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海归无冕科学家南仁东

点击:0时间:2018-08-19 16:27:02

李蕊娟

一心归国,立志建立中国人自己的“天眼”

南仁东,1945年出生在吉林省辽源市,6岁上学,18岁夺得吉林省理科状元,进入清华大学无线电系。毕业后,他留在当时的中科院北京天文台(现中科院国家天文台)工作。

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,南仁东取得一系列成果:主持完成欧洲及全球网10余次观测,首次在国际上应用vlbi“快照”模式,取得丰富的天体物理成果;vlbi混合成图,达到当时国际最高动态范围水平;建立国内相关后图像处理中心,使上世纪80年代国内进行vlbi数据分析成为可能。多年的努力也让南仁东获得国际同行赞誉,由于他在甚长干涉vlbi领域的突出贡献,2006年,南仁东本人被国际天文学会射电天文分部选为主席。

有趣的是,南仁东爱好广泛,业余时间爱读科幻小说,喜爱绘画和音乐,且绘画技艺精湛。他业余时间创作的《富士山》油画,至今仍陈列在日本国立天文台大厅里。

“我们是谁?我们从哪里来?我们是否孤独?”这是南仁东生前常常谈起的三个问题。这一切要从1993年说起。

在日本东京一场聚集了全球顶尖无线电科学家的联盟大会上,有人提出,在全球电波环境继续恶化之前,人类应该建造新一代射电望远镜,接收更多来自外太空的讯息。南仁东按捺不住激动之情:“中国为什么不能做?我们也建一个吧!”自此,他的生命重心就再也没有远离这一主题———“建造中国自己的新一代射电望远镜”。南仁东曾在日本国立天文台担任客座教授,享受世界级别的科研条件和薪水待遇。可他说:“我得回国。”

“天眼”是一个大胆到有些突兀的计划。上世纪90年代初,中国最大的射电望远镜口径不到30米。南仁东却放出“狂”言:要建造一个口径500米,全球最大的射电望远镜!有人嘲讽他痴人说梦。南仁东做了一个比较:当年哥伦布建造巨大船队,得到的回报是满船金银香料和新大陆;但哥伦布计划出海的时候,伊莎贝拉女王不知道,哥伦布也不知道,未来会发现一片新大陆。

打造这个射电望远镜,选址要求特别严格,需要有一个数百米大的被四面山体围绕的山谷,这个“天然大坑”能放下超大反射面,而且山体还要挡住外面的电磁波。南仁东提出利用喀斯特洼地作为望远镜台址,建设巨型球面望远镜作为国际ska的单元。

有人告诉他,贵州的喀斯特洼地多,能选出性价比最高的“天眼”台址,南仁东马上跳上了从北京出发的火车,绿皮火车“咣当咣当”开了近50个小时才到贵州。从此之后,他便一次次穿梭在北京与贵州之间。从1994年到2005年,南仁东带着300多幅卫星遥感图,走遍了贵州大山里300多个备选点,上百个窝凼。乱石密布的喀斯特石山里,有些荒山野岭连条小路都没有,只能从石头缝间的灌木丛中,深一脚、浅一脚地挪过去。

因道路条件差,南仁东每天最多走几十公里,晚上回到县城,白天再跋涉。当时,周边县里的人几乎都认识南仁东,一开始人们以为发现了矿,后来流传说发现了“外星人”。

时任贵州平塘县副县长的王佐培,负责联络望远镜选址,第一次见到这个“天文学家”,诧异他太能吃苦。七八十度的陡坡,人就像挂在山腰间,要是抓不住石头和树枝,一不留神就摔下去了。有一次,南仁东下窝凼时,瓢泼大雨从天而降。他亲眼见过窝凼里的泥石流,山洪裹着砂石,连人带树都能一起冲走。南仁东往嘴里塞了救心丸,连滚带爬回到垭口。

最终,南仁东选择了贵州省平塘县金科村大窝凼的喀斯特洼坑。这个洼地刚好能盛起差不多30个足球场面积的FAST巨型反射面。从地形地貌、工程地质、水文地质等多方面看,此洼地都比较理想。更巧的是,射电望远镜要远离各种无线电波的干扰,刚好这附近5公里半径之内没什么人家。这个人迹罕至的山窝窝,具有天然的隔离性。

无所不能,首席科学家更像“超人”

从贵州回到北京后,南仁东正式提出了自己的这个“疯狂设想”。当时美国《科学》杂志编辑j.ki-noshista和科学家j.mervis联合撰文:“望远镜的山谷,天文学家梦寐以求的地方,希望投资2亿美金,在相对封闭的中国贵州大片喀斯特洼地中建造国际射电望远镜。”

初期勘探结束后,南仁东开始满中国跑。为寻求技术上的合作,他坐火车从哈工大到同济大学,再从同济到西安电子科技大学。他的立项申请书上最后出现了20多个合作单位。南仁东还设法多参加国际会議,逢人就推销项目。“我开始拍全世界的马屁,让全世界来支持我们。”后来,FAST项目逐渐有了名气。

2006年,中国科学院召开各院长会议,听取各个“十一五”大科学工程的立项申请汇报,南仁东在会上为FAST申请立项得到通过。在最后的国际评审中,他用英文发言,由于提前把整篇稿子背了下来,评审最后,国际专家开玩笑说:“英文不好不坏,别的没说清楚,但要什么,他说得特别明白。”

