国之脊梁 逐梦天眼——南仁东
导语:你因什么而坚定?一项真正热爱的事业,执着追寻,不忘初心。你因什么而坚定?一份回报民族的赤诚,毅然回国,放弃高薪。你因什么而坚定?一个观天望宇的梦想,开创道路,缔造奇迹。从每项技术的创新突破,到每个细节的臻于完美,是埋头潜心的笃定,是创新开拓的决心。一座傲立世界的国之重器,望穿苍穹,描绘宇宙。你的坚定,从千山万野的考察足迹,到二十二年的砥砺前行,直至生命之无垠,呈现星空的美丽。时代楷模,南仁东,见证梦想的魅力。
中国天眼FAST
知识没有国界
在科幻巨著《三体》中,地球人叶文洁接收到了来自宇宙深处的电波,并做出回答,由此引发了惊心动魄的星际冲突……
现实生活中,南仁东的故事可谓是“《三体》前传”——他耗费24年、带领团队完成的“中国天眼”,就是帮助人类从宇宙杂乱的信息中分辨出有意义的声音。它看似一口大锅,却是世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜,可以接收到来自广漠宇宙深处的电磁信号。他将其比喻为“从雷声中听见蝉鸣”。一个当初没有多少人看好的梦想,最终成为一个国家的骄傲。
1945年,南仁东出生在吉林辽源龙山区。他自幼勤学好问,上初中时曾连续三年荣获全校唯一的“学习标兵”奖状。1963年,南仁东以平均98.6分的优异成绩摘得“吉林省理科状元”,考入清华大学无线电系,成为辽源地区10年间唯一考入清华的少年才子。
1977年国家恢复高考招生,年过而立的南仁东捡拾书本再次加入了“高考大军”。这一次,他同样令人震惊,跨专业考入中国科学院天文学研究生。毕业后,南仁东被派去荷兰做访问学者,后被日本国立天文台聘为客座教授,享受世界级别的科研条件和薪水。这期间,他参与了10个国家的大型射电望远镜计划,以多项优秀成果赢得了国际天文学界的赞誉。
然而,就在南仁东名声大沸之时,他却做出了一个令人瞠目的决定——身为中国人,祖国让他割舍不下。1990年,他放弃了国外优厚的条件选择回国,就任中国科学院北京天文台副台长。那时,他在国外一天的收入,就抵得上在国内一年的工资。很多人笑他傻,他却淡淡地说道:“在我眼中,知识没有国界,国家要有知识!”这简短的话语,折射出南仁东甘愿肩挑中国天文事业担子的信心和勇气。
FAST的由来
每一个梦想,都不是轻易就能实现的。为了建成这个500米口径的射电望远镜,1994年4月,首先启动了工程选址工作,并由此开始了长达13年的项目预研究。
13年是个什么概念?这个时间可以让一个婴儿长成少年,也可以夺走一个成人的全部风华。可是对于中国天文学家们的这个梦想来说,它只能是一个孕期。那一年,从北京到贵州的火车还是绿皮的,单程也得跑上三十多个小时。南仁东和他的选址团队选择乘火车去贵州,是为了节省钱。为了不把时间浪费在路上,他们尽量把一些工作安排在火车上干。比如计算那些待解的方程,比如查看成堆的遥感图,再比如,琢磨一下这个射电望远镜的名字。父母从来就对孩子的命名非常重视,非得要翻遍字典寻找最能寄托自己希望的那几个字来为自己心爱的孩子命名,可你意想不到的是,FAST这个名字却诞生于一个科学家和一个文盲之间的一场闲聊。
那天,南仁东从列车卫生间回来,又叫聂卫东替他拿遥感图。硬卧铺位空间很有限,聂卫东的下铺是一个很富态的中年女人,当时正坐在窗口吃泡面。聂卫东爬在铺位上伸着手往下递包,不小心碰到了她的头,便惹来了大声地抱怨:“你搞哪样?小心点!”
