普定县司法局党史宣传——牢记殷切嘱托 忠诚干净担当 喜迎建党百年:《人民日报》关注:“中国天眼”,聆听宇宙的声音
文章来源:人民日报
2021年3月31日,“中国天眼”(FAST)正式向全球天文学家开放。“中国天眼”是什么?它是我国具有自主知识产权、用于探索宇宙的单口径球面射电望远镜。有了它,可以推动对宇宙深空的了解与探测,为天文学的发展提供新的可能。
“中国天眼”有多大?它口径500米,发射面积相当于30个标准足球场那么大。如果在里面倒满矿泉水,全世界70亿人平均每人可分4瓶。它能看多远?能看穿130多亿光年的区域,接近宇宙边缘。目前,“中国天眼”是世界上最大的也是最灵敏的单口径射电望远镜。
借鉴抛物面天线原理,从地球聆听来自宇宙的信号
“中国天眼”的学名是500米口径射电望远镜。不同于常见的通过可见光进行观测的光学望远镜,射电望远镜通过接收宇宙中不可见的无线电波来“观测”宇宙。我们上方厚厚的大气层有两个“窗口”: 一个是可见光窗口,千百年来人类都是通过这个窗口观测宇宙的;一个是无线电窗口,上世纪30年代,无线电天文学先驱卡尔•央斯基偶然发现了来自银河系中心的信号,射电天文学的大幕由此拉开,推动人类认识宇宙起源、生命起源。
“中国天眼”是当今射电天文学的“重器”。其基本原理是什么呢?我们都知道,平行电磁波遇到抛物面反射后会汇聚到焦点的位置。对射电望远镜来说,把反射面做成抛物面的形状,然后在焦点位置放置一台接收机,就可以汇集天体发出的电磁波信号,从而进行天文观测。抛物面的面积越大,汇集的信号就越多,也就越能探测到更暗弱、更遥远的天体。所以,自卡尔•央斯基意外发现射电天文观测窗口之后,各国天文学家就一直致力于建造反射面尽可能大的巨型射电望远镜。
与此同时,伴随人类对无线电的大规模使用,产生了越来越多的无线电波,干扰了人类对太空信号的接收。在1993年国际无线电大会上,包括中国在内的多个国家提出倡议,希望在地球电磁波环境被破坏之前,建造出超大口径的射电望远镜。次年,以南仁东先生为代表的中国科学家开始“中国天眼”的探索,开启了“把不可能变成可能”的征途。
难度大、突破多,“中国天眼”在灵敏度上占据制高点
到底能建口径多大的望远镜,取决于最终找到多大的洼地。适宜的洼地非常难找,因为它要同时符合四大条件。首先要足够大、足够圆,否则只是开挖和支护成本就会让这个项目无法实现;其次,要远离人口密集区域,这样才能保证优良的电波环境;再次,不能积水,不然设备寿命难以保证;最后,还要有优良的地质条件,否则无法建成大型、高精度的天文观测设备。
从1994年到2006年,南仁东带领团队,从8000多幅地图中选出300多个洼坑,再进一步将范围缩小至几十个。团队几乎走遍这些洼地,现场踏勘,风餐露宿。最终,将台址定在贵州平塘县克度镇的大窝凼洼地。
台址确定后,如何设计、如何实现、建成之后如何调试和使用,都没有现成经验可以借鉴:关键技术无先例可循、关键材料需从头研制。
“中国天眼”设计不同于世界上已有的单口径射电望远镜,这首先体现在“视网膜”和“瞳孔”的设计上。“视网膜”指反射面;“瞳孔”指馈源舱,即放置接收宇宙外信号装置系统的舱体。
作为世界首创,“中国天眼”的“视网膜”是主动反射面,可以改变形状,一会儿是球面,一会儿是抛物面。具体来说,这张庞大的可动的“视网膜”是一张由6670根钢索编制的索网,挂在一个由50根巨大钢柱支撑的直径500米的圈梁上;索网上铺有4450块、380多种反射面单元;索网下方是2225根下拉索,每一根下拉索都被固定在地面上的作动器上,通过操纵作动器,拉动下拉索来改变索网形状,从而对天文信号进行收集和观测。
“中国天眼”的“瞳孔”即馈源舱,也是一个大胆的突破性设计。大多数传统射电望远镜的“瞳孔”位置是固定的,或仅可以微调。“中国天眼”则完全不同,采用的是全新的轻型索驱动控制系统,这让“中国天眼”的“瞳孔”可以自如改变角度和位置,更有效地收集、跟踪、监测更丰富的宇宙电磁波。
从体量来说,原世界第一大射电望远镜的馈源舱重1000多吨,“中国天眼”馈源舱重仅约30吨。体积小带来多方面的优势,比如可有效减少光路遮挡、减少干扰信号,从而让波束非常干净,更有利于天文观测。
“中国天眼”在设计上的突破创新,为“从图纸到现实”的制造带来巨大挑战。而应对挑战的过程,也正是国产精准制造不断创造奇迹的过程。比如,要实现反射面(即索网)可改变形状这个世界首创设计,要求构成索网的钢索像弹簧一样有一定伸缩性,疲劳强度是现有标准的两倍多,国际上未有先例;还要求每根钢索的加工精度要达到1毫米,把传统标准提升了一个数量级。
两年来,科学家们持续全方位地改进索体工艺,一根钢索要进行200万次疲劳实验。经历了近百次的失败后,最终成功解决了这个关键问题,实现了3项世界创举:超大跨度、超高精度、主动变位式的索网结构。
建设完成之后,“中国天眼”进入调试阶段。巨型望远镜调试涉及天文、测量、控制、电子学、机械、结构等众多学科,是强交叉学科的应用性研究,国际上传统大射电望远镜的调试周期很少低于4年。“中国天眼”开创了新模式,其调试工作也更具挑战性。
截至目前,已经实现跟踪、漂移、运动扫描、编织扫描等,提前完成功能性调试。在性能调试方面,“中国天眼”直径500米,却要实现毫米级的精度,难度相当大。当前,望远镜测量基准网的精度已提升至1毫米以内,其中,灵敏度水平是世界第二大望远镜的2.5倍,这是中国建造的望远镜第一次在灵敏度这个参数上占据制高点。另外,19波束已经完成安装,其意义也非常重大:可将望远镜视场扩大至原来的19倍,大幅提升望远镜的巡天效率。
“中国天眼”专利技术被运用于多个领域,持续孵化科学新成果
