南仁东仰望星空的天眼之父

2021-05-08

科学大观园 2021年9期

2021年3月31日零点起，被称为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）面向全球科学家开放。这一具有自主知识产权，世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜，主要任务是观测脉冲星并收集相关数据，这对于探索未知宇宙与生命的起源，具有重要意义。“中国天眼”的建成，与已故的“人民科学家”南仁东的努力，密不可分。他将一个朴素的想法变成了国之重器。

最懂“天眼”的人走了

北京时间2017年9月15日23点23分，中国著名天文学家、国家重大科技基础设施建设项目——500米口径球面射电望远镜工程总工程师兼首席科学家南仁东因病逝世，享年72岁。

最懂“天眼”的人，走了。

南仁东1945年出生于吉林省辽源市。据他少年时的伙伴回忆，南仁东从小就对星星感兴趣。上地理课的时候，南仁东还关心过：“南半球看到的星星是不是跟我们看到的一样？”

高二的时候，南仁东接触到了更多的天文知识。他订阅了《每月一星》杂志，每期必读。高考时，他以吉林省理科状元的身份被清华大学录取。

1956年，国家制定的《十二年科学技术发展远景规划》中提出，要集中力量发展电子技术、自动化技术、半导体技术、喷气技术和核技术。本来报考清华大学建筑系的南仁东，虽然成绩高出录取线50多分，但是最终被无线电专业录取。

南仁东做工程师的父亲也打趣道：“国家少一个建筑师，多一个无线电科学家，不是更好吗？”

中国“天眼”位于贵州省平塘县克度镇绿水村然路组的大窝凼（dàng），它还有另外一个名字—FAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope）。FAST具有中国独立自主知识产权，是世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。它可以帮助人类获得观测脉冲星、中性氢、黑洞等宇宙形成时期的信息，捕捉外星生命的信号，还将为世界天文学新发现提供重要机遇。

“天眼”的背后，是南仁东用22年的时光，将世界上独一无二的“中国天眼”，变成国之重器。他去世之后，先后被授予“人民科学家”“时代楷模”“最美奋斗者”等荣誉称号。

2012年8月31日，FAST台址开挖现场，南仁东与施工人员交流。图源|国家天文台

“咱们也建一个吧”

1993年，国际无线电科学联盟大会在日本东京召开。会上，科学家提出希望在全球电波环境继续恶化前，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。”

上世纪90年代初，中国最大的射电望远镜口径不到30米。几个重大的全球望远镜计划都不带中国人参与。所以，关于这个提议，没有多少人看好。

建在哪儿？怎么建？能不能建？都是未知数。

南仁东骨子里不服输。中国为什么不能？此后的24年，南仁东心无旁骛：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……

“这20多年，南老师没干别的。”南仁东的学生甘恒谦说。

贵州喀斯特地貌中的坑洼，是FAST天然的选址候选目标。为给FAST选个好台址，南仁东拿上行李便跳上了从北京到贵州的火车。为了寻找适合建造望远镜的地点，南仁东化身“徐霞客”，带着团队不辞劳苦徒步进入贵州深林，考察当地地形地貌。缺乏先进技术手段进行实地考察，南仁东用“一个个找、一个个数”的笨方法，寻找最佳选址。1994年到2005年的10多年间，这位“勘探者”走过了贵州的一座又一座大山。他带着300多幅卫星遥感图，奔走在荒山野岭、大山深处，踏勘上百个窝凼，对比了1000多个洼地。

为了选出性价比最高的台址，尽可能降低FAST工程的造价，南仁东带着300多幅卫星遥感图，几乎踏遍了贵州大山里所有的洼地。一些从未有人踏足的荒野，南仁东去了！几十个大大小小的村寨，南仁东去了！一些当地人走着都费劲的山路，南仁东也去了！

野外选址充满着危险。有一次，南仁东下大窝凼时，瓢泼大雨从天而降，因为路滑，南仁东从山上滚了下来，幸亏有两棵树挡住才免于跌入洼底。后来，他发现脚上的鞋竟然裂开了一道5厘米长的口子。其他人看得目瞪口呆，吓出一身冷汗，可是他却一笑而过。

南仁东最终相中了最圆的那个大坑——贵州平塘县的大窝凼。之后，他正式提出利用喀斯特地形建造大型射电望远镜的设想。

工程立项之前，南仁东经常需要在短时间内撰写几千字的项目介绍。在办公室工作到凌晨是经常的事，因为每一句他都要与同事细细斟酌。他怕，怕有任何疏漏，因为一旦疏漏就可能会对FAST立项带来不可逆转的负面影响。

南仁东的助理姜鹏说：“自从認识他以来，没见过他为任何事情低过头。但他却说，他低过头，就是为了FAST立项。”

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）！”

2007年，FAST正式立项，成为中国“十一五”重大科学工程。

看了这幅卫星图，你就能理解当初南仁东老师和团队选址时经历的困难了。从300多个备选洼地中选出30多个进行实地考察，最终选定了“大窝凼”！来源|科普中国卫星图

学识渊博是出了名的

FAST是一个涉及领域极其宽泛的大科学工程，从天文学、力学、机械工程、结构工程，到电子学、测量与控制、岩土……

在FAST项目里，有人不懂天文，有人不懂力学，有人不懂无线电，但姜鹏说：“偏偏南老师几乎都懂。”

