南仁东“中国天眼”之父

梁伟

8000多个殚精竭虑的日子，他带领老中青三代科技工作者克服了不可想象的困难，实现了由跟踪模仿到集成创新的跨越

2017年9月25日，500米口径球面射电望远镜（Five hundred meters Aperture Spherical Telescope，简称“FAST”）整体完工并投入试运行整整一年。在过去的一年中，有24万来自世界各地的游客到达望远镜5公里核心区内的观景台，目睹“中国天眼”的风采。

而有一个人，却再也看不到了，他就是被誉为“中国天眼”之父的南仁东。作为FAST工程总工程师兼首席科学家，他在北京时间2017年9月15日23时23分逝世，享年72岁。

很多人说，没有南仁东，就没有FAST。

未来会发现一片新大陆

什么是射电望远镜？1932年，美国无线电工程师卡尔·央斯基用无线电天线探测到了来自银河系中心的射电辐射，自此，人类打开了传统光学波段之外进行天文观测的另一个窗口。射电望远镜通过接收来自宇宙的电波信号来获取并分析各种信息。通常情况下，射电望远镜由定向天线或天线阵、馈电线、高灵敏度接收机和记录仪等部分组成。其中，接收机具有极高的灵敏度和稳定性，它将微弱的天体电波高倍放大后进行检波，再将高频信号转变为低频形式记录下来。半个多世纪过去了，人类目前造出的射电望远镜收集到的能量还不够翻动一页纸。

要知道，当时中国最大的射电望远镜口径不到30米。与美国寻找地外文明研究所的“凤凰”计划相比，口径500米的球面射电望远镜，可将类太阳星巡视目标扩大至少5倍。南仁东是FAST的最早提出者。在1993年日本东京召开的国际无线电科学联盟大会上科学家们提出，要在全球电波环境恶化到不可收拾之前，建造新一代射电“大望远镜”，时任中国科学院北京天文台副台长的南仁东一把推开同事吴盛殷的门（吴盛殷代表中国参会），说了句：“咱们也建一个吧。宇宙空间混杂各种辐射，遥远的信号像雷声中的蝉鸣，没有超级灵敏的耳朵，根本分辨不出来。”而当时中国最大的射电望远镜口径只有不到30米。

南仁东曾在日本国立天文台担任客座教授，享受世界级别的科研条件和薪水，可他说：“我得回国。”

既然这样，中国为什么不能做？那时候的南仁东回国才只有三年时间，但已经在国际天文专业领域里颇有名气。要知道，之前他在日本国立天文台当客座教授是时候，一天的薪水就相当于国内工作一年，但是因为中国天文事业需要他，他就义无反顾地回来了。

他曾经用自己富有磁性的声音表示：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。

或许在南仁东决定要做这项事业的时候，他心里想过“中国天眼”或许也能发现一片“新大陆”。“对他而言，中国需要这样一个望远镜，他扛起这个责任，就有了一种使命感。”“天眼”工程副经理张蜀新与南仁东的接触越多，就越理解他。

就这样，1994年，南仁东踏上了“中国天眼”的建设之路，他主持建设国家重大科技基础设施项目——500米口径球面射电望远镜FAST。这是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。“天眼”能够接收到137亿光年以外的电磁信号，观测范围可达宇宙边缘。借助这只“天眼”，科学家可以窥探星际之间互动的信息，观测暗物质，测定黑洞质量，甚至搜寻可能存在的星外文明。众多独门绝技让其成为世界射电望远镜中的佼佼者。

十年只为找个“洞”

选址，论证，立项，建设。每一步都颇为不易。

FAST口径高达500米，其面积相当于30个足球场、8个鸟巢。南仁东的想法是，要找一个天然的洼地，不用动用太多土方，且必须是一个远离大城市、射电干扰小的地方。南仁东带着300多幅卫星遥感图，跋涉在中国西南的大山里，最后把目标锁定在了贵州天然的喀斯特地形，提出了利用喀斯特洼地建设射电望远镜的设想。他选择的台址俗称“窝凼”——几百米的山洼被四面的山体环绕，正好挡住外面的电磁波。

从北京到贵州，绿皮火车咣当咣当开了近50个小时，一趟一趟坐着，车轮不觉间滚过了10年。

十多年间，南仁东走遍了贵州大山里的上百个窝凼。乱石密布的喀斯特石山里，不少地方连路都没有，只能从石头缝间的灌木丛中，深一脚、浅一脚地挪过去。直到有一天，踏上大窝凼。这是一大片漏斗天坑群，像天然的巨碗。四周的青山抱着一片洼地，山上郁郁葱葱，几排灰瓦的木屋陈列其中，鸡犬之声不绝于耳。南仁东站在窝凼中间，兴奋地说：“这里好圆。”时任贵州平塘县副县长的王佐培，负责联络望远镜选址，回忆第一次见到南仁东，“七八十度的陡坡，人就像挂在山腰间，要是抓不住石头和树枝，一不留神就摔下去了。他的眼睛里充满兴奋，像发现了新大陆。真的想不到天文学家这么能吃苦！”

