清晨，貴州平塘大窩凼。望遠(yuǎn)鏡偌大的反射面從茫茫宇宙中抓取的射電信號(hào)數(shù)據(jù)，正源源不斷傳輸?shù)揭话俣喙�里之外的貴陽天文大數(shù)據(jù)基地。

　　2019 年 8 月 27 日拍攝的 " 中國(guó)天眼 "（檢修期間拍攝）。新華社記者 歐東衢 攝

　　被譽(yù)為 " 中國(guó)天眼 " 的 500 米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡，自 2016 年 9 月 25 日落成啟用以來，已發(fā)現(xiàn) 279 顆脈沖星，是同期國(guó)際上其他望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星總數(shù)的 2 倍多；多次捕捉到極罕見的快速射電暴爆發(fā)；參與揭示的一種快速射電暴起源機(jī)制入選《自然》十大科學(xué)發(fā)現(xiàn) ……

　　" 中國(guó)創(chuàng)造 " 擦亮深邃 " 天眼 "，探求著宇宙奧秘。

　　以創(chuàng)新思維開拓科研之基工欲善其事，必先利其器。" 中國(guó)天眼 " 的建造，是飽含戰(zhàn)略眼光的超前部署。

　　20 世紀(jì) 90 年代，當(dāng)國(guó)際上還在為新一代大射電望遠(yuǎn)鏡怎么建、在哪建爭(zhēng)論不休時(shí)，以南仁東為首的中國(guó)科技工作者提出一個(gè)極富挑戰(zhàn)、近乎天馬行空的設(shè)想，得到了國(guó)家支持。

　　" 獨(dú)立自主建 "" 利用喀斯特地貌建 "" 技術(shù)不成熟就一邊研究一邊建 "。南仁東等人明確了這三條后，連望遠(yuǎn)鏡要落戶的喀斯特洼坑在哪都不知道，就開始干了。

　　圖為拍攝于 2009 年 5 月的大窩凼原址。（中科院國(guó)家天文臺(tái)供圖）

　　帶著幾百幅衛(wèi)星遙感圖，幾個(gè)人踏上漫漫十年尋址路。要給望遠(yuǎn)鏡找個(gè)最合適、節(jié)約成本的 " 家 "，光看遙感圖不行，只能用雙腳 " 丈量 "。經(jīng)過反復(fù)篩選，最終在貴州省平塘縣找到了大窩凼——最適合 " 天眼 " 的深深 " 眼窩 "。

　　過去同類射電望遠(yuǎn)鏡的反射面是固定的，只能通過改變接收機(jī)的位置掃描天空中約 20 度的帶狀區(qū)域。為了在同等工程體量下獲取更大觀測(cè)范圍，南仁東想出主動(dòng)反射面的構(gòu)想，并連夜畫在草稿本上。

　　當(dāng)時(shí)，在一些人看來，那是一張工程科技很難支撐的 " 草圖 "。南仁東一邊帶著團(tuán)隊(duì)做實(shí)驗(yàn)，一邊到各大院所、高校 " 招兵買馬 "。

　　2010 年 8 月，工程開工前夕。" 國(guó)內(nèi)頂級(jí)的應(yīng)用于斜拉橋上的鋼索，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度是 200 兆帕、抗 200 萬次彎曲，用在‘天眼’實(shí)驗(yàn)上都斷了。" 時(shí)任饋源支撐系統(tǒng)總工程師的孫才紅說。

　　當(dāng)時(shí)負(fù)責(zé)索疲勞問題的是剛到國(guó)家天文臺(tái)工作的力學(xué)博士姜鵬。他立下 " 軍令狀 "，與一家企業(yè)合作，進(jìn)行了有史以來最系統(tǒng)、最大規(guī)模的索疲勞試驗(yàn)，經(jīng)歷近百次失敗，用了一年半時(shí)間終于找到突破口，研制出滿足要求的鋼索。

　　" 天眼 " 團(tuán)隊(duì)一天天壯大。光是為主動(dòng)反射面這個(gè)創(chuàng)新思維，便有幾十個(gè)人貢獻(xiàn)自己所學(xué)，聯(lián)合院所、高校、企業(yè)等各方力量，完成了一連串創(chuàng)新。

