探索宇宙之眼：中国天眼 FAST 的传奇历程

作者黄湘红段跃初黄艳红

在浩瀚无垠的宇宙深处，隐藏着无数的奥秘等待人类去揭开。而在中国贵州的崇山峻岭之间，有一只巨大的“眼睛”正凝视着苍穹，它就是被誉为“中国天眼”的 500 米口径球面射电望远镜（FAST）。这一伟大的科学工程，不仅是中国科技实力的象征，更是人类探索宇宙的重要里程碑。

图为：作者中国国家天文协会会员黄湘红与中国科学院国家天文台研究员武向平院士在天眼之父南仁东先生的故乡——吉林辽源讲课时的合影

一、梦想的起源

人类对宇宙的探索从未停止过。自古以来，人们就仰望星空，试图理解宇宙的奥秘。随着科技的不断进步，射电天文学逐渐兴起，为人类打开了一扇窥探宇宙的新窗户。

20 世纪 90 年代，中国天文学家南仁东提出了在中国建设一台 500 米口径球面射电望远镜的构想。这个大胆的想法源于他对宇宙探索的执着追求和对中国科技发展的坚定信心。南仁东深知，这样一台大型射电望远镜将为中国的天文学研究带来巨大的机遇，使中国在国际天文学领域占据重要地位。

然而，要实现这个梦想并非易事。建设一台 500 米口径的射电望远镜，面临着诸多技术难题和巨大的工程挑战。但南仁东并没有被困难吓倒，他带领着一支由天文学家、工程师和技术人员组成的团队，开始了漫长而艰苦的筹备工作。

二、艰难的筹备

在筹备阶段，团队面临的第一个挑战就是选址。射电望远镜需要一个电磁环境优良、地形适合的地方。经过多年的实地勘察和分析，最终确定在贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇大窝凼建设 FAST。这里的喀斯特地貌形成了天然的洼地，非常适合建造大型射电望远镜。同时，这里的电磁环境也非常纯净，能够有效地减少外界干扰，提高观测精度。

选址确定后，团队开始进行详细的工程设计。FAST 的设计理念独特，采用了主动反射面技术，由数千块反射面板组成，可以根据观测需要实时调整形状，以实现对不同方向的天体进行高精度观测。这一技术在当时是世界首创，没有现成的经验可以借鉴。团队成员们只能通过不断的理论研究和模拟实验，逐步攻克技术难题。

除了技术难题，资金也是一个巨大的挑战。建设 FAST 需要巨额的资金投入，而在当时，中国的经济实力还相对较弱。为了筹集资金，南仁东四处奔走，向政府部门、科研机构和企业寻求支持。他的执着和坚持感动了许多人，最终成功地筹集到了建设资金。

三、建设的征程

2011 年，FAST 工程正式开工建设。这是一场艰苦卓绝的战斗，数千名建设者们汇聚在大窝凼，开始了长达五年的建设历程。

建设过程中，团队面临着无数的困难和挑战。首先是施工难度大。大窝凼地处山区，交通不便，施工条件艰苦。建设者们需要在陡峭的山坡上修建道路、铺设电缆，还要在洼地里建造巨大的反射面和支撑结构。为了确保工程质量和进度，他们克服了重重困难，采用了先进的施工技术和设备，日夜奋战在施工现场。

其次是技术难题多。FAST 的建设涉及到多个领域的前沿技术，如天文学、力学、电子学、材料学等。团队成员们需要不断地进行技术创新和突破，才能确保望远镜的性能和质量。例如，反射面板的制造和安装就是一个巨大的挑战。每一块反射面板都需要经过严格的质量检测和精确的安装调试，才能保证整个反射面的精度和稳定性。

在建设过程中，南仁东始终坚守在施工现场，亲自指导工程建设。他对每一个细节都严格要求，不放过任何一个质量问题。他的敬业精神和严谨态度深深地感染了每一个建设者，大家齐心协力，共同为建设 FAST 而努力奋斗。

四、成功的喜悦

经过五年的艰苦建设，2016 年 9 月 25 日，FAST 正式落成启用。这是一个令人激动的时刻，无数人为之欢呼雀跃。FAST 的落成，标志着中国在射电天文学领域取得了重大突破，成为了世界上拥有最先进射电望远镜的国家之一。

FAST 的性能非常卓越。它的口径达到了 500 米，是世界上最大的单口径球面射电望远镜。它的灵敏度极高，可以探测到极其微弱的射电信号，比德国波恩 100 米望远镜灵敏度高 10 倍，比美国阿雷西博 350 米望远镜综合性能高 10 倍。它的观测范围也非常广泛，可以观测到 137 亿光年以外的宇宙空间，为人类探索宇宙的起源和演化提供了有力的工具。

FAST 的落成启用，吸引了全世界的目光。许多国际天文学家纷纷来到中国，希望能够利用 FAST 进行科学研究。FAST 也成为了中国科技创新的一张亮丽名片，展示了中国在科技领域的强大实力和卓越成就。

五、科学的探索

FAST 落成后，立即投入到了紧张的科学观测中。科研团队利用 FAST 开展了一系列重要的科学研究项目，取得了丰硕的成果。

在脉冲星研究方面，FAST 发挥了巨大的作用。脉冲星是一种高速旋转的中子星，具有极其稳定的脉冲信号。通过观测脉冲星，可以研究宇宙的引力场、磁场和时空结构等重要问题。FAST 已经发现了数百颗新的脉冲星，为脉冲星研究提供了丰富的观测数据。

在快速射电暴研究方面，FAST 也取得了重要进展。快速射电暴是一种神秘的宇宙现象，其起源和机制至今仍然是一个未解之谜。FAST 对快速射电暴的观测，为解开这个谜团提供了新的线索。

此外，FAST 还在纳赫兹引力波、星系演化、星际介质等领域开展了深入的研究。这些研究成果不仅为人类认识宇宙提供了新的视角和方法，也为中国在国际天文学领域赢得了声誉。

六、未来的展望

FAST 的成功建设和运行，只是中国天文学发展的一个新起点。未来，FAST 将继续发挥其巨大的优势，为人类探索宇宙的奥秘做出更大的贡献。

一方面，科研团队将不断优化 FAST 的性能和观测方法，提高观测精度和效率。他们将开展更多的科学研究项目，深入探索宇宙的奥秘。同时，他们也将加强与国际天文学家的合作，共同推动天文学的发展。

另一方面，FAST 将带动相关产业的发展。例如，在天文学教育、科普旅游、高科技产业等方面，FAST 都将发挥重要的作用。它将吸引更多的人关注天文学，激发人们对科学的兴趣和热爱。

总之，中国天眼 FAST 是人类探索宇宙的伟大工程，它的发展历程充满了艰辛与挑战，也充满了成就与荣耀。在未来的日子里，它将继续引领中国天文学走向世界前沿，为人类揭开宇宙的神秘面纱。我们相信，在 FAST 的帮助下，人类对宇宙的认识将不断深化，我们的未来也将更加美好。