两人争着道完歉,也算是跟这位老乡搭了讪。女人继续吃她的泡面,南仁东却跟她拉起了家常。“我听口音,大姐是贵州人?”南仁东问。
女人撇嘴瞪眼,说:“你多大呀,叫我大姐,我有那么老吗?”
南仁东笑起来,说:“我们东北人,对女性都尊称‘大姐’。”
女人释怀了,问:“你们去贵州搞哪样?”
南仁东说:“去找一个台址。”说完才意识到对方可能不懂,又说,“去找一个坑儿。”
“去找一个坑儿?”女人显然还是没法懂。
那会儿南仁东正好摆弄开了几张图纸,就把图纸举起来让她看,说:“是的,我们要到这些地方,去找一个坑来建望远镜。”
“望远镜?”女人自语道。她能想到的也就是孩子们架在鼻子上那种玩具望远镜,跟一个“坑”扯不上关系。她不经意地白了对面的南仁东一眼,心里想自己可能遇上了一个疯子。而这时候,南仁东却感觉到自己的胃有了动静,于是他对聂卫东说:“不如我们也来碗泡面?”
聂卫东说:“你又要吃泡面?”
南仁东说:“我想吃泡面。”
对面的老乡“扑哧”一声喷了饭,赶紧拿纸满嘴擦。南仁东问:“大姐你笑什么?”
女人说:“我笑你呢,又不是害喜了,还想吃这想吃那的。”害喜,是怀孕的一种民间说法。
南仁东一听,开心了,说:“你别说,我最近还真害喜了。”他说这话的时候得意地看着聂卫东,他希望聂卫东也能跟上他的幽默节奏,最好笑上一笑。
聂卫东果真笑了一下,说:“这个娃儿可长得不小啊!”
南仁东哈哈大笑起来,说:“是哩,一个大胖小子啊!”
那期间女人一直在拿白眼看他们,如果一开始还不能确定这是个疯子的话,她想这回应该可以确定了。
南仁东也没看她的眼色,自顾自地高兴。不光如此,他还要请教她:“大姐,你们怀上了孩子之后,心情是个啥样儿?”
女人没好气地回答他说:“啥样儿呢?就是巴不得快点生下来喽。”她这不经意间的一句应付,却令南仁东傻了好一会儿,然后找到笔记本,心急火燎地翻找到一页,在那里停顿下来。那一页纸上写着:Five Hundred Meters Aperture Spherical Radio Telescope(500米口径球面射电望远镜)。因为这句话的重要,这页纸已经给翻得很皱了。也不知道南仁东盯过它多少次了,估计盯它时的心情,正好跟那个女人说的一样:巴不得快点儿生下来。突然间,南仁东想到:是啊,他们何尝不是时刻在盼望着它快一点“出生”呢。快,FAST!像是冥冥之中自有定数,500米口径球面射电望远镜的英文名称里就藏着这个词语。南仁东难以抑制自己激动的心情,盯着聂卫东说:“我们的望远镜有名字了!叫FAST。”“FAST?”聂卫东一脸不解。“对,快!迅速!我希望它快一点变成现实!没想到吧?这个名字其实就藏在那个英文名称里——Five Hundred Meters Aperture Spherical Radio Telescope!”
他说,“我冥思苦想了那么久,却没想到‘得来全不费工夫’!这名字太好了!”