台址勘察期间，为了更清晰地了解现场，掌握第一手资料，制定正确的危岩治理方案，当时65岁的南仁东和年轻人一起，在没有路的大山里攀爬。在去陡峭山顶时，大家劝他在山下等着，看完结果向他汇报，他却坚持：“我要和你们一起上去，看看实际的情况。”

选好址后，南仁东正式提出了利用喀斯特洼地建设射电望远镜的设想。他明白这么大的工程要立项非常难。但是不立项就没有钱，没有钱就没有团队，在初期勘探结束后，大多数人都回到了原先的工作岗位，只有南仁东满中国跑，寻求合作单位。天文台没钱，他出差就坐火车，从南到北，从东又到西。因此他的立项申请书上最后出现了二十多个合作单位。他还设法多参加国家会议，逢人就推销项目，“我开始拍全世界的马屁，让全世界来支持我们。”

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，經常干到凌晨。汇报项目是每一个课题首席科学家面临的题目，南仁东每次至少提前一个小时到达会场。endprint

这个“推销员”的项目却绝对让人望尘莫及——500米的口径、相当于30个足球场的接收面积，如果在国际上做一个横向比较，FAST与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比，灵敏度提高约10倍；比排在“阿波罗”登月之前、被评为人类20世纪十大工程之首的美国“阿雷西博”305米望远镜，综合性能提高约10倍。“南老师推动了世界独一无二的项目。”FAST项目副总工程师李菂说：“他的执着和直率最让人佩服。”

正是在这样的“自我推销”中，FAST 项目逐渐有了名气。

当时，南仁东一直想为项目想要“名分”。2006年，在中国科学院院长大会上，他抢着发言，向时任中科院院长路甬祥院长表示：“首先我们干了十年，没有名分，我们要名分，FAST 到底是怎么回事儿，有没有可能立项？这么多人，二十多个大专院校、科研院所。还有我们身无分文，别人搞大科学工程预研究，上千万甚至上亿，我们囊空如洗。”

经过多方面的努力，2006年，FAST项目的立项建议书终于提交。在最后的国际评审中，南仁东用英文发言，提前把整篇稿子背下来。对于自己的表现，南仁东说，“英文不好不坏，别的没说清楚，但要什么说得特别明白。”

经过多年的论证，2007年7月，FAST作为“十一五”重大科学装置，终于正式被国家批准立项。南仁东担任首席科学家和总工程师。

2008年，国家发改委批复了FAST的可行性研究报告；2009年，中科院和贵州省人民政府联合批复了FAST项目初步设计及概算；2011年开工令下达，在5年半的工程建设过程中，先后150多家国内一流企业相继投入FAST建设。

然而，工程的艰难程度远超出想象，这么大的望远镜建设，关键技术无先例可循、关键材料急需攻关、现场施工环境非常复杂。

不仅如此，FAST的建设不仅是一个严密的科学工程，还是一个难度巨大的建设工程，工程涉及天文学、力学、机械工程、结构工程、电子学、测量与控制工程，甚至岩土工程等各个领域，且工程从纸面设计到实际建造和运行，有着十万八千里的距离。他通过自己的执着、坚持和勤奋，解决了许许多多具体的技术问题，将梦想中的空中楼阁，变成了现实。

而今，听闻南仁东不幸逝世的消息，网上、朋友圈里都是对他的悼念，中科院原基础局局长李定写到：

南征北战，慎思且笃行，一纪寻觅，仁者无敌，大窝凼聚焦世界；

东奔西走，谋定而后动，毕生追求，苍天有眼，中神通遥望星空。

从1994年持续到2006年，工程选址工作整整持续了12年时间。从选址到2016年，FAST正式建成用了整整22年时间。22年，支撑他的是胸怀祖国、服务人民的爱国情怀，是他作为一名科学家的责任感和使命感。

他一直在跟自己较劲

作为FAST首席科学家和总工程师，南仁东心中最大的梦想，就是把大窝凼变成一个现代机械美感与自然环境完美契合的工程奇迹，这是他心中最美丽的一道科学风景。

作为FAST的造梦者，南仁东用自己不变的激情，带领着一众科学家，共同走过了22年漫长而坎坷的逐梦之旅。从北京到贵州，从科研工作者到普通工人、农民，无数人为此付出了时间和汗水。

8000多个殚精竭虑的日子，南仁东带领老中青三代科技工作者克服了不可想象的困难，最终实现了由跟踪模仿到集成创新的跨越。

“天眼”的艰难是因为这是一个涉及领域极其宽泛的大科学工程，天文学、力学、机械、结构、电子学、测量与控制、岩土……而从纸面设计到建造运行，有着十万八千里的距离。这也是一个庞大系统工程，每个领域，专家都会提各种意见，南仁东必须做出决策。

