FAST，群山中豎起地球巨耳

科技 07-13

作者：糖匪

小姬，以及科學松鼠會老朋友韓松老師和作者同行，讓我們通過他們的眼睛，瞧瞧剛剛落成主體工程的500米口徑球面射電望遠鏡。這個大傢伙簡稱為FAST，建成後將成為世界上最大單口徑望遠鏡。

FAST，群山中豎起地球巨耳

無論是從FAST的圈樑走向「鍋底」，還是從地面走向太空，這都是一條很長的路。在貴州的群山中，地球「巨耳」，500米口徑球面射電望遠鏡FAST已經開始聆聽宇宙遙遠的過去，尋找外星人的蹤影。

與這座置身群山懷抱中的巨型人工造物相比，人類是如此渺小，而FAST也只是浩瀚星辰間的一個點。但正是對宇宙追根究底的執著，讓我們不斷聆聽那些跨越廣袤空間而來的天籟。

FAST，群山中豎起地球巨耳

通向世界上最大的單口徑射電望遠鏡的路徑有兩條。向上，或者向下。

FAST，500米口徑球面射電望遠鏡置身於貴州平塘縣克度鎮大窩凼窪地，群山環抱中，只有經得住山路顛簸才可以抵達。

7月3日，登上FAST的白色圈樑，站在相當於50層樓高的半空，我實地見證了FAST最後一塊反射面板準確落入「鍋中央」指定位置安裝成功，世界上最大單口徑望遠鏡主體完工。在為了慶祝完工放飛的彩色氫氣球映襯下，相當於30個足球場或者8個鳥巢大小的望遠鏡反射面顯得更加壯闊雄偉。突破了射電望遠鏡的百米極限的FAST，整個反射面口徑為500米，由4450塊反射面板組成，每塊反射面板的背後都有鋼索牽拉，實時形成一個300米直徑的瞬時拋物面，並通過這個300米的拋物面來匯聚電磁波，好像一個巨形大鍋里套著一個可以移動的大碗。

FAST，群山中豎起地球巨耳

【氣球從底部升起的瞬間（by 小姬）】

自古至今，所有巨型的人工造物都讓人類熱血賁張。這隻置身群山懷抱中聆聽宇宙天籟的鍋型巨耳也不例外。攝像機、相機、話筒，媒體記者們分布在周長1600米的環形圈樑上，為了抓取望遠鏡主體完工的重要瞬間。人們紛紛感慨驚嘆著。被反射面板和它上面銀色發亮的饋源艙吸引了全部注意力的人，也許並沒有注意到——我們為之驚嘆的，我們正置身其中。

FAST，群山中豎起地球巨耳

【從底部往上看（by 小姬）】

腳下是圈樑和支柱，前下方正對反射面和饋源艙，而身後，6座最高達168米的支撐塔像是衛士一般將我們保護起來。我們正置身於這隻500米口徑的宇宙巨耳的耳廓，俯瞰它在破雲而出的陽光下熠熠生光的模樣。

FAST，群山中豎起地球巨耳

【圈樑和吊車（by 糖匪）】

FAST，群山中豎起地球巨耳

【圈樑（by 糖匪）】

FAST，群山中豎起地球巨耳

【支撐塔細節（by 糖匪）】

那時，我並不知道還有另一種親近FAST的途徑。

向下。

從巨鍋的邊緣下來，順著場道一路盤旋而下，緊貼「大鍋」的外壁，直達「鍋」底。

FAST，群山中豎起地球巨耳

【正走向「鍋」底的主編的背影（by 小姬）】

一路上，上萬根鋼索和成千個反射單元組成的球冠型索膜結構遮蔽大半邊天空，投下淡淡的陰影和涼意。抬頭看，發現原來反射面板的材質為多孔鋁鈦合金板，仰望時透過孔洞，隱約能看到上邊的天空樹影和山。山風穿過孔洞，風聲如蜂鳴，神秘不可測。

