天眼看世界

坐忘

题记：天人一理通，感应良可畏。千载陨石书，春秋所以示。— 陈献章《天人之际》上集

　　去贵州研修游学，重走阳明龙场悟道和遵义—娄山关长征路线是大家都熟悉的选项，但还有世界上最大的西江千户苗寨和世界上最大的射电望远镜天眼两个4A景区值得去。千户苗寨让我们见识了多彩贵州热情好客，能歌善舞，充满生命活力的传统之美，而天眼工程则可以让我们感受到中国天文科技在贵州落地绽放出来的辉煌。

　　贵州天眼景区位于贵州省黔南州平塘县克度镇航龙文化园。500米口径球面射电望远镜于2011年3月25日动工兴建，2016年9月25日落成试运行，这是目前世界上已经建成的最大的射电望远镜。FAST的反射面总面积约25万平方米，相当于30个足球场大。2017年11月“中国科技旅游基地”在平塘克度中国天眼景区揭牌。景区有体验馆、射电天文厅、天文科普厅等组成。2020年1月11日工程通过中国国家验收工作，正式开放运行。

　　令人欣慰的是来这里参观游学的青少年特别多，关心地球和人类的命运与未来，上知天文下知地理，中知人事在古代是，也应该是现代人具备的基本素养。我想来这里参观游学对于理解人类为何是命运的共同体这个思想尤其具有意义。我与大多数第一次来这里参观的人一样带着好奇都会问几乎同样的问题：建造这个被称为国之重器，世界之最的500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，简称FAST）有什么目的和意义呢？对此，景区公开的资料说得比较简单，我结合在百度上查阅的资料归纳一下，大致可以将这项工程的科学目标和意义作如下理解：

　　其一，发现脉冲星，建立脉冲星计时阵，参与未来脉冲星自主导航和引力波探测。所谓脉冲星（Pulsar）是指旋转速度非常快的中子星，因能不断地发出电磁脉冲信号而得名，其实脉冲星应该就是我们小时候在星空中可以看见的会眨眼睛的小星星。脉冲星发出的精确的周期性脉冲信号可以为太空中的航天器提供导航，被视为星际旅行中的“天然GPS卫星”。据说利用这一特性，科学家成功完成了脉冲星导航的首次空间实验。自贵州FAST建成运行以来，已经发现了900颗脉冲星，已经超过欧洲所有国家几十年来发现的总和。脉冲星的特殊性不仅允许研究其自身的极端物理状态，还允许对星际介质、银河系磁场、引力波等目标进行研究。随着发现的脉冲星数量不断增加，有望通过脉冲星测试阵列寻找引力波存在的证据，进一步检验和验证爱因斯坦的相对论。

　　其二，FAST有能力将中性氢区观测延伸至太阳系边缘，重现宇宙早期图像。所谓中性氢区（ HI区）是一种由中性氢原子组成的星际云。这些区域并不明亮，但是会辐射出21厘米（1,420MHz）谱线。使用射电望远镜描绘HI的辐射是用来测量螺旋星系漩涡臂的一种技术，也可以用来描绘星系之间的交互作用造成的重力扰动，因此有助于人类认识宇宙的演化。

其三，主导国际甚长基线干涉测量网（VLBI）有助于研究天体超精细结构。VLBI是一种基于射电望远镜观察的天文干涉测量方法，即用多个射电天文望远镜时间同步和相位同步观测一个天体，即可获得一个大小相当于各望远镜之间最大间隔距离的巨型望远镜的观测效果。1962年，英国剑桥大学马丁·赖尔（Ryle）因此项技术发明而获得1974年诺贝尔物理学奖。

　　其四，进行高分辨率微波巡视，检测微弱空间信号。这是利用射电望远镜进行的一种对宇宙空间微弱电磁信号进行的高分辨率、大范围的扫描观测活动。通过它可以发现更多未知的天体或宇宙现象，也可以对银河系的电子分布等结构进行更深入的研究；有助于提升对宇宙中微弱信号的捕捉能力，将搜寻地球外文明的灵敏度提升一个能级 ；可以对全球的卫星、火箭等活动进行监测。据说，美国已经研制出基于微波巡视的巡航导弹。

其五，参与子午链工程。所谓子午工程一期于2012年建成，是指利用东经120°子午线附近，北起漠河，经北京、武汉，南至海南并延伸到南极中山站，以及东起上海，经武汉、成都，西至拉萨的沿北纬30°纬度线附近现有的15个监测台站，建成一个以链为主、链网结合的，运用地磁（电）、无线电、光学和探空火箭等多种手段的监测网络，可以为载人航天等提供空间环境保障 。

