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FAST研制者用青春铸就科技重器 实现“零的突破”

来源：中国青年报

如今，最早连接“中国天眼”梦想和现实的科学家南仁东已经故去，而与南仁东一起见证FAST从无到有的年轻人则继承了他的衣钵，坚守在西南深山之中。当从太空传来的电磁波落在群山环抱的大窝凼里，这群平均年龄30多岁的年轻人要从这个万籁俱寂的地方，让中国睁开“天眼”看穿星辰。

12年前，31岁的博士毕业生姜鹏拎着行李，来到贵州省平塘县一个名为大窝凼的喀斯特洼地。当时的他很难想象，眼前不通路、不通电、几乎与现代文明隔绝的大窝凼，会建起全球最大、最灵敏的单口径球面射电望远镜“中国天眼”FAST——一个全球天文学家都梦寐以求的科研装置。

2016年9月25日，“中国天眼”FAST落成启用，名噪一时；2020年1月11日，“中国天眼”通过国家验收，投入运行，其综合性能是世界其他大型射电望远镜的10倍；2021年3月，“中国天眼”已发现340余颗脉冲星……再也没有人怀疑大窝凼里也能实现梦想。那时的FAST，在很多人看来是一个遥不可及的梦想：口径500米，面积相当于30个标准足球场；其“目光”所至，更是能“看穿”130多亿光年的区域，那将无限接近宇宙边缘。相应地，FAST挑战之大，可以突破传统望远镜极限能力；建设条件之苦，苦到没几人愿意来实现这份梦想。包括姜鹏在内的年轻博士，最初也一度怀疑这个项目“会不会是忽悠人的”。

如今，最早连接“中国天眼”梦想和现实的科学家南仁东已经故去，而与南仁东一起见证FAST从无到有的年轻人则继承了他的衣钵，坚守在西南深山之中。当从太空传来的电磁波落在群山环抱的大窝凼里，这群平均年龄30多岁的年轻人要从这个万籁俱寂的地方，让中国睁开“天眼”看穿星辰。

起点

姜鹏、潘高峰、岳友岭、于东俊、孙京海、甘恒谦、钱磊、姚蕊、李辉……他们是“中国天眼”青年力量的代表，他们的青春几乎都是在大窝凼里度过的，每个人与FAST的故事起点，就是南仁东——FAST最早提出者之一。

1993年，在日本东京举行的国际无线电科学联盟大会上，与会科学家提出要在全球电波环境恶化到“不可收拾”之前，建造新一代射电“大望远镜”。

以时任中国科学院北京天文台副台长南仁东为首的中国天文学家，在会上提出一个大胆的方案——在中国境内建造大型单口径射电望远镜，而当时中国最大的射电望远镜口径只有不到30米。

当时一个外国友人向南仁东发问：“你知道500米有多大吗？”他一下子被问住了，因为500米在大多数人心里只是一个数字。南仁东说，这是他一生遇到的最好的一个问题。

口径500米，其面积相当于30个足球场、8个鸟巢体育场。建造FAST，要找一个天然的洼地，远离大城市、射电干扰小的地方。其间，南仁东走过数十个窝凼，周边县里的人几乎都认识他。

2009年，姜鹏博士一毕业，就加入了FAST。他刚到单位报到，就被车拉到北京密云。几个博士疑惑，“我们以后不会就干这个吧？”

同年，负责观测规划和数据格式技术支持的钱磊，也加入FAST项目。

没过多久，他们被拉到FAST的台址，那是“中国天眼”的“眼窝”所在。有人感慨道，未来，神秘的天文发现将从这里诞生；也有人感慨，他们所有人的青春，都要围着这口“大锅”转了。

那时，刚参加工作3个月的于东俊去现场进行FAST首级控制网稳定性监测，需要在4个山顶上放置设备采集数据。那是他第一次去山清水秀的贵州，FAST诞生地的神圣画面在他脑海中幻想了无数遍。