“中国天眼”团队敢想敢做,难度大、挑战大,其设计、建造的过程既是攻坚克难的过程,也是创新性成果相继产生的过程。许多具有我国自主知识产权的专利技术相继诞生并得到应用。比如,超高疲劳性能钢索结构被应用于大型体育场馆,高精度索结构生产体系被应用于港珠澳大桥等建设。
在整个制造、安装过程中还产生了许多国家级、省级工法。比如,在为“中国天眼”铺设“视网膜”过程中,4450块反射单元、6670根钢索、上万个关节轴承,都是工人们在几十米高空一块块、一根根、一个个拼装完成的,容错率为零。这些复杂工法将有助于未来大型复杂项目的精准建造。
可以说,“中国天眼”是一个现代工程奇迹,它凝结了20多个科研机构、上百名科研人员的心血,汇聚了几千名一线工人的汗水。建造条件艰苦,很多人在现场工作几天,身上就会起满红疙瘩。潮湿、阴冷的工棚没有空调或暖气,每个人的被子潮湿得快要挤出水来。常有人说,只有中国才能做成“天眼”,我想,做成“天眼”所依靠的,就是这种永不言弃、众志成城的精神。
2017年10月,“中国天眼”首批科学成果公诸于世。如今,基于“中国天眼”数据发表的高水平论文已有70余篇;所发现的脉冲星数量已超过300颗,是同一时期国际上所有其它望远镜发现数量总和的3倍。为什么发现脉冲星至关重要?脉冲星是正在快速旋转的中子星,密度极高,每立方厘米重达上亿吨。它自身如灯塔一般散射光芒,时时刻刻地扫描着宇宙;它自转速度很快、自转周期精确,堪称宇宙中最精确的时钟。因此,把握脉冲星,有利于建立“宇宙导航系统”,有助于人类在未来实现星际旅行的梦想。
接下来,“中国天眼”将进一步在低频引力波探测、快速射电暴起源、星际分子等前沿方向加大探索,加强国内外开放共享,推动重大成果产出,勇攀世界科技高峰。我们青年一代科学家也将努力“用”好凝结了中国4代科学家心血的“天眼”,产生更多科研成果,推动人类对宇宙的探索和认知。(作者 FAST总工程师 姜鹏)
文章来源:人民日报
2021年3月31日,“中国天眼”(FAST)正式向全球天文学家开放。“中国天眼”是什么?它是我国具有自主知识产权、用于探索宇宙的单口径球面射电望远镜。有了它,可以推动对宇宙深空的了解与探测,为天文学的发展提供新的可能。
“中国天眼”有多大?它口径500米,发射面积相当于30个标准足球场那么大。如果在里面倒满矿泉水,全世界70亿人平均每人可分4瓶。它能看多远?能看穿130多亿光年的区域,接近宇宙边缘。目前,“中国天眼”是世界上最大的也是最灵敏的单口径射电望远镜。
借鉴抛物面天线原理,从地球聆听来自宇宙的信号
“中国天眼”的学名是500米口径射电望远镜。不同于常见的通过可见光进行观测的光学望远镜,射电望远镜通过接收宇宙中不可见的无线电波来“观测”宇宙。我们上方厚厚的大气层有两个“窗口”: 一个是可见光窗口,千百年来人类都是通过这个窗口观测宇宙的;一个是无线电窗口,上世纪30年代,无线电天文学先驱卡尔•央斯基偶然发现了来自银河系中心的信号,射电天文学的大幕由此拉开,推动人类认识宇宙起源、生命起源。
“中国天眼”是当今射电天文学的“重器”。其基本原理是什么呢?我们都知道,平行电磁波遇到抛物面反射后会汇聚到焦点的位置。对射电望远镜来说,把反射面做成抛物面的形状,然后在焦点位置放置一台接收机,就可以汇集天体发出的电磁波信号,从而进行天文观测。抛物面的面积越大,汇集的信号就越多,也就越能探测到更暗弱、更遥远的天体。所以,自卡尔•央斯基意外发现射电天文观测窗口之后,各国天文学家就一直致力于建造反射面尽可能大的巨型射电望远镜。
与此同时,伴随人类对无线电的大规模使用,产生了越来越多的无线电波,干扰了人类对太空信号的接收。在1993年国际无线电大会上,包括中国在内的多个国家提出倡议,希望在地球电磁波环境被破坏之前,建造出超大口径的射电望远镜。次年,以南仁东先生为代表的中国科学家开始“中国天眼”的探索,开启了“把不可能变成可能”的征途。
难度大、突破多,“中国天眼”在灵敏度上占据制高点
到底能建口径多大的望远镜,取决于最终找到多大的洼地。适宜的洼地非常难找,因为它要同时符合四大条件。首先要足够大、足够圆,否则只是开挖和支护成本就会让这个项目无法实现;其次,要远离人口密集区域,这样才能保证优良的电波环境;再次,不能积水,不然设备寿命难以保证;最后,还要有优良的地质条件,否则无法建成大型、高精度的天文观测设备。
从1994年到2006年,南仁东带领团队,从8000多幅地图中选出300多个洼坑,再进一步将范围缩小至几十个。团队几乎走遍这些洼地,现场踏勘,风餐露宿。最终,将台址定在贵州平塘县克度镇的大窝凼洼地。
台址确定后,如何设计、如何实现、建成之后如何调试和使用,都没有现成经验可以借鉴:关键技术无先例可循、关键材料需从头研制。
“中国天眼”设计不同于世界上已有的单口径射电望远镜,这首先体现在“视网膜”和“瞳孔”的设计上。“视网膜”指反射面;“瞳孔”指馈源舱,即放置接收宇宙外信号装置系统的舱体。
作为世界首创,“中国天眼”的“视网膜”是主动反射面,可以改变形状,一会儿是球面,一会儿是抛物面。具体来说,这张庞大的可动的“视网膜”是一张由6670根钢索编制的索网,挂在一个由50根巨大钢柱支撑的直径500米的圈梁上;索网上铺有4450块、380多种反射面单元;索网下方是2225根下拉索,每一根下拉索都被固定在地面上的作动器上,通过操纵作动器,拉动下拉索来改变索网形状,从而对天文信号进行收集和观测。
“中国天眼”的“瞳孔”即馈源舱,也是一个大胆的突破性设计。大多数传统射电望远镜的“瞳孔”位置是固定的,或仅可以微调。“中国天眼”则完全不同,采用的是全新的轻型索驱动控制系统,这让“中国天眼”的“瞳孔”可以自如改变角度和位置,更有效地收集、跟踪、监测更丰富的宇宙电磁波。
