天目新闻 记者 曾杨希

如果把人类看做一个整体，茫茫宇宙中，谁能与之对话，谁能了解人类的孤独、热闹、悲欢和爱？

如今，承载了几代中国天文人梦想的“中国天眼”FAST正在寻找答案。

“中国天眼”如何看见宇宙？它能找到答案吗？近日，在西湖大学湖心讲堂公开课，“中国天眼”FAST首席科学家李菂以“望镜中星河”为题，讲述了FAST背后的故事。

公开课现场 西湖大学 供图

为何要建FAST?

在城市中修一公里地铁，大约需要10亿元人民币左右。在贵州平塘县的大山里，中国科学家们花了20多年，用差不多的价格，建了一个能“望见”百亿光年之外的望远镜——500米口径球面望远镜FAST。

说是望远镜，FAST的外形更像一口“大锅”。它的直径是500米，面积足有30个足球场那么大。如果把它装上米饭，那么全世界每个人大概可以分两碗。

FAST不但身形魁梧，而且相当复杂。

作为球面射电望远镜，它并不能直接看见遥远的宇宙，而是通过接收来自宇宙的无线电波信号来感知宇宙。

FAST的球面，是6000多根钢索编织成的“网兜”，索网上安置有反射面单元，每个节点都有钢索牵拉，球面局部能变成抛物面，从而可接收到更多信号。

FAST馈源系统　图片来自中科院国家天文台

FAST接收的电波信号经过反射，会汇聚到“视网膜”般的馈源舱。馈源舱由借助轻型索和并联机器人拖动，能随着天体的移动调整位置，最佳定位精度可小于10毫米。

如此巨大而复杂的装置，为何要建它？

这要从现代天文学的进展说起。第二次世界大战结束后，射电天文学脱颖而出。

上世纪六十年代，天文学的四大发现，类星体，脉冲星，星际分子和宇宙微波背景辐射，都是用射电望远镜观测得到的。射电望远镜捕捉到它们的无线电波后，可据此研究恒星演化或者发现遥远星系。

其中，美国在波多黎各阿雷西博镇建造的抛物面射电望远镜，直径长达305米。它顺着山坡固定在地表面上的，不能转动，是当时世界上最大的单孔径射电望远镜。

90年代中期，中国天文学老一辈科学家去美国阿雷西博射电望远镜参观，受到启发，提出建设下一代射电望远镜的构想，FAST由此款款而来。

公开课现场 西湖大学 供图

苦乐兼备的建设过程

湖心讲堂公开课现场，李菂分享了一张老一辈科学家在阿雷西博射电望远镜参观时的照片。那时的他们风华正茂，并肩而立，已故天文学家南仁东就在其中。

南仁东是李菂的师长。这位师长曾经放弃了海外300倍薪资回国，把生命中近三分之一的时光都奉献给了“中国天眼”，获誉“天眼之父”。

为了给FAST找个家，南仁东曾带着300多幅地图，跋涉在中国西南的大山里，用了12年时间，先后对比了1000多个洼地。10多年的立项准备，5年半的艰苦建设，2年的繁杂调试，最终让FAST攻克了望远镜超大尺度、超高精度的技术难题，屹立在了世人面前。

2012年，李菂从海外回国，全职加入中国科学院国家天文台，投入FAST筹备与建设中。他说，这是一项充满苦乐兼备的工作。

苦在于，他们一头扎进大山里，搬砖、种树、拉光纤，样样都要自己来。无论专家还是工人，都住在铁皮板房，室内连厕所都没有，更别说热水了。到了冬天，他们就在洗澡间里安装一个浴霸，“每次洗完澡回房间，从屋外到屋里，脑袋都冻僵了。”

乐在于，每个人心中都有一团火。他们知道这是项大国工程，一旦建成，将为人类探索宇宙做出巨大贡献。为此，每个人都全情投入，全力以赴。

2016年9月25日，20多年的光阴结出了第一颗果实，FAST落成启用。就在此前数天的9月19号，FAST的“初光”刚刚首次测到高信噪比脉冲星信号。

“虽然早在半个世纪前，人类就发现了这颗脉冲星，但对于我们而言，就像看见自己的孩子出生一样，仍然激动人心。” 李菂说。

2017年，FAST成为国际天文学界的“新秀”，探测到数十个优质脉冲星候选体。9月11日，第一颗脉冲星经观测获得国际认证。

那时，FAST发起者及奠基人南仁东已因病住院。9月13日，李菂给南仁东发一封邮件，告知此事。然而，其时南仁东已进入IUC，两天之后，不幸因病情恶化逝世。

“至今我都不知道他是否看到了我的邮件。但我相信，不管他看没看到FAST的新进展，都会为此感到自豪。”李菂说。

公开课现场 西湖大学 供图

“中国天眼”走向世界

2020年对FAST而言，尤为值得纪念。1月1日，FAST通过国家验收，以更加昂扬的姿态，开始进行全天候观测。

除了设备维护，FAST一天可观测22至23小时，产出了很多观测数据。截至目前，仅基于FAST发现的脉冲星，数量就超过了300颗，并在快速射电暴等研究领域取得重大突破。

李菂说：“我们已经慢慢在催生有特殊科学意义的发现。未来十年，FAST将成为发现脉冲星的主要设备。”

脉冲星又称中子星，是中质量恒星衰老至死亡后的产物。当它们自转时，会规律地闪烁，就像宇宙中的一座灯塔。对脉冲星的观测，有利于研究恒星演变，了解宇宙演化。

2020年底，《自然》（Nature）通过官网公布了当年十大科学发现，FAST凭在快速射电暴方面的研究成果入选。

与此同时，因年久失修，又遭遇两次意外事故，阿雷西博望远镜坍塌报废，国际天文学界，许多专家为之震惊与惋惜。

作为全世界唯一“天眼”，今年4月1日，FAST抛出橄榄枝，正式面向全球开放，各国的科学家都可以在FAST官网上申请观测时间。

“国际天文学界有一个传统，所有的设备和研究成果基本上都是共享的。我们开放的原因，是希望全球的科学家都来用中国的设备，给全人类做更好的研究。” 李菂说。

李菂回忆，老师南仁东在世时，经常对团队成员们说一句话，“中国天眼是中国天文从追赶到超越的一次尝试”。他认为，这个尝试现在刚刚开始。

如今，南老师在天上看着这一切，想必应是欣慰。