「天眼之父」南仁東 |因為執著，所以為「天眼」燃燒20多年人生

【導讀】

他曾寫給自己的詩句：「美麗的宇宙太空，以它的神秘和絢麗，召喚我們踏過平庸，進入它無垠的廣袤

南仁東把人生當中最寶貴的20年時間獻給了天眼。從FAST的選址、立項、可行性研究,到指導各項關鍵技術的研究以及模型試驗,所以他的發明更是具有跨時代的意義，被評為人民科學家。他在建設天眼的時候有哪些傳奇故事？又會遇到了哪些困難？

南仁東

【簡介】

生於1945年2月的南仁東先生，是吉林遼源人。他是我國著名天文學家，國家天文臺研究員，2017年入選中國科學院院士候選人名單。2019年9月17日，授予南仁東「人民科學家」國家榮譽稱號，也是為南老的付出的一種極大認可。

南仁東先生還是我國天眼（FAST),全球最大的射電望遠鏡建造的發起者，首席科學家兼總工程師。

截止2017年9月，南仁東已發表科技論文222篇，專著7部，技術報告6本，專利36項，論文被SCI收錄56篇，被EI收錄65篇，SC和BI引進，引用近900次。此外還多次參與重大科研項目的工作。

01 曾經的高考狀元選擇回國

⑴高考狀元

1945年，南仁東出生在吉林省遼源市龍山區的一個小鎮，成績優異的他先後就讀於遼源中興小學校、遼源四中、遼源五中，屢獲學校表彰。

1963年，南仁東以高考平均98.6分（百分制）的優異成績奪得「吉林省理科狀元」，並成為清華大學無線電專業的一名學生。

⑵出現契機

1993年，在日本國際無線電科學聯盟大會上，科學家們提出建造新一代射電望遠鏡，這樣就接收更多來自外太空的訊息，要為10年、20年後的射電天文學發展做打算。

南仁東轉身跟同事們說：「咱們也建一個吧。」 當時,中國最大的射電望遠鏡口徑只有不到30米，所以中國要用外國的射電望遠鏡研究，是以一小時計算的，費用很高，時間很短。這也是500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）工程開始的契機。

⑶準備回國

有人說,FAST成就了南仁東。但實際上,早在FAST之前,南仁東就已經是著名的天文學家。南仁東年輕時曾應邀前往荷蘭、蘇聯等國的著名天文臺進行考察訪問。

南仁東當時在日本國立天文臺擔任客座教授，擁有世界級別的科研條件和待遇。在1994年，他一天的工資頂得上國內一年，可他卻說：「我得回國。」

因為外國先進的科研設備、優厚的生活待遇，都不曾使南仁東心動分毫，在目睹了其他國家的先進技術後他的信念愈加堅定要造出中國人自己的超級望遠鏡。

多年的突出成果得到國際同行讚譽和認可,他於2006年被國際天文學聯合會射電天文分部選為主席。

02 進行選址

1994年,南仁東開始主持國際大射電望遠鏡計劃的中國推進工作。球面射電望遠鏡的建設又是困難重重，關鍵技術無先例可循，關鍵材料急需攻關，核心技術遭遇封鎖。

從此,年近50歲的他再也停不下來。因為選址，論證，立項，建設，哪一步都不易。

⑴無先例可循

在國際上,用鋼結構建造的射電望遠鏡,口徑突破100米已經是工程的極限。想建更大口徑的望遠鏡,就要選擇一個又大又圓的坑,依靠地勢來實現。當南仁東得知西南邊陲的深山裡有著建設「中國天眼」得天獨厚的地理條件。

帶著300多幅衛星遙感圖，他迫不及待地登上了從北京到貴州的火車綠皮火車，咣當咣當地要開行近50個小時，他一趟一趟往返。時間長達12年。

十多年間，他尋遍了貴州大山裡的上百個窩凼，踏遍了亂石密布的喀斯特石山，十多年間他得到了很多幹部和農民的幫助，他常常像農民那樣穿一條短褲，屁股上掛一把柴刀。因為有的地方有路，只能從石頭縫深一腳、淺一腳地挪過去。