从体量来说,原世界第一大射电望远镜的馈源舱重1000多吨,“中国天眼”馈源舱重仅约30吨。体积小带来多方面的优势,比如可有效减少光路遮挡、减少干扰信号,从而让波束非常干净,更有利于天文观测。
“中国天眼”在设计上的突破创新,为“从图纸到现实”的制造带来巨大挑战。而应对挑战的过程,也正是国产精准制造不断创造奇迹的过程。比如,要实现反射面(即索网)可改变形状这个世界首创设计,要求构成索网的钢索像弹簧一样有一定伸缩性,疲劳强度是现有标准的两倍多,国际上未有先例;还要求每根钢索的加工精度要达到1毫米,把传统标准提升了一个数量级。
两年来,科学家们持续全方位地改进索体工艺,一根钢索要进行200万次疲劳实验。经历了近百次的失败后,最终成功解决了这个关键问题,实现了3项世界创举:超大跨度、超高精度、主动变位式的索网结构。
建设完成之后,“中国天眼”进入调试阶段。巨型望远镜调试涉及天文、测量、控制、电子学、机械、结构等众多学科,是强交叉学科的应用性研究,国际上传统大射电望远镜的调试周期很少低于4年。“中国天眼”开创了新模式,其调试工作也更具挑战性。
截至目前,已经实现跟踪、漂移、运动扫描、编织扫描等,提前完成功能性调试。在性能调试方面,“中国天眼”直径500米,却要实现毫米级的精度,难度相当大。当前,望远镜测量基准网的精度已提升至1毫米以内,其中,灵敏度水平是世界第二大望远镜的2.5倍,这是中国建造的望远镜第一次在灵敏度这个参数上占据制高点。另外,19波束已经完成安装,其意义也非常重大:可将望远镜视场扩大至原来的19倍,大幅提升望远镜的巡天效率。
“中国天眼”专利技术被运用于多个领域,持续孵化科学新成果
“中国天眼”团队敢想敢做,难度大、挑战大,其设计、建造的过程既是攻坚克难的过程,也是创新性成果相继产生的过程。许多具有我国自主知识产权的专利技术相继诞生并得到应用。比如,超高疲劳性能钢索结构被应用于大型体育场馆,高精度索结构生产体系被应用于港珠澳大桥等建设。
在整个制造、安装过程中还产生了许多国家级、省级工法。比如,在为“中国天眼”铺设“视网膜”过程中,4450块反射单元、6670根钢索、上万个关节轴承,都是工人们在几十米高空一块块、一根根、一个个拼装完成的,容错率为零。这些复杂工法将有助于未来大型复杂项目的精准建造。
可以说,“中国天眼”是一个现代工程奇迹,它凝结了20多个科研机构、上百名科研人员的心血,汇聚了几千名一线工人的汗水。建造条件艰苦,很多人在现场工作几天,身上就会起满红疙瘩。潮湿、阴冷的工棚没有空调或暖气,每个人的被子潮湿得快要挤出水来。常有人说,只有中国才能做成“天眼”,我想,做成“天眼”所依靠的,就是这种永不言弃、众志成城的精神。
2017年10月,“中国天眼”首批科学成果公诸于世。如今,基于“中国天眼”数据发表的高水平论文已有70余篇;所发现的脉冲星数量已超过300颗,是同一时期国际上所有其它望远镜发现数量总和的3倍。为什么发现脉冲星至关重要?脉冲星是正在快速旋转的中子星,密度极高,每立方厘米重达上亿吨。它自身如灯塔一般散射光芒,时时刻刻地扫描着宇宙;它自转速度很快、自转周期精确,堪称宇宙中最精确的时钟。因此,把握脉冲星,有利于建立“宇宙导航系统”,有助于人类在未来实现星际旅行的梦想。
接下来,“中国天眼”将进一步在低频引力波探测、快速射电暴起源、星际分子等前沿方向加大探索,加强国内外开放共享,推动重大成果产出,勇攀世界科技高峰。我们青年一代科学家也将努力“用”好凝结了中国4代科学家心血的“天眼”,产生更多科研成果,推动人类对宇宙的探索和认知。(作者 FAST总工程师 姜鹏)
“中国天眼”有多牛?FAST总工程师姜鹏为你解读
2021年3月31日,“中国天眼”(FAST)正式向全球天文学家开放。“中国天眼”是什么?它是我国具有自主知识产权、用于探索宇宙的单口径球面射电望远镜。有了它,可以推动对宇宙深空的了解与探测,为天文学的发展提供新的可能。
“中国天眼”有多大?它口径500米,发射面积相当于30个标准足球场那么大。如果在里面倒满矿泉水,全世界70亿人平均每人可分4瓶。它能看多远?能看穿130多亿光年的区域,接近宇宙边缘。目前,“中国天眼”是世界上最大的也是最灵敏的单口径射电望远镜。
借鉴抛物面天线原理,从地球聆听来自宇宙的信号
“中国天眼”的学名是500米口径射电望远镜。不同于常见的通过可见光进行观测的光学望远镜,射电望远镜通过接收宇宙中不可见的无线电波来“观测”宇宙。我们上方厚厚的大气层有两个“窗口”: 一个是可见光窗口,千百年来人类都是通过这个窗口观测宇宙的;一个是无线电窗口,上世纪30年代,无线电天文学先驱卡尔·央斯基偶然发现了来自银河系中心的信号,射电天文学的大幕由此拉开,推动人类认识宇宙起源、生命起源。
“中国天眼”是当今射电天文学的“重器”。其基本原理是什么呢?我们都知道,平行电磁波遇到抛物面反射后会汇聚到焦点的位置。对射电望远镜来说,把反射面做成抛物面的形状,然后在焦点位置放置一台接收机,就可以汇集天体发出的电磁波信号,从而进行天文观测。抛物面的面积越大,汇集的信号就越多,也就越能探测到更暗弱、更遥远的天体。所以,自卡尔·央斯基意外发现射电天文观测窗口之后,各国天文学家就一直致力于建造反射面尽可能大的巨型射电望远镜。
与此同时,伴随人类对无线电的大规模使用,产生了越来越多的无线电波,干扰了人类对太空信号的接收。在1993年国际无线电大会上,包括中国在内的多个国家提出倡议,希望在地球电磁波环境被破坏之前,建造出超大口径的射电望远镜。次年,以南仁东先生为代表的中国科学家开始“中国天眼”的探索,开启了“把不可能变成可能”的征途。
