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时间:2019-12-05 23:13来源:中国史
10月10日,被称为中国“天眼”的世界最大单口径射电望远镜FAST首批观测成果对外公布:探测到来自数千光年甚至几万光年的数十个优质脉冲星候选体,其中两颗获得国际认证。这是F

10月10日,被称为中国“天眼”的世界最大单口径射电望远镜FAST首批观测成果对外公布:探测到来自数千光年甚至几万光年的数十个优质脉冲星候选体,其中两颗获得国际认证。这是FAST建成一年后的成果首秀。然而,该项目最初发起者,首席科学家、总工程师南仁东再也看不到这一切。发布会开始前,主持人临时增加议程:为南仁东默哀。就在9月15日,南仁东因肺癌去世,享年72岁。

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难忘的工厂岁月

www.7727s.com,群山之中的FAST工程新华社发

2006年,国际天文学会召开大会,评选射电天文分部主席。担任该机构副主席多年的南仁东尽管因故未能出席,依然全票当选,他是在世界天文学界担任如此要职的首位中国人。

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高考时,南仁东最初报考的是清华大学建筑系,入学成绩高出建筑系录取线50多分,被调剂到无线电专业。作为吉林省理科状元,最初他不愿学无线电,甚至从学校跑回家,结果被当工程师的父亲一通训斥。第二天,南仁东回到学校,继续攻读无线电专业。

南仁东登上建设中的“中国天眼”。中国科学院国家天文台提供

1968年,南仁东走进了吉林省通化市无线电厂,当时这里是个小厂,不到150人,三分之一是从学校走进工厂的学生。在这里,车、钳、铆、电、焊南仁东样样都学,样样都行,成长为一名优秀的工人,后来做了技术科长。“他设计的模具样板到机器上丝毫不差;插件接头接触不良,他就改进插头镀金,亲手干起电镀的活,那时候他已经是科长了。”昔日同事这样说。

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这段工厂经历,对南仁东影响深远,在这里,他尝试着研发,并付诸实施。无线电厂最初只生产台式收音机,他觉得模具有缺欠,就自己设计改良,交给车间生产并解决技术问题。后来,全国各地要求安装电视发射机,南仁东承担了产品结构设计开发和技术问题处理,连标牌都是他自己设计、手绘制图完成的,工人们按照南仁东的图纸分工流水线,当年该厂的电视发射机产品在各方面都领先全省。

2011年9月18日,大窝凼现场,南仁东与施工人员交流。中国科学院国家天文台提供

1973年,吉林大学开发一款台式计算机,能够实现的功能实际上类似于现在的电子计算器。吉大提出了基本想法、原理和图纸,但如何实现要工厂自行研究。2000多个二极管、300多组三极管、36块线路板全部要装在一个办公桌抽屉大小的模具里,结构安排、包括线路板都是南仁东设计出来,然后手绘制图完成的,大家每天干到凌晨,两个月干成了第一台样机。无线电厂3年生产了400多台计算机,被全国不少单位使用。那几年,无线电厂成了通化市三大纳税大户之一,工厂也发展成为千人大厂。

在贵州平塘县大窝凼的喀斯特洼坑中,银色的“中国天眼”仍在探视宇宙,但在“中国天眼”之父南仁东的房间里,时间却停住了脚步。9月15日,南仁东因病在美国去世,这位率先提出在中国建设新一代射电“大望远镜”,并在十多年间,走遍贵州许多窝凼,选出理想台址,又用近十年时间跑遍工程现场的每个角落,罹患癌症仍坚守岗位的中国500米口径球面射电望远镜工程的发起者及奠基人,倒在了“中国天眼”建成而尚未正式启用的时刻。时年72岁的南仁东,生命在欣慰与遗憾中戛然而止,留在中国大地上的是世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。

几十年后,在FAST项目建设过程中,人们总会看到戴着安全帽、穿着工作服的南仁东在施工现场干着技术工人的活,工人完成不了的作业,他手到擒来。

“20多年只做这一件事”

从30米到500米

“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,南仁东做出了这个决定,这让“南仁东”这三个字,从此与FAST这个射电望远镜密不可分。

日本国立天文台的教学大厅里,挂着一幅名为《富士山》的画作,画者就是南仁东。当时,他得到美国、日本天文学界的青睐,却在上世纪90年代中期舍弃高薪回国,就任中国科学院北京天文台副台长,回国后,他一年的工资,只相当于在国外干一天。

随意翻开一本世界科技史著作,射电天文学都是20世纪科技进展中颇为重要的章节之一。20世纪60年代四大天文发现——宇宙微波背景辐射、类星体、脉冲星和星际分子,它们分别为大爆炸宇宙论提供支持、让人们重新思考红移的本质,更进一步了解宇宙的物理本质和更深入了解宇宙间生命发生的适宜条件——这四大发现都是利用射电望远镜才得以进行观测的。