可以说，没有哪个环节能“忽悠”他。这位“首席科学家”“总工程师”，同样也是一个“战术型的老工人”。每个细节，南仁东都要百分百肯定的结果，如果没有解决，就一直盯着，任何瑕疵在他那里都过不了关。

工程伊始，要建一个水窖。施工方送来设计图纸，他迅速标出几处错误打了回去。施工方惊讶极了：这个搞天文的科学家怎么还懂土建？

一位外国天文杂志的记者采访他，他竟然给对方讲起了美学。要知道南仁东对绘画诗书、服饰美学都颇有研究。早些年在清华求学时，他在机械制图比赛中就拿过第一名。二上世纪90年代，他甚至办过讲座谈服饰潮流美学。更不为人知的是，FAST徽标，也是南仁东亲自动手设计的，

南仁东的助理姜鹏表示：“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。”

对于这些，南仁东的回答是：“你以为我是天生什么都懂吗？其实我每天都在学。”的确，在很多人的记忆中，南仁东没有节假日的概念，每天都在琢磨各式各样的问题。

2010年，因为索网的疲劳问题，“天眼”经历了一场灾难性的风险。65岁的南仁东寝食难安，几乎天天在现场与技术人员沟通。工艺、材料，“天眼”的要求是现有国家标准的20倍以上，哪有現成技术可以依赖。南仁东亲自上阵，日夜奋战，700多天，经历近百次失败，方才化险为夷。

2014年，“天眼”反射面单元即将吊装，年近七旬的南仁东坚持自己第一个上，亲自进行“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米高的试验节点盘。在高空中无落脚之地，全程需手动操作，稍有不慎，就有可能摔下来。从高空下来，南仁东的衣服被汗水浸透了，但他发现试验中的几个问题。

“他喜欢冒险。没有这种敢为人先的劲头，是不可能干成‘天眼项目的。”周围人说。要知道“天眼”现场有6个支撑铁塔，每个建好时，南仁东总是“第一个爬上去的人”。几十米高的圈梁建好了，他也要第一个走上去，甚至在圈梁上奔跑，开心得像个孩子。

2016年1月，在FAST项目即将建设完成，在尚无任何接收机可以使用的情况下，得益于FAST巨大的口径和超高的灵敏度，南仁东凭借草草拼凑的一根细长鱼骨状的电视天线捕获到了来自蟹状星云脉冲星的信号，澳大利亚联邦科学与工业研究组织的专家乔治·郝布斯对此惊叹说：“他们居然能用一根简单的天线干这事儿，着实令人惊异。”

而南仁东捕获的这个信号来自一颗超新星爆发产生的蟹状星云。早在宋朝时，我国古代的天象观测者就曾注意到这颗转瞬即逝的“客星”，跨越千年的时空，中国人在这一刻回到世界天文观测高地。“射电望远镜就像灵敏的耳朵，在宇宙空间的白噪音中分别有意义的无线电信息。”南仁东曾这样解释作用，“这就像分辨雷声中的蝉鸣”。

2016年9月，南仁东重新回到“大窝凼”，在22年之后怀着不同的心情重新站在山头，目睹经历了漫长岁月的“天眼”正式启用。从预研到建成的22年时间里，南仁东带领老中青三代科技工作者克服了不可想象的困难，向全世界开启了“中国天眼”。

整个天文界对FAST给予了不小的期待。在科学方面，科学家们希望FAST能够巡视宇宙中的中性氢，研究宇宙大尺度物理学，以探索宇宙起源和演化；观测脉冲星，研究极端状态下的物质结构与物理规律；主导国际低频甚长基线干涉测量网，获得天体超精细结构；探测星际分子；搜索可能的星际通讯信号……

南仁东曾经说过，“我谈不上有高尚的追求，没有特别多的理想，大部分时间是不得不做。”南仁东说。“人总得有个面子吧，你往办公室一摊，什么也不做，那不是个事。我特别怕亏欠别人，国家投了那么多钱，国际上又有人说你在吹牛皮，我就得负点责任。”

一个月前，在中国科学院公布的2017年中科院院士初步候选人名单中，72岁的南仁东榜上有名，成为此次增选中年龄最大的候选人。

9月15日，南仁东走了，他不是院士，也没拿过什么大奖，他把一切看淡。一如病逝后，他的家属给国家天文台转达的他的遗愿：丧事从简，不举行追悼仪式。

就像中科院院长白春礼的的唁电中写的，“南仁东先生是杰出的科学家，他治学严谨，淡泊名利，学识渊博，远见卓识，为科学事业奋斗到生命的最后一刻，他用无私奉献的精神谱写了精彩的科学人生，他的逝世中国天文事业的重大损失！”

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