难度大、突破多,“中国天眼”在灵敏度上占据制高点
到底能建口径多大的望远镜,取决于最终找到多大的洼地。适宜的洼地非常难找,因为它要同时符合四大条件。首先要足够大、足够圆,否则只是开挖和支护成本就会让这个项目无法实现;其次,要远离人口密集区域,这样才能保证优良的电波环境;再次,不能积水,不然设备寿命难以保证;最后,还要有优良的地质条件,否则无法建成大型、高精度的天文观测设备。
从1994年到2006年,南仁东带领团队,从8000多幅地图中选出300多个洼坑,再进一步将范围缩小至几十个。团队几乎走遍这些洼地,现场踏勘,风餐露宿。最终,将台址定在贵州平塘县克度镇的大窝凼洼地。
台址确定后,如何设计、如何实现、建成之后如何调试和使用,都没有现成经验可以借鉴:关键技术无先例可循、关键材料需从头研制。
“中国天眼”设计不同于世界上已有的单口径射电望远镜,这首先体现在“视网膜”和“瞳孔”的设计上。“视网膜”指反射面;“瞳孔”指馈源舱,即放置接收宇宙外信号装置系统的舱体。
作为世界首创,“中国天眼”的“视网膜”是主动反射面,可以改变形状,一会儿是球面,一会儿是抛物面。具体来说,这张庞大的可动的“视网膜”是一张由6670根钢索编制的索网,挂在一个由50根巨大钢柱支撑的直径500米的圈梁上;索网上铺有4450块、380多种反射面单元;索网下方是2225根下拉索,每一根下拉索都被固定在地面上的作动器上,通过操纵作动器,拉动下拉索来改变索网形状,从而对天文信号进行收集和观测。
“中国天眼”的“瞳孔”即馈源舱,也是一个大胆的突破性设计。大多数传统射电望远镜的“瞳孔”位置是固定的,或仅可以微调。“中国天眼”则完全不同,采用的是全新的轻型索驱动控制系统,这让“中国天眼”的“瞳孔”可以自如改变角度和位置,更有效地收集、跟踪、监测更丰富的宇宙电磁波。
从体量来说,原世界第一大射电望远镜的馈源舱重1000多吨,“中国天眼”馈源舱重仅约30吨。体积小带来多方面的优势,比如可有效减少光路遮挡、减少干扰信号,从而让波束非常干净,更有利于天文观测。
“中国天眼”在设计上的突破创新,为“从图纸到现实”的制造带来巨大挑战。而应对挑战的过程,也正是国产精准制造不断创造奇迹的过程。比如,要实现反射面(即索网)可改变形状这个世界首创设计,要求构成索网的钢索像弹簧一样有一定伸缩性,疲劳强度是现有标准的两倍多,国际上未有先例;还要求每根钢索的加工精度要达到1毫米,把传统标准提升了一个数量级。
两年来,科学家们持续全方位地改进索体工艺,一根钢索要进行200万次疲劳实验。经历了近百次的失败后,最终成功解决了这个关键问题,实现了3项世界创举:超大跨度、超高精度、主动变位式的索网结构。
建设完成之后,“中国天眼”进入调试阶段。巨型望远镜调试涉及天文、测量、控制、电子学、机械、结构等众多学科,是强交叉学科的应用性研究,国际上传统大射电望远镜的调试周期很少低于4年。“中国天眼”开创了新模式,其调试工作也更具挑战性。
截至目前,已经实现跟踪、漂移、运动扫描、编织扫描等,提前完成功能性调试。在性能调试方面,“中国天眼”直径500米,却要实现毫米级的精度,难度相当大。当前,望远镜测量基准网的精度已提升至1毫米以内,其中,灵敏度水平是世界第二大望远镜的2.5倍,这是中国建造的望远镜第一次在灵敏度这个参数上占据制高点。另外,19波束已经完成安装,其意义也非常重大:可将望远镜视场扩大至原来的19倍,大幅提升望远镜的巡天效率。
“中国天眼”专利技术被运用于多个领域,持续孵化科学新成果
“中国天眼”团队敢想敢做,难度大、挑战大,其设计、建造的过程既是攻坚克难的过程,也是创新性成果相继产生的过程。许多具有我国自主知识产权的专利技术相继诞生并得到应用。比如,超高疲劳性能钢索结构被应用于大型体育场馆,高精度索结构生产体系被应用于港珠澳大桥等建设。
在整个制造、安装过程中还产生了许多国家级、省级工法。比如,在为“中国天眼”铺设“视网膜”过程中,4450块反射单元、6670根钢索、上万个关节轴承,都是工人们在几十米高空一块块、一根根、一个个拼装完成的,容错率为零。这些复杂工法将有助于未来大型复杂项目的精准建造。
可以说,“中国天眼”是一个现代工程奇迹,它凝结了20多个科研机构、上百名科研人员的心血,汇聚了几千名一线工人的汗水。建造条件艰苦,很多人在现场工作几天,身上就会起满红疙瘩。潮湿、阴冷的工棚没有空调或暖气,每个人的被子潮湿得快要挤出水来。常有人说,只有中国才能做成“天眼”,我想,做成“天眼”所依靠的,就是这种永不言弃、众志成城的精神。
2017年10月,“中国天眼”首批科学成果公诸于世。如今,基于“中国天眼”数据发表的高水平论文已有70余篇;所发现的脉冲星数量已超过300颗,是同一时期国际上所有其它望远镜发现数量总和的3倍。为什么发现脉冲星至关重要?脉冲星是正在快速旋转的中子星,密度极高,每立方厘米重达上亿吨。它自身如灯塔一般散射光芒,时时刻刻地扫描着宇宙;它自转速度很快、自转周期精确,堪称宇宙中最精确的时钟。因此,把握脉冲星,有利于建立“宇宙导航系统”,有助于人类在未来实现星际旅行的梦想。
接下来,“中国天眼”将进一步在低频引力波探测、快速射电暴起源、星际分子等前沿方向加大探索,加强国内外开放共享,推动重大成果产出,勇攀世界科技高峰。我们青年一代科学家也将努力“用”好凝结了中国4代科学家心血的“天眼”,产生更多科研成果,推动人类对宇宙的探索和认知。(本文作者为FAST总工程师)
图片分别为延时拍摄的FAST上空的星轨,以及建于贵州大窝凼洼地的FAST。中国科学院国家天文台供图