南仁东曾在吉林通化无线电厂工作过一段时间。那时候，他学会了冲压、钣金、热处理、电镀、土建、水利等技术与知识，甚至还带领工厂的技术员与吉林大学合作，生产出了中国第一代电子计算器。

很多人说他是“天才”。但在一次跟FAST工程副经理张蜀新的聊天中，他说：“你以为我是天生什么都懂吗？其实我每天都在学。”

FAST核心技术无例可循，关键材料亟须攻关，施工环境异常复杂，面对如此艰巨的工程，南仁东说：“这是一件没有退路的事情，我不敢有半点疏忽，项目做不好没办法交代。”

审核危岩和崩塌体治理、支护方案时，南仁东还不懂岩土工程，他用了一个月时间认真学习与研究相关知识，之后对每一张图纸都仔细审核、反复计算。2013年12月，他拿着样冲、锤子，讲解提高预埋螺栓定位精度、准确标记预埋螺栓端面中心的方法，他的钳工操作动作被FAST工程馈源支撑系统高级工程师杨清阁评价为“规范而专业”。

南仁东学识渊博是出了名的。他曾经标出了水窖设计图纸上的错误，并打回了施工方的方案，让施工方惊讶：这个搞天文的科学家怎么还懂土建？他还曾在一次人才招聘中，先后用俄语与日语提问，让对方目瞪口呆。熟悉南仁东的人都知道，他对绘画诗书、服饰美学等都颇有研究。张蜀新说：“老爷子的审美很好，你看FAST多漂亮。”

学生岳友岭曾见过南仁东50×60厘米的设计图，“能看出来是专业水准”。“南老师在美学层面造诣比较深，我们FAST的徽标，是南老师自己设计的，南老师的幻灯片配色，也都是自己调出来的。”岳友岭说。

为“天眼”一忙就是20多年

将FAST扛到肩膀上后，南仁东变得越发忙碌，而且一忙就是20多年。

他说话越来越开门见山——他要为建设FAST积攒时间。平时没事找他“唠嗑”，恕他不奉陪。这一切的一切，源自他作为一名科技工作人员严谨的态度和对于祖国的热爱。“别人都有自己的大设备，我们中国没有，我挺想试一试。”南仁东生前接受采访时说。

有那么几年，为FAST筹集项目经费，南仁东见缝插针地“推销”自己的FAST项目。“我开始拍全世界的马屁，让全世界来支持我们。”他曾这样自我调侃。

大窝凼附近所有的山头，都留下过南仁东的足迹。以前哪里有水井、哪里种着什么树，凼底住着哪几户人家，他都清楚地记得。他戴着印有自己名字的蓝色头盔穿梭于项目工地，周围的村民都认识他。

野外选址充满着危险。有一次，南仁东下大窝凼时，瓢泼大雨从天而降，因为路滑，南仁东从山上滚了下来，幸亏有两棵树挡住才免于跌入洼底。后来，他发现脚上的鞋竟然裂开了一道5厘米长的口子。其他人看得目瞪口呆，吓出一身冷汗，可是他却一笑而过。

“FAST立项后，南仁东多次和我提到自己肩上担子的重量，说不敢有半点疏忽。”南仁东的老同学、FAST工程顾问、高级工程师斯可克回忆道。所以，即使到了古稀之年，南仁东依然会为了一个地铆项目的误差，放下筷子就往工地跑，生怕技术人员的测量出现问题。

虽然身为项目总工程师兼首席科学家，但是在施工现场，南仁东经常亲力亲为，能上钢架去拧螺丝，能拿扁铲去削平钢材，能在高空梁上打孔套丝，也能看示波器调整设备。南仁东说：“我不是一个战略大师，我是一个战术型的老工人。”2016年9月，“天眼”竣工。在“天眼”竣工仪式上，播放了一段历时20余年的工程宣传片。大家注意到，南仁东头上的青丝，逐渐变成了白发。

2015年，南仁东因肺癌动了第一次手术。之后，他住到郊外静养身体。他的学生、国家天文台研究员苏彦前来探望时，对老师说，他终于可以过几天清闲日子了。南仁东没有接话。过了好一会儿，他说：“像坐牢一样。”

南仁东总是说，人是要做一点事情的。但他不是院士，也没获过大奖。他淡泊名利，因为他的梦想并不是自己的功成名就，而是，FAST。

无论是同事还是学生，都说南仁东20多年只做了一件事——让FAST项目落地。正是他带领老中青三代科技工作者克服难以想象的困难，最终将梦想变成了现实。这时的南仁东，心里又描绘了更加宏伟的蓝图。他说，FAST是中国天文从追赶到超越的一次尝试，而FAST的建成只是尝试的起步阶段。FAST的终极目标，是改变人类的宇宙观。

南仁东说，建造“中国天眼”不是为了个人，而是为了整个射电天文界，尤其是为了年轻的研究生、博士后以及下一代的天文学者。通过FAST工程的实施，南仁东培养了一支优秀的研究队伍。他身上团结协作、无私奉献的精神，时刻激励着大家前进。

令人痛惜的是，南仁东让中国睁开了“天眼”，而他却因肺癌突然恶化，于2017年9月15日逝世，年僅72岁。25天之后，中国科学院发布了“天眼”的首批成果：射电望远镜首次发现脉冲星，探测到数十个优质脉冲星候选体，其中两颗通过国际认证。为了纪念南仁东的贡献，中科院国家天文台宣布，将国际永久编号为79694的小行星正式命名为“南仁东星”。