眼」的締造者，已經駕鶴西歸的南仁東老師。

你也許讀過南老的故事，南仁東老師胼手砥足20多年，帶領團隊在祖國西南連綿的大山裡翻山越嶺，克服無數艱難險阻，一磚一瓦的修建起了讓世界矚目的國之重器——「中國天眼」FAST望遠鏡。

然而就在FAST望遠鏡即將迎來初光一周年之際，他卻因肺癌晚期病情惡化，撒手人寰。

天眼之父——南仁東

FAST望遠鏡雖然蹣跚稚嫩，但它是載著中國天文學邁向星辰大海的第一步。

中國在天文領域的發現，他老若在天有靈，當會感到快慰。

FAST不僅讓中國的天文學家為之振奮，全世界的天文學家也在緊盯著它——寄希望於這個最大的「天眼」或許能找到外星人，並解開宇宙起源之謎。

宇宙

我是科學驛站，華中科技大學物理學博士，是一名熱愛科學、熱愛分享的科普答主，同時也是科學領域優質創作者、今日頭條青雲獲獎者，如果我的文章有幫助到你，歡迎點讚和關注哦。

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