中国天眼 巡宇问天——“跟着课本读中国”之贵州篇

　　墨云遮天，碧浪铺地，浪里独舟，熠熠散发着银白色的金属光泽。

　　这里是贵州省平塘县克度镇大窝凼，500米口径球面射电望远镜“中国天眼”坐落于此。站上山顶观景台俯瞰，巨型科学装置镶嵌在水流溶蚀形成的大坑之中，现代机械美感与山体自然环境精妙融合，宛若天成。

　　天文学是孕育重大原创发现的前沿科学，也是推动科技进步和创新的战略制高点。作为全球规模最大、灵敏度最高的单口径射电望远镜，“中国天眼”被写入人民教育出版社编辑出版的《习近平新时代中国特色社会主义思想学生读本（小学低年级）》。

　　黔南的雨季雾霭蒙蒙。循着课本里的图文，记者走近“中国天眼”，感受它震撼面容背后，更为深邃的科技之美。

　　辟新

　　驱车驶抵平塘县通州中学，距离“中国天眼”仅有15公里了。在该校物理教师陈礼碧的课堂上，不远处的大家伙有个更接地气的比喻——“锅”。

　　“这口锅的直径是500米。如果在里面装满蛋炒饭，够全世界每个人分2碗、全中国每个人分10碗。”他用学生容易理解的方式描述“锅”有多大。

　　对于射电望远镜而言，大就是王道。

　　来自太空天体的无线电信号穿越了遥远的宇宙空间，极其微弱。大口径意味着能覆盖更广阔的天区、收集更丰富的信息。

　　天文学看似浪漫，竞争却相当残酷，在观测设备上表现得尤为突出。

　　古代中国曾长期是天文现象最精确的观测者，而17世纪欧洲出现的第一台天文望远镜打破了这个常态。直到20世纪90年代，因观测设备落后，中国天文学家们仍在使用国外的二手数据开展研究。

　　1993年，国际无线电科学联盟大会在日本东京召开，提出要在新千年建造新一代射电望远镜。“我得回国。”时任中国科学院北京天文台副台长的南仁东，萌发了为中国建造大射电望远镜的梦想。

　　彼时，世界上最大的射电望远镜是美国的阿雷西博，直径为300多米，而中国同类型设备的最大直径不足30米。

　　关于“中国天眼”的梦想无疑是大胆的，可不大胆的又凭什么称为梦想？南仁东开始四处奔走，争取一切可以争取的支持。

　　在平塘县南仁东纪念馆内，记者跟随一张张照片感受这一路的艰辛。

　　起初，南仁东西装革履地站在主席台发言；选址期间，他卷起裤腿、打着雨伞、身披塑料布，踉跄在泥泞之间；建设时期，他头戴安全帽、身着施工服，隐没于建筑工人之中……

　　时光揉皱科学家的面容、催白他的头发，却终未辜负他的梦想。2016年9月25日，“中国天眼”落成启用，距离构想的提出，已经过去了整整22年。殚精竭虑、鞠躬尽瘁，南仁东因其突出贡献，2019年被授予“人民科学家”国家荣誉称号。

　　最大的设备并不直接指向最精彩的发现，但它提供了一种前所未有的可能性。

　　大胆做梦、开辟新路、怀抱期待，而不执着于最好的成果，“中国天眼”如此，平塘县通州中学的天文教育亦是如此。

　　“中国天眼”落成后，一些“无用”的想法时不时从陈礼碧的脑海里冒出来。“我们平塘出去的孩子，如果对‘中国天眼’一问三不知，人家会问他的物理老师是谁，那不是很尴尬吗？”

　　通州中学成立于1958年。记者环视校园，依山而建的教室、宿舍虽几经翻新，但楼梯上磨损的防滑条、教师办公室破裂的地板砖，都透露着岁月的痕迹。这所乡镇寄宿制初中此前几乎没有过科学教育的尝试，在这里讲天文，听上去就很“天文”。

　　可简单的初心就像一个支点，让陈礼碧有能量担起更大的责任。

　　他在学校成立天文社团，并坚持每周给七年级学生上一堂天文地方课程。没有相关知识储备，能听的讲座他都去听；天文科普遇到实操问题，他硬着头皮和一线城市有经验的教师“拉关系”；没有观测设备，他便四处“化缘”……

　　花了7年时间，陈礼碧在一间半旧的空教室里摆满了十数台簇新的光学望远镜，也点亮了学生对宇宙的好奇心。长枪短炮的科技感令推门而入的记者发出惊叹。

　　“我们的学生大多都是留守儿童。天文扩大了他们的视野、充实了他们的生活，让他们知道自己也可以脚踏实地、仰望星空。”陈礼碧这样理解天文教育的意义。

　　面对学生，更多时候他则会说：“好好学习，以后就能继续‘玩’天文。”

　　求索

　　“遥远的宇宙到底长什么样子？除了地球以外哪里还有生命体？”

　　和很多同龄人一样，一提起宇宙，通州中学八年级（5）班学生鲁安玉就会冒出一堆问题。加入天文社团后，他的问题更专业了——“通过‘中国天眼’，天上的星星我们都能看见吗？”

　　“中国天眼”不是“看”的，而是“听”的。在平塘国际天文体验馆，记者详细了解了“中国天眼”的工作原理。

　　与光学望远镜利用视觉观测不同，射电望远镜会收集天体辐射，转化加工成可以记录和显示的信息用以科学研究。这带给人类一种新的观察宇宙的角度。

　　“中国天眼”的灵敏度是阿雷西博的2倍，巡天速度是其10倍，将在未来20—30年间保持世界一流设备的地位。这不仅源于它的规模，更源于它史无前例的主动反射面技术。

　　传统射电望远镜的反射面是固定的。“中国天眼”则利用底部的柔性索网托起4450块反射面板，使反射面局部可以跟随索网的伸缩做到瞬时变形，从而更好地聚焦目标天体、满足观测需要。这也要求索网能在承受巨大重量的同时抗反复拉伸。