　　其六，将深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，将卫星数据接收能力提高100倍，而这些将大大提高空间飞行器的测控与通讯能力。综上所述，天眼工程对于宇宙大尺度物理学、日地环境研究、国防建设和国家安全等多个领域的研究意义非凡。

也许以上所说的伟大的目标与意义的确对于每天眼睛只是盯着自我资本的人来说毫无感觉，但无论如何，这些探索的确与整个人类未来的命运休戚相关。诺贝尔物理学奖两度授予了脉冲星相关发现，提示这一探索的意义非凡。据说，目前全世界总共发现的脉冲星有3000多颗，而截至2024年4月，贵州天眼就已发现超900颗新脉冲星，其中至少包括120颗双星脉冲星、170颗毫秒脉冲星、80颗暗弱的偶发脉冲星，这些发现极大拓展了人类观察宇宙视野的极限。

　　有人也许会问“脉冲星的研究为何如此重要？” 我是这样理解的：地球上的所有生物都依赖于太阳，但太阳的生命有限。太阳是一颗不断向外发射出巨大能量的恒星，它是太阳系的中心天体，占有太阳系总体质量的99.86%。太阳主要由氢和氦组成，通过核聚变的方式向太空释放光和热。太阳是一颗黄矮星，寿命大约为100亿年，目前太阳已经有45.7亿岁了，因此预计在大约50至60亿年之后，太阳内部的氢元素将几乎被消耗尽，导致核心坍缩和温度上升，变成中子星。中子星（neutron star）是恒星演化到末期，经由重力崩溃发生超新星爆炸之后，可能成为的终点之一，其质量介于白矮星和黑洞之间的星体，其密度比地球上任何物质密度大相当多倍。

所有的脉冲星都是中子星，但中子星不一定是脉冲星，脉冲星实际上是高速旋转的中子星，因为其极强的磁性和快速的自转，能在两极放射出伽玛射线和电磁波。这些辐射在指向地球时，形成周期性的脉冲信号，因此被称为脉冲星。由于脉冲星的这一特性，因此它被称为“致命宇宙灯塔”。试想，如果太阳变成了中子星或脉冲星时地球还能存在吗？脉冲星的闪光其实在不断地提醒人类：不要忘了那正是所有行星的末日！

　　也许现代科学还没有人能回答古老中医在《灵枢经·阴阳系日月》中提出一个跨界的人类之迷：人的生命离不开天地，所谓“天为阳，地为阴，日为阳，月为阴，其合之于人。”为何全人类的心跳大多在每分钟60～70次，由右心房肌上的窦房结发出这一脉动与星空中的脉冲星有相关性吗？人源起自然，终结于自然，大自然是人类的宗师！

在神秘的脉冲星和素眸冷颜的天眼之间开展的对话中，我们可以感受到天命不可违的自然法则，再一次体悟到宋代心学大家二程要为何要提出将“存天理灭人欲”作为道德修养的目。我以为甚至可以将这一思想推广作为世界和平的准则。人常说，人做事有天看，其实贵州天眼也告诉我们，人也要常看天，才知道敬畏自然。孔子曰:“不义而富且贵,于我如浮云。”天眼宏大的视野证明了圣贤观点的正确，无论是个人的，还是集团的，地域的、阶级的，民族的或者是国家的，一切利己主义的和资本的私欲都是毫无价值的浮云。

中国天眼的建成离不开时代的楷模—南仁 东这位杰出的科学家的一生奉献。他曾任FAST工程首席科学家兼总工程师。因为有英雄精神的浇筑，景区更加美丽！

时代的楷模—南仁东

　　不顾舟车劳顿，坐了两个多小时的车我执意要去看天眼，也许与自己内心中的一个未了情结有关。记得我从初中、高中到当知青和工人的那段时光特别好奇地球冷暖变化的演化规律，还记得在冬天的寒假中踏着鹅毛大雪去湖南科技图书馆一坐就大半天的情境，为此还写过一篇好玩的小论文《曲线论》，竟然还绘制出一张有趣的地球冰川运动模式—对数螺旋曲线图。想不到在50多年后能有幸看到了梦想中的“天眼”这个了不起的工程，也唤醒了我对天地关系的再一次思考。