資料圖：500 米口徑球面射電天文望遠鏡（FAST）。中新社發 鐘欣 攝
人生為一大事來
——記 " 中國天眼 " 之父南仁東
在貴州平塘縣大窩氹的喀斯特窪坑中，銀色的 " 中國天眼 " 仍在探視宇宙，但在 " 中國天眼 " 之父南仁東的房間裡，時間卻停住瞭腳步。9 月 15 日，南仁東因病在美國去世，這位率先提出在中國建設新一代射電 " 大望遠鏡 "，並在十多年間，走遍貴州許多窩氹，選出理想臺址，又用近十年時間跑遍工程現場的每個角落，罹患癌癥仍堅守崗位的中國 500 米口徑球面射電望遠鏡 ( 簡稱 FAST ) 工程的發起者及奠基人，倒在瞭 " 中國天眼 " 建成而尚未正式啟用的時刻。時年 72 歲的南仁東，生命在欣慰與遺憾中戛然而止，留在中國大地上的是世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。
"20 多年隻做這一件事 "
" 咱們也建一個吧。"1993 年，獲悉科學傢們在日本東京的國際無線電科學聯盟大會上提出，要在全球電波環境繼續惡化之前，接收更多來自外太空的信息，建造新一代射電 " 大望遠鏡 " 時，南仁東做出瞭這個決定，這讓 " 南仁東 " 這三個字，從此與 FAST 這個射電望遠鏡密不可分。
隨意翻開一本世界科技史著作，射電天文學都是 20 世紀科技進展中頗為重要的章節之一。20 世紀 60 年代四大天文發現——宇宙微波背景輻射、類星體、脈沖星和星際分子，它們分別為大爆炸宇宙論提供支持、讓人們重新思考紅移的本質，更進一步瞭解宇宙的物理本質和更深入瞭解宇宙間生命發生的適宜條件——這四大發現都是利用射電望遠鏡才得以進行觀測的。
在這些窮宇宙之邊際的探索中，射電望遠鏡功不可沒。自那以後，世界各國開始建造更大口徑、更靈敏的射電望遠鏡來破解更多來自宇宙的秘密。
作為一名天文學傢，南仁東不可能不知曉這段天文史。正因如此，24 年前，時任中國科學院北京天文臺副臺長的南仁東，便敏銳地抓住瞭契機，提出：" 在中國境內建造直徑 500 米、世界最大的單口徑射電望遠鏡。"
當時，我國最大的射電望遠鏡口徑隻有 30 米，從 30 米到 500 米，這是個太大膽的設想，看好的人寥寥無幾——建設這樣大口徑的射電望遠鏡已不僅是一個嚴密的科學工程，還是一個難度巨大的建設工程，涉及天文學、力學、機械工程、結構工程、電子學、測量與控制工程，甚至巖土工程等各個領域，且工程從紙面設計到實際建造和運行，有著十萬八千裡的距離。
" 是否有合適的地方？施工難度怎麼克服？" 這是當時人們最為普遍的質疑。但南仁東認準瞭這件事。從 1994 年開始，年近 50 歲的南仁東開始主持國際大射電望遠鏡計劃的中國推進工作。他大膽提出，利用我國貴州省的喀斯特窪地作為望遠鏡臺址，建設巨型球面望遠鏡作為國際平方公裡陣列射電望遠鏡 ( SKA ) 的單元，並立即啟動貴州選址工作。
" 為瞭選址，南老師當時幾乎踏遍瞭那裡的所有窪地。" 南仁東的學生、FAST 工程接收機與終端系統高級工程師甘恒謙回憶，當時，南仁東帶著 300 多幅衛星遙感圖，跋涉在中國西南的大山裡，" 有的荒山野嶺連條小路也沒有，當地農民走著都費勁 "。
