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“中国天眼”意味着什么​​​​​​​

2020-12-07 14:24
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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1968 年 11 月,南仁东从清华大学毕业了。他被分配到吉林省通化市无线电厂工作。就这个工厂,将成为南仁东 一生中至关重要的大学——社会实践大学。再看二十世纪六十年代,由于射电望远镜问世,天文学家获得了以往几千年都“一无所知”的四大天文发现:

发现脉冲星

发现类星体

发现宇宙背景辐射

发现星际有机分子

“这四大天文发现,南老师如数家珍。”南仁东的博士生张海燕告诉我, “这四大发现中的每一项里都有故事,南老师讲得津津有味。”可以肯定,没有射电望远镜,是不可能有这些发现的。基于四大天文发现,已经产生了五项诺贝尔奖。

为什么这些遥远的“发现”,这么重要?它跟我们的生息繁衍有关系吗?“你的眼睛能看多远?”这似乎是一个永恒的问题。 二十世纪,人类的眼界已经被极大地打开。你在贵州海拔最高的毕节地区,你在藏北牧民的黑帐篷里,瞬间就能收看到巴黎和纽约的消息。人类智慧的疆域,已经伸展到太阳系外面去了,中国也在追赶世界天文学领域达到的视界。

这期间,中国也建造了射电望远镜:建在青海德令哈观测站的毫米波射电望远镜,但口径只有 13.7 米,1990 年投入使用;建在新疆乌鲁木齐南山的射电望远镜,口径 25 米,1993 年刚刚建成。到二十世纪结束的时候,中国最大的射电望远镜,口径仍然只有 25 米。中国天文学家彭勃曾这样说:“我们要研究一些重要课题,不得不去租用国外先进的射电望远镜。这种租用要排队,批准我们观测的时间是以小时计算的,给我们一小时就很幸运了。” 可是,一小时里能发现什么?通常就是去感受一下。彭勃还讲述了他 1997 年底去德国的一次经历。那个冬天,他获得了使用德国 100 米口径射电望远镜一小时的机会。没想到,排队排到的时候,正碰上他们的圣诞节。

“这下好了,他们说时间都给我用了。他们过节去了。于是我完全不知疲倦了,日夜都守在那里。”正是由于这些经历,彭勃说,“我们非常渴望有自己的先进的射电望远镜。如今,“中国天眼”横空出世。“500 米口径球面射电望远镜”,这是什 么概念?这是世界上最大的射电望远镜。它也是当今探测距离最远的望远镜,可达到 137 亿光年之外。

它的球面反射面积有 25 万平方米,相当于 30 个足球场大小。它对美国阿雷西博的超越,不仅仅是反射面扩大。阿雷西博的反射面固定不动,“中国天眼”的反射面称“主动反射面”,能根据需要瞬时变 形——由球面变为抛物面,并立刻进入聚焦——它是目前世界上唯一能够变形的射电望远镜。 想象一下,一个相当于 30 个足球场那么大的家伙,让它瞬间变形,那又是什么概念。德国波恩 100 米口径射电望远镜是可旋转的,“中国天眼”与之相比, 灵敏度提高约 10 倍。与被评为人类二十世纪十大工程之首的美国阿雷西博 350 米口径球面 射电望远镜相比,“中国天眼”的综合性能提高约 10 倍。

这里我们先来认识一下缩写名称“LT”和“SKA”, 后文我们将反复提到它们。这是 1993 年在国际无线电科学联盟第二十四届大会上,多国天文学家联合提出要建造新一代巨型大射电望远镜的一个计划,初名 Large Telescope,缩写为 LT;后改称为缩写的 SKA。二十三年后,一位名叫菲利普·戴蒙德(Philip Diamond)的 SKA 国际组织总干事这样说:“我从未想过这个望远镜是 500 米口径的。当我第一次听到这个设计创意的时候,我就震惊了。” 我是在中国中央电视台拍摄的采访图像中听到他这么说的。这位 SKA 国际组织总干事,当时就站在“中国天眼”已经建成并投入使用的现场说的这句话。 我看到他说这句话时表情仍存激动。他还说:“我不认为任何别的国家 能够做到这些。从几年前的一片荒芜,到现在可以运行,真的很伟大。”

怎么理解 SKA 国际组织总干事的这句话?“中国天眼”工程,总体设计酝酿的时间超过二十年,真正开始施工建设只有五年半。这样一个重大工程建在贵州这个大山沟里,诸多建筑材料怎么运进来,施工场面怎么展开?这里不仅仅是一个科学奇迹。如果简单说一句 “这是中国综合国力的体现”,这个“体现”里有多少内容,你能想象吗?其中,科研部门的协作,贵州干部群众的支持、参加工程的工人群体的奋斗,以及南仁东与工人、农民的感情,“南仁东团队”密切负责、共同奋斗的日日夜夜,这一切是国外罕见的。一位名叫左乌米斯(Tasso Tzioumis)的澳大利亚天文专家说:“世界 上没有任何一台望远镜可以与它相提并论,它的存在就是为了改变我们对宇宙的认知。”

中国在这个领域,似乎由于南仁东的出现,由于南仁东的祖国已然拥有的综合国力,在一个转折点上,突然“弯道超车”,走到了世界的前列。 我还听到一个关于“中国天眼”灵敏度的说法:“你在月球上打电话, 这里能听得清清清楚楚。”要是这样,这家伙的作用可思议吗?不禁联想到:我们祖先的天文学成就曾使中华在农业时代获得长足进步;西方十六世纪勃兴的天文学,使欧洲在工业时代迅猛发展。人类观天体,初用肉眼,继有光学望远镜,再有射电望远镜。人类在经过了第一次革命性进步和第二次革命性进步之后,当今,我们是否走到了第三次革命性进步的前沿?思之于此,我感到“中国天眼”这个国之重器的非凡意义了。

文章摘自《中国天眼:南仁东传》

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