大国重器的产生
2006年,在南仁东本人不在场的情况下,他被国际天文学会射电天文分部选为主席。
“我们是谁?我们从哪里来?我们是否孤独?”这是南仁东生前常常提及的3个问题。这一切还要从1993年说起。那是在日本东京一场聚集了全球顶尖无线电科学家联盟大会上,有人提出,在全球电波环境继续恶化的今天,人类应该建造新一代射电望远镜,接收更多来自外太空的讯息。
南仁东坐不住了,他一把推开同事的房门:“中国为什么不能做?我们也建一个吧!”从此,他的生命重心就再也没有远离这一主题。
“天眼”是一个大胆到有些突兀的计划。上世纪90年代初,中国最大的射电望远镜口径还不足30米。南仁东却放出“狂”言:要建造一个口径500米,全球最大的!有人嘲讽他痴人说梦,南仁东说了一个比喻:当年哥伦布建造巨大船队,得到的回报是满船金银香料和新大陆。但哥伦布计划出海的时候,伊莎贝拉女王不知道,哥伦布也不知道,未来会发现一片新大陆。这个工程虽不被世人看好,但南仁东就认准了这件事,他迎难而上,从此紧紧咬定这个大口径射电望远镜不放松,殚精竭虑20余年,直至生命最后一刻。
打造这样一个射电望远镜,选址要求特别严格,需要有一个数百米大的被四面山体围绕的山谷,这个“天然大坑”要能放下超大反射面,而且山体还要能挡住外面的电磁波。有人告诉他,在贵州的喀斯特洼地能选出性价比最高的“天眼”台址。南仁东立即跳上火车,在绿皮火车上坐了近50个小时。从1994年到2005年,南仁东带着300多幅卫星遥感图,走遍了贵州大山里的300多个备选点,上百个窝凼。乱石密布的喀斯特石山里,有些荒山野岭连条小路都没有,只能从石头缝间的灌木丛中深一脚浅一脚地一步一步往前挪。终于,功夫不负有心人。有一天,当南仁东历尽艰辛深入到黔南州平塘县克度镇金科村大窝凼时,看见四周数百米高的叠嶂山峦环抱着中间一个宛若巨碗的大型“天坑”,刚好能够盛装大面积射电望远镜的巨型反射面,而且附近在半径五公里内没有乡镇或人数超过20人的村落,不会产生任何因调频电台、电视、手机以及其他无线电数据的传输造成的电磁环境干扰,一切自然条件和射电望远镜的需求完美匹配。殊不知,此时此刻,时光已经悄然流过了整整12年,已到了2005年了。后来,有媒体记者采访南仁东时问他当时最本真的想法,他说道:“那一刻,我心中升腾起一个最大的梦想,就是尽早把大窝凼变成一个现代机械美感与自然环境完美契合的天文观测站”。
什么都懂的“超人”
2006年,中国科学院召开各院长会议,听取各个“十一五”大科学工程的立项申请汇报。南仁东在会上为FAST申请立项得到通过。在最后的国际评审中,他用英文发言,由于提前把整篇稿子背了下来,评审最后,国际专家开玩笑说:“英文不好不坏,别的没说清楚,但要做什么,他说得特别明白。”
2007年7月,射电望远镜项目获得国家批复立项,随后开始动工建设。在正式开工那天,南仁东站在大窝凼的正中央,看着工人们砍树除草平地,沉默了许久的他只庄重而严肃说了一句话:“如果建不好,怎么对得起国家?”他心里非常明白这笔账目:国家投入11个亿,FAST寿命若为30年,相当于国家每天投入10万多元资金。如果建设工作没做好导致停工一天,这笔经费就等于白白扔掉了。正是因为这样,南仁东不敢坐在大后方的办公室里做负责统筹协调的总指挥,而是一天到晚泡在大窝凼施工现场,亲自参与工程建设的每一个部分,力求做到“尽善尽美”。开工建设伊始,在审核施工方案时,他看不懂岩土作业的一些细则,就找来专业书籍恶补了一个月,掌握了岩土相关知识,得以轻松阅看全部图纸。有一次,要建一个水窖,他扫过设计图纸,随手标出几处错误给退了回去,令施工方负责人大吃一惊:这个搞天文的科学家,竟然还懂土建。而在后续施工过程中,他还多次向不同工序的作业工人拜师学艺,先后掌握了多门手艺,上钢架去拧螺丝、用扁铲削钢材、在高空梁山上打孔套丝、看试播器调整设备……久而久之,工地上流传出这样一种说辞:在大窝凼,别想蒙南仁东,天文、无线电、金属工艺、画图、力学,他几乎都懂,颇有些“超人”的味道!