這是巨耳在歌唱，伴隨岩壁野生灌木叢中傳來的蟬聲。

設計反射面的工程師有他的道理。之所以選用多孔鋁鈦合金板，一是為了減少風負載；二是提高透光率，讓反射面下能長草，避免水土流失。

在圈樑往下看，肉眼無法看見孔洞，只會奇怪為什麼每塊反射面板的顏色不一樣。只有走到下面才明白，其實是看到了多孔鋁鈦合金板下面的地面。

FAST，群山中豎起地球巨耳

【多孔鋁鈦合金反射面板（by 小姬）】

FAST，群山中豎起地球巨耳

【安裝成功，反射面板陽面（by 糖匪）】

往下走，看到的事物具象而真切。

與圈樑上俯瞰時獲得的視覺印象全然不同。

在上面，人們會看到口徑500米世界上最大的單口徑望遠鏡，這個在未來10至20年將保持世界一流地位的科學大裝置：它與號稱「地面最大機器」的德國波恩100米望遠鏡相比，FAST靈敏度將提高約10倍；與被評為人類20世紀10大工程之首的美國Arecibo300米望遠鏡相比，其綜合性能提高約10倍。

而在下面，人們無法看到望遠鏡的整體，卻能通過近距離的接觸，對望遠鏡各個部件有更為直觀的了解。

比如，在上方俯瞰時覺得不比攜帶型音箱大多少的靶標（用來測量反射面板角度），走近看才發現原來有小燈塔那麼大。

FAST，群山中豎起地球巨耳

【路途中的野花（by 糖匪）】

繼續往下走。向下的路比想像的還要長。

這裡原來是天然圓形窪地，有莊稼有村落有木瓦房。為了放下這口巨鍋，村民搬去5公里外的天文鎮上。工程人員又挖去90萬方土石，修建了7公里的進場道路，才容下這隻鍋形巨耳。

終於到了鍋底。

由6條鋼索拉升懸吊，重達30噸的饋源艙正靜靜躺在那接受工作人員緊張的調試。

所謂饋源就是指望遠鏡用來接受宇宙信號的裝置系統，饋源艙是用於安放這個系統。對於FAST這隻鍋型巨耳來說，饋源就是它的鼓膜，所有收集到的宇宙信號都將匯聚在這裡。

FAST，群山中豎起地球巨耳

【饋源艙底部（by 小姬）】

雖然貴為地球上最大單口徑射電望遠鏡，FAST的原理和鍋式衛星天線大致相似，主要由反射信號的拋物面和接收信號的饋源艙組成。拋物面接收來的宇宙信號並反射聚焦到饋源艙，而饋源艙接收信號。

FAST每塊反射面的背後都有鋼索牽拉，可以隨著天體的移動來調整瞬時拋物面的方向，饋源艙也要隨之一同運動，採集反饋信息。而如何用鋼索驅動實現饋源艙的大範圍、高精度空間定位，是一個極具挑戰性的技術難題，無先例可循。

FAST採用了光機電一體化技術，創新性地提出了輕型索支撐饋源平台，並使用並聯機器人進行二次精調，實現高精度指向跟蹤，這也是FAST的三大自主創新之一。通過卷揚機收放鋼索，可以驅動饋源艙在一個距離地面高140米至180米、直徑為207米的球冠面上運動，最大定位精度將小於10毫米。

FAST，群山中豎起地球巨耳

【拉索（by 小姬）】

FAST，群山中豎起地球巨耳

【拉索（by 糖匪）】

在下面調試饋源艙的工程人員，絕大多數都是年輕人。在下面，他們不再是螻蟻一般微小的身影。我可以清清楚楚地看見這些朝氣蓬勃的臉，清澈堅定的眼神，長期野外作業鍛鍊出來的健壯體格，工作時不容懈怠嚴謹專註的神情。

以世界上最大的單口徑射電望遠鏡為起點的路徑，一條屬於這地上。它將燃起人們心中的熱望。

射電望遠鏡的觀測雖然不受天氣陰晴影響，但對無線電環境要求很高。調頻電台、電視、手機以及其他無線電數據的傳輸都會對射電望遠鏡的觀測造成干擾。射電核心區5公里之內屬於電磁波寧靜區，必須保持寧靜，電磁環境不受干擾。距離FAST直線距離5公里的克度鎮，剛好是在電磁波寧靜區保護範圍核心區的外圍，也是前往FAST的必經之地。