https://t.cn/A6cEZGxU
2021年3月31日,“中国天眼”(FAST)正式向全球天文学家开放。“中国天眼”是什么?它是我国具有自主知识产权、用于探索宇宙的单口径球面射电望远镜。有了它,可以推动对宇宙深空的了解与探测,为天文学的发展提供新的可能。
“中国天眼”有多大?它口径500米,发射面积相当于30个标准足球场那么大。如果在里面倒满矿泉水,全世界70亿人平均每人可分4瓶。它能看多远?能看穿130多亿光年的区域,接近宇宙边缘。目前,“中国天眼”是世界上最大的也是最灵敏的单口径射电望远镜。
借鉴抛物面天线原理,从地球聆听来自宇宙的信号
“中国天眼”的学名是500米口径射电望远镜。不同于常见的通过可见光进行观测的光学望远镜,射电望远镜通过接收宇宙中不可见的无线电波来“观测”宇宙。我们上方厚厚的大气层有两个“窗口”: 一个是可见光窗口,千百年来人类都是通过这个窗口观测宇宙的;一个是无线电窗口,上世纪30年代,无线电天文学先驱卡尔·央斯基偶然发现了来自银河系中心的信号,射电天文学的大幕由此拉开,推动人类认识宇宙起源、生命起源。
“中国天眼”是当今射电天文学的“重器”。其基本原理是什么呢?我们都知道,平行电磁波遇到抛物面反射后会汇聚到焦点的位置。对射电望远镜来说,把反射面做成抛物面的形状,然后在焦点位置放置一台接收机,就可以汇集天体发出的电磁波信号,从而进行天文观测。抛物面的面积越大,汇集的信号就越多,也就越能探测到更暗弱、更遥远的天体。所以,自卡尔·央斯基意外发现射电天文观测窗口之后,各国天文学家就一直致力于建造反射面尽可能大的巨型射电望远镜。
与此同时,伴随人类对无线电的大规模使用,产生了越来越多的无线电波,干扰了人类对太空信号的接收。在1993年国际无线电大会上,包括中国在内的多个国家提出倡议,希望在地球电磁波环境被破坏之前,建造出超大口径的射电望远镜。次年,以南仁东先生为代表的中国科学家开始“中国天眼”的探索,开启了“把不可能变成可能”的征途。
难度大、突破多,“中国天眼”在灵敏度上占据制高点
到底能建口径多大的望远镜,取决于最终找到多大的洼地。适宜的洼地非常难找,因为它要同时符合四大条件。首先要足够大、足够圆,否则只是开挖和支护成本就会让这个项目无法实现;其次,要远离人口密集区域,这样才能保证优良的电波环境;再次,不能积水,不然设备寿命难以保证;最后,还要有优良的地质条件,否则无法建成大型、高精度的天文观测设备。
从1994年到2006年,南仁东带领团队,从8000多幅地图中选出300多个洼坑,再进一步将范围缩小至几十个。团队几乎走遍这些洼地,现场踏勘,风餐露宿。最终,将台址定在贵州平塘县克度镇的大窝凼洼地。
台址确定后,如何设计、如何实现、建成之后如何调试和使用,都没有现成经验可以借鉴:关键技术无先例可循、关键材料需从头研制。
“中国天眼”设计不同于世界上已有的单口径射电望远镜,这首先体现在“视网膜”和“瞳孔”的设计上。“视网膜”指反射面;“瞳孔”指馈源舱,即放置接收宇宙外信号装置系统的舱体。
作为世界首创,“中国天眼”的“视网膜”是主动反射面,可以改变形状,一会儿是球面,一会儿是抛物面。具体来说,这张庞大的可动的“视网膜”是一张由6670根钢索编制的索网,挂在一个由50根巨大钢柱支撑的直径500米的圈梁上;索网上铺有4450块、380多种反射面单元;索网下方是2225根下拉索,每一根下拉索都被固定在地面上的作动器上,通过操纵作动器,拉动下拉索来改变索网形状,从而对天文信号进行收集和观测。
“中国天眼”的“瞳孔”即馈源舱,也是一个大胆的突破性设计。大多数传统射电望远镜的“瞳孔”位置是固定的,或仅可以微调。“中国天眼”则完全不同,采用的是全新的轻型索驱动控制系统,这让“中国天眼”的“瞳孔”可以自如改变角度和位置,更有效地收集、跟踪、监测更丰富的宇宙电磁波。
从体量来说,原世界第一大射电望远镜的馈源舱重1000多吨,“中国天眼”馈源舱重仅约30吨。体积小带来多方面的优势,比如可有效减少光路遮挡、减少干扰信号,从而让波束非常干净,更有利于天文观测。
“中国天眼”在设计上的突破创新,为“从图纸到现实”的制造带来巨大挑战。而应对挑战的过程,也正是国产精准制造不断创造奇迹的过程。比如,要实现反射面(即索网)可改变形状这个世界首创设计,要求构成索网的钢索像弹簧一样有一定伸缩性,疲劳强度是现有标准的两倍多,国际上未有先例;还要求每根钢索的加工精度要达到1毫米,把传统标准提升了一个数量级。
两年来,科学家们持续全方位地改进索体工艺,一根钢索要进行200万次疲劳实验。经历了近百次的失败后,最终成功解决了这个关键问题,实现了3项世界创举:超大跨度、超高精度、主动变位式的索网结构。
建设完成之后,“中国天眼”进入调试阶段。巨型望远镜调试涉及天文、测量、控制、电子学、机械、结构等众多学科,是强交叉学科的应用性研究,国际上传统大射电望远镜的调试周期很少低于4年。“中国天眼”开创了新模式,其调试工作也更具挑战性。
截至目前,已经实现跟踪、漂移、运动扫描、编织扫描等,提前完成功能性调试。在性能调试方面,“中国天眼”直径500米,却要实现毫米级的精度,难度相当大。当前,望远镜测量基准网的精度已提升至1毫米以内,其中,灵敏度水平是世界第二大望远镜的2.5倍,这是中国建造的望远镜第一次在灵敏度这个参数上占据制高点。另外,19波束已经完成安装,其意义也非常重大:可将望远镜视场扩大至原来的19倍,大幅提升望远镜的巡天效率。
“中国天眼”专利技术被运用于多个领域,持续孵化科学新成果