訪山歸來，南仁東心裡有瞭底，正式提出利用喀斯特窪地建設射電望遠鏡的設想。經過多年的論證，2007 年 7 月，FAST 作為 " 十一五 " 重大科學裝置正式被國傢批準立項；2008 年，國傢發改委批復瞭 FAST 的可行性研究報告；2009 年，中科院和貴州省人民政府聯合批復瞭 FAST 項目初步設計及概算。
2016 年 9 月 25 日，500 米口徑球面射電望遠鏡 ( FAST ) 竣工，最終建成的 FAST 擁有 500 米的口徑、相當於 30 個足球場的接收面積。如果在國際上做一個橫向比較，FAST 與號稱 " 地面最大的機器 " 的德國波恩 100 米望遠鏡相比，靈敏度提高約 10 倍；比排在 " 阿波羅 " 登月之前、被評為人類 20 世紀十大工程之首的美國 " 阿雷西博 "305 米望遠鏡，綜合性能提高約 10 倍。建造 FAST 的 " 窩氹 " ——幾百米的山窪被四面的山體環繞，正好擋住外面的電磁波。這個世界第一大單口徑射電望遠鏡，可以觀測脈沖星、中性氫、黑洞等等這些宇宙形成時期的信息，以及捕捉來自外星生命的信號。
從 1994 年開始主持 FAST 項目的選址、立項、可行性研究及初步設計，主編科學目標，指導各項關鍵技術的研究及其模型試驗，歷經 22 年，南仁東帶領團隊最終建成瞭 " 中國天眼 "。" 南老師這 20 多年隻做瞭這一件事。" 他的同事和學生們說。在這 8000 多個殫精竭慮的日子裡，南仁東帶領老中青三代科技工作者克服瞭不可想象的困難，實現瞭由跟蹤模仿到集成創新的跨越。" 南老師推動瞭世界獨一無二的項目。"FAST 項目副總工程師李菂說：" 他的執著和直率最讓人佩服。"
南仁東登上建設中的 " 中國天眼 "。中國科學院國傢天文臺提供
" 造不好，怎麼對得起人傢？"
留著八字胡、目光凌厲，" 一看就是‘頭兒’ "，這是薑鵬對南仁東的第一印象。在成為南仁東的助理，熟知他的過往經歷後，FAST 工程調試組組長、研究員薑鵬覺得 " 他的人生充滿的是調皮、義氣、玩世不恭，甚至有些搗蛋 "。
身材瘦小的南仁東的確是個 " 傳奇 "。他於 1945 年出生在遼源市龍山區，1963 年，南仁東以高考平均 98.6 分 ( 百分制 ) 的優異成績成為 " 吉林省理科狀元 "，並考入清華大學無線電系，是當地 10 年間唯一考入清華大學的高才生。根據他的老友，FAST 工程顧問、高級工程師斯可克回憶，畢業後，他倆在吉林通化無線電廠開模具，南仁東從沖壓、鈑金、電鍍等 " 粗活 " 到土建水利樣樣都學，更帶領技術員們生產出中國第一代電子計算器。但在選擇碩士專業的時候，南仁東卻不按常理出牌，他考取的是中國科學院的天文學研究生，跨入瞭與此前專業差異很大的天文領域，並 " 一發不可收拾 "。
20 世紀，無線電波打開瞭現代天文觀測在不可見光領域的 " 窗口 "，能夠接收來自宇宙的電磁信號的優良觀測設備就成為在這一領域一決高下的 " 利器 "。南仁東深知要讓中國的天文觀測重回世界高地，建造大型觀測設備是當務之急。
" 感官安寧，萬籟無聲。美麗的宇宙太空以它的神秘和絢麗，召喚我們踏過平庸，進入它無垠的廣袤。" 南仁東以這句話表達瞭他對星空的追求。" 別人都有自己的大設備，我們沒有，我挺想試一試。" 他說，他心中最大的夢想，就是把大窩氹變成一個現代機械美感與自然環境完美契合的天文觀測奇跡。
