南仁东,中国天文学家、中国科学院国家天文台研究员,曾任500米口径球面射电望远镜(FAST)工程首席科学家兼总工程师,主要研究领域为射电天体物理和射电天文技术与方法,负责国家重大科技基础设施FAST的科学技术工作。
从1994年开始主持FAST项目的选址、立项、可行性研究及初步设计,主编科学目标,指导各项关键技术的研究及其模型试验,历经22年,“中国天眼”已正式竣工并进入全系统的调试阶段。
1945年出生的南仁东,一生极富传奇色彩。他经历“文革”动乱,从清华大学电子工程系毕业后,在东北的一个无线电厂一干就是十年。改革开放后,他代表中国天文台的专家曾在国外著名大学当过客座教授,做过访问学者,还参加过十国大射电望远镜计划。
这位驰骋于国际天文界的科学家,曾得到美国、日本天文界的青睐,却在20世纪90年代中期毅然舍弃高薪,回国就任中国科学院北京天文台副台长。当时他一年的工资,只等于国外一天的工资。
故事要从20多年前说起。1993年,在日本东京举行的国际无线电科学联盟大会上,科学家们提出,在全球电波环境继续恶化之前,建造新一代射电望远镜,接收更多来自外太空的讯息。南仁东跟同事说:“咱们也建一个吧。”
没有多少人看好这个设想。能不能找到合适的地方?施工难度能不能克服?这些都是未知数。南仁东带着300多幅卫星遥感图,跋涉在中国西南的大山里。他要寻找当地的窝凼——几百米的山谷被四面的山体围绕,正好挡住外面的电磁波。
有的荒山野岭连条小路也没有,当地农民走着都费劲。但访山归来,南仁东心里有了底,正式提出利用喀斯特洼地建设射电望远镜的设想。但能不能筹到足够资金,南仁东心里没底。
有那么几年时间,南仁东成了一名“推销员”,大会小会、中国外国,逢人就推销自己的大望远镜项目。“我开始拍全世界的马屁,让全世界来支持我们。”他一度这样自嘲。
每一步都关乎项目的成败,他的付出有时甚至让学生们觉得“太过努力了”。连夜要赶项目材料,课题组几个人就挤在南仁东的办公室,逐字逐句推敲,经常干到凌晨。
FAST项目副总工程师李菂说:“南老师的执着和直率最让我佩服。担起首席科学家和总工程师各种职责,推动了世界独一无二的项目。”
度过了最初举步维艰的10年,FAST项目渐渐有了名气,跟各大院校合作的技术也有了突破性进展。2006年,立项建议书最终提交。通过最后的国际评审时,专家委员会主席冲上前紧紧握住南仁东的手:“You did it(你做成了)!”
在FAST现场,能由衷感受到“宏大”两个字的含义。而在10多年前,这样的图景在南仁东的脑海里已经成型。他要做的,是把脑海里成型的图景化成现实。
工程建设过程中要做锁网变形,既要受力,又要变形,在工业界没有什么现成技术可以依赖。国家标准是10万次伸缩,而FAST需要200万次的伸缩,南仁东自己提出的特殊工艺支撑起FAST的外形。
不认识他的人,初见面觉得南仁东像个农民——面容沧桑、皮肤黝黑,夏天穿着T恤、大裤衩,骑着自行车。在他的助理姜鹏看来,术业有专攻,在FAST项目里,有人不懂天文,有人不懂力学,有人不懂金属工艺,有人不会画图,有人不懂无线电。“这几样你能懂一两个就算不错了,但偏偏南老师几乎都懂。”
2016年9月25日,FAST竣工进入试调试阶段。利用这一世界最大的单口径球面射电望远镜,人类可以观测脉冲星、中性氢、黑洞等这些宇宙形成时期的信息,探索宇宙起源。“这个庞杂巨大的射电望远镜项目就像是为他而生的。”姜鹏说。
为了建造一个中国的大型射电望远镜,南仁东琢磨了大半辈子,奉献了一生智慧,虽然他只愿做奠基石,但是,他的奉献和执着,已经带着一批年轻科学家的梦,带着“中国梦”,开始飞向了宇宙——他的梦想并不是自己的功成名就,而是甘愿做奠基石。
在工程建设前期,每项重大的工程进展,他都要亲自到工地部署。一套绣着“南仁东”三个字的工作服威严地穿在身上。他所构思的FAST,一个500米直径的球面射电望远镜要在钢索的牵拉下形成350米的瞬间抛物面变换角度。为这项创新,南仁东带着他的团队鼓捣了十多个年头。当高塔竖立起来后,每一次到工地,他总要庄严地攀登上塔顶,他那一步一步向上攀登的身影,似乎在告诉人们:这一代的科学家,应该为中国未来的腾飞做好准备……
他常常独自登上高高的塔顶,爱恋地俯瞰着整个工程的全貌。上坡下坎时,谁要是想伸手扶一下,他的手会用力一甩,脸上还会露出不悦。工地上的人都知道,年已七旬的南仁东,最欢快的时候,会像个孩子一样,天真烂漫地在FAST圈梁上跑步。
从1994年提出建设射电望远镜的概念,到最为艰难的选址,再到攻克技术上的一个又一个难关,与此前著称于世界的两个最大射电望远镜(一个是号称“地面最大机器”的德国波恩100米望远镜,另一个是被评为人类20世纪十大工程之首的美国阿雷西博300米望远镜)相比,FAST的灵敏度比德国波恩100米望远镜提高约10倍,比美国阿雷西博300米望远镜提高约2.25倍,并且在观测时会变换角度,接收更广阔、更微弱的信号。预计在未来10~20年时间里,FAST将一直保持世界领先的水平。