全球最大口徑射電望遠鏡貴州竣工　中國開「天眼」探索宇宙演化史

浩瀚宇宙造化無窮，吸引人們探索。為解開宇宙奧秘，多國競相興建天體望遠鏡，在波多黎各的死火山、智利北部的乾燥高原及德國西部叢林山谷，均有龐大的碟形天線搜集來自星海的信息，不斷重繪改良已知星圖。俗稱「天眼」的中國500米口徑球面射電望遠鏡（Five hundred meter Aperture Spherical Telescope，簡稱FAST）本月初竣工，刷新全球最大射電望遠鏡紀錄，標誌中國科學發展的躍進，可望於未來帶來前所未有的新發現。

「天眼」由4,000多塊反射面板砌合，組成半徑達500米球狀反射面，以其相當於30個足球場大小（約25萬平方米）面積，於無邊無際的星海實驗場接收電磁波，足以搜索137億光年以外的已知宇宙邊緣。

「天眼」竣工以前，美國阿雷西博望遠鏡為世界之最，半徑有300米，而「天眼」不只以面積大小取勝，據其工程常務副經理鄭曉年稱，相比美國競爭者，「天眼」綜合指標要提高2.5倍以上，靈敏度亦提升10倍以上，領先業界水準達20至30年。

中國為何要投入這場無休止的技術競逐呢？據「天眼」副總工藝師孫才紅解說，期望「天眼」可在射電天文學領域大放異彩，應用於宇宙演化、脈衝星探測及星際分子三大領域。

探索宇宙演變起始終點

科學家認為，宇宙於大爆炸中誕生，迄今我們仍能找到其遠古痕迹，例如當時形成的中性氫，今日仍發放背景電磁輻射，「天眼」即能夠捕捉這些「最古老」的宇宙信號，從而印證宇宙起源理論。萬物有生亦有死，宇宙中億萬個太陽也不例外，衰亡恆星質量塌陷，其間各有不同階段和形態，「天眼」可透過探測星海間的電子脈衝，鎖定中子星和黑洞，並為其測定質量，以助研究宇宙終章的物質結構和物理規律。

「天眼」能追蹤宇宙終始迹象也許仍屬一般人意料之中，但科學家還根據理論假想，推導出各種可能存在的事物，「天眼」的強大功能正可用來驗證這些天馬行空的想法。一般人或多或少聽過暗物質與暗能量之類概念，「天眼」也許會帶人們認識「奇異星」、「夸克星物質」、「甲醇超脈澤」等超越常人認知範圍的宇宙現象。假如「天眼」有朝一日識別到星際通訊信號，也許還將引領我們接觸星際彼岸文明，我們的世界觀將不再困於地球一隅。

國家榮耀成果難掩代價

時光回溯至1993年，北京天文台（現中科院國家天文台）因應中外科學家訴求，與海內外大學及研究機構聯手合作，設立委員會，直到2007年才正式成立「天眼」專項。在這10多年時間，科學家遍尋神州大小鄉村地區，終於在貴州省平塘縣一條小村，找到天然巨型深坑，土質便於排水，大大減少施工難度；與此同時，中國國力日盛，已累積足夠人力物力以實現「天眼」計劃。

據新華社報道，「天眼」工程耗資超過7億元人民幣，其鋼結構長達1,600米，消耗鋼材達5,600噸，其中包括9,000根高強度鋼索，支撐重達1,300噸鋼質索網，以盛載逾4,000塊反射面板。錢財物力只是先決條件，「天眼」還要技術準確才能有效運作，一為建造準確，如每根鋼索的製作誤差必須於1毫米之內，二為操作準確，如球狀反射面的操作誤差須小於或等於10毫米。

令人眼花繚亂的數字背後雖反映着國家光榮，但也有龐大代價。據英國BBC報道，「天眼」所在地周邊5公里都劃為「無線電靜默區」，禁止使用手提電話和無線網絡，以防干擾百億光年外的電磁信號。數千村民生活不便不在話下，當中更有人因住在施工地段，被迫搬離家園，政府的補償金額卻不如預期。對於種種犧牲，「天眼」總工程師南仁東表示同情，但認為該計劃可為當地帶來大批科學家和遊客，對村民生計應該是好事。
 

中國是否具良好科研土壤？

官方談論「天眼」時，一直強調整個工程由中國一力完成，本國人員開發超過10項創新技術成果，中國科學家再不用撿拾外國「二手素材」，可於中國土地親身觀測宇宙邊陲的變化。從中除了能滿足理解未知世界的好奇心，還倍增國家自豪感。「天眼」當然不會是天文科研旅途終點，單是中科院國家天文台，過去10年間就另外建成興隆光譜天文望遠鏡及明安圖射電日像儀，未來還會繼續參與「嫦娥」探月工程，為地面提供應用系統。

西方科學家曾利用阿雷西博望遠鏡發現雙脈衝星，為探索重力波取得重要進展，於1993年獲得諾貝爾獎，中國科學家又能否受益於「天眼」之助，得以獲此殊榮呢？「工欲善其事，必先利其器」，不論過去還是未來，中國科學發展總能見到政府身影，供應資金和儀器，但錢財工具要用得其所，關鍵仍在使用者能力高低，也取決於他們是否有機會發揮所長。

官方《人民日報》今年初曾發表報道，認為中國科研發展節節上升，屢有成果，但也經常爆出醜聞，如濫用科研經費，又如上百篇科研論文捲入造假風波，反映資源未能用得其所；另一方面，科學家亦不時要抗衡「部頒標準」（政府部門頒發的標準），例如最近中宣部印發《中國公民科學素質基準》，列舉「陰陽五行、天人合一、格物致知」等哲學概念為科普內容，就惹來8名科學家聯名反駁。

或許，「天眼」竣工落成正好是一個契機，在追尋宇宙真相與「享受國家光榮」以外，細思中國是否具備良好的科研土壤。
 

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