為瞭推動立項，他成瞭 " 推銷員 "，設法參加國際會議，逢人就推銷項目。" 我開始拍全世界的馬屁，讓全世界來支持我們。" 南仁東曾這樣自嘲。為瞭尋求技術上的合作，南仁東北上哈爾濱工業大學，南下同濟大學，繼而奔赴西安電子科技大學。
終於爭取到立項，南仁東的反應卻不是欣喜若狂。從 2011 年開工令下達起，在 5 年半的工程建設過程中，先後 150 多傢國內企業、20 餘傢科研單位、數千人的施工隊伍相繼投入 FAST 建設，這麼大的射電望遠鏡建設，關鍵技術無先例可循、關鍵材料急需攻關、現場施工環境非常復雜，工程的艱難程度遠超出想象。可想而知，南仁東肩上的擔子，壓得很重。
在 2010 年，FAST 曾遇到建造以來的一場近乎災難性的風險。據薑鵬回憶，2010 年，他們對買自知名企業的十餘根鋼索結構進行疲勞實驗，結果全部以失敗告終，沒有一例能滿足 FAST 的使用要求。當時，臺址開挖工程已經開始，設備基礎工程迫在眉睫，可由於購買的材料達不到工程要求，反射面的結構形式遲遲定不下來。
為瞭解決這個問題，南仁東提出用彈簧作為彈性變形的載體，來解決鋼索疲勞問題。在薑鵬看來，這有些異想天開。" 在我看來真有點天馬行空，不可思議。" 薑鵬說，" 但他就是希望大傢能發散思維。"
然而，用彈簧仍然是行不通的。在薑鵬最後一次向南仁東論述瞭彈簧方案不可行之後，他清晰地記得，空曠的會議室裡，南仁東背著手站在黑板前，盯著那草圖，" 像一個無助的孩子。" 薑鵬說：" 我當時很難理解，這樣的大科學傢也會手足無措。" 但他很快就明白南仁東的壓力之大。" 他寢食難安，天天與我們技術人員溝通，想方設法在工藝、材料等方面尋找解決途徑，他背負的責任太重瞭 "。
盡管失敗帶來瞭打擊，但放棄卻絕不是科學傢的選擇。" 造不好，怎麼對得起人傢？"" 國傢投瞭那麼多錢，國際上又有人說你在吹牛皮，我就得負點責任。" 這樣的話掛在南仁東嘴邊。南仁東決定轉向鋼索的研制，整個研制工作接近兩年，經歷瞭近百次失敗。幾乎每一次，南仁東都親臨現場，溝通改進措施。最終，研制出滿足 FAST 要求的鋼索結構，讓 FAST 渡過瞭難關。
在長達 14 年的預研究和建設過程中，南仁東主持 FAST 科學目標，指導各項關鍵技術的研究及模型試驗，實現瞭三項自主創新：利用貴州天然的喀斯特窪坑作為臺址；窪坑內鋪設數千塊單元組成 500 米口徑球冠狀主動反射面；采用輕型索拖動機構和並聯機器人，實現望遠鏡接收機的高精度定位。突破瞭一系列技術難題，發明瞭 500MPa 耐疲勞拉索，突破瞭高效握拔力錨固技術、大跨度索網安裝和精度控制等難題；提出通過 " 水環 " 和運動配重擴大焦艙的運動空間同時增加系統阻尼的設計。
2011 年 9 月 18 日，大窩氹現場，南仁東與施工人員交流。中國科學院國傢天文臺提供
" 懂無線電、焊接、機械的天文學傢 "
有人說，FAST 成就瞭南仁東。但實際上，早在 FAST 之前，南仁東就已經是著名的天文學傢。1984 年，南仁東使用國際甚長基線網對活動星系核進行系統觀測研究，在這一領域的早期發展階段，主持完成歐洲及全球網 10 餘次觀測，首次在國際上應用 VLBI" 快照 " 模式，取得豐富的天體物理成果；VLBI 混合成圖達到當時國際最高動態范圍水平，使 20 世紀 80 年代國內進行 VLBI 數據分析成為可能。
他在日本作客座教授期間，幫助日本空間甚長基線幹涉天文臺項目解決衛星 - 地面 VLBI 的成圖難題。多年的突出成果得到國際同行贊譽和認可，他於 2006 年被國際天文學聯合會射電天文分部選為主席。
