2016年9月25日，媒體釋出了一條轟動世界的新聞——全球最大的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）在中國貴州一處偏遠的大山深壑竣工，标志着中國正成為射電科學強國。“中國天眼” FAST（500米口徑球面射電望遠鏡）的建成，是國家重大科學基礎設施工程建設史上的一座裡程碑，它标志着中國創新設計能力、自主制造能力、綜合經濟實力的顯著提升，在全球大型射電望遠鏡的建造史上創造了新的紀錄！
“中國天眼” FAST 新華社記者 歐東衢 攝 TAKEFOTO 供圖
近日，于“中國天眼”落成5周年之際，上海科技教育出版社出版了《天眼工程——大射電望遠鏡FAST追夢實錄》一書，FAST工程項目核心成員、中國科學院FAST重點實驗室主任彭勃研究員，以全程親曆者的視角，用通俗的語言、300張珍貴圖檔和大量一手資料，真實記錄了“中國天眼”的誕生曆程。
《天眼工程：大射電望遠鏡FAST追夢實錄》 彭勃著 上海科技教育出版社
為什麼要建設“天眼工程”
FAST的建造，始于20世紀90年代一個神奇而大膽的夢想。1993年于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讨，形成了一個共識，即建造接收面積達一平方公裡的大射電望遠鏡陣，以深入研究宇宙起源、微波背景輻射、紅移等問題，使人類對浩瀚宇宙及其奧秘有更多了解。這個計劃展現了科學家的想象力，同時具有很大的風險，是個投資巨大、技術複雜、沒有廣泛國際合作難以實作的大科學工程。
當時，中國天文學家吳盛殷參加了此次會議，回國後便與南仁東等動議在中國建造世界第一面500米口徑大射電望遠鏡。20世紀八九十年代，我國社會經濟發展水準還很落後，進行高科技研發的條件十分有限。那時，國内射電望遠鏡的最大口徑僅為25米，這一動議，無疑像不可觸摸的夢想。
然而，大射電天文探測科學卻硬是在看似無條件的窘況下開啟了我國的“零”始之舉。建造FAST的大膽設想提出後，得到了國家有關部門的積極響應，1995年成立了大射電望遠鏡LT中國推進委員會。以王绶琯、南仁東、彭勃等為代表的科學家憑着強烈的科學家良知與責任感，遵循科學規律，從理論研究到每項實驗，把高深的射電天文理論絲絲入扣地融入一次次周而複始的實驗運作。他們對解答每一個科學理論問題的一絲不苟，對每一次科學實驗的精益求精，生動地書寫了大射電人嚴謹、笃實的科學精神。
口徑為什麼標明500米
1997年初，LT課題組連續幾次周會，逐漸細化了“天眼”的主要性能名額，包括觀測頻段和口徑。那麼口徑多大合适呢？
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，也才可能獲得國家立項。天文學上要有新發現，首先望遠鏡靈敏度應盡量高，也就是天線接收面積要盡量大。顯然，望遠鏡有效口徑要大到使靈敏度提升一倍，科學上才會有較大收益！20年甚至更久難以被其他新望遠鏡趕超，才有望産生好成果和大成果。
王绶琯院士提出，“天眼”要比阿雷西博射電望遠鏡觀測天區範圍大，看更廣袤的宇宙。經過精密的計算，“天眼”有效口徑如果要達到300米，整體口徑就要到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！就這樣，雖然大窩凼窪地可安置更大口徑的望遠鏡，但造價所限，最終立項建議書明确：FAST口徑500米。
為什麼選址貴州平塘
經常會有人問，大射電望遠鏡台址為什麼會選在貴州？為什麼會選中平塘縣的窪地？
簡短答複就是：因為貴州感情留人，平塘窪地千裡挑一。而實際情況則是經過無數的研究和調查，無數次跋涉在荒無人煙的崇山峻嶺才确定了這一選址。
“中國天眼” FAST新華社記者 歐東衢 攝 TAKEFOTO 供圖
為什麼會選擇喀斯特地貌呢？因為喀斯特是地質發育岩性“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窪地群作為台址。1994年起，遙感所的地學專家在貴州進行了長期、艱苦的喀斯特窪地台址踏勘和地質地理學綜合調查。他們以航空照片和地形圖為基礎，找到大量适合建造直徑300至500米的大射電望遠鏡候選窪地。
1995年底，建立了近400個候選窪地的地形地貌形态基本資料庫。每個窪地的長軸方位、長短軸比、窪地深度、環繞峰數、直徑、地理坐标、峰頂海拔，都記錄在案。然後，研究了重點窪地的數字地形圖。還對窪地與FAST球面之間的土木工程、饋源支撐塔分布等進行了初步分析。選址還對候選區電磁波環境、氣象、地震、資源環境、工程地質與水文地質及社會發展狀況等進行了分析評價，對周圍水系進行了初探。