事实上,南仁东的“都懂”,完全是建立在他“每天都在学”的刻苦钻研和勇于尝试上的。
天坑原貌
射电望远镜
这是一个美丽的科学风景
寻找外星生命,在别人眼中“当不得真”,但这位世界知名的天文学家的电脑里却存了好几GB的资料,能把专业人士说得着了迷。在南仁东看来,“天眼”建设不是由经济利益驱动,而是“来自人类的创造冲动和探索欲望”。他也时常告诉学生,“科学探索不能太过于功利,只要去干,就会有意想不到的收获”。
在南仁东的性格里确实有股子“野劲”。2014年,“天眼”反射面单元即将吊装。在正式吊装之前,要先进行“小飞人”载人试验。这个试验,需要用简易装置把人吊起来,送到6米多高的试验节点盘上,然后在无落脚之地的半空中全程手动操作装试,操作时,如果稍有不慎,人就会摔落地面造成伤残。起初,有好几位年轻工人争着抢着要求先上,说下来后会如实汇报结果,但都被南仁东劝阻了,他坚持自己第一个上去。幸好,有惊无险,南仁东完成了各道工序作业后安全落地,并就亲身体验过后总结的注意事项和操作要点一一作了交代。有趣的是,在这样的施工现场,南仁东特别会“难中作乐”。
有一阵子,FAST建设进入攻坚期。南仁东紧盯在工地上,常常顾不上按时吃饭,于是他就往口袋里塞了些饼干,饿了吃几口。但有时一忙,就忘记拿出来吃,以至于最后饼干在口袋揉搓成了末儿。然而,就在所有人都认为他要扔掉的时候,却见他直接把饼干末儿倒进茶缸里用白开水一冲,再拿树枝搅拌均匀,然后热情地请大家品尝美味的饼干糊糊,偌大的工地,传出了此起彼伏的欢快笑声。
南仁东喜欢冒险。“天眼”现场有六个支撑铁塔,每个建好时,他总是“第一个爬上去的人”。几十米高的圈梁建好了,他也要第一个上去,甚至在圈梁上奔跑,开心得像个孩子。
就这样,在南仁东的亲力亲为下,建设团队克服了深山作业的枯燥乏味和一个又一个看似无解的技术难题,FAST终于在2016年9月25日全部竣工。
这个面积相当于30个足球场或八个鸟巢的“中国天眼”,是世界上最大且最灵敏的单口径球面射电望远镜。开机后可以观测脉冲星、中性氢、黑洞等宇宙形成时期的信息,并能接收1351光年外的电磁信号,未来可用于捕捉外星生命信号。
竣工当天,满脸沧桑的南仁东爬上高高的FAST圈梁,望着“初长成”的射电望远镜,欣慰地说道:“这是一个美丽的风景,科学风景!”艰辛过后,尽是梦想照进现实的惬意和自豪。
“天眼”就是他留下的遗产
中国天眼完美交工了,作为“中国天眼”之父的南仁东却病重倒下了。
早在2015年,南仁东就因身体不适住院被确诊为肺癌。消息传出后,大家都说是FAST工程把他累倒了。的确,为了FAST工程,南仁东常年奔波操劳,长时间扛重负,身体的免疫系统早已紊乱并发生病变。初次手术后,南仁东住进北京郊区的一个花园小院,静静休养。有一天,有位同事前往探望,宽慰南仁东说:“也是好事,总算可以过几天清闲日子了”。谁知,原本谈笑风生的南仁东忽然沉默寡言起来,过了好大一会儿才摇头说了这样一句:“像坐牢一样。”没过多久,他就偷偷离开那个小院儿,跑回了大窝凼建设现场。
好多人苦劝南仁东回去疗养,可是他却坚决不肯。大家都说他是拿命相搏,南仁东反驳说:FAST不成要命也无用!20多年前,自从“中国天眼”的梦想从心底生发出来,南仁东就决定奉献余生,为梦想而活,以至于到生命尽头亦这般果敢决绝。
2017年9月15日晚11时,就在“中国天眼”即将顺利调试运行一周年前夕,南仁东的生命在病痛中戛然而止,他所期待的“中国天眼”探测宇宙新突破性发现亦无法看到,独留深深遗憾弥漫天地间。