聶遠平曾經有過一個深刻的經歷，那就是初見剛回國的南仁東都是穿著這很時髦，打著領帶穿著西裝。

南仁東變成了一副民工打扮，給人的感覺就是根本就不像天眼總設計師。

⑵摔倒

在1995年，他毅然堅持下窩裡考察，突然瓢潑大雨從天而降。他曾親眼見過窩凼裡的泥石流，山洪裹著砂石，連人帶樹都能一起衝走。他卻在攀爬的路上不小心摔倒了，滾了下來。但是他卻絲毫不在意。他認為這是在選址當中很平常的一件事。南仁東就往嘴裡塞了救心丸，連滾帶爬回到埡口。

十幾年下來，綜合尺度規模、電磁波環境、生態環境、工程地質環境等因素，最終在391個備選窪地裡選中了條件最適宜的大窩凼。

03 進行論證

1995年11月，以北京天文臺為主，還有國內20餘家大學和科研機構，共同組建了「大型射電望遠鏡」建設中國推進委員會，南仁東先生為主要帶頭人。

作為「大射電望遠鏡」中國推進委員會主任的他，除了要負責立項和組織調研、實施工作，還要提出科學策略，確定優先的觀測計劃。他一心想讓「天眼」儘快建成啟用。

項目開工後，幾千工人同時進場，南仁東和工人們扎堆在一起工作。他的學生這樣說他在深山尋址的南仁東，在農民堆裡分不清哪個是南仁東。在建設工地上的南仁東，在工人堆裡也分不清誰是南仁東。

⑴對待科學研究，南仁東無比嚴肅和嚴謹

對待科學研究，南仁東無比嚴肅和嚴謹。南仁東總是這樣說：「好好幹，不能對不起國家和百姓。」「天眼」沒有哪個環節能「忽悠」他，任何瑕疵在他那裡都過不了關。

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麼還懂土建？

所以許多工人都記得，即使在炎熱的夏天，為親自測量工程項目的誤差，南仁東總會丟下飯碗就往工地上跑。在多少個燈火通明的深夜多少次仔細核審、反覆計算，埋頭鑽研、耐心溝通

⑵創新

天體無線電波的固有本性,是射電天文觀測的一個棘手難題。天體的無線電波是平行的,當反射面是球面時,無線電波會匯聚成一條線,只有當反射面是拋物面形狀的時候,它才能匯聚成一點,進入到接收機。為了克服這個難題,南仁東帶領工程師們想出了一個絕妙的設計，那就是主動變形反射面,它可以使球形的反射面實時變形為拋物面。

這個設計在世界上絕無僅有。通過控制近萬根鋼索所組成的複雜的索網結構,FAST系統可以靈活地控制由4450塊獨立面板所組成的反射面,對準天體目標,再由6根鋼索拖動重達30噸的饋源艙,抵達焦點位置,實時接收天體發射的電波。

當第一眼看到FAST時,SKA國際組織前任總幹事理察·斯基利說自己所能想到的第一個詞就是&34;:&34;

南仁東卻硬是憑藉自己的執著和勤奮,帶領一群有著同樣科學夢想的人,把不可思議的設想一步步變成了現實。

FAST涉及的專業領域很多,每個領域都有專家提出不同意見。作為首席科學家和總工程師,南仁東必須做出決策。而要做出正確的決策,就必須懂行。

04 紙上的方案落實到實際當中，有很大的困難

⑴領域寬泛

2007年,FAST終於正式立項，南仁東更拼命了。FAST工程的艱難程度遠超想像,關鍵技術又無先例可循。而且,工程涉及天文學、力學、機械工程、電子學、測量學,甚至巖土工程等各個領域。從紙面設計到建造運行，有著十萬八千裡的距離。

南仁東生前曾多次跟老同事斯可克提起,FAST項目做不好,他沒法向國家交代,所以不敢有半點疏忽。所以，南仁東穿的與施工工人無異,馬不停蹄地奔走在工程的各個細節查看。他表情嚴肅,聲音沙啞,不停地向施工單位提建議、挑毛病。

在臺址勘察期間,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,65歲的南仁東和年輕人一起,在沒有路的大山裡攀爬。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。」

⑵需要工程預算

除了選址的困難，經費問題是阻礙工程進度的重要原因。

有那麼幾年時間，南仁東成了一名「推銷員」，他開始到處遊說，為了獲得更多人的支持，無論在國內還是國外，無論大會還是小會，南仁東逢人就講大射電項目。他滿懷激情、不厭其煩地向不同的人解釋FAST的每一個創新概念。

