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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“人口警报”拉响，二胎效果不佳，催生又无果，专家再出新招
现如今，生孩子已经是一个热度最高的话题，多数年轻人都表示“生不起、不敢生、不想生”，其实这是对当前我国生育大环境以及人们生育观念改变的真实体现。要想把一个孩子养大成人，付出的精力非常大，开销也实属不菲，而最重要的，是家长们会为孩子操碎了心。而除此之外，现在女性的独立意识越来越强烈，不愿意单纯地因为传宗接代而生孩子，她们更愿意追求自我，在生育上的意愿比较弱。
诸多因素的影响导致我国出生率近年来持续下滑，数据显示，2020年我国登记新生儿数量只有1003万，比2019年减少了400多万，再一次创下了建国以来的新低，“人口警报”已经拉响。
实施计划生育政策的年代
据统计，在1949年-1979年的31年时间内，我国实现了4.3亿的净人口增长，并于1982年突破10亿人口大关，我国也因此而成为全世界首个人口破10亿的国家。但是，虽然人口的快速增长创造了极大的人口红利，但其负面影响也不容忽视，例如我国就在人口增长过程中面临了严峻的资源供给承载、贫困加剧以及经济发展延缓等问题。
所以，国家智囊团从1980年开始便开始了对“应对之策”的研究与制定，并在1982年将“计划生育”政策定为基本国策且写入宪法，从此以后，我国人口快速增长的局面被有效地控制了下来。
在计划生育政策实施的40年时间内，我国总的人口数量只实现了4亿水平的增加，特别是从1998年开始，每年人口增加数量甚至都没有超过2000万，且呈现出每年逐渐下滑的发展态势。
大家都知道，从改革开放战略实施以来，我国基于显著的人口红利以及对外开放的贸易政策实现了国民经济的迅猛发展，综合国力逐渐增强，并由低收入国家跻身于中等收入国家之列，现在还有望走出“中等收入陷阱”而发展为高收入国家。
人们的生活水平不断提升，然而新的少子化与老龄化问题也随之而来临。目前，我国人口增长乏力，专家甚至作出预测：今后5-10年我国将正式步入“人口负增长”的发展阶段。
与人口飞速增长所带来的不利影响相比，人口负增长的负面影响更加引人关注，在此状态下，我国老龄化现象很可能会进一步加剧，进而引发劳动力短缺、社会生产力下降、国民生产总值降低等一系列恶果。
二胎催生效果差，人口警报拉响
在这种形势下，国家并没有坐以待毙，而是在2015年10月份宣布要以一个积极的态度开展应对老龄化的行动，实施二孩政策，也正是从这时开始，我国进入了“二胎催生”的时代。
但是，这一结果同很多专家的预测大为不同：2011-2015年，我国每年新出生的人口依旧可以保持在大约1600万的水平，然而就在2016年实施“全面二胎”的政策之后，每年新出生人口数量却呈现出逐年下滑之势。
统计数据显示，我国2019年的人口出生率只有10.48‰，新出生人口连1500万人都不到，2020年则更低，刚刚超过1000万。另外，在2016年-2019年，我国一胎出生人口数量从981万减少至593万，表明现在有很多人连生一胎的意愿都不强烈了。
2020年年底，民政部负责人表示，在诸多因素的影响之下，我国适龄人口的生育意愿并不高，现在总和生育率甚至已经跌破了警戒线。
“人口警报”拉响，二胎效果不佳，催生又无果，专家再出新招
且这并非最为糟糕的事情，专业机构提出，现阶段我国已经进入了“深度老龄化的社会”，预计在2050年，中国65岁以上的老人在总人口中所占比例约为30%，60岁以上则将近有总人口的三分之一。