後來，南仁東放棄國外的優渥條件，回國挑起天文事業重擔。
" 南老師曾說過，作為一個科研工作者，一生之中能參與大項目的機會難能可貴。這既是機遇，也是挑戰。" 從 2001 年開始參與 FAST 項目的國傢天文臺研究員張海燕說。如今再憶前期艱難，以及南老師不斷鼓勵大夥團結一心的情景，她泣不成聲。
從 FAST 項目開始至今，南仁東一直任首席科學傢，通過國內外同行間的合作，主持編寫瞭 FAST 立項建議書，確定瞭中性氫、脈沖星、分子譜線、VLBI 和地外智慧文明搜尋等 5 大科學內容。FAST 具有高靈敏度和大天區覆蓋，有利於發現更多罕見品種的脈沖星。中性氫與脈沖星巡視被國際天文界評審為 FAST 兩個最高優先級科學目標。
2012 年，FAST 973 項目正式啟動，作為資深咨詢專傢，南仁東指導 FAST 973 項目 " 射電波段的前沿天體物理課題及 FAST 早期科學研究 " 的立項及組織實施；確立瞭 FAST 實現世界首個漂移掃描多科學目標同時巡天的原創科學策略；提出調試階段全波段監測蟹狀星雲脈沖星的優先觀測計劃；建議瞭用於望遠鏡調整期及早期試觀測的單波束和多波束接收機，前者已投入試觀測。
在國傢天文臺 FAST 工程副經理、辦公室主任張蜀新眼裡，南仁東不隻是個天文學傢，他還精通巖土、焊接、機械、工程管理。在審核危巖和崩塌體治理、支護方案時，不懂巖土工程的南仁東，用瞭一個月的時間學習相關知識，對方案中的每一張圖紙都仔細審核、反復計算，指出方案中的錯誤，提出瞭大量的寶貴意見。" 他是個天文學傢，但為瞭 FAST，他把自己練成瞭通才，拿起電焊能焊得有模有樣，給機械專傢提點問題也總在點子上。" 張蜀新說。
據 FAST 工程饋源支撐系統副總工潘高峰回憶，在臺址勘察期間，為瞭更清晰地瞭解現場，掌握第一手資料，制定正確的危巖治理方案，65 歲的南仁東和年輕人一起，在沒有路的大山裡攀爬。在去陡峭山頂時，大傢勸他在山下等著，看完結果向他匯報，他卻堅持：" 我要和你們一起上去，看看實際的情況。"
多年來，FAST 項目成為享譽世界的超級大工程，其創新技術得到瞭各方認可，獲得瞭各種獎勵，如創新的索網技術成果獲 2015 年鋼結構協會科學技術獎特等獎、2016 年廣西技術發明一等獎和 2016 年北京市科學技術獎一等獎。但屬於南仁東個人的榮譽卻隻有 "CCTV2016 年度科技創新人物 ""2016 中國科學年度新聞人物 ""2017 年全國創新爭先獎章 " 寥寥幾項。
他對名利淡漠，卻對現場的工人和貧困地區的孩子十分上心。他曾給來自雲南的工人買運動服，還常帶些瓜果與工人們分享。每次晚飯後，他都會到工人的工棚坐坐，" 端起工人吃飯的碗就喝水 "。他的記憶力極好，幾乎知道每個工人的名字、工種、收入情況，" 還知道一些他們傢裡的瑣事 "。張蜀新說，南仁東看到瞭當地人生活的艱苦，瞭解當地小孩子上學的不易，於是他出資捐助十餘位兒童上學。時至今日，仍有受資助的學生給他寫信。
在南仁東逝世時，留下遺願，喪事從簡，不舉行追悼儀式。他驟然離世，留下無數寄望，目前，FAST 項目還在緊張調試，" 要讓 FAST 早出突破性成果，以慰藉南先生在天之靈。" 他的同事和學生們說。
( 本報記者 詹媛 )
