500米口徑望天之眼，創造史上新紀錄

　　2021年初，中國宣布，全球最大的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）于2021年4月1日起正式對全球科學界開放，中國“天眼”成為世界“巨眼”，令全世界科學家振奮。2016年9月25日，FAST在中國貴州一處偏遠的大山深壑竣工，成為我國重大科學基礎設施工程建設史上的一座里程碑，在全球大型射電望遠鏡的建造史上創造了新紀錄。

“天眼”全景

　　近日由上海科技教育出版社出版的《天眼工程——大射電望遠鏡FAST追夢實錄》一書中，FAST工程項目核心成員、中國科學院FAST重點實驗室主任彭勃以全程親歷者的視角，通過300張珍貴圖片和大量一手資料，還原了“中國天眼”的誕生歷程。

　　為什么要建？

　　1993年在日本京都召開的國際無線電科學聯合會（URSI）大會期間，來自10個國家的天文學家經過研討，形成一個共識，即建造接收面積達一平方公里的大射電望遠鏡陣，深入研究宇宙起源、微波背景輻射、紅移等問題。這個計劃體現了科學家的想象力，同時具有很大風險，是個投資巨大、技術復雜、沒有廣泛國際合作就難以實現的大科學工程。

　　當時，中國天文學家吳盛殷參加了此次會議，回國后便與南仁東等科學家商議，在中國建造世界第一面500米口徑大射電望遠鏡。

　　當時，國內射電望遠鏡的最大口徑僅為25米。建造FAST的大膽設想提出后，得到國家有關部門的積極響應。1995年底，射電“大望遠鏡”中國推進委員會成立。以王綬琯、南仁東、彭勃等為代表的老中青科學家，憑著強烈的科學家良知與責任感投入艱苦工作。

　　FAST英文全稱為“Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope”，漢語即“500米口徑球面射電望遠鏡”。為什么是500米？

　　1997年初，課題組逐步細化“天眼”主要性能指標，包括觀測頻段和口徑。

　　當時，世界最大射電望遠鏡單口徑是美國阿雷西博望遠鏡，口徑大約305米，照明口徑約200米，最大天頂角約20°。“天眼”應與其整體性能相當甚至更高，才具有吸引力。

　　經過精密計算，“天眼”有效口徑如果要達到300米，整體口徑就要達到519米，才能有30°天頂角。如果繼續擴大到40°天頂角，先導望遠鏡口徑就要560米。考慮造價等種種因素，最終立項建議書明確：FAST口徑500米。

　　為什么選址貴州平塘？

　　經常會有人問，大射電望遠鏡臺址為什么會選在貴州？為什么會選中平塘縣的洼地？

　　實際情況是，經過無數研究和調查，無數次跋涉在荒無人煙的崇山峻嶺，才確定了這一選址。

　　為什么會選擇喀斯特地貌？因為喀斯特是地質發育巖性“丘陵”狀地貌，因水而成，但不積存水，是自然界的“抽水馬桶”。為降低大型球反射面望遠鏡的建造成本，需要利用天然喀斯特洼地群作為臺址。

　　1994年起，中科院遙感所的地學專家們在貴州進行了長期、艱苦的喀斯特洼地臺址踏勘和地質地理學綜合調查，以航空照片和地形圖為基礎，找到多個適合建造直徑300米至500米大射電望遠鏡的候選洼地。

　　1995年底，近400個候選洼地的地形地貌形態基本數據庫形成，每個洼地的長軸方位、長短軸比、洼地深度、環繞峰數、直徑、地理坐標、峰頂海拔等數據都被記錄在案。十多年來，選址工作人員跋涉在貴州的綠水青山之間，考察最近居民點規模、周圍植被狀況、洼地耕地等，還向候選洼地附近村寨的農民打聽雨雪、冰雹、雷電、洪澇等氣候情況。最終，臺址的選擇是在考慮自然地理、地貌發育控制因素、洼地形態特征、選區水文地質、工程地質、資源環境及電磁寧靜情況等諸多方面后，進行多學科綜合評價后決定的。

　　FAST是貴州的、中國的，最終是人類的。貴州省人民政府原副秘書長何崇遠說：“花點時間讀《天眼工程》，相信讀者會被FAST人彰顯的精神風貌所觸動而引發思考，不斷在科學及社會經濟發展的崎嶇山路上，不畏艱險地攀登。”