全球最大口径射电望远镜贵州竣工　中国开“天眼”探索宇宙演化史

浩瀚宇宙造化无穷，吸引人们探索。为解开宇宙奥秘，多国竞相兴建天体望远镜，在波多黎各的死火山、智利北部的干燥高原及德国西部丛林山谷，均有庞大的碟形天线搜集来自星海的信息，不断重绘改良已知星图。俗称“天眼”的中国500米口径球面射电望远镜（Five hundred meter Aperture Spherical Telescope，简称FAST）本月初竣工，刷新全球最大射电望远镜纪录，标志中国科学发展的跃进，可望于未来带来前所未有的新发现。

“天眼”由4,000多块反射面板砌合，组成半径达500米球状反射面，以其相当于30个足球场大小（约25万平方米）面积，于无边无际的星海实验场接收电磁波，足以搜索137亿光年以外的已知宇宙边缘。

“天眼”竣工以前，美国阿雷西博望远镜为世界之最，半径有300米，而“天眼”不只以面积大小取胜，据其工程常务副经理郑晓年称，相比美国竞争者，“天眼”综合指标要提高2.5倍以上，灵敏度亦提升10倍以上，领先业界水准达20至30年。

中国为何要投入这场无休止的技术竞逐呢？据“天眼”副总工艺师孙才红解说，期望“天眼”可在射电天文学领域大放异彩，应用于宇宙演化、脉冲星探测及星际分子三大领域。

探索宇宙演变起始终点

科学家认为，宇宙于大爆炸中诞生，迄今我们仍能找到其远古痕迹，例如当时形成的中性氢，今日仍发放背景电磁辐射，“天眼”即能够捕捉这些“最古老”的宇宙信号，从而印证宇宙起源理论。万物有生亦有死，宇宙中亿万个太阳也不例外，衰亡恒星质量塌陷，其间各有不同阶段和形态，“天眼”可透过探测星海间的电子脉冲，锁定中子星和黑洞，并为其测定质量，以助研究宇宙终章的物质结构和物理规律。

“天眼”能追踪宇宙终始迹象也许仍属一般人意料之中，但科学家还根据理论假想，推导出各种可能存在的事物，“天眼”的强大功能正可用来验证这些天马行空的想法。一般人或多或少听过暗物质与暗能量之类概念，“天眼”也许会带人们认识“奇异星”、“夸克星物质”、“甲醇超脉泽”等超越常人认知范围的宇宙现象。假如“天眼”有朝一日识别到星际通讯信号，也许还将引领我们接触星际彼岸文明，我们的世界观将不再困于地球一隅。

国家荣耀成果难掩代价

时光回溯至1993年，北京天文台（现中科院国家天文台）因应中外科学家诉求，与海内外大学及研究机构联手合作，设立委员会，直到2007年才正式成立“天眼”专项。在这10多年时间，科学家遍寻神州大小乡村地区，终于在贵州省平塘县一条小村，找到天然巨型深坑，土质便于排水，大大减少施工难度；与此同时，中国国力日盛，已累积足够人力物力以实现“天眼”计划。

据新华社报道，“天眼”工程耗资超过7亿元人民币，其钢结构长达1,600米，消耗钢材达5,600吨，其中包括9,000根高强度钢索，支撑重达1,300吨钢质索网，以盛载逾4,000块反射面板。钱财物力只是先决条件，“天眼”还要技术准确才能有效运作，一为建造准确，如每根钢索的制作误差必须于1毫米之内，二为操作准确，如球状反射面的操作误差须小于或等于10毫米。

令人眼花缭乱的数字背后虽反映着国家光荣，但也有庞大代价。据英国BBC报道，“天眼”所在地周边5公里都划为“无线电静默区”，禁止使用手提电话和无线网络，以防干扰百亿光年外的电磁信号。数千村民生活不便不在话下，当中更有人因住在施工地段，被迫搬离家园，政府的补偿金额却不如预期。对于种种牺牲，“天眼”总工程师南仁东表示同情，但认为该计划可为当地带来大批科学家和游客，对村民生计应该是好事。
 

中国是否具良好科研土壤？

官方谈论“天眼”时，一直强调整个工程由中国一力完成，本国人员开发超过10项创新技术成果，中国科学家再不用捡拾外国“二手素材”，可于中国土地亲身观测宇宙边陲的变化。从中除了能满足理解未知世界的好奇心，还倍增国家自豪感。“天眼”当然不会是天文科研旅途终点，单是中科院国家天文台，过去10年间就另外建成兴隆光谱天文望远镜及明安图射电日像仪，未来还会继续参与“嫦娥”探月工程，为地面提供应用系统。

西方科学家曾利用阿雷西博望远镜发现双脉冲星，为探索重力波取得重要进展，于1993年获得诺贝尔奖，中国科学家又能否受益于“天眼”之助，得以获此殊荣呢？“工欲善其事，必先利其器”，不论过去还是未来，中国科学发展总能见到政府身影，供应资金和仪器，但钱财工具要用得其所，关键仍在使用者能力高低，也取决于他们是否有机会发挥所长。

官方《人民日报》今年初曾发表报道，认为中国科研发展节节上升，屡有成果，但也经常爆出丑闻，如滥用科研经费，又如上百篇科研论文卷入造假风波，反映资源未能用得其所；另一方面，科学家亦不时要抗衡“部颁标准”（政府部门颁发的标准），例如最近中宣部印发《中国公民科学素质基准》，列举“阴阳五行、天人合一、格物致知”等哲学概念为科普内容，就惹来8名科学家联名反驳。

或许，“天眼”竣工落成正好是一个契机，在追寻宇宙真相与“享受国家光荣”以外，细思中国是否具备良好的科研土壤。
 

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