　　2016 年 9 月 24 日，從側(cè)面看群山之中的 " 中國(guó)天眼 "。新華社記者 歐東衢 攝

　　以不懈努力保障科研環(huán)境

　　" 天眼 " 落成啟用時(shí)，姜鵬已接過總工程師的擔(dān)子。調(diào)試和運(yùn)維一點(diǎn)也不輕松，控制反射面索網(wǎng)的液壓促動(dòng)器工作強(qiáng)度非常高，工程師每天都要巡檢，誰也不知道壞了幾個(gè)促動(dòng)器會(huì)不會(huì)影響觀測(cè)效果，陷入疲于檢修的重復(fù)勞動(dòng)中。

　　" 姜鵬提出必須建一個(gè)反射面安全評(píng)估系統(tǒng)。" 在望遠(yuǎn)鏡調(diào)試中負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)的工程師李輝說，按照這個(gè)思路，團(tuán)隊(duì)利用全過程仿真技術(shù)，把整個(gè)反射面用力學(xué)模型完全數(shù)字化，" 哪個(gè)促動(dòng)器壞了，哪個(gè)節(jié)點(diǎn)工作不正常，都能在總控室的安全評(píng)估系統(tǒng)中顯示 "，并模擬出對(duì)觀測(cè)的影響，一旦超出安全范圍會(huì)自動(dòng)報(bào)警。

　　2200 多個(gè)促動(dòng)器中，誤差或斷通訊數(shù)量超過 40 個(gè)，" 天眼 " 就必須暫停觀測(cè)。有反射面安全評(píng)估系統(tǒng)作保障，這種情況從未發(fā)生過。

　　如果反射面板出問題怎么辦呢？厚度僅 1 毫米的面板，弧度大到 50 多度，直接站上去肯定不行。工程師想到了模仿 " 太空行走 "。

　　2019 年 8 月 28 日拍攝的不同光線環(huán)境下的 " 中國(guó)天眼 "（拼版照片，檢修期間拍攝）。新華社記者 歐東衢 攝

　　這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)叫 " 微重力蜘蛛人 "，使用一個(gè)直徑 7.6 米的氦氣球?qū)⑦\(yùn)維人員的體重減少到反射面板能承受的重量，使得人員能夠到達(dá)反射面任意地方執(zhí)行巡檢和維護(hù)作業(yè)。

　　科學(xué)家也沒有停止對(duì) " 天眼 " 的技術(shù)更新。北京大學(xué)教授、中科院國(guó)家天文臺(tái)研究員李柯伽說，除了聚焦科學(xué)本身，跟 " 天眼 " 相關(guān)的天文儀器設(shè)備研制正在有序推進(jìn)。

　　" 天眼 " 觀測(cè)的是來自遙遠(yuǎn)天體的微弱電磁信號(hào)，要求臺(tái)址電磁干擾水平極低，必須減少常規(guī)強(qiáng)干擾源，控制小功率干擾源，防止噪聲背景惡化，預(yù)防偶發(fā)干擾。

　　為了讓望遠(yuǎn)鏡能 " 安靜 " 地仰望星空，方圓 5 公里核心區(qū)里數(shù)千名群眾搬離故土開啟新生活；平塘縣關(guān)閉了核心區(qū)內(nèi)及其附近的所有通信基站；羅甸縣擱置了機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目；黔南布依族苗族自治州境內(nèi)劃出了方圓近 30 公里的電磁波寧靜區(qū) …… 系列舉措為 " 天眼 " 筑起一道道安全運(yùn)行防護(hù)網(wǎng)。

　　以開放心態(tài)推動(dòng)科學(xué)合作

　　天文學(xué)的每一項(xiàng)重大成就，都豐富了人類知識(shí)寶庫；天文學(xué)與其他學(xué)科交叉融合實(shí)現(xiàn)的每一次重大突破，都對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)乃至人類文明進(jìn)步帶來深刻影響。

