“中国天眼”望远镜将正式开放,FAST为什么在贵州大窝凼?

  以下内容为FAST系统总工程师聂跃平演讲实录:

  大家好,很高兴能跟大家一起聊聊FAST。

  大家看这个大锅,直径500米,接收面积有32个足球场那么大,它的探测能力是137亿光年以远,大家算一下就知道这有多遥远。我是怎么和这个大家伙结缘的呢?这得从我的生长、学习、工作环境说起。

  这是我生长的地方,贵州独山县,一个喀斯特地貌发育的美丽地方。在(上个世纪)五六十年代,河里有野生的大鱼,天上飞有各种飞鸟,山里都有豺狼虎豹,这一点也不夸张。

  我生在上个世纪的1958年,小时候很调皮,经常背着家人跑出去玩。看到河流和山川,特别是山洞,就总在想,这些地下暗河是怎么形成的?有些河,流着流着就下去了,可一会儿又从那边冒出来,这让我感觉很奇怪。

  带着这些疑惑,我读完了高中。那时候高中毕业要下乡当知青,很艰苦。我16岁下乡当知青的时候,干的活跟大人是一样的。我估计现在的16岁孩子,大多还离不开父母。1977年我考上大学,带着这些疑惑挑了一个水文地质、工程地质的专业。到了大学才知道,贵州是一个喀斯特面积占了70%的省份,所以它的风景很美丽,但是土地很贫瘠。

  因为喀斯特的岩性是碳酸盐,它可以被水溶解,贵州水又多,所以地表水下来以后就往地下走了,地表没有水,地下水很丰富,但是你取不到。

  大学毕业以后,我被分到贵州地矿局工作。可能与喀斯特有缘,我分过去的时候,当时正好单位接受了国家项目黔南岩溶研究,研究它到底怎么发育的,怎么来治理它。出于这个目的,当时项目划了一块七万平方公里——一个贵州岩溶发育最好的地方进行研究。

  五年之内,这里的山山水水我都基本上跑遍了,比如暗河、溶洞等等,特别是跟后面有关系的洼地。洼地很深,全是岩石,岩石上面有点土可能会长点树,树也不会成材,要种庄稼也很困难,所以我觉得有啥用呀,就没在意这件事。但是整个贵州、黔南的喀斯特发育规律我基本上心里有数了。

  1988年后,我到南京大学去念硕士和博士,正好我的导师是我国著名的地理学家任美锷先生。他抗日战争的时候,跟随浙江大学到贵州做岩溶方面的研究。他听说我在贵州搞过系统的岩溶课题,他就对我下猛药了,把他平时所有喀斯特方面的研究成果和经验全交给我了。

  1993年我到中科院遥感所做博士后,师从我国著名的遥感学家陈述彭先生。1994年,我想遥感技术学了以后,怎样在喀斯特地区发挥遥感的作用?我想来想去,正在发愁怎么办,怎么用,这时候,照片上这个人,当时国家天文台(当时叫北京天文台)的副台长南仁东——现在是射电望远镜首席科学家,他找到了遥感所。

  这件事是怎么来的呢?1993年他们在日本开了一个天文大会,提到射电望远镜,因为射电望远镜(可以)探知未来,你的设备不行你根本就没有发言权。回到国内以后,他们认为中国作为一个大国,也应该建立这样的一个射电望远镜。但是全国这么大的面积,要找这么大的坑,要上哪儿找?

  所以他们找到遥感所,遥感所就向他们推荐我,说正好有一个博士是专门研究洼地的。因为喀斯特洼地在西南地区发育最好,但是大部分人都不知道。他当时就跟我说要找一个坑,我问有什么条件。他说,第一这个坑要圆,不管什么坑就是要圆;第二交通要方便,不要在喜马拉雅山,再好的坑也去不了;还要相对的隔离,人不能太多,人多了也建不成;最关键的一条,要没有无线电干扰。

  我想贵州都符合这些条件,肯定能找到这样一个地方,我就答应他了。答应他以后我就直接下去了,去了一个月。当时我也没把握,因为以前对喀斯特洼地没有这么详细地研究过。回来以后我给他写了一个报告。他当时在国外开会就说了这个事,国外专家说,你们贵州还有这个东西?他说有。

  到了八九月份,就正式成立了FAST推进委员会,这个事就开始正儿八经的做了。这时候我被任命为选址组的课题负责人。我在贵州做了这么多年,虽然知道有洼地,但是贵州洼地成千上万,要挑最好的,怎么挑?

