“中国天眼”之父南仁东

□ 詹 媛

1993年，他率先提出在中国建设新一代射电望远镜；10余年时间里，他走遍贵州上百个窝凼，只为选出一个理想台址；从2007年立项到2016年落成启用，他跑遍工程现场的每个角落，即便被确诊为肺癌，仍然坚守岗位……他就是中国500米口径球面射电望远镜（简称FAST）工程的发起者和奠基人南仁东。

2017年9月25日，“中国天眼”——这座世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜落成启用一周年。令人悲痛的是，就在10天前，南仁东永远地闭上了眼睛，享年72岁。2017年11月17日，中宣部追授他“时代楷模”荣誉称号。

“20多年只做这一件事”

“咱们也建一个吧。”1993年，获悉科学家们在日本东京的国际无线电科学联盟大会上提出要在全球电波环境继续恶化之前，接收更多来自外太空的信息，建造新一代射电“大望远镜”时，时任中国科学院北京天文台副台长的南仁东，便敏锐地抓住了契机，提出：“在中国境内建造直径500米、世界最大的单口径射电望远镜。”

当时，我国最大的射电望远镜口径只有30米。从30米到500米，这是个太大胆的设想，看好的人寥寥无几。因为，建设这样大口径的射电望远镜，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，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。

是否有合适的地方？施工困难怎么克服？这是当时人们最为普遍的质疑。但南仁东认准了这件事。从1994年开始，年近50岁的南仁东开始主持国际大射电望远镜计划的中国推进工作。他大胆提出，利用我国贵州省的喀斯特洼地作为望远镜台址，并立即启动贵州选址工作。

“为了选址，南老师当时几乎踏遍了那里的所有洼地。”南仁东的学生、FAST工程接收机与终端系统高级工程师甘恒谦回忆，当时南仁东带着300多幅卫星遥感图，跋涉在中国西南的大山里，“有的荒山野岭连条小路都没有，当地农民走着都费劲”。

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。经过多年的论证，2007年7月，FAST作为“十一五”重大科学装置，正式被国家批准立项；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。

2016年9月25日，FAST项目竣工。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。这个世界第一大单口径射电望远镜，可以观测脉冲星、中性氢、黑洞等这些宇宙形成时期的信息，以及捕捉来自外星生命的信号。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，历时22年，南仁东带领团队最终建成了这个世界上独一无二的项目——“中国天眼”。南仁东因此也被称为“中国天眼”之父。

“造不好，怎么对得起人家？”

争取到立项后，南仁东的反应却不是欣喜若狂。自2011年开工令下达，在5年半的工程建设过程中，先后有150多家国内企业、20余家科研单位、数千人的施工队伍相继投入FAST建设。这么大的射电望远镜建设，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，工程的艰难程度远超出想象。可想而知，南仁东肩上的担子，压得很重。

2010年，FAST遇到建造以来的一场近乎灾难性的风险。据FAST工程调试组组长、研究员姜鹏回忆，2010年，他们对买自知名企业的十余根钢索结构进行疲劳实验，结果全部以失败告终，没有一例能满足FAST的使用要求。当时，台址开挖工程已经开始，设备基础工程迫在眉睫，可由于购买的材料达不到工程要求，反射面的结构形式迟迟定不下来。

姜鹏清晰地记得，在空旷的会议室里，南仁东背着手站在黑板前，盯着那草图，“像一个无助的孩子”。姜鹏说：“我当时很难理解，这样的大科学家也会手足无措。”但他很快就明白南仁东的压力之大，“他背负的责任太重了”。

尽管失败带来了打击，但放弃绝不是南仁东的选择。“造不好，怎么对得起人家？”“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。”这样的话经常挂在他的嘴边。南仁东决定转向钢索的研制，整个研制工作接近两年，经历了近百次的失败。几乎每一次，南仁东都亲临现场，沟通改进措施。最后，终于研制出满足FAST要求的钢索结构，让FAST渡过了难关。