科学家们刚到这个洼地时,喝的是天然的“浑水”,吃的是自带的冰冷干粮。几个年轻人回忆起第一年冬天在这里的场景:冻得实在受不了,大家不得不砍下一棵树,燃起篝火,相拥着熬过了一个漫漫寒夜。大窝凼现场,工棚是三栋呈C形摆放的钢板房。每个房间住四人,洗浴、厕所全是公用的,食堂里做的是大锅饭菜。

项目启动后,作为首席科学家和总工程师,南仁东参与到“天眼”设计的每一个环节当中。审核“天眼”方案时,不懂岩土工程的南仁东,用了1个月时间埋头学习,对每一张图纸都仔细审核、反复计算。助理姜鹏说,“他是个完美主义者,什么都想做到最顶尖。甚至有连续七天七夜不合眼编程的纪录。”

这位首席科学家、总工程师,同样也是一个“战术型的老工人”。每个细节,南仁东都要百分百肯定的结果,如果没有解决,就一直盯着,任何瑕疵在他那里都过不了关。工程伊始,要建一个水窖。施工方送来设计图纸,他迅速标出几处错误打了回去。施工方惊讶极了:这个搞天文的科学家怎么还懂土建?还有一次,一位外国天文杂志的记者采访他,他竟然讲起了美学。endprint

南仁东所构思的“天眼”,一个500米直径的球面射电望远镜,要在钢索的牵拉下形成350米的瞬间抛物面变换角度。为这项创新,他上钢架拧过螺丝,拿扁铲削过钢材,还在高空梁山上打过孔套丝。“在这个项目里,有人不懂天文,有人不懂力学,有人不懂无线电,有人不懂金属工艺,有人不懂画图……但偏偏南老师都懂。”他的同事说,这个首席科学家简直无所不能,颇有点“超人”的味道。而南仁东自己却这样解释:“我特别怕亏欠别人,国家投了那么多钱,国际上又有人说你在吹牛皮,我就得担负责任。”

寻找外星生命,在别人眼中“当不得真”,这位世界知名的天文学家,自己在电脑里却存了好几个G的资料,每次谈起这个话题,他都会讲得绘声绘色,引人入胜。在南仁东看来,“天眼”建设不是由经济利益驱动,而是“来自人类的创造冲动和探索欲望”。他也时常告诉学生,“科学探索不能太功利,只要去干,就会有意想不到的收获。”

2010年,因为索网的疲劳问题,“天眼”经历了一场灾难性的风险。南仁东寝食不安,天天在现场与技术人员沟通。“天眼”的工艺、材料要求是现有国家标准的20倍以上,没有现成技术可以借鉴。他带领团队日夜奋战,700多天,经历近百次失败,方才化险为夷。

南仁东的性格里有股子“野劲”。2014年,“天眼”反射面单元即将吊装,他坚持自己第一个上,亲自进行“小飞人”载人试验。这个试验需要用简易装置把人吊起来,送到6米高的试验节点盘。在高空中无落脚之地,全程需手动操作,稍有不慎,就有可能摔下来。从高空下来,南仁东的衣服被汗水浸透了,但他欣慰地发现试验中的几个问题。

南仁东喜欢冒险。“天眼”现场有6个支撑铁塔,每个建好时,他总是“第一个爬上去的人”。几十米高的圈梁建好了,他也要第一个走上去,甚至在圈梁上奔跑,开心得像个孩子。

梦想成真,留得生前身后名

2015年,已经70岁的南仁东忽然查出肺癌,动了第一次手术。家人让他住到郊区一个小院,养花遛狗,静养身体。他的学生、国家天文台研究员苏彦去看他。一个秋日里,阳光很好,院子里花正盛开,苏彦劝慰他,终于可以过清闲日子了。往日里健谈的南仁东却呆坐着不吱声,过了半晌,才说了一句:“像坐牢一样!”

2016年9月25日,全球最大的500米口径球面射电望远镜FAST,宣告落成启用,开始探索宇宙深处的奥秘。今后,它将带着人类一起见证科学奇迹。习近平总书记也亲自发来贺信。

“天眼”的灵敏度,比此前世上最先进的德国波恩100米望远镜高出约10倍,比美国阿雷西博300米望远镜高约2.25倍,并且在观测时会变换角度,接收更广阔、更微弱的信号。它一开机,就能收到1351光年外的电磁信号。

“你们相信UFO吗?反正我是不信。”南仁东说,美国研究了两万件UFO目击事件,英国研究了1600件,排序后发现,这些UFO其实70%是晚上在日落附近出现的飞机,其他30%则是一些太空碎片、气球以及行星、流星及一些气象现象等等。

人类到底有没有邻居?这个世界独一无二的项目,不仅是研究天文学,还将叩问人类、自然和宇宙亘古之谜,未来可用于捕捉外星生命信号,《三体》故事有望成真。

英国《每日邮报》等外媒预测:中国从此进入观星时代,它将持续领先世界20年!南仁东的一位同事说,“他用20多年只做了这一件事。一个当初没有多少人看好的梦想,最终成为一个国家的骄傲。”

令人遗憾的是,2017年4月底,南仁东的病情加重,进入生命倒计时阶段。9月15日夜间,72岁的南仁东因病情恶化抢救无效逝世。这离“天眼”落成启动一周年纪念日仅差10天,这不仅让人扼腕叹息。

这个外表潇洒的天文老头,不是院士,也没拿过什么大獎,他把这一切都看得很淡。“天眼”,就是他留下的宝贵遗产。

还有几句诗,他写给自己和这个世界:“美丽的宇宙太空以它的神秘和绚丽,召唤我们踏过平庸,进入它无垠的广袤。”

(责编 梁 悦)endprint

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