2017年10月10號，國家天文臺宣布，經(jīng)過一年緊張調(diào)試，坐落在貴州群山之中的“中國天眼”FAST “聽見”了來自宇宙2顆脈沖星的聲音。盡管這段神秘“天籟之音”只有短短30秒，但卻蘊含著等待破解的宇宙之謎。FAST 超乎尋常的表現(xiàn)一舉實現(xiàn)了中國在脈沖星發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域“零的突破”，為世界射電天文學(xué)發(fā)展作出了突出貢獻。

天眼成功 可視宇宙邊緣將揭開面紗

這些被專業(yè)網(wǎng)站和天文愛好者爭相轉(zhuǎn)載的聲音，有的來自1.6萬光年以外，有的來自4100光年以外，都是FAST望遠鏡的最新觀測成果。

只聞其聲，不見其人。目前的資料中，我們還無法獲取這兩顆脈沖星的清晰照片，所知的只有大致位置。這張光學(xué)波段整個天空的照片中，正中央就是銀河中心，白色圓圈指示的就是此次發(fā)現(xiàn)的J1859—0131在銀河中大致的位置，大約距地球1.6萬光年;黃圈是另外一顆脈沖星J1931—01的位置，距地球約4100光年。

脈沖星是高速自轉(zhuǎn)著的中子星，大多質(zhì)量比太陽還要重，周長卻不足北京市六環(huán)路的長度，被譽為宇宙最神秘天體，諾貝爾獎兩度授予與脈沖星有關(guān)的發(fā)現(xiàn)。中國天眼此次發(fā)現(xiàn)脈沖星的重要的價值和意義不言而喻，除此之外，脈沖星因為其自轉(zhuǎn)周期精確，是宇宙中最精準(zhǔn)的時鐘，將來也會影響到我們的生活。而FAST此次發(fā)現(xiàn)的這兩個脈沖星就像兩個停不下來的陀螺，一顆自轉(zhuǎn)周期1.83秒，另一顆自轉(zhuǎn)周期為0.59秒。

FAST工程副總工程師李菂表示：“脈沖星導(dǎo)航是一直被研究的一個前沿的應(yīng)用型課題，為將來的有可能的深空導(dǎo)航提供了一個基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)。”

這兩顆脈沖星分別于2017年8月22日和25日被發(fā)現(xiàn)，其中前者是FAST確認發(fā)現(xiàn)的第一顆脈沖星，距離地球1.6萬光年，發(fā)現(xiàn)它時，F(xiàn)AST望遠鏡只用了52.4秒。

實際上在FAST望遠鏡的調(diào)試觀測階段，已經(jīng)有兩顆脈沖星被發(fā)現(xiàn)并通過國際認證，而目前FAST已經(jīng)探測到了數(shù)十個優(yōu)質(zhì)脈沖星的侯選體。2017年9月25號，也就是FAST一周歲那天，中國科學(xué)家就曾首次公布一段來自宇宙深處的神秘聲音，這是一段被探測到的脈沖信號，我們接下來聽到的聲音，就是科學(xué)家將其放大并配樂的效果，像是人類和宇宙一次超越千年的唱和。

目前FAST還是用的單波束接收機，簡單說就是一次只能看一個目標(biāo)，但是不久的將來。它會安裝上19波束接收機，未來有希望找到4000顆脈沖星。

李菂表示：“FAST現(xiàn)在最重要的任務(wù)還是進行進一步的調(diào)試，要全部達到設(shè)計指標(biāo)，預(yù)計應(yīng)該是兩年之內(nèi)。”

在FAST之前，我國天文界面臨核心技術(shù)被國外封鎖、設(shè)備嚴重落后于人的窘境。新建成的FAST與號稱“地面最大機器”的德國波恩100米望遠鏡相比,靈敏度提高了約10倍;與被評為“人類20世紀十大工程之首”的美國阿雷西博射電望遠鏡相比，F(xiàn)AST的綜合性能也提高了約2.5倍。它將幫助人們探索百億光年以外星際間的互動信息。這個500米口徑的大工程，帶給我們的將是超強的靈敏度，不僅可以將我國的空間測控能力從月球軌道延伸到太陽系的邊緣，而且可以捕捉到百億光年外來自宇宙爆炸時的神秘信息，將人類的探測能力提升到前所未有的高度。