他自掏路費，從東北到東南再到西北，先後聯絡了全國二十多所高校和科研院所參與。有人說，FAST代表了中國科技的長徵，它更是南仁東生命裡的長徵。

⑶索網實驗失敗，無法正常工作

2010年,FAST曾經歷一場近乎災難性的風險——索網疲勞問題。當時購買的鋼索進行疲勞實驗後,無法承受重量，會變形，沒有一例能滿足FAST的使用要求。

FAST反射面的結構形式也因此遲遲定不下來。南仁東寢食難安,天天與技術人員溝通。經歷近百次失敗後,他終於帶領團隊研製出滿足要求的鋼索結構。

⑶反射板

反射板變成帶洞的結構，方便雨水流淌和陽光灑入，重量從2300噸，變成了1300噸，天眼與大自然融為一體。

南仁東的科學目標分析，創造突破機遇。天眼的獨特造型的設計驗證了中國的那句，過穀雨，中華眼，望上蒼，鬥轉星移。

8000多個日日夜夜,FAST就像南仁東親手拉扯大的孩子。作為首席科學家,南仁東主導和參與了FAST項目每一個工程難題,帶領FAST渡過一次又一次危機。

2016年9月25日，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在貴州省平塘縣的喀斯特窪坑中落成啟用，它的誕生代表著中國海外領域又前進了一大步。

05 即將建成，卻得了肺癌

⑴艱苦的條件

從預研到建成的22年時間裡，我國老中青三代科技工作者，克服了不可想像的困難，南仁東和同事們毫不退縮，他們喝的是天然的混水，吃的是自帶的冷乾糧，冬天實在是冷得受不了了，就撿幾根柴火一起抱團取暖。

在2016年「中國天眼」落成啟用前，他就和大家一起住在彩鋼房裡，生活極其節約，每個房間住4個人，洗浴廁所都是公用的，食堂裡坐著是大鍋飯。他覺得就像一個牢牢紮根的工人一樣，他經常說自己就是一個戰術型的老工人。

⑵得了肺癌

FAST是個有挑戰性、衝擊性、超越性的項目，南仁東承擔著巨大的壓力。長期疲憊不堪的重負讓他積勞成疾。在2016年9月南仁東患了肺癌，在做手術的時候，他傷到了聲帶。但是他卻始終堅持參與天眼建設，因為他覺得時間轉瞬即逝。

南仁東一向不要別人照顧，在患病後他依然帶病堅持工作，儘管身體不適合舟車勞頓，但他仍堅持從北京飛赴貴州，親眼見證了自己耗費22年心血的大科學工程落成。在南仁東逝世時,留下遺願,喪事從簡,不舉行追悼儀式。

⑶淡漠名利

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,但屬於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。

他對名利淡漠,卻對現場的工人和貧困地區的孩子十分上心。他曾給來自雲南的工人買運動服,還常帶些瓜果與工人們。每次晚飯後,他都會到工人的工棚坐坐,他的記憶力極好,幾乎知道每個工人的名字、工種、收入情況,還知道一些他們家裡的瑣事。

他看到了當地人生活的艱苦,了解當地小孩子上學的不易,於是他出資捐助十餘位兒童上學。時至今日,仍有受資助的學生給他寫信。

目前,FAST項目還在緊張調試。到目前為止，「中國天眼」已經發現了102顆脈衝星，其數量已經超過了眾多國家的數量和。其中92顆為新的脈衝星。

【樹葉有話說】

1. 2017年9月15日，我國著名天文學家、「天眼之父」南仁東先生因病逝世，享年72歲。此前的23年時間裡，南仁東從壯年走到暮年，把一個樸素的想法變成了國之重器，南仁東的科學目標分析，創造突破機遇。天眼的獨特造型的設計驗證了中國的那句，過穀雨，中華眼，望上蒼，鬥轉星移。

1. 成就了中國在世界上獨一無二的項目——500米口徑球面射電望遠鏡FAST，人們習慣稱它為「中國天眼」。

2. 「天眼」能夠接收到137億光年以外的電磁信號，觀測範圍可達宇宙邊緣。藉助這隻「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。作為世界最大的單口徑望遠鏡，FAST有望在未來10年到20年保持世界一流設備的地位。