很显然，今后我国将处于巨大的负增长人口压力之下，人口警报已经拉响。
专家提出放开三胎，甚至是全面放开三胎的建议
二胎效果这么差，到底怎样才可以提高生育率？对此，一些专家提出建议，将三胎放开，让出更大的生育自主权，这也和民意是相符的。
然而不少人都觉得这一建议没有太大的用，毕竟大家连二胎都不愿意生，更别提生三胎了。而实际上，我国部分地区早就放开了三胎，但是并没有取得很好的效果。
如果说三胎都没有效果的话，那么全面放开的话呢？现在，国家专业机构提出建议，让政策导向回归到生育自主，简单地说，其实就是将生育全面放开。如果真的实施全面放开的政策的话，生育率一定会出现增长。
“人口警报”拉响，二胎效果不佳，催生又无果，专家再出新招
但不管是放开二胎或三胎，还是全面放开，很多人的态度都不是很乐观，但是我国人口专家却提出，在放开之后，有条件的人是可以多生的，没有条件的人可以选择少生，这其实可以在一定程度上刺激人口数量的增加。
全面放开的话，你有生的意愿吗？
从目前的情况来看，我国在政策上其实已经有所松动了，十四五会议报告已经没有计划生育的字眼，还将优化生育提了出来，这表明十四五期间将有很大可能实施新的生育政策。
但是，要想将低生育率的局面扭转，不能只通过生育政策的调整来实现，应将更多的关注点放在对年轻人负担的减轻上，而这里又以住房和教育成本最为重要。
人们敢生、愿意生的前提之一是房价稳定，同时，可以享有经济补贴。但现如今房价高得离谱，着实是一个很难解决的问题，而这一问题一天不解决，多数人就一天不愿意冒险去生二胎甚至是三胎。
以前，孩子们上幼儿园和小学基本上都花不了很多钱，也就是大学的学费最贵，但现在，从小孩上幼儿园起，所需支付的费用就已经赶上了大学，甚至比大学费用还高，供一个孩子上学，需要支付非常高的成本，原因在于我国儿童教育机构的数量很少，致使孩子们上学又难又贵，因此应考虑进行更多托儿所等儿童教育机构的建设。
“人口警报”拉响，二胎效果不佳，催生又无果，专家再出新招
现如今，生孩子已经是一个热度最高的话题，多数年轻人都表示“生不起、不敢生、不想生”，其实这是对当前我国生育大环境以及人们生育观念改变的真实体现。要想把一个孩子养大成人，付出的精力非常大，开销也实属不菲，而最重要的，是家长们会为孩子操碎了心。而除此之外，现在女性的独立意识越来越强烈，不愿意单纯地因为传宗接代而生孩子，她们更愿意追求自我，在生育上的意愿比较弱。
诸多因素的影响导致我国出生率近年来持续下滑，数据显示，2020年我国登记新生儿数量只有1003万，比2019年减少了400多万，再一次创下了建国以来的新低，“人口警报”已经拉响。
实施计划生育政策的年代
据统计，在1949年-1979年的31年时间内，我国实现了4.3亿的净人口增长，并于1982年突破10亿人口大关，我国也因此而成为全世界首个人口破10亿的国家。但是，虽然人口的快速增长创造了极大的人口红利，但其负面影响也不容忽视，例如我国就在人口增长过程中面临了严峻的资源供给承载、贫困加剧以及经济发展延缓等问题。
所以，国家智囊团从1980年开始便开始了对“应对之策”的研究与制定，并在1982年将“计划生育”政策定为基本国策且写入宪法，从此以后，我国人口快速增长的局面被有效地控制了下来。
在计划生育政策实施的40年时间内，我国总的人口数量只实现了4亿水平的增加，特别是从1998年开始，每年人口增加数量甚至都没有超过2000万，且呈现出每年逐渐下滑的发展态势。
大家都知道，从改革开放战略实施以来，我国基于显著的人口红利以及对外开放的贸易政策实现了国民经济的迅猛发展，综合国力逐渐增强，并由低收入国家跻身于中等收入国家之列，现在还有望走出“中等收入陷阱”而发展为高收入国家。