“中國天眼”擁有四大絕技。

獨門絕技一，大口徑看得遠。FAST的口徑達到了世界之最500米。理論上說FAST能接收到137億光年以外的電磁信號，這個距離接近于可視宇宙的邊緣。

獨門絕技二，靈活自如的巨眼。如果把FAST比作一只巨大的眼睛，那么這只巨眼的眼球直徑就有500米，而負責(zé)接收光線的眼珠直徑就有300米。FAST就是靠這個巨大靈活的眼珠來匯聚電磁波、觀測深空。

獨門絕技三，毫米精度。FAST的設(shè)計目標(biāo)，是把覆蓋30個足球場的信號，聚集在藥片大小的空間里，否則，就無法監(jiān)聽到宇宙中微弱的射電信號。500米的結(jié)構(gòu)，處處都是頭發(fā)絲般毫米級的精度要求。用來編織索網(wǎng)的7000多根手臂般粗細的鋼纜，每一根的加工精度都被控制在1毫米以內(nèi)，最終的500米口徑的天線精度是3個毫米，每一塊小面板的制造精度是1.5個毫米。

獨門絕技四，深空獵手。FAST能夠沖出銀河系，尋找新星，特別是快速旋轉(zhuǎn)、密度極高的脈沖星。FAST還可能觀察到早期宇宙的蛛絲馬跡——中性氫云團的運動，掌握星系之間互動的細節(jié)，揭秘宇宙的起源和演化。

平方公里列陣射電望遠鏡組織SKA總干事菲利普·戴蒙德表示：“我和世界上很多科學(xué)家都非常期待FAST開始觀測宇宙中不同的星體。它將有能力觀測到宇宙大爆炸時期的信號，探測能力幾乎能夠接近到整個宇宙起源。它將發(fā)現(xiàn)我們從未見過的事物。”

23年仰望星空 他為中國天眼鞠躬盡瘁

建成一年來，F(xiàn)AST一直仰望著宇宙蒼穹，數(shù)據(jù)顯示，近半年的時間FAST已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了將近20顆脈沖星的候選體，其中最遠的一顆距離地球距離差不多是2萬光年左右。FAST的建設(shè)和投入使用取得豐碩成果，把中國射電天文學(xué)推向世界最前沿，開啟了中國射電波段大科學(xué)裝置系統(tǒng)產(chǎn)生原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)的新階段。此時此刻，我們都不應(yīng)該忘記一個人，他于2017年9月15號離開了我們。23年前，他提出了建設(shè)“天眼”的構(gòu)想，23年來，他兢兢業(yè)業(yè)、默默奉獻最終將夢想變成了現(xiàn)實，他就是FAST工程總工程師兼首席科學(xué)家南仁東。

FAST工程總工程師兼首席科學(xué)家南仁東表示：“人類之所以脫穎而出，從低等的生物演化成現(xiàn)代出現(xiàn)了文明，就是有一種對未知探索的精神。”

南仁東，1968年畢業(yè)于清華大學(xué)無線電系，畢業(yè)后當(dāng)過工人做過管理，但當(dāng)他踏入天文學(xué)領(lǐng)域便大放光芒。2006年在他缺席會議的情況下，被世界各國的天文學(xué)家推選為國際天文學(xué)會射電專業(yè)部主席。

上世紀80年代，身為中科院研究員的南仁東留學(xué)海外，接觸到了國際天文學(xué)最新的研究成果。當(dāng)他看到其它國家遠超我國的天文設(shè)備時，南仁東萌生了研究中國人自己的望遠鏡的想法。從此，南仁東便開啟了一段22年仰望星空的浪漫冒險。

天眼建設(shè)，每一步都是難關(guān)。從1994年開始，南仁東和他的團隊開始了漫長的選址工作。由于世界上從未有先例，一切都要從頭開始，光選址與研究就花費了13年的時間。

南仁東表示：“地圖我們拿來照看，一片一片鋪在上面找，不能漏掉。”

由于射電望遠鏡不能受到無線電波干擾，經(jīng)過嚴謹?shù)目茖W(xué)研究，南仁東把目光轉(zhuǎn)向人跡罕至的深山老林，打算利用喀斯特洼地建設(shè)巨型球面望遠鏡。在觀察了上千張衛(wèi)星地圖，實地考察了上百個地區(qū)之后，南仁東的目光最終落在了貴州省平塘縣一個天然的深坑上。