南仁东的一生无疑是光辉灿烂的一生。这个外表潇洒的天文老头,不是院士,也没拿过什么大奖,但他把这一切都看得很淡。“天眼”就是他留下的宝贵遗产。
苍天、星空、宇宙、永恒……这些宏大空灵的字眼,放在南仁东的身上,总是让人觉得恰如其分。纵观他的一生,波澜壮阔,大开大阖,一如浩瀚之苍穹、巍峨之群山。
星空图
调试3年来,FAST的出色表现,足以告慰南仁东的在天之灵。截至目前,FAST已发现近200颗优质的脉冲星候选体,其中有100多颗已被确认为新发现的脉冲星,还首次捕捉到了距离地球约30亿光年的神秘射电信号——多次重复爆发的快速射电暴。作为目前世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜,FAST在灵敏度和综合性能上,比德国波恩100米望远镜和美国阿雷西博350米望远镜分别提高了10倍,而且覆盖了当今射电天文的三大主流热点方向:宇宙演化、探测脉冲星和星际分子。可以预见,在正式投用后,FAST将以高灵敏度巡视宇宙中的中性氢、观测脉冲星、探测星际分子,甚至还可能搜寻地外生命,也就是人们朝思暮想的“外星人”发出的星际通讯信号。不夸张地说,是南仁东,为中国开启了射电天文学10年至20年的“黄金期”。
可喜的是,更多的后来者,守护着FAST。FAST调试组成员黄琳说:“每当我们遇到困境,就会仰望满天繁星,想想南老爷子的付出和心血,就没有什么过不去的坎,也没有什么解决不了的问题。”FAST调试组成员郑云勇讲过一个小插曲。一个炎热的下午,当调试好的多波束和下平台同时运行时,立即出现报警现象。正值调试关键时期,当晚还有观测计划,这下可把大家急坏了。同志们关在蒸笼一样的馈源舱里,不管白天酷热难耐,也不顾天黑升舱的安全风险,忙活了七八个小时,有人还中暑了,可谁也没有怨言,直到最终排除了故障。郑云勇说:“那一刻我明白了,这就是咱们FAST人的精神,是南老师留给大家的财富!”
八字胡、戴眼镜、小个头、一身工服……如今,南仁东的塑像,伫立在贵州大窝凼:他仿佛正在和同事们讨论,左手插兜,右手在图纸上指点。塑像凝固了南仁东在FAST工作的一个瞬间,更凝聚着中国科学家的梦想、执着和忠诚,记录着他们为国家和民族不断超越、永不停歇的逐梦姿态和奋斗精神。天地万物,最重要的并非物的创造,而是人的建设!斯人已逝,作为新时代中国科技工作者的杰出代表和光辉典范,南仁东留给我们的,不单是远远超越西方、跨越式发展的FAST这“中国天眼”,更是一种精神、理想和信仰的力量,更是能打开青少年眼界、放飞幻想、激励创造的重器——比促进经济发展更为重要的“国之重器”!
“感官安宁,万籁无声。美丽的宇宙太空,以它的神秘和绚丽,召唤我们踏过平庸进入到无垠的广袤……”南仁东用诗一般的语言,带给人们无限憧憬。此时,天上的那颗“南仁东星”,正熠熠生辉。
参考文献:
[1]人民.“天眼”之父南仁东:梦想直抵苍穹——追忆“天眼”之父南仁东[J].劳动保障世界,2017,482(34):70-71.
[2].“中国天眼”之父南仁东[J].理论与当代,2018,407(04):34-36.
[3]陈芳.“天眼”之父南仁东:梦想直抵苍穹[J].小康,2017,322(29):52-55.
[4]王华.大国重器“中国天眼”[J].炎黄春秋,2019,331(10):22-27.
天文小镇
中国天眼FAST
南仁东使用过的安全帽、工作服被工作人员保存在FAST项目控制中心内
来源: 西北民族大学物理演示与工程训练科普教育基地