國家九大科技基礎(chǔ)設(shè)施之一，被譽(yù)為中國“天眼”的世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡今天正式投入使用。FAST是500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡的英文簡稱。它由中國科學(xué)院國家天文臺主導(dǎo)建設(shè)，位于貴州境內(nèi)，造在一個叫大窩凼的巨大天坑里，接收面積大約相當(dāng)于30個足球場那么大。這究竟是一個什么樣的望遠(yuǎn)鏡？它的啟用有著怎樣的科學(xué)意義和應(yīng)用價值？

很多人都覺得望遠(yuǎn)鏡是用來看的，它可以看到遙遠(yuǎn)的神秘天體。但是這個FAST不是用來看的，而是用來聽的，它聽到的都是一些電磁波的信號。而這張圖片，是FAST聽到的來自宇宙的電磁波圖片。這段電磁波的聲音，我們?nèi)硕锹牪坏降?，因為它的頻率太低，已經(jīng)超出了人耳所能聽到的范圍。這張圖片證明FAST各個環(huán)節(jié)的設(shè)備已經(jīng)投入運(yùn)行，并且運(yùn)轉(zhuǎn)正常。FAST是世界上最大的望遠(yuǎn)鏡，口徑有500米，從底部到頂部的垂直距離138米，站在山上的支撐塔有173米高。

FAST工程饋源支撐子系統(tǒng)負(fù)責(zé)人姚蕊介紹：“靈敏度是射電望遠(yuǎn)鏡一個很重要的指標(biāo)，因為我們的接收面積會比較大，靈敏度會比別的望遠(yuǎn)鏡要高得多?！?/span>

《西游記》大家都知道，里面有兩個神仙，一個叫千里眼，一個叫順風(fēng)耳。在望遠(yuǎn)鏡的家族里，也有這兩種分支，一個是以美國哈勃為代表的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，它就像千里眼，可以看到距離我們幾百萬光年的天體。而另一就是以我國FAST為代表的射電望遠(yuǎn)鏡，它就像順風(fēng)耳，能夠聽到137億光年之外的電磁波。這個距離接近宇宙的邊緣。沒誰能比它聽得再遠(yuǎn)的了?？?37億光年有多遠(yuǎn)？電磁波是什么？這對于普通人來說有些難以理解。

FAST工程首席科學(xué)家南仁東說：“你把手機(jī)放到月亮上，這里照樣清清楚楚聽到?！痹铝恋降子卸噙h(yuǎn)，假如還是難以理解，再打一個比方：如果把電磁波比作聲音，有人在地球另一端的美國咳嗦了一聲，那么FAST就能在貴州的大山里聽到。而且這對它來說還是小菜一碟，它能聽到比這更遠(yuǎn)的聲音。

在《西游記》里，千里眼和順風(fēng)耳各有千秋，不分伯仲?？墒窃谕h(yuǎn)鏡的家族里，順風(fēng)耳比千里眼可厲害得多。南仁東表示：“射電天文誕生，一下子貢獻(xiàn)了（天文學(xué)）四大發(fā)現(xiàn)，類星體、脈沖星、星際分子和宇宙微波?！?/span>

而科學(xué)界的最高獎——諾貝爾獎，一共有10個頒發(fā)給與天文學(xué)有關(guān)的領(lǐng)域，其中有6個是基于天文觀測的，而這6個當(dāng)中，都是射電天文學(xué)所成就的。射電望遠(yuǎn)鏡之所以有這么多的貢獻(xiàn)，關(guān)鍵在于它獨(dú)特的技術(shù)。

FAST工程副經(jīng)理彭勃告訴記者，天體輻射覆蓋了整個電磁波譜。地球大氣層為人類探索宇宙留下了兩個觀測窗口，分別是光學(xué)天文和射電天文，它們的波長差了約100萬倍重量級。

光學(xué)望遠(yuǎn)鏡相當(dāng)于人的肉眼，電磁波相當(dāng)于調(diào)頻廣播，電磁波的波長長度要比光學(xué)波長長了幾十萬倍到幾千萬倍不等。南仁東表示：“如果你只是從光學(xué)波段去觀測、去研究宇宙，肯定是片面的。不同的波長，給我們帶來不同的天文信息?！?/span>

正因為射電望遠(yuǎn)鏡可以接收不同波長的信號，能夠獲得更多的信息，所以FAST從誕生之日起就肩負(fù)著五大科學(xué)目標(biāo)：巡視中性氫，探索暗物質(zhì)，探索暗能量，發(fā)現(xiàn)脈沖星，尋找地外文明。

FAST的這些聽起來遙遠(yuǎn)的目標(biāo)，其實有很多作用，例如，它可以推進(jìn)物理、化學(xué)、生命科學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)的進(jìn)步；為探月、發(fā)射衛(wèi)星或者現(xiàn)代通訊提供技術(shù)支持等等。FAST之所以能有這么多的作用，就是因為它能接收來自宇宙的電磁波。