1993年,日本东京,国际无线电科学联盟大会上,科学家们提出,在全球电波环境继续恶化之前,建造新一代射电望远镜,接收更多来自外太空的讯息。听到消息的南仁东坐不住了,他心急地跟同事说:“咱们也建一个吧。”但在当时,我国最大的射电望远镜口径只有30米。而从30米到500米,这不仅是一个严密的科学工程,还是一个难度巨大、涉及多个领域的建设工程。

在这些穷宇宙之边际的探索中,射电望远镜功不可没。自那以后,世界各国开始建造更大口径、更灵敏的射电望远镜来破解更多来自宇宙的秘密。

接下来,南仁东带着300多幅卫星遥感图,跋涉在中国西南的大山里。他要寻找当地的窝凼——几百米的山谷被四面的山体围绕,正好挡住外面的电磁波。

作为一名天文学家,南仁东不可能不知晓这段天文史。正因如此,24年前,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。”

寻找适合建造望远镜的地点,南仁东带着团队不辞劳苦徒步入贵州深林,考察地形地貌。“为了选址,南老师当时几乎踏遍了那里的所有洼地。”南仁东学生甘恒谦回忆,“有的荒山野岭连条小路也没有,当地农民走着都费劲。”最终,历时12年,对1000多个洼地进行比选,贵州省平塘县的一处洼地被选中作台址。

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——建设这样大口径的射电望远镜已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,甚至岩土工程等各个领域,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。

地点找到了,但能不能筹到足够资金?南仁东心里没底。他又干上了“推销员”的工作。大会小会、国内国外,逢人就推销大望远镜项目。

“是否有合适的地方?施工难度怎么克服?”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,建设巨型球面望远镜作为国际平方公里阵列射电望远镜的单元,并立即启动贵州选址工作。

度过了举步维艰的最初10年,FAST项目渐渐有了名气,跟各大院校合作的技术也有了突破进展。2006年,立项建议书最终提交,通过了最后的国际评审。从2011年开工令下达起,在5年半的工程建设过程中,先后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。关键技术无先例可循、关键材料急需攻关、核心技术遭遇封锁……从预研到建成的20多年时间里,南仁东带领老中青三代科技工作者克服了不可想象的困难,实现了由跟踪模仿到集成创新的跨越。为了讨论项目细节,南仁东带着同事们工作到凌晨是常事。常年在工地,南仁东因为劳累而面容沧桑、皮肤黝黑,他自嘲道:“我就像个农民。”

“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也没有,当地农民走着都费劲”。

在中国射电望远镜首次宣布新发现脉冲星前不到1个月 ,南仁东这位“天眼”之父走了。这项雄伟的工程依旧在默默地仰望未知星空,探索浩瀚宇宙,在可以预见的未来,这里的发现,将影响全人类的视野。

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,500米口径球面射电望远镜竣工,最终建成的FAST拥有500米的口径、相当于30个足球场的接收面积。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。建造FAST的“窝凼”——几百米的山洼被四面的山体环绕,正好挡住外面的电磁波。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,主编科学目标,指导各项关键技术的研究及其模型试验,历经22年,南仁东带领团队最终建成了“中国天眼”。“南老师这20多年只做了这一件事。”他的同事和学生们说。在这8000多个殚精竭虑的日子里,南仁东带领老中青三代科技工作者克服了不可想象的困难,实现了由跟踪模仿到集成创新的跨越。“南老师推动了世界独一无二的项目。”FAST项目副总工程师李菂说:“他的执着和直率最让人佩服。”

“造不好,怎么对得起人家?”

留着八字胡、目光凌厉,“一看就是‘头儿’”,这是姜鹏对南仁东的第一印象。在成为南仁东的助理,熟知他的过往经历后,FAST工程调试组组长、研究员姜鹏觉得“他的人生充满的是调皮、义气、玩世不恭,甚至有些捣蛋”。

身材瘦小的南仁东的确是个“传奇”。他于1945年出生在辽源市龙山区,1963年,南仁东以高考平均98.6分的优异成绩成为“吉林省理科状元”,并考入清华大学无线电系,是当地10年间唯一考入清华大学的高才生。根据他的老友,FAST工程顾问、高级工程师斯可克回忆,毕业后,他俩在吉林通化无线电厂开模具,南仁东从冲压、钣金、电镀等“粗活”到土建水利样样都学,更带领技术员们生产出中国第一代电子计算器。但在选择硕士专业的时候,南仁东却不按常理出牌,他考取的是中国科学院的天文学研究生,跨入了与此前专业差异很大的天文领域,并“一发不可收拾”。

20世纪,无线电波打开了现代天文观测在不可见光领域的“窗口”,能够接收来自宇宙的电磁信号的优良观测设备就成为在这一领域一决高下的“利器”。南仁东深知要让中国的天文观测重回世界高地,建造大型观测设备是当务之急。

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