“中国天眼”团队敢想敢做,难度大、挑战大,其设计、建造的过程既是攻坚克难的过程,也是创新性成果相继产生的过程。许多具有我国自主知识产权的专利技术相继诞生并得到应用。比如,超高疲劳性能钢索结构被应用于大型体育场馆,高精度索结构生产体系被应用于港珠澳大桥等建设。
在整个制造、安装过程中还产生了许多国家级、省级工法。比如,在为“中国天眼”铺设“视网膜”过程中,4450块反射单元、6670根钢索、上万个关节轴承,都是工人们在几十米高空一块块、一根根、一个个拼装完成的,容错率为零。这些复杂工法将有助于未来大型复杂项目的精准建造。
可以说,“中国天眼”是一个现代工程奇迹,它凝结了20多个科研机构、上百名科研人员的心血,汇聚了几千名一线工人的汗水。建造条件艰苦,很多人在现场工作几天,身上就会起满红疙瘩。潮湿、阴冷的工棚没有空调或暖气,每个人的被子潮湿得快要挤出水来。常有人说,只有中国才能做成“天眼”,我想,做成“天眼”所依靠的,就是这种永不言弃、众志成城的精神。
2017年10月,“中国天眼”首批科学成果公诸于世。如今,基于“中国天眼”数据发表的高水平论文已有70余篇;所发现的脉冲星数量已超过300颗,是同一时期国际上所有其它望远镜发现数量总和的3倍。为什么发现脉冲星至关重要?脉冲星是正在快速旋转的中子星,密度极高,每立方厘米重达上亿吨。它自身如灯塔一般散射光芒,时时刻刻地扫描着宇宙;它自转速度很快、自转周期精确,堪称宇宙中最精确的时钟。因此,把握脉冲星,有利于建立“宇宙导航系统”,有助于人类在未来实现星际旅行的梦想。
接下来,“中国天眼”将进一步在低频引力波探测、快速射电暴起源、星际分子等前沿方向加大探索,加强国内外开放共享,推动重大成果产出,勇攀世界科技高峰。我们青年一代科学家也将努力“用”好凝结了中国4代科学家心血的“天眼”,产生更多科研成果,推动人类对宇宙的探索和认知。(本文作者为FAST总工程师)
图片分别为延时拍摄的FAST上空的星轨,以及建于贵州大窝凼洼地的FAST。中国科学院国家天文台供图
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歙砚欣赏与鉴别(文字摘自中国书法网 ,图片来自陶瓷频道)
歙砚
歙砚,自唐开元年间问世以来,已有着1200余年的历史了。千余年来,历史的发展与歙砚的嬗变相互烙印,不同时期的文化与审美意识,在歙砚上都通过造型纹饰而留下了深深的印迹,而歙砚的发展也同时折射出人类社会的文化与进步。
歙砚以其独有的变幻多姿、美妙动人的天然纹理,紧密湿润、玉德金声的本质让世人赞叹;加上能工巧匠的精心雕饰,使其与端砚千百年来始终并肩位居於中国砚林之首。
歙砚砚石在唐时的主要产地为婺源的龙尾山,因旧属歙州府而名之。故有人又称歙州砚、婺源砚或龙尾砚。歙砚的加工地主要有歙县、婺源,以及宣城的绩溪、泾县等;集散地主要集中在黄山,其次是婺源和宣城。
歙砚在唐时的品种有龙尾石和金星石两大类,而唐时的龙尾石有苍黑和青碧两种,涸而不滑,扣之玉振,金声清越,肌理紧密湿润,发墨而不涩笔;金星石上的金星呈谷粒状,如秋夜星空。
时至宋代,龙尾石的开采和制作进入历史上第一个鼎盛期。出现象罗纹坑、眉子坑、金星坑和水舷坑和金星坑等著名的老坑,同时开发了诸如水蕨坑、里山罗纹坑以及溪头、叶九、紧足、碧里、济源和外庄等众多名砚坑,开采出了罗纹、眉子、金星、金晕、鱼子等五大类50余个小类的精美品质的砚石。
其中罗纹有粗、细、暗细、水波、鱼浪、刷丝、牛毛、古犀、泥浆、金星、金花、金晕、算子、乌钉、龟背、松皮等16种,以暗细、细、牛毛、古犀、刷丝罗纹等为最佳,尤以暗细罗纹最难得。
眉纹有阔、细、长、短、对、绿豆、鳝肚、雁湖、水浪、金星、金晕、虎斑、枣心、白、金、簇等16种,以对眉纹、鳝肚眉纹、雁湖眉纹为贵重,尤以雁湖眉纹最罕见。
金星有雨点、凤眼、金圈、金花、栗米、谷粒、鱼子、水浪、眉纹、金晕、绿豆、雨丝、刷丝、金丝、银星、玉带等17种,尤以葵花金星、银星金星、鱼子金星、 刷丝金星和玉带金星为珍奇。
金晕可分状物类、自然山水类两大类,状物主要指晕的形态似人物、动物、植物或其它物体等,自然山水类主要指晕的形态似云气、山峰、河流等;鱼子有 鳅 背、茶叶末、鳝肚、碎冰纹、石眼等5种,以 鳅背和鳝肚鱼子为贵。除此之外,还有一些少见的稀有品种,为银星、银晕、玉带、龙鳞、庙前红、庙前青等。
歙砚的形制千变万化,归纳起来可分三大类:几何形、仿物形、随形。几何形也即规矩形,这是歙砚造型的主流,唐以降方正之砚一直经久不衰,具体可分正方形、长方形、圆形、六角、八角、椭圆、梯形等;仿物砚,即仿造物体的形象,如蝉形、鹅形、龟形、瓦形、钟形、琴形、莲叶形、竹节形等,不少于五、六十个品种;随形砚即依砚石的自然形态随势制作而成,有时只稍作人工点缀和修饰,突出砚石的本身的自然美。
唐时的歙砚也和其它的石砚一样,以箕形式为主流,即前高后低、前窄后宽的箕形淌池砚,其背部的尾端有两个长方形或圆柱形、梯形的柱足,背部的首端有的琢成圆首着地,有的琢成方首着地;此外,还有承汉制的圆形即渠形石渠砚式等。
唐末至五代,渐渐化两尾柱足为两墙足,从砚首至砚尾形成两边低矮的墙,砚式开始由箕形向梯形乃至长方形转化,矮墙足的形成为北宋抄手砚的诞生奠定了转化的基础。
到了宋代,背部挖空的深度、弧度加深、加大,使得两侧墙逐渐增高,形成了明显的抄手;宋代早期的抄手砚呈梯形,砚的两侧向内收敛,形成面宽背窄,抄手留出的空间和砚堂的淌池式斜坡“外同内制”,可称为箕形抄手砚。
