黔山深处的世纪工程

蒋叶俊

在科幻大片中，“外星人”是一个永恒的主题，《终结者》、《星球大战》、《长江七号》、《阿凡达》、《变形金刚》……人类穷尽自身的思维，想象着外星人的一切可能。

外星人真的存在吗？

或许在不久的将来，FAST能够回答这个问题。

在贵州黔南州的深山中，一个世纪工程即将横空出世。FAST，即500米口径球面射电望远镜（Five hundred meters Aperture Spherical Telescope）代表着中国天文最高科技水平，也寄托着中国天文学发展的希望。整个项目预计将在2016年建成。建成之后，FAST将超越美国305米口径的阿雷西博（即“Arecibo”）望远镜，成为全球最大的单口径射电望远镜。

“寻找外星人是一个严肃的科学话题。”据FAST项目相关负责人介绍，在整个项目建设过程中，社会大众关注最多的话题就是FAST能不能在寻找地外文明方面实现突破。“FAST将领先世界射电观测水平几十年，具有更高的分辨率、灵敏度，能倾听更遥远的宇宙之声，寻找地外文明理所当然是其重要任务之一。”

除了探测地外文明，作为一个多学科基础研究平台，FAST还将在宇宙大尺度物理学、物质深层次结构和规律等众多基础研究领域提供发展和突破的机遇，推动中国高科技领域的发展。

中国科学院国家天文台FAST工程总工程师兼首席科学家南仁东表示，FAST 将“为我们的科学家提供高灵敏度的天文设备，带来更多的前沿突破的机遇。”

对于项目所在地贵州来说，也许寻找到外星人只是小概率事件，依托FAST集聚高端人才、带动当地旅游文化产业发展才是众之所望。

世纪工程应运而生

大多数社会民众了解FAST项目是在2011年该项目正式开工建设之后，但事实上FAST是一个跨世纪的工程，其诞生与国际合作的SKA（“平方公里射电阵列”的英文简称）项目有着直接关系。早在上个世纪末，FAST项目的选址、可行性研究就已经开始。

1993年国际无线电联大会上，包括中国在内的10国天文学家提出建造SKA的倡议，希望在电波环境彻底毁坏前，回溯原初宇宙，解答天文学中的众多难题。

为争取SKA项目落户中国，中国提出了利用贵州喀斯特洼地，建造球反射面即阿雷西博型天线阵的喀斯特工程概念。500米口径球面射电天文望远镜——FAST正是在这种时代背景下被提出，台址确定在贵州省黔南州平塘县克度镇金科村的大窝凼洼地。

虽然中国的SKA方案最终未能胜出，但FAST作为一个独立研制的单元并未搁浅。“FAST拥有独立于SKA存在的意义，也就是说，现在我们的FAST不为SKA而建。”FAST工程副经理、黔南州副州长彭勃说。

迄今，世界最大的射电望远镜仍然是美国波多黎各的阿雷西博射电望远镜，该望远镜在过去半个世纪在天文探测方面可谓出尽风头，为美国的科学家在科学研究上带来了很多便利。

1974年，美国科学家泰勒和赫尔斯利用阿雷西博射电望远镜发现了第一个射电脉冲双星系统PSR1913+16，并实现了上千次的观测，给出了引力波存在的坚决证据，最终获得了1993年的诺贝尔奖。阿雷西博射电望远镜被评价为20世纪十大科技工程榜首，甚至排在了耗资百亿的阿波罗登月工程之前。

作为未来全球最大的单口径射电望远镜，FAST不仅备受关注，而且被寄予厚望。对于射电望远镜来说，接收面积是天文望远镜最重要的综合能力参数，FAST拥有等同于30个足球场大的接收面积，这将极大提高其综合性能。与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比，FAST灵敏度提高约10倍;比之阿雷西博望远镜，FAST的综合性能提高约10倍。

在未来20—30年，FAST将保持世界一流设备的地位。专家表示，作为世界第一的单口径射电望远镜，FAST将聚焦全球科学家的目光，并极有可能从这里走出中国在科学界的诺贝尔奖。