  遥感发挥了很大作用,但当时的遥感分辨率没有现在那么高,现在是二十公分的分辨率,那时都是几十米,只能大概知道在哪一片。把洼地圈出来,我们通过半年多的时间,确认了四百多个,具体符不符合要求,那得去现场看,也不可能挨个跑。所以就在地形图上挨个对,定了一百多个洼地,然后这一百多个洼地都实地跑遍了。

  贵州那个地方可能有些人去过,全是山。艰苦到哪一步呢?有时候我们下到洼地底,当地老百姓十几分钟下去了,我们要半个多小时才能下去。上来也是,我们上来得一个小时,而且累的不像样。而且贵州雨多,不小心踩滑一下,几十米就滚下去就完了,非常容易出危险。我有几次都滑下去,幸好树木比较多被拦住了。

  我们去的地方必须远离城市和喧嚣,一年两年大家都能适应,时间长了一搞就是十年,大家都很疲惫,有些人就有点盯不住了。我也有打退堂鼓的想法,因为这是一个遥遥无期的事情。但是我作为一个贵州人,又是专门研究这个的,我想这个事还是得做,后面还会讲到为什么要坚定地做下去。

  最后选来选去,选到了这个大窝凼洼地,名字是很形象的。大家看到这个照片上有路,这个路怎么来的?是当年当地县政府组织当地的老百姓修的。当时我们没敢告诉他选在那儿了,但他们知道我们老往那个地方跑,就猜,然后组织老百姓就把路挖通了。

  八公里,一分钱没花。当时因为县里面财政很困难,政府就给老百姓粮食、棉花,就这样挖,几个月就挖出来了,现在起码几千万才能修出来。所以他们的积极性是非常高的,老百姓对这个事非常向往。

  这个点定下来以后,我们要求它的工程量最小。因为如果工程量多了,要花几个亿去开挖也是不行的。所以这个点定下来以后,还要用现代的技术,在十多年以前都是像仿真模拟这样比较高的技术。要用编程软件把每一个点都要走到,达到开挖量最小、最稳定,才能把这个位置定下来。

  然后还要进行工程地质初勘,因为喀斯特下面很复杂,不知道哪里发溶洞,哪里有漏洞,哪里有管道,这个地基要求是非常高的。虽然通过物探,把异常的地方先圈起来,再用钻机勘探、取样,你看打出来的岩芯。

  很困难,一百多米深,提一次钻就要几个小时。搞不好一打下去,那个钻头就卡在下面了。就这样一点一点地打,打了几百个钻孔。在平地打没事,要到山上去打,那个钻就必须拆开,拆开以后再抬上去。因为打钻需要水和电,水还要请人挑。这个条件非常艰苦。当时还没有路,我们去的时候都是原始状态。

  经过十多年的努力,2006年FAST终于批下这个项目。这十几年,吃的苦都没关系,但是天文台开始做这个项目的时候,它并没有固定的经费支持。它只是一种设想,大家都觉得可以做,但是同时要开展五六个领域的研究,我的选址也是其中一个。

  给的经费实在是太少了,那怎么办?当时我胆子也大,给周光召院长写了两次信,他批了两次。第一次给了五万块钱,第二次给了六万块钱,那时候已经很不简单了。随着选址的力度加大,经费还是不够。

  科技部的原部长徐冠华,原来在我们所当过所长,当时我又给他写信,他看到情况又给了六万。最后我把我们所长郭华东院士带到现场,我说你看能否从所里支持一下,他看到大家条件很艰苦,的确很震撼。回来后,从所长创新基金给了我二十万,这下就安定下来了,后面国家立项就好办了。

  国家立项之后就开干了。天文台任命我为台址开挖系统和勘探系统的总工程师,负责地质强勘、开挖设计等一系列的工作。从2006年批下来到去年,整整干了八年才建成。工程难度难到哪一步?要先把这些山劈下来,还要把它运出去,这个工程量大家可以想象。

  后面的工作跟我没关系,后面都是机器上层建筑,我就是负责下面的部分。现在我们国家的工程能力非常强,方案确定很快就能起来。望远镜做成以后有三大创新点,选址成为创新点之一。为什么呢?因为利用了贵州喀斯特洼地来建这个大型的射电望远镜,这是一个创新点。

  这张照片是十多年以前照的,这一家人就是大窝凼下面的住户。1996年我第一次下洼地,他们问我干什么的,我们说我们是北京来的科学家。了不得!当时他们很穷啊,就叫他儿子抓鸡。

  他们的鸡都养在山上,很难抓,抓了半天抓两只鸡回来,然后端出他们自己酿的米酒。喝! 我说喝吧。拿碗,我说这怎么喝?他说一口一碗。一尝才二十多度,我说没事儿,没事儿那就干吧!结果两碗下去就晕了,后来是他们把我扛上来的。鸡肉我一筷子没尝到,那个鸡是真正的土鸡!

  这种感人的故事还有很多,百姓们专门给我准备了一个竹竿是专门给我准备的。因为后面人下去多了,就把我单独分开,说其他人的在那边,这是聂博士专用的。所以,可以说我跟当地的百姓们建立了很深厚的感情。

  现在天眼建成了,当地也有了翻天覆地的变化。当时外国人去考察的时候,他们夹道欢迎。那些老外跟我说,从他们善良的眼睛里,看到了他们对美好生活的向往。这些向往现在已经实现了。

  这个镇以前我去的时候,没有一间像样的房子,全是草房。现在有三个五星级宾馆,有若干饭店,比如天文饭店什么的。我是前天才从那回来的,看到一个烧烤摊,叫什么天文烤肉,哎呀,真的是……。

  而且那里已经建成天文小镇、天文博物馆,大家有机会可以去看一看,的确非常非常壮观,还带动了周边的县。

  今天站在这儿,我想说啥呢?我想对年轻人、小朋友们说,这个世界充满了诱惑,一个人一辈子只能干一件事,最多两件事,所以你们看准一件事就要做到底,这样你就会有收获,未来就是你们的!谢谢大家。

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