“可到了现场，才发现手机没有信号，吃住就在建筑工地搭建的临时板房里，身上布满了蚊虫叮咬的红包……”于东俊说。

大窝凼被丛林覆盖，极其陡峭。第三天，于东俊背着30多斤的设备去现场采集。山坡上有一个高4米的大石头，他抠住石头缝隙，身体重量压向左侧准备发力，但没想到借力处由于长年风化已接近脱落，身体瞬间失去重心，他顺势抓住一个树枝，落到大石头下仅10厘米宽的落脚地……

“如果没有树枝，身后便是10多米高的深渊。其中的凶险可想而知。”于东俊说。

从1994年选址到2016年FAST正式建成，FAST团队用了整整22年。

姜鹏有时开玩笑说，南仁东先生挖了一个大“坑”，把100多人都装进来了。也正是这100多人，把大窝凼变成了一个现代机械美感与自然环境完美契合的工程奇迹。

第一

FAST的设计从一开始便没有任何经验可以借鉴，所有难关都只能靠自己。

“中国天眼”的设计不同于世界上已有的单口径射电望远镜，这首先体现在“视网膜”和“瞳孔”的设计上。“视网膜”指反射面，“瞳孔”指馈源舱，即放置接收宇宙外信号装置系统的舱体。

作为世界首创，“中国天眼”的“视网膜”是主动反射面，可以改变形状，一会儿是球面，一会儿是抛物面；“中国天眼”的“瞳孔”也更为“灵动”，采用全新的轻型索驱动控制系统，可以改变“瞳孔”的角度和位置，有效收集、跟踪、监测更丰富的宇宙电磁波。

40岁的潘高峰在FAST团队的一项重要工作，是负责大跨度柔性六索并联机器人的研制及建设：一个30吨重的馈源舱，要利用6座铁塔支撑6根钢丝绳悬吊，通过同步收放钢丝绳，拖动馈源舱在直径为206米、高约140米的球冠面内进行运动，实现48毫米的定位精度，姿态角小于1度。

“匪夷所思的精度控制，这在世界上绝无仅有。”潘高峰和团队成员研制出耐10万次弯曲疲劳寿命的动光缆，这个成果达到了相关标准的100倍。

潘高峰时常慨叹：在FAST的建设过程中，经常会遇到“山重水复疑无路”的绝境，但有时也能享受到“柳暗花明又一村”的喜悦。

创新的过程中，没有人能给年轻人一个标准答案。

2005年，孙京海还是南仁东的研究生，便加入FAST团队，参与馈源支撑系统的仿真和实验研究。在工程建设期，他多次分享仿真经验方法，这一从未被尝试的方法受到了质疑，他被问到最多的问题是：你如何证明自己的仿真结果是对的？

苦于没有原型的实践验证，孙京海没法证明自己的方法。后来，他有机会承担了控制系统调试的任务，为了尽快实现控制指标，他重写了几乎全部核心算法代码，五天五夜的调试，就为了证明自己的方法是对的。

验收当天，所有指标一次通过。孙京海说：“那一晚才是睡得最香的。”

2017年10月10日，在北京中科院国家天文台的办公大楼里，由FAST捕获的首批脉冲星信号第一次向外界展示：“嘟呜嘟……嘟呜嘟……”“嘟……嘟……”这是来自1.6万光年外和4100光年外的脉冲信号，像成年人的心跳，短促而有力。

这两个声音，让中国实现“零的突破”：我国自主设计制造的天文设备第一次发现脉冲星。享誉世界的澳大利亚帕克斯射电望远镜的科学主管乔治·霍布斯评价：这是国际天文学界目前最令人激动的事件之一。