宋代中期始,抄手砚渐为长方形,砚身增高,砚堂逐渐平坦,墨池也仿佛被挤成窄而深的一分池,砚堂与池开始分离,但它的四侧内敛、面宽背窄的特点仍然存在,线与面的这种变化带给人是宋砚的审美,与其时代的理学精神相吻合,其平浅的砚堂予人以开阔饱满之美,深而窄的墨池显示出深邃精神,给人的秀逸、典雅之感。除了抄手砚这一具有明显时代特色的主流砚式外,宋朝涌现出来了本节文首提到的各式各样、丰富多彩的砚式。因此,无论是砚石的品种、质量、数量,砚式的种类等等,宋朝无愧于砚文化 的鼎盛期。
明代伊始,抄手砚成为较为规矩的长方形,砚侧四边垂直成90度,砚边偏宽,而墨池比宋代抄手砚更窄且浅,最具特点是砚堂与墨池的连接线垂直稍向内圆起,形成的这种墨池成为一横条状,它的宽度和深度仅可容一手指,故又称“一指池砚”,简称“一指砚”;背部抄手内也与宋砚有别,宋抄手内多为斜坡式,明抄手为弧形,就像半截桥拱型。
明末之时,抄手砚又产生了新的变化,砚形加宽,但还是长方形,墨池左右的边缘比砚堂边缘略宽,形成“门式”形,称为“玉堂抄手”。它的特点是砚缘凸起,砚堂下凹成一定深度,墨池也偏大,堂与池之间以弧线形相过渡,形成饱满而圆滑的坡形,被戏称为“罗汉肚”,堂抄手内的弧线稍作改进成曲线,就像明代家具背靠是以人体靠坐时的曲线一样。
清朝的抄手砚式又有新的变化,除了延续 玉堂之风外,还在砚上增加了雕饰纹样,其图案也是多样化;最大的区别是其抄手的形制随之消失,替之以平底和四边留沿、中间凹下为附池的样式,并且形成了在附池内题铭、雕刻书画图案的风尚。明清两朝的砚台也由实用转为实用与欣赏并用,有的已成了单纯的艺术品,尤其是清以降,雕工更趋繁缛,精雕细琢已超过了对实用的关注。明清两朝除了抄手砚的变化之外,又开拓出具有时代特征的随形砚,也增加了前朝没有过的天然砚和平板砚以及以花鸟虫鱼、人物走兽、山水园林等为题材的众多纹饰等。
当代歙砚式样在继承传统的基础上,又有了新的发展,造型的重点转向了随形砚上,着眼於欣赏的需要,砚堂与池都成了砚的象征而不是主题来经营,突出雕刻的主体审美形象,以综合、立体的造型手法来表现物象和自然,出现了求大求奇的现象,砚的艺术性得到极大的增加,而实用性逐渐消失。
歙砚鉴别
歙砚的坑口比较多,各坑所产砚石存在着优劣之分,怎样鉴识砚石中的优劣,不管是民间的口传经验,还是各种书本归纳出的经验,不外乎从三个方面入手,即从砚的质、色、纹作全面的分析判断。质是砚的内在质量,最为重要,色和纹是砚石的表面特征,是在质的基础上评断的标准。对一块具体的砚石,区别其优劣,可用以下方法:
(一)看。将砚石浸入中或打湿,首先观察有没有裂痕,有无杂质和瑕疵,裂痕乃石之大病,有的在面上,有的在侧面。杂质主要指石筋,有黑白两种,黑者为黑筋、铁线、鸡爪纹等,有的还像蚯蚓痕迹一样色黄黑硬滑被称作隔路的筋纹;白者为白石英杂质,其质坚硬,最影响石质;还有一种担线斜纹(如水线而现断裂纹);石之瑕疵还包括猪鬃孔、黄烂(含土气的黄色斑点)等等。排除了上述问题外,最关键的还是看天然纹理,在首节文字中已经介绍了五大类纹色,如何区别纹色的优劣也是有标准的,如:罗纹以均匀细密,石色纯洁为上,以水湿方见的暗细罗纹为珍贵;眉纹以典型分明,分布均匀疏朗,底色青莹者为上,尤以成双成对的对眉子,湖心无纹、围绕湖心布满指甲痕般的攒雁湖眉子最为精绝;金星,以金黄色为上品,土黄色的次之,而不在星的多少、大小,金晕也是一样;鱼子纹以纹理细密均匀者为上品。
(二)摸。即用手扶摸砚肤,感觉细腻滋润者为上品,“婴儿的屁股”、“美人肤”这些形象化的比喻即是对手感好的解释;有的非常好的砚质着手即润,在石面上留下指印,如老坑石等。
(三)听。即听砚石的声音。即用手将砚石托空(砚石过大过厚则需另选办法),然后用手指或木棍敲击砚石,声音如金属般清脆者为上品,所谓“声如磬”、“声如铜”即是对龙尾佳石的赞誉,而出现泥声、瓦声、木声则为下品。
(四)磨。如果有条件的话,还是应该用磨墨的方法试一下砚石,如是下墨快、发墨如油的石质一定是好砚石,所谓“杀墨如风,磨墨如锉,下墨如油”是也。
歙砚
歙砚,自唐开元年间问世以来,已有着1200余年的历史了。千余年来,历史的发展与歙砚的嬗变相互烙印,不同时期的文化与审美意识,在歙砚上都通过造型纹饰而留下了深深的印迹,而歙砚的发展也同时折射出人类社会的文化与进步。
歙砚以其独有的变幻多姿、美妙动人的天然纹理,紧密湿润、玉德金声的本质让世人赞叹;加上能工巧匠的精心雕饰,使其与端砚千百年来始终并肩位居於中国砚林之首。
歙砚砚石在唐时的主要产地为婺源的龙尾山,因旧属歙州府而名之。故有人又称歙州砚、婺源砚或龙尾砚。歙砚的加工地主要有歙县、婺源,以及宣城的绩溪、泾县等;集散地主要集中在黄山,其次是婺源和宣城。
歙砚在唐时的品种有龙尾石和金星石两大类,而唐时的龙尾石有苍黑和青碧两种,涸而不滑,扣之玉振,金声清越,肌理紧密湿润,发墨而不涩笔;金星石上的金星呈谷粒状,如秋夜星空。
时至宋代,龙尾石的开采和制作进入历史上第一个鼎盛期。出现象罗纹坑、眉子坑、金星坑和水舷坑和金星坑等著名的老坑,同时开发了诸如水蕨坑、里山罗纹坑以及溪头、叶九、紧足、碧里、济源和外庄等众多名砚坑,开采出了罗纹、眉子、金星、金晕、鱼子等五大类50余个小类的精美品质的砚石。
其中罗纹有粗、细、暗细、水波、鱼浪、刷丝、牛毛、古犀、泥浆、金星、金花、金晕、算子、乌钉、龟背、松皮等16种,以暗细、细、牛毛、古犀、刷丝罗纹等为最佳,尤以暗细罗纹最难得。
眉纹有阔、细、长、短、对、绿豆、鳝肚、雁湖、水浪、金星、金晕、虎斑、枣心、白、金、簇等16种,以对眉纹、鳝肚眉纹、雁湖眉纹为贵重,尤以雁湖眉纹最罕见。
金星有雨点、凤眼、金圈、金花、栗米、谷粒、鱼子、水浪、眉纹、金晕、绿豆、雨丝、刷丝、金丝、银星、玉带等17种,尤以葵花金星、银星金星、鱼子金星、 刷丝金星和玉带金星为珍奇。