FAST的确令人充满期待，不过从理念到最终破土动工，过程却是异常艰辛。一个世界级重大科学工程与一般的土木工程不同，需要更长时间的进行科学研究、技术攻关，美国的哈勃望远镜从最初提出设想到发射升空历经了半个世纪，新一代的詹姆斯望远镜更是一波三折，一度面临巨额预算超支，关键技术瓶颈等问题。 FAST项目的实施也是一个不断挑战难题的过程。

由中国科学院国家天文台主持，FAST工程的预研究历时13年，全国20余所大学和研究所的百余位科技骨干参加了此项工作。整个项目被分解成若干个课题组，不同的领域专家进行技术研究实验。从1993年提出设想到2011年正式开工建设，将近20年的过程中，FAST在主动反射面、光机电一体化馈源等关键领域实现了创新性突破，为FAST的建设提供了坚实的科技基础，而这其中凝结了众多国内科学家的心血和国际科学家的支持。

“虽然这些科学家并不在FAST现场工作，但他们为这个项目贡献了大量智慧和精力，可以说是举全国科学界之智。”彭勃说。

FAST将产生巨大溢出效应

在黔南平塘大窝凼的群山中，10个工作队正在紧张有序的建设着FAST这个世界瞩目的天文工程。远远望去，整个FAST就像一个巨大的漏斗，而这里将架起代表中国天文最高科技水平的科学巨观。

FAST项目建成后，除了进行天文观测、实现其科学价值之外，还将为贵州尤其是项目所在地带来巨大的经济社会效应。边远闭塞的黔南喀斯特山区将变成名副其实的国际天文学术中心，成为把贵州展现给世界的新窗口。以FAST为主体的天文科普基地将推进我国西部、甚至全国的科普工作为科教兴国的长远战略目标服务。同时，FAST也将成为高科技人才等资源聚集的洼地，并带动当地旅游文化产业的发展。

“世界第一的品牌，不用宣传也会吸引科学家和天文爱好者的目光。”彭勃介绍，目前世界上尚没有任何一个国家有建设比FAST更大射电望远镜的规划，“世界第一”就是最好的宣传名片，这个项目已经吸引了全球的目光，并开始带动产业文化发展，形成了联动效应。

据不完整统计，在无任何宣传情况下，每年来阿雷西博天文台参观游客约13万人，至少带来5000万美元以上收入。依托国际射电天文望远镜项目，黔南州已启动平塘国际射电天文科普文化园建设的前期工作。该产业园已被贵州省委、省政府确定为全省“十大文化产业园”之一，将着力推进天文科研教育基地建设，配套建设好天文科普、旅游开发、周边小城镇设施，力争将FAST综合配套服务区建设成为天文学研究的国际开放门户、全球射电天文学术交流中心、世界天文科技旅游中心、中外天文学及相关学科人才培养基地等为一体的文化产业园。

不过，专家认为，虽然FAST拥有世界领先水平，但只有不断的产生科学数据、产生重大发现，FAST才有活力、价值，如果拿不到科学数据，影响力势必下降。“这需要政府在配套管理方面做好服务。”

项目相关负责人表示，FAST能不能最终成为国际天文学的一个中心，能不能带来科技、旅游、人才等方方面面的综合效益，关键还在于政府如何布局规划、做好服务。

长期以来，贵州省委省政府对于FAST项目给予了高度关注和支持，多位省领导对该项目的推进建设进行批示。2013年，第十五届科学年会在贵州召开期间，黔南州就FAST项目的建设进行了专题会议，对各级政府如何做好FAST项目的配套建设工作给出了切实可行的意见。

与此同时，贵州省人民政府制定的《贵州省500米口径球面射电望远镜电磁波宁静区保护办法》于2013年开始实施，明确规定以射电望远镜台址为圆心，半径5公里区域内，严禁设置、使用无线电台，严禁建设产生辐射电磁波的设施;在半径5至30公里区域内，经论证对射电望远镜正常运行构成干扰的设施不得建设。

自2011年开工以来，FAST项目顺利推进，2013年底，FAST主体圈梁合龙，标志着项目全面进入设备安装阶段。今年7月17日，FAST反射面索网制造与安装工程正式步入工程实施阶段。（责任编辑/喻 丹）