人们的生活水平不断提升，然而新的少子化与老龄化问题也随之而来临。目前，我国人口增长乏力，专家甚至作出预测：今后5-10年我国将正式步入“人口负增长”的发展阶段。
与人口飞速增长所带来的不利影响相比，人口负增长的负面影响更加引人关注，在此状态下，我国老龄化现象很可能会进一步加剧，进而引发劳动力短缺、社会生产力下降、国民生产总值降低等一系列恶果。
二胎催生效果差，人口警报拉响
在这种形势下，国家并没有坐以待毙，而是在2015年10月份宣布要以一个积极的态度开展应对老龄化的行动，实施二孩政策，也正是从这时开始，我国进入了“二胎催生”的时代。
但是，这一结果同很多专家的预测大为不同：2011-2015年，我国每年新出生的人口依旧可以保持在大约1600万的水平，然而就在2016年实施“全面二胎”的政策之后，每年新出生人口数量却呈现出逐年下滑之势。
统计数据显示，我国2019年的人口出生率只有10.48‰，新出生人口连1500万人都不到，2020年则更低，刚刚超过1000万。另外，在2016年-2019年，我国一胎出生人口数量从981万减少至593万，表明现在有很多人连生一胎的意愿都不强烈了。
2020年年底，民政部负责人表示，在诸多因素的影响之下，我国适龄人口的生育意愿并不高，现在总和生育率甚至已经跌破了警戒线。
“人口警报”拉响，二胎效果不佳，催生又无果，专家再出新招
且这并非最为糟糕的事情，专业机构提出，现阶段我国已经进入了“深度老龄化的社会”，预计在2050年，中国65岁以上的老人在总人口中所占比例约为30%，60岁以上则将近有总人口的三分之一。
很显然，今后我国将处于巨大的负增长人口压力之下，人口警报已经拉响。
专家提出放开三胎，甚至是全面放开三胎的建议
二胎效果这么差，到底怎样才可以提高生育率？对此，一些专家提出建议，将三胎放开，让出更大的生育自主权，这也和民意是相符的。
然而不少人都觉得这一建议没有太大的用，毕竟大家连二胎都不愿意生，更别提生三胎了。而实际上，我国部分地区早就放开了三胎，但是并没有取得很好的效果。
如果说三胎都没有效果的话，那么全面放开的话呢？现在，国家专业机构提出建议，让政策导向回归到生育自主，简单地说，其实就是将生育全面放开。如果真的实施全面放开的政策的话，生育率一定会出现增长。
“人口警报”拉响，二胎效果不佳，催生又无果，专家再出新招
但不管是放开二胎或三胎，还是全面放开，很多人的态度都不是很乐观，但是我国人口专家却提出，在放开之后，有条件的人是可以多生的，没有条件的人可以选择少生，这其实可以在一定程度上刺激人口数量的增加。
全面放开的话，你有生的意愿吗？
从目前的情况来看，我国在政策上其实已经有所松动了，十四五会议报告已经没有计划生育的字眼，还将优化生育提了出来，这表明十四五期间将有很大可能实施新的生育政策。
但是，要想将低生育率的局面扭转，不能只通过生育政策的调整来实现，应将更多的关注点放在对年轻人负担的减轻上，而这里又以住房和教育成本最为重要。
人们敢生、愿意生的前提之一是房价稳定，同时，可以享有经济补贴。但现如今房价高得离谱，着实是一个很难解决的问题，而这一问题一天不解决，多数人就一天不愿意冒险去生二胎甚至是三胎。
以前，孩子们上幼儿园和小学基本上都花不了很多钱，也就是大学的学费最贵，但现在，从小孩上幼儿园起，所需支付的费用就已经赶上了大学，甚至比大学费用还高，供一个孩子上学，需要支付非常高的成本，原因在于我国儿童教育机构的数量很少，致使孩子们上学又难又贵，因此应考虑进行更多托儿所等儿童教育机构的建设。
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