金晕可分状物类、自然山水类两大类,状物主要指晕的形态似人物、动物、植物或其它物体等,自然山水类主要指晕的形态似云气、山峰、河流等;鱼子有 鳅 背、茶叶末、鳝肚、碎冰纹、石眼等5种,以 鳅背和鳝肚鱼子为贵。除此之外,还有一些少见的稀有品种,为银星、银晕、玉带、龙鳞、庙前红、庙前青等。
歙砚的形制千变万化,归纳起来可分三大类:几何形、仿物形、随形。几何形也即规矩形,这是歙砚造型的主流,唐以降方正之砚一直经久不衰,具体可分正方形、长方形、圆形、六角、八角、椭圆、梯形等;仿物砚,即仿造物体的形象,如蝉形、鹅形、龟形、瓦形、钟形、琴形、莲叶形、竹节形等,不少于五、六十个品种;随形砚即依砚石的自然形态随势制作而成,有时只稍作人工点缀和修饰,突出砚石的本身的自然美。
唐时的歙砚也和其它的石砚一样,以箕形式为主流,即前高后低、前窄后宽的箕形淌池砚,其背部的尾端有两个长方形或圆柱形、梯形的柱足,背部的首端有的琢成圆首着地,有的琢成方首着地;此外,还有承汉制的圆形即渠形石渠砚式等。
唐末至五代,渐渐化两尾柱足为两墙足,从砚首至砚尾形成两边低矮的墙,砚式开始由箕形向梯形乃至长方形转化,矮墙足的形成为北宋抄手砚的诞生奠定了转化的基础。
到了宋代,背部挖空的深度、弧度加深、加大,使得两侧墙逐渐增高,形成了明显的抄手;宋代早期的抄手砚呈梯形,砚的两侧向内收敛,形成面宽背窄,抄手留出的空间和砚堂的淌池式斜坡“外同内制”,可称为箕形抄手砚。
宋代中期始,抄手砚渐为长方形,砚身增高,砚堂逐渐平坦,墨池也仿佛被挤成窄而深的一分池,砚堂与池开始分离,但它的四侧内敛、面宽背窄的特点仍然存在,线与面的这种变化带给人是宋砚的审美,与其时代的理学精神相吻合,其平浅的砚堂予人以开阔饱满之美,深而窄的墨池显示出深邃精神,给人的秀逸、典雅之感。除了抄手砚这一具有明显时代特色的主流砚式外,宋朝涌现出来了本节文首提到的各式各样、丰富多彩的砚式。因此,无论是砚石的品种、质量、数量,砚式的种类等等,宋朝无愧于砚文化 的鼎盛期。
明代伊始,抄手砚成为较为规矩的长方形,砚侧四边垂直成90度,砚边偏宽,而墨池比宋代抄手砚更窄且浅,最具特点是砚堂与墨池的连接线垂直稍向内圆起,形成的这种墨池成为一横条状,它的宽度和深度仅可容一手指,故又称“一指池砚”,简称“一指砚”;背部抄手内也与宋砚有别,宋抄手内多为斜坡式,明抄手为弧形,就像半截桥拱型。
明末之时,抄手砚又产生了新的变化,砚形加宽,但还是长方形,墨池左右的边缘比砚堂边缘略宽,形成“门式”形,称为“玉堂抄手”。它的特点是砚缘凸起,砚堂下凹成一定深度,墨池也偏大,堂与池之间以弧线形相过渡,形成饱满而圆滑的坡形,被戏称为“罗汉肚”,堂抄手内的弧线稍作改进成曲线,就像明代家具背靠是以人体靠坐时的曲线一样。
清朝的抄手砚式又有新的变化,除了延续 玉堂之风外,还在砚上增加了雕饰纹样,其图案也是多样化;最大的区别是其抄手的形制随之消失,替之以平底和四边留沿、中间凹下为附池的样式,并且形成了在附池内题铭、雕刻书画图案的风尚。明清两朝的砚台也由实用转为实用与欣赏并用,有的已成了单纯的艺术品,尤其是清以降,雕工更趋繁缛,精雕细琢已超过了对实用的关注。明清两朝除了抄手砚的变化之外,又开拓出具有时代特征的随形砚,也增加了前朝没有过的天然砚和平板砚以及以花鸟虫鱼、人物走兽、山水园林等为题材的众多纹饰等。
当代歙砚式样在继承传统的基础上,又有了新的发展,造型的重点转向了随形砚上,着眼於欣赏的需要,砚堂与池都成了砚的象征而不是主题来经营,突出雕刻的主体审美形象,以综合、立体的造型手法来表现物象和自然,出现了求大求奇的现象,砚的艺术性得到极大的增加,而实用性逐渐消失。
歙砚鉴别
歙砚的坑口比较多,各坑所产砚石存在着优劣之分,怎样鉴识砚石中的优劣,不管是民间的口传经验,还是各种书本归纳出的经验,不外乎从三个方面入手,即从砚的质、色、纹作全面的分析判断。质是砚的内在质量,最为重要,色和纹是砚石的表面特征,是在质的基础上评断的标准。对一块具体的砚石,区别其优劣,可用以下方法:
(一)看。将砚石浸入中或打湿,首先观察有没有裂痕,有无杂质和瑕疵,裂痕乃石之大病,有的在面上,有的在侧面。杂质主要指石筋,有黑白两种,黑者为黑筋、铁线、鸡爪纹等,有的还像蚯蚓痕迹一样色黄黑硬滑被称作隔路的筋纹;白者为白石英杂质,其质坚硬,最影响石质;还有一种担线斜纹(如水线而现断裂纹);石之瑕疵还包括猪鬃孔、黄烂(含土气的黄色斑点)等等。排除了上述问题外,最关键的还是看天然纹理,在首节文字中已经介绍了五大类纹色,如何区别纹色的优劣也是有标准的,如:罗纹以均匀细密,石色纯洁为上,以水湿方见的暗细罗纹为珍贵;眉纹以典型分明,分布均匀疏朗,底色青莹者为上,尤以成双成对的对眉子,湖心无纹、围绕湖心布满指甲痕般的攒雁湖眉子最为精绝;金星,以金黄色为上品,土黄色的次之,而不在星的多少、大小,金晕也是一样;鱼子纹以纹理细密均匀者为上品。
(二)摸。即用手扶摸砚肤,感觉细腻滋润者为上品,“婴儿的屁股”、“美人肤”这些形象化的比喻即是对手感好的解释;有的非常好的砚质着手即润,在石面上留下指印,如老坑石等。
(三)听。即听砚石的声音。即用手将砚石托空(砚石过大过厚则需另选办法),然后用手指或木棍敲击砚石,声音如金属般清脆者为上品,所谓“声如磬”、“声如铜”即是对龙尾佳石的赞誉,而出现泥声、瓦声、木声则为下品。
(四)磨。如果有条件的话,还是应该用磨墨的方法试一下砚石,如是下墨快、发墨如油的石质一定是好砚石,所谓“杀墨如风,磨墨如锉,下墨如油”是也。
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