　　当时，市面上的钢索全部在疲劳试验中失败，南仁东和团队用两年时间跑遍大半个中国、几十个生产厂家。经过一百多次试验，他们终于找到了性能理想的钢索。

　　在南仁东纪念馆内，记者看到了“完美钢索”的横切面。7条细钢筋合抱成一组，5个钢筋组再合抱成一条，仿佛象征着“中国天眼”团队的团结共进、上下求索。

　　微观层面，陈礼碧也是一个求索者。他面对的问题是“为什么折腾”。

　　天文社团初创，没有经费来源，陈礼碧自费参加天文活动，家人问“为什么折腾”；高级教师的职称已经拿到了，天文科普也很累，同事问“为什么折腾”；学生个个面临中考压力，课本上要考的还不一定学得好，家长问“为什么折腾”。

　　一些时候他会给出“合理”的解释：参加天文活动能锻炼学生的大脑，无形中他们的解题方式就会更灵活。更多时候，他像一颗恒星，沉默而孤独地自转。

　　宏观层面，科学技术正以日新月异的速度发展。党的十八大以来，我国基础前沿研究实现新突破，战略高技术领域迎来新跨越，创新驱动引领高质量发展取得新成效，科技体制改革打开新局面，科技事业取得历史性成就、发生历史性变革。在一体统筹推进教育科技人才事业发展的大背景下，2023年5月，教育部等十八部门联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》，把对科学教育的认识提升到了新的高度。

　　一个发展中大国决心优化她的发展方式，这股春风吹遍了神州大地，也吹到了黔南的山坳中。2021年教师节，中共平塘县委、平塘县人民政府授予陈礼碧“平塘县优秀教师”称号，恒星的光芒开始照亮他身边的小宇宙。

　　“开始是兴趣，后来变成爱好，现在是责任了，不做不行。”志同道合者越来越多，学生发展得越来越好，今天的陈礼碧觉得自己终于“拨开迷雾了”。

　　他实现了人生价值的求索。

　　问天

　　2024年中秋节，陈礼碧和天文社团把观测设备搬到了校外。在平塘县通州镇荷塘桥广场，他们和周边社区的居民一起赏月。“月亮怎么是坑坑洼洼的？”“那么多坑是怎么形成的？”对于很多老乡来说，这是月亮第一次褪去神话的面纱。

　　从低头弄田到仰望星空，平塘人的生活因“中国天眼”而改变，这个山区小城也吸引了全世界的目光。当地紧抓机遇，发展天文科普旅游和研学产业，在以自然风光见长的贵州，树起了一块科技与自然之美交相辉映的金字招牌。

　　公路两侧的天文仪器浮雕、飞碟造型的路灯、天文小镇充满科技感的建筑、校园里四处张贴的天文学家语录……平塘海拔不高，但穿行于此，记者觉得自己与天空、宇宙似乎更近了一些。

　　按照直线距离来计算，离地面100公里的地方就是天空的边缘。如果有一条垂直向上的公路，开车一小时，我们就能触碰宇宙。可千百年来，引力桎梏脚步，在宇宙的规则和尺度下，我们渺小、微不足道。

　　但纵使是太仓一粟，人类也从未停止对宇宙的探索。

　　宣夜说、盖天说、浑天说，古代中国人用大胆的想象在脑海中构筑宇宙的模样。圭表、浑天仪、水运仪象台，古中国天文学家用精巧的仪器观测宇宙，预测祸福、指导生产。

　　时光转入新时代。2017年10月10日，中国科学院国家天文台收到了由“中国天眼”捕获的首批脉冲星信号。这是人类首次聆听到来自1.6万光年外和4100万光年外的脉冲星信号，使我国实现了零的突破。

　　截至目前，“中国天眼”已发现新脉冲星超900颗，是同时期国际上其他望远镜发现脉冲星总数的3倍以上。要知道，人类发现第一颗脉冲星后的半个世纪里，全世界发现的脉冲星也不到3000颗。

　　首次在射电波段观测到黑洞“脉搏”，发现迄今已知轨道周期最短脉冲星双星系统，探测并构建世界最大中性氢星系样本……近年来，“中国天眼”持续产出重量级发现。德国马克斯·普朗克射电天文学研究所的天文学家劳拉·斯皮特勒预测，到本世纪30年代，“中国天眼”将为人类研究超大质量黑洞碰撞等天文学前沿研究积累大量数据。

　　“FAST”，这是“中国天眼”全称的英文缩写，作为单词恰好是“快速”的意思，仿佛注解着中国天文从追赶到超越的速度。“达则兼济天下”，未来，“中国天眼”将持续为人类极目宇宙贡献中国智慧、提供中国方案。

　　在平塘国际天文体验馆的大厅里记者注意到，一组雕塑吸引参观者打卡、拍照——屈原站在地球模型上，挺身昂首，直指天花板上的星系图。

　　“明明暗暗，惟时何为？阴阳三合，何本何化？圜则九重，孰营度之？惟兹何功，孰初作之？”2000多年前，屈原或许就是这样对着天空发问，想知道宇宙、天体和生命的奥秘。

　　今天，在同一片天空下，带着同样的好奇，“中国天眼”正屏声聆听，等待广袤的宇宙给予人类期盼已久的回答。

　　（本报特别报道组成员：本报记者 张滢 刘亦凡 欧媚 单艺伟 执笔：本报记者 刘亦凡 欧媚）