在整个FAST建设过程中，南仁东指导各项关键技术的研究及模型试验，实现了三项自主创新：利用贵州天然的喀斯特洼地作为台址；洼地内铺设数千块单元组成500米口径球冠状主动反射面；采用轻型索拖动机构和并联机器人，实现望远镜接收机的高精度定位。此外，他还突破了一系列技术难题，发明了500MPa耐疲劳拉索，突破了高效握拔力锚固技术、大跨度索网安装和精度控制等难题；提出通过“水环”和运动配重扩大焦舱的运动空间、同时增加系统阻尼的设计。全新的设计思路和得天独厚的台址优势，使FAST开创了建造巨型射电望远镜的新模式。

“懂无线电、焊接、机械的天文学家”

有人说，是FAST成就了南仁东。实际上，早在FAST之前，南仁东就是个“传奇”。

南仁东于1945年出生在吉林省辽源市龙山区，1963年，他以高考平均98.6分(百分制)的优异成绩成为“吉林省理科状元”，并考入清华大学无线电系。但在选择硕士专业的时候，南仁东却不按常理出牌，考取了中国科学院的天文学研究生，跨入与此前专业差异很大的天文学领域。从此，他驰骋于国际天文界。

1984年，南仁东使用国际甚长基线网对活动星系核进行系统观测研究，在这一领域的早期发展阶段，主持完成欧洲及全球网十余次观测。他在国际上首次将VLBI“快照”模式应用到天体物理观测领域，VLBI混合成图达到当时国际最高动态范围水平。多年的突出成果令南仁东得到国际同行的赞誉和认可，2006年，在他不在场的情况下，各国科学家推选他为国际天文学会射电专业部主席。

但是，在上世纪90年代中期，南仁东毅然放弃了国外的高薪，回国挑起天文事业重担，就任中国科学院北京天文台副台长。据说，他当时一年的工资也就相当于在国外一天的工资。就这样，南仁东还是回到了中国进行天文研究，并且建设了举世闻名的“天眼”。

在FAST工程副经理、办公室主任张蜀新眼里，南仁东不仅是个天文学家，还精通岩土、焊接、机械、工程管理。在审核危岩和崩塌体治理、支护方案时，不懂岩土工程的南仁东，用了一个月的时间学习相关知识，对方案中的每一张图纸都仔细审核、反复计算，指出方案中的错误，提出了大量的宝贵意见。“他是个天文学家，但为了FAST，他把自己练成了通才，拿起电焊能焊得有模有样，给机械专家提点问题也总在点子上。”张蜀新说。

多年来，FAST项目成为享誉世界的超级大工程，其创新技术得到了各方认可，获得了各种奖励，如创新的索网技术成果获2015年度钢结构协会科学技术奖特等奖、2016年度广西技术发明一等奖和2016年度北京市科学技术奖一等奖。但属于南仁东个人的荣誉却只有“CCTV2016年度科技创新人物”“2016中国科学年度新闻人物”“2017年全国创新争先奖章”寥寥几项。

他对名利淡泊，却对现场的工人和贫困地区的孩子十分上心。每次晚饭后，他都会到工人的工棚里坐坐。他的记忆力极好，几乎知道每个工人的名字、工种、收入情况，还知道一些他们家里的琐事。当看到当地人生活的艰苦，了解当地小孩子上学的不易，南仁东还出资捐助十余位儿童上学……工人们也完全不把他当“大科学家”，甚至直接用自己吃过饭的碗盛水给他喝，像家人一般不避嫌。

2016年9月，此时已罹患肺癌并在手术中伤及声带的南仁东，不顾身体病痛，从北京飞赴贵州，在远处目睹了“天眼”的启用仪式。2017年9月15日，南仁东病逝。在他逝世前，留下遗愿：丧事从简，不举行追悼仪式。他的离开，如他生前一般低调，他不希望被人们记住，但他的功绩又怎能被人们遗忘？“天眼”，是他留下的遗产。他把一个大胆的设想变成国之重器，成就了中国在世界上独一无二的项目。