十多年來，選址從業人員們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、窪地耕地等，還向候選窪地附近村寨的農民打聽雨雪、冰雹、雷電、洪澇等小氣候情況，以這些民間資訊作為參考。
是以，台址的選擇，是考慮了自然地理、地貌發育控制因素、窪地形态特征、選區水文地質、工程地質、資源環境以及電磁甯靜情況等諸多方面，進行的多學科的綜合評價。
可愛的FAST人
FAST凝聚了我國老中青三代科技精英的心血。他們本可以擁有比當下更高的報酬、更舒适的生活、更顯赫的名聲……然而，他們從開始的披荊斬棘到現在默默堅守在人迹罕至的偏僻山凹大窩凼，毫不動搖。《天眼工程》也講述了他們動人的故事。
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》，我相信讀者會被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岖山路上不畏艱險地攀登，去達到一個又一個光輝的頂點。”
在國内，上自中央、國家有關部委，下至省、市直到最基層的農民百姓，凡涉及者，無不迸發出極大的熱情，全力支援FAST，尤其是與項目直接關聯的高校、國家機關、企業、部隊乃至基層組織，形成了緊密的關聯機制，構成了集合智力、人力、财力、物力等的綜合奮戰平台。
科學無國界，閉門難造車。過去的25年，不，其實更長的歲月裡，遍布世界五大洲的知名射電科學家和與之相關的有識之士，連續不斷地被吸引參與FAST的論證、研究和建設。他們中不乏諾貝爾獎獲得者，有的從始至今一直以各種方式與FAST人共同工作，在FAST的研制和運作中發揮了重要作用。FAST人自始至終，都在國際和國内兩個範疇進行你中有我、我中有你、不分我你的研究攻堅，書寫了史無前例的科學傳奇。
FAST是貴州的、中國的，最終是人類的。
建成後的FAST，在理論上具有可探索上百億光年之外宇宙深空的能力，将為我國乃至世界天文與科學界開展宇宙起源及演化、尋找地外文明、觀測脈沖星、宇宙微波背景巡視等科學研究提供裝備支撐，在未來國際天文探測中發揮巨大作用；同時，也為我國高端電子裝備的自主研制、智能制造提供了示範，将進一步增強我們邁向制造強國的決心和信心！
彭勃先生以親曆的往事、通俗的語言，記錄FAST那群人用青春和生命打造“觀天巨眼”的奮鬥史，是對“中國天眼”落成5周年的深情獻禮。
作者簡介
彭勃，天體實體博士、國家天文台研究員。曾在荷蘭射電天文台、德國馬普射電天文所開展博士後工作。長期從事射電巡天、瞬變天體、巨射電星系、行星際閃爍及射電天文技術與方法研究。1994年共同發起、提出和發展大射電望遠鏡LT（即平方公裡陣SKA）中國概念KARST，組建并出任LT課題組長，共同提出其先導單元FAST項目。1995年出任LT中國推進委員會常務副主任，1998年任FAST項目委員會主任，2005年任大射電望遠鏡(FAST)實驗室主任，2008年任國家重大科技基礎設施FAST工程副經理。2012年任科技部973項目SKA首席科學家，挂職貴州省黔南布依族苗族自治州副州長，上司設計的平塘天文科普文化産業園已發展成中外馳名特色天文小鎮。2018年任中國科學院FAST重點實驗室主任、貴州射電天文台台長，挂職貴州省科技廳副廳長。2019年任FAST運作和發展中心副主任。
内容簡介
“中國天眼”FAST是迄今世界最大單天線射電望遠鏡，于2016年9月25日在貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣落成啟用。
FAST追夢人，曆時二十餘年的探索研制，書寫了我國射電天文從追趕到領先的跨越傳奇。中國科學院FAST重點實驗室主任彭勃研究員，從全程親曆者的視角，用通俗的語言、300張珍貴圖檔和大量一手資料，樸實地記錄了FAST從無到有、敢為人先的曆史，講述了FAST概念是怎樣形成的、FAST大小為什麼標明500米、FAST為什麼安家黔南、FAST“三大方面軍”如何風雨兼程打造世界奇迹以及FAST團隊核心成員和先逝者們的貢獻等引人關注的話題，揭秘了“天文經濟”如何開啟助力地方發展之先河、諾貝爾獎得主們為何與FAST一見鐘情、FAST對阿雷西博有什麼傳承與創新、FAST憑什麼當上“世界老大”等諸多鮮為人知的故事。（責編：李峥嵘）