南仁東表示：“我們的FAST臺址大窩凼洼坑，是我們從300多個候選洼地里挑選出來的。對地形、地貌、工程、地質(zhì)、水文都做了多學(xué)科的探討，我們選到了一個地球上獨一無二的最適合FAST建設(shè)的臺址。”

作為國家重大科學(xué)基礎(chǔ)工程之一，F(xiàn)AST的建設(shè)面對著一系列工程難題。2011年3月，F(xiàn)AST工程正式開工建設(shè)，一項項看似無解的技術(shù)難題接踵而至。巨大的望遠鏡無法整體移動，南仁東等科學(xué)家以及創(chuàng)新團隊想出了一個新辦法，通過移動這些反射面板來調(diào)整觀測區(qū)域，但這也意味著支撐和調(diào)整這些反射面板活動的鋼索要承載巨大的耐疲勞考驗，耐疲勞性能必須達到規(guī)范值的兩倍。

由南仁東帶領(lǐng)的FAST團隊，是一支包括著國內(nèi)幾十家科研院所、大專院校、工程企業(yè)和100多位科學(xué)家組成的數(shù)千人龐大隊伍，在這條探索的道路上他們不斷突破，不斷創(chuàng)新。雖然當(dāng)時世界上沒有任何一個國家能夠生產(chǎn)出這種鋼索。但歷時一年半的探索，科研人員終于完成了技術(shù)攻關(guān)。鋼索的研發(fā)成功促進了12項自主創(chuàng)新專利成果的形成，世界跨度最大，精度最高的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在FAST工程上得以成功運用。

南仁東表示：“我不是一個戰(zhàn)略大師，我是一個戰(zhàn)術(shù)性的老工人。”

天眼施工，涉及到六大系統(tǒng)，方方面面的事務(wù)紛繁復(fù)雜。南仁東事無巨細地把控著現(xiàn)場，對施工細節(jié)提出了嚴苛的要求。天眼的四周有一圈石頭砌的墻，承擔(dān)天眼建設(shè)的中建二局的工程技術(shù)人員，在石墻上安裝天眼的環(huán)形橋架時，深深感受到了南仁東的嚴謹。

中建二局FAST項目經(jīng)理王培全表示：“石墻壘起來有一個縫，這樣它是不規(guī)則的，有部分的膨脹螺絲有打在石頭上，有打在縫里的，將來我們的橋架安裝的時候，一連就是整體的，這個橋架問題是不大。但是南老師當(dāng)時說你這不行，必須要給我返工。我當(dāng)時心里是很抵觸的，因為畢竟我這么搭起來的，前面做的支架和現(xiàn)場做工效要減一半，比如說以前是一天能做十個，現(xiàn)在一天只能做五個。”

在南仁東的堅持下，施工方只好花費更多時間，對橋架進行返工。新建的橋架更加牢固，也讓施工方對南仁東更加佩服。

在這位老工人20多年的漫長守護下，2016年7月3日，全球的目光都聚焦在貴州平塘縣的大山里。人類歷史上最大的射電望遠鏡FAST，完成了最后一塊反射面板的吊裝。

早上10:47分，重460公斤的最后一塊反射面單元被緩緩吊起。從塔吊到轉(zhuǎn)運機車，轉(zhuǎn)運機車再將反射面單元轉(zhuǎn)交給纜索吊，反射面單元要在空中完成兩次接力，在工人們緊密配合下，最后一塊反射面單元穩(wěn)穩(wěn)地吊送到安裝點。

FAST工程網(wǎng)絡(luò)工程師楊清亮表示：“現(xiàn)在我們在望遠鏡底部，看到的反射面它實際上浮在半空中的，因為每塊反射面板大約50平方米，所以當(dāng)時我們其實想過很多的吊裝方案，甚至包括熱氣球的吊裝，像這種大跨度高精度的吊裝方案，在全球來說，也是沒有先例可循的。”

安裝完反射面板，調(diào)試饋源艙的工作被擺上臺面。FAST要接受來自宇宙的電波，而實現(xiàn)這個目標(biāo)不僅依靠巨大的反射面，還需要一個靈敏的核心部件就是饋源倉。

如果說FAST是觀天巨眼，那饋源艙就是它的瞳孔。姜鵬將帶領(lǐng)團隊執(zhí)行天眼落成后最重要的饋源艙調(diào)試任務(wù)。用六根鋼索拉起饋源艙，將重達30噸的艙體，在高空精準(zhǔn)定位，誤差不超過10毫米，這樣的工程難度世界上前所未有。

