蔡如鹏

2008年12月26日，中国天文学家在贵州省平塘县正式启动了全球最大射电望远镜“FAST”（500米口径球面射电望远镜）工程的建设。在世界上正在建造及计划建造的单口径射电望远镜中，“FAST”的口径最大（500米）、探测能力最强。

“70年翻不动一页书”

与人们熟悉的望远镜不同，射电望远镜既没有高高竖起的望远镜镜筒，也没有物镜、目镜，看上去更像是一口大锅。这是因为它接受的不是可见光，而是天体射出的无线电波。千百年来，人类大多是通过可见光波段观测宇宙。事实上，天体的辐射覆盖整个电磁波段，而可见光只是其中人类眼睛可以感知的一部分。

射电望远镜正是将那些看不见的电磁波，通过天线收集起来，然后传送给接收系统放大并转变成仪器能够记录的信号，供天文学家分析。自美国贝尔实验室的卡尔·央斯基1933年接收到来自银河系的射电信号以来，近代天文学许多重大发现都基于射电望远镜的发展。

巨大的天线是射电望远镜最显著的标志，它的种类很多，有抛物面天线、球面天线、螺旋天线等。最常用的是抛物面天线，也就是我们看见的“大锅”。天线对射电望远镜来说，就好比眼睛，作用相当于光学望远镜中的物镜，负责收集微弱的宇宙无线电信号。

但来自太空的无线电信号极其微弱，70多年来所有射电望远镜收集的能量加在一起还翻不动一页书。因此，天文学家一直试图建造巨型射电望远镜。但由于自重和风载引起的形变，传统的可转动射电望远镜的天线最大口径不能超过100米，否则收集到的信号就无法准确地聚焦到接受系统上。

30个足球场大的天然锅架

于是，天文学家们把目光转向了地球上固有的地形地貌——利用天然的洼地作为支架，建造巨型射电望远镜。这就有了既不架在山顶，也不像“哈勃”那样遨游太空，而是架在洼地中的“FAST”。

从1994年起，天文学家们就开始寻找适合建造“FAST”的台址，最终在黔南平塘县选中了大窝凼。

大窝凼距平塘县城约85公里，是喀斯特地貌所特有的一大片漏斗天坑群。周围3座山峰呈三足鼎立之势，每座距离都在500米左右，中间的洼地正好形成一个天然的锅架，又大又圆，刚好可以稳稳当当地盛下“FAST”这口“大锅”。

工程人员在洼坑内先用约10000根钢索连成一张大网，然后在上面铺设4600多块三角形的反射板，最终形成一个巨型反射面，即“FAST”的天线。天线的接收面积达到20万平方米，相当于30个足球场，犹如一只镶嵌在地面的巨大“天眼”，性能将大大超过传统的射电望远镜。

反射板由促动器控制，可以进行整个反射面的主动变形。此外，采用轻型索拖动机构和并联机器人，实现望远镜接收机的高精度定位。也就是说，这个巨大的“天眼”还可以根据需要在洼地上转动。

这项重大科学工程的投资为6.67亿元人民币，预计2014年建成。与号称“地面最大机器”的德国波恩100米口径射电望远镜相比，“FAST”的灵敏度提高了约10倍（注：灵敏度是衡量射电望远镜性能的重要指标之一，它是指射电望远镜“最低可测”的能量值）。

寻找地外文明

“FAST”建成后，天文学家能够利用它具体做些什么呢？

作为一个多学科基础研究平台，它将在宇宙大尺度物理学、物质深层次结构和规律等众多基础研究领域提供发展和突破的机遇，也将推动中国高科技领域的发展。

“FAST”可以将视界延伸至宇宙边缘，观测暗物质和暗能量，寻找第一代天体；还可以用一年时间巡视约7000颗脉冲星，并有望发现奇异星和黑洞双星等。

此外，对于长久以来困扰人类的地外文明疑问，“FAST”将搜寻识别可能的星际通讯信号，或许能帮助科学家揭开地外文明的“冰山一角”。天文学家认为，与地外文明通讯的唯一可行的方法，就是寻找来自地外文明的信号，它比发射探测器去登门拜访外星人要可行得多。

在这类观测项目中，“凤凰计划”最为著名。它始于1994年，正使用射电望远镜对来自邻近的大约1000颗类太阳星周围的无线电信号进行系统的搜索和辨认。

“FAST”也许会给我们带来巨大的机遇。即使没有那份运气，也可以像美国宇航局微波巡视计划那样，同时扫描上亿个频率，诊断微弱的空间窄带讯号，其国家安全方面的价值不言自明。

（摘自《中国新闻周刊》2009年第2期原标题为《世界第一“天眼”落户贵州》本刊有删节）