下面我們就用一個裝置，來演示FAST是如何接收來自宇宙的信息的。首先我們把這個像小鍋一樣的裝置比作FAST，這些從天而降的兵乓球來比作宇宙的電磁波，當(dāng)這些兵乓球垂直落在這個小鍋的表面時，由于這個小鍋的表面是一個拋物面，所以這些兵乓球都會反射到一個點(diǎn)上，把這個焦點(diǎn)上的鈴鐺撞得叮當(dāng)亂響。但是宇宙中的電磁波并不只有FAST頭頂上的，還有來自各個方位的。如果只接收來自頭頂?shù)男畔ⅲ疵庥行┨珕我?。但是FAST這個大耳朵太大，無法像人的耳朵那樣想聽哪里，就把耳朵對準(zhǔn)哪里，怎么辦？既然耳朵動不了，那就耳膜動。我國的FAST是世界上唯一一個能夠變形的射電望遠(yuǎn)鏡，500米的反射面板中有300米的區(qū)域是可以動的，這樣就能接收來自不同方向的電磁波。而FAST能動，靠的就是2200根下拉索。FAST 4450塊反射面板就像固定在網(wǎng)兜上的鏡片，下拉索只要拉網(wǎng)兜線和線之間打結(jié)的地方，上面的鏡片就會跟著動。FAST一生至少要動幾十萬次，這對下拉索的質(zhì)量要求特別高。

南仁東介紹：“我們第一次做實驗3萬次索斷了。所以就開始投入了索工藝的優(yōu)化，結(jié)果最后我們贏了，能挺（下拉）500萬次，一種新的索材料誕生了?！?/span>

正是因為下拉索研制成功，才讓FAST能夠接受不同角度的電磁波成為可能。像這樣創(chuàng)新的例子，在FAST的建造過程中不勝枚舉。FAST一共由饋源艙支撐、主動反射面、控制與測量、接收機(jī)與終端、臺址與觀測基地等六大系統(tǒng)組成，每一個系統(tǒng)里又有很多個子系統(tǒng)，每一個子系統(tǒng)里又有很多個裝置。我國的科學(xué)工作者用了22年的時間，自主設(shè)計、自主研發(fā)、自主生產(chǎn)了FAST所用到的一切。

從1994年開始，國家天文臺的科學(xué)家們聯(lián)合了中科院遙感所、西安電子科技大學(xué)、清華大學(xué)等30所科研單位和大專院校投入到了研發(fā)FAST的工作當(dāng)中。2007年立項之后，國家天文臺的科學(xué)家又帶領(lǐng)著30多個單位開始了長達(dá)9年的設(shè)計和建造。不過，這么復(fù)雜的大望遠(yuǎn)鏡可不是說建就建，在建造FAST之前必須把所有裝置拼在一起來個實驗才行。

彭勃介紹：“（全國）只有這么一個，這是一個1比17的模型，在這里頭進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)試驗演示。這個是我們集成了大約20年的預(yù)研究成果，它是基本上功能齊全的一個FAST，它能夠觀測宇宙的信息?！?/span>

2006年9月這些裝置拼在一起之后，這臺小FAST就接收到了很多來自宇宙的信息。它的測試成功，讓FAST團(tuán)隊敢于在大洼地里建造一個真正的FAST。

今天，F(xiàn)AST正式投入運(yùn)行，它將為人來帶來很多的驚喜和奇跡。

有外國專家認(rèn)為：“我想用非常了不起來形容，這太了不起，令人吃驚，全球第一。我見過很多類似的射電望遠(yuǎn)鏡，這的確是最大的。也許在今后，在接收方面中澳雙方可以互相學(xué)習(xí)，在其他領(lǐng)域也是如此，這對我們來說很重要?！?/span>

如今，這個系統(tǒng)正式投入運(yùn)行，F(xiàn)AST最想跟大家說的一句話就是“我想靜靜”，因為FAST這個順風(fēng)耳又大又靈，在離它5公里的地方用電水壺?zé)紩绊懰?/span>

FAST工程副總工藝師孫才紅說，射電望遠(yuǎn)鏡對電子設(shè)備產(chǎn)生的輻射，包括手機(jī)、所有民用電器的輻射非常敏感，稍微有信號都會感知到。非天體目標(biāo)原信號將對觀測造成干擾，所以必須將干擾濾除掉，才能得到真正科學(xué)的信號。

修建FAST是一個國家工程。為了保護(hù)FAST，貴州省以立法的形式建立了電波寧靜保護(hù)區(qū)：FAST 5公里核心區(qū)，不得有任何電磁設(shè)備；10公里以外中間區(qū)任何可能產(chǎn)生干擾的設(shè)備和建設(shè)必須經(jīng)過電磁技術(shù)評估，100瓦的發(fā)射設(shè)備必須屏蔽。而為了讓各國專家和天文愛好者能夠近距離的接觸FAST，讓他們更好地學(xué)習(xí)和交流，當(dāng)?shù)卣苍贔AST周邊也建設(shè)了各種與天文相關(guān)的場館。如果未來的某一天，我們通過這個順風(fēng)耳能夠聽到宇宙中的另一個星球上有人對我們說“你好”，那將是多么神奇的一件事。

FAST具有中國獨(dú)立自主知識產(chǎn)權(quán)，它像一只龐大而靈敏的“耳朵”，將捕捉來自遙遠(yuǎn)星辰最細(xì)微的聲音，洞察隱藏在宇宙深處的秘密，它將在基礎(chǔ)研究的眾多領(lǐng)域，例如宇宙大尺度物理學(xué)、物質(zhì)深層次結(jié)構(gòu)和規(guī)律等方面提供發(fā)現(xiàn)和突破的機(jī)遇，也將在國防建設(shè)和國家安全等方面發(fā)揮不可替代的作用，并將推動眾多高科技領(lǐng)域的發(fā)展，提高創(chuàng)新能力。