情怀

说起FAST当年勘查台址，潘高峰想到这样一个画面：那时，南仁东常和年轻人一起，在没有路的大山里攀爬。

在最陡峭的一个山顶前，大家都劝时年65岁的南仁东在山下等着，看完结果向他汇报，他却要和大伙儿一起上去，看看实际情况。

那一年，FAST遇到了一次近乎灾难性的波折，即索网的疲劳问题。

姜鹏记得，那时他们从市面上买了大概数十根钢索进行实验，却没有一根能满足要求，于是他们不得不进行了一次大规模的钢索疲劳性能实验研究。

索疲劳实验枯燥、耗时长，在北京、武汉、广西等国内不同地方开始实验，两年多的时间，这群年轻人把FAST最严重的一次技术风险给解决掉了。

43岁的甘恒谦负责FAST电子电气设备的运行和维护，在他看来，FAST团队就像一支有着光荣传统的队伍，以南仁东为代表的老一辈科研工作者坚持自主创新，新人一代代地跟上，攻克了众多FAST建造技术难题，把一个朴素的想法变成了现在的“中国天眼”。

在这支队伍里，挑战权威是被允许的。

37岁的姚蕊曾面临馈源舱超重问题，馈源舱接口多，设计输入多，为了确保整个馈源支撑系统的安全性，馈源舱的重量阈值是30吨，而馈源舱的详细设计一度重量超标到34吨。一个颠覆性的想法推翻了馈源舱设计方案，将馈源舱的圆柱体变成了“钻石三角形”。

这意味着前期的工作都被推倒重来。姚蕊拿着方案给南仁东看，心里忐忑。南先生看了一会儿没说话，过了一会儿道，“好像也不难看”。

就这样，FAST的外形与布局被重新设计。

直到现在，姚蕊都不知道当时南仁东觉得“钻石三角形”的馈源舱是好看还是难看，“但他让我们做了新的尝试，让我们坚持做对的事情。”

2016年9月，FAST项目落成。但南仁东知道，项目落成远远不是结束，而是新一轮挑战的开始。

“中国天眼”直径500米，却要实现毫米级的精度，难度相当大。他带领的这批年轻人还要在漫长的时光里，在大窝凼与技术做斗争，与寂寞做斗争。

曾有人问潘高峰，像你们这种单位，挣钱少，出差多，也顾不上家，为啥还待在这儿？当时他也不知道怎么回答，只是觉得在这儿工作氛围舒心，干的活儿也非常感兴趣。

直到后来，他听到一个词——“情怀”。在他看来，这个词很准确地形容了他们这群人。他们身上有着深深的“科研情怀”，因此才能耐得住寂寞、坐得住板凳，能在大窝凼坚守下去。

接力

如今，大部分亲历者已经记不清FAST最初建设时有多苦，他们在记忆里拼凑出当时的画面：那时没有板房就睡帐篷，被褥里可以挤出水，有人起了一身的红疹；水质不好，没法洗澡，只能拿毛巾擦一擦，有时一待就是20多天；有了板房，雷雨天一来，一个雷电下来，好多设备就被雷击坏了。

姚蕊参加FAST项目已经将近16年了，青春的年华都奉献在了大窝凼。她说：“能参与这样科技重器的建造，不枉少年。”

在姚蕊看来，年轻时就要抛开世俗欲望，要立大志入主流，上大舞台做大事，做对个人和国家发展所需的事情。她庆幸自己能将个人爱好和国家需求结合在一起。

姚蕊期盼着自己慢慢成长为南仁东先生的样子，在这里坚守下去。

2021年3月31日起，FAST面向国际开放。

三代人倾注20多年青春的FAST开始眺望宇宙：基于FAST数据发表的高水平论文已有70余篇，所发现的脉冲星数量已超过340颗，是同一时期国际上所有其他望远镜发现数量总和的3倍以上。

12年过去，姜鹏已经成为FAST团队的“老人”。想想自己从20多岁的小伙子，成长为现在FAST项目的总工程师，他说：“如果真的有一天，我们这群人不能再为FAST作更多贡献，我们要学会放手，要扶持更多年轻人，继续接力下去。”

在4月22日举行的一场媒体沟通会上，姜鹏向记者展示了一张团队合影：100多人的团队，用了20多年的青春，铸就了中国利器。如今老一辈的人大多逝去，青年一代成为主力军。

恍惚之间，姜鹏好像又回到了多年前，听到南仁东对他说：姜鹏，你在哪儿，你给我过来。“他永远都那么不容置疑，虽然我经常反抗他……”

标签： FAST 青春 科技

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