FAST工程調(diào)試核心組組長姜鵬表示：“因為這個設(shè)備是從來沒有人干過的，這么做過的事情，它也沒有什么可參考的經(jīng)驗，在你真正實現(xiàn)前，也沒有人敢給你這個答案。”

艙索聯(lián)動，饋源艙終于實現(xiàn)毫米級高精度定位。

姜鵬表示：“有很多當(dāng)時覺得不可能實現(xiàn)的東西，正一步步在實現(xiàn)，我覺得這個是蠻有自豪感的。”

作為強大的探測無線電波工具，F(xiàn)AST建成后主要目標(biāo)之一就是探測脈沖星，射電望遠鏡誕生至今，人類發(fā)現(xiàn)約2500顆脈沖星全部位于銀河系內(nèi)，而中國大射電望遠鏡希望依靠其超群的靈敏度，搜尋銀河外星系的脈沖星，從中遴選出脈沖信號穩(wěn)定的毫秒級脈沖星，應(yīng)用于空間飛行器導(dǎo)航領(lǐng)域。

此外，外星文明是否真的存在，宇宙還有哪些巨大的奧秘不為人知，種種的科學(xué)幻想FAST都將努力去探尋答案。

中科院國家天文臺副研究員錢磊表示：“FAST最終目標(biāo)是尋找宇宙的規(guī)律，就是天體的運行規(guī)律以及天體形成演化的規(guī)律。從原理上來說，如果存在外星文明的話，它發(fā)出的通信訊號的話在我們看起來應(yīng)該很類似于脈沖星到達我們的時候接收到的信號。”

合抱之木，生于毫末;九層之臺，起于累土。舉一國之力，為未來打下堅實的根基，這是中國獨有的創(chuàng)新優(yōu)勢。

原國家天文臺副臺長鄭曉年表示：“這種有創(chuàng)新的東西，反映一個國家的綜合實力，我一直在說，F(xiàn)AST只有中國人能建成，因為我們可以舉國體制辦大事情。”

在無數(shù)工作者辛勞的付出下，2016年9月25日，F(xiàn)AST工程整體竣工。可在最終的成功來臨之前，天眼之父南仁東卻累壞了身體，被診斷為肺癌晚期。

中建二局FAST項目經(jīng)理王培全表示：“2014年的時候，南老師那個時候精神還蠻好的，經(jīng)常在山峰上看我們的布置的管道，鋪的電纜。包括老人家歲數(shù)大了我們的扶他還不行，我可以自己走的，聲音很洪亮的，精神狀態(tài)也很好，干勁很足。但是到了2016年，再見到他的時候，那個時候感覺他就是聲音比較沙啞了，沒有以前那種精氣神。”

作為FAST的總工程師兼首席科學(xué)家，南仁東將全身心傾注于超級天眼中。即便身患重病，仍然屢屢堅持到現(xiàn)場查看施工情況。

FAST工程總工程師兼首席科學(xué)家南仁東表示：“這個東西有一點瑕疵，我們對不起國家，對不起人民。”

南仁東為FAST的誕生奉獻了自己的全部力量。在FAST的新起點上，更多的科研工作者們延續(xù)著南仁東的足跡，在探索宇宙與未來的征途上砥礪前行。

半小時觀察：強化基礎(chǔ)科學(xué)研究 助力創(chuàng)新型國家建設(shè)

十九大報告提出，要加快建設(shè)創(chuàng)新型國家。實現(xiàn)這一目標(biāo)，要瞄準(zhǔn)世界科技前沿，強化基礎(chǔ)研究，實現(xiàn)前瞻性基礎(chǔ)研究。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究成果，看似實用價值不大，但殊不知，就如同萬有引力定律、相對論一樣，許多基礎(chǔ)科學(xué)研究成果將顛覆人類對自然的已有認知，改變、推動人類社會前行的腳步。

天文學(xué)是孕育重大原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)科學(xué)和前沿科學(xué)，是科技進步的基石。作為由中國科學(xué)家設(shè)計、研發(fā)制造、組織施工的大科學(xué)裝置，F(xiàn)AST的綜合設(shè)計、建造體現(xiàn)了我國強大的自主創(chuàng)新能力。它的落成啟用，對我國在科學(xué)前沿實現(xiàn)重大原創(chuàng)突破、加快創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展具有重要意義。