　　自 2020 年初正式開放運(yùn)行以來，中科院國(guó)家天文臺(tái)實(shí)現(xiàn)了 " 天眼 " 這座天文學(xué)利器的高水平管理和運(yùn)行，但作為大科學(xué)計(jì)劃、大科學(xué)工程、大科學(xué)中心中的一員，它的科學(xué)征途才剛剛起航。在科學(xué)家眼中，它能刺穿 " 光年之外 "，能洞悉宇宙 " 前世 "，是個(gè)身在洼地、心系深空的 " 天空實(shí)驗(yàn)室 "。

　　" 在某些觀測(cè)能力上有飛躍的設(shè)備，總會(huì)有意想不到的發(fā)現(xiàn)。" 中科院國(guó)家天文臺(tái)研究員、" 中國(guó)天眼 " 首席科學(xué)家李菂說，" 中國(guó)天眼 " 的靈敏度超群，使它在很多領(lǐng)域具備超強(qiáng) " 發(fā)現(xiàn)力 "，以及突破的潛力。它可以驗(yàn)證和探索很多宇宙奧秘，比如引力理論驗(yàn)證、星系演化、恒星和行星起源，乃至物質(zhì)和生命的起源等。

　　圖為 " 中國(guó)天眼 " 饋源艙。2020 年 1 月 11 日，專家學(xué)者對(duì) " 中國(guó)天眼 " 進(jìn)行考察（檢修期間拍攝）。新華社記者 劉續(xù) 攝

　　李菂說，天文學(xué)是個(gè)開放的學(xué)科，大部分 " 天眼 " 早期科學(xué)成果都有國(guó)際專家參與。2021 年 4 月面向全球科學(xué)界開放后，交流合作會(huì)更多。" 中國(guó)天眼 " 科學(xué)委員會(huì)和時(shí)間分配委員會(huì)的成員是中國(guó)人，但相關(guān)評(píng)審是按照提交申請(qǐng)所屬的專業(yè)領(lǐng)域，交由國(guó)際頂尖專家評(píng)審，完全與研究前沿接軌。

　　由于 " 天眼 " 是中國(guó)獨(dú)資的大科學(xué)工程，有既定的科學(xué)任務(wù)和規(guī)劃，包括多科學(xué)目標(biāo)漂移掃描巡天、中性氫星系巡天、銀河系偏振巡天、脈沖星測(cè)時(shí)、快速射電暴觀測(cè)等在內(nèi)的先導(dǎo)項(xiàng)目，大多已由中國(guó)科學(xué)家領(lǐng)銜。

　　據(jù)李菂介紹，在時(shí)間分配上，外國(guó)科學(xué)家總計(jì)可以分享 10% 的望遠(yuǎn)鏡時(shí)間，按照項(xiàng)目評(píng)審的打分情況，在這 10% 的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行分配，預(yù)計(jì)競(jìng)爭(zhēng)會(huì)比較激烈。

　　" 不管項(xiàng)目是誰在牽頭，大家都是朝著同樣一個(gè)科學(xué)目標(biāo)邁進(jìn)。" 李柯伽說，自己除了繼續(xù)關(guān)注快速射電暴觀測(cè)，還在利用 " 天眼 " 進(jìn)行納赫茲引力波探測(cè)。相信 " 天眼 " 在超大質(zhì)量或者極低質(zhì)量脈沖星、黑洞脈沖星雙星等領(lǐng)域也有取得舉世矚目成就的機(jī)會(huì)。

　　人類只有一個(gè)天空，一個(gè)宇宙。回溯原初宇宙，揭示更多宇宙奧秘，這是建造 " 天眼 " 的原動(dòng)力，也是終極目標(biāo)。因此，" 天眼 " 需要聯(lián)合各國(guó)科學(xué)家，以開放的態(tài)度對(duì)全球開放。外國(guó)科學(xué)家可以獨(dú)立或者作為首席專家主導(dǎo)一些研究項(xiàng)目，有潛力的探索性項(xiàng)目也會(huì)得到支持。

　　南仁東生前有兩個(gè)希望：一是后來者盡快完成望遠(yuǎn)鏡的調(diào)整及試運(yùn)行試觀測(cè)，這一點(diǎn)已經(jīng)順利完成；二是希望他們有運(yùn)氣，能夠做出巨大的天文成就，這一點(diǎn)值得全人類期待。