FAST，群山中豎起地球巨耳

【電磁波寧靜區的農戶（by 糖匪）】

克度鎮始建於元世祖至元二十八年(1291年)，雖然貧困，但仍然保留下一些中華民族的傳統文化。鎮內仍存在著大量具有古代風格的木瓦房，傳承數千年的農耕時代物件，如石臼、石磨、水攆、木製織布機和紡紗機。當地不少戶人家門前都貼著對聯。

例如「年難過沒辦法還得年年過人艱為奈何仍要人人為。橫批：面對現實。」。

不久前，克度鎮和中國其他山區的農業小鎮一樣，多數勞力都選擇外出務工，剩下兒童老人。鎮上的長途客運站大方向上只有兩條長途線路，一條去往中國製造業基地珠江三角洲，一條去往長江三角洲，中國最大的外貿出口基地。

FAST，群山中豎起地球巨耳

【客運站（by 韓松）】

好像是電視劇大反轉，讓這個小鎮貧困的原因，也是FAST選擇這裡的部分原因：喀斯特地質無法留住水分不利於農作物，卻因此確保雨水向地下滲透，不會在射電望遠鏡表面淤積，腐蝕和損壞望遠鏡；沒有大型工業，住家很少，當年FAST考察選址時有些人家甚至連電都沒有，使得電磁波靜默的實行簡單可行。現在，這個只有一條主街的小鎮，不到早晨七點，就充斥著工程車輛的喇叭聲。路邊除了天文賓館，還可以看到天文雜貨鋪，天文修理鋪等以天文為名字的商鋪。儘管走上不到五百米就有三家賓館，仍有不少酒店在建設中。

賓館前台服務生可能還沒成年，儘管一個晚上因為各種事被叫到四樓（酒店沒有電梯），也不會嫌棄客人多事，再次見到時反而更加親熱。

走在路上騰不出手打開垃圾箱，會有附近的店主跑出來默默幫你。

這並不是一個桃花源的故事。只是這個小鎮被FAST的出現而喚醒了。鎮上的人們期待著。現在FAST只是剛剛完工，等到正式投入使用，那麼會給這個小鎮乃至整個平塘縣帶來更多的機會和活力。

以世界上最大的單口徑射電望遠鏡為起點的路徑，一條屬於天上。

FAST整體工程費用將近11億，它的建設指揮部只是兩層工地簡易板房。多雨的山區，除了要應對自然條件的艱苦，工程實施的困難，更要直面長年累月與親人好友分離的狀態。

FAST，群山中豎起地球巨耳

【在臨時板房居住的守護FAST的神獸，年輕科學家還根據他的選擇判斷最近歐洲杯輸贏。（by 小姬）】

在過去的夜晚，想像著FAST揚起反射面板，以肉眼無法察覺的微小傾斜捕捉到宇宙深處微弱的囈語，是不是會給這些建設者們帶來慰藉，增添力量。然而有一點可以知道，無論是FAST的建設者，還是使用它的射電天文研究人員，他們要走的道路屬於天上。

FAST，群山中豎起地球巨耳

【饋源艙（by 糖匪）】

他們建設，他們聆聽，他們將會失望，焦慮，並在焦慮中繼續等待和尋找，從宇宙白噪音中分辨出有意義有規律的無線電信號，如同從暴風雨中分辨出蟬鳴。

還有一種可能，人類尚未能排除。如科幻作家劉慈欣所說：「很可能宇宙十分喧鬧，到處都是文明。他們不用電磁波通訊，他們更可能用引力波來通訊。大家在用另一種方式說話。」

FAST，群山中豎起地球巨耳

【無限嵌套的大劉（by 小姬）】

FAST，群山中豎起地球巨耳

【大劉和饋源艙總師姚蕊，這裡的年輕人幾乎都是大劉粉絲（by 小姬）】

如果這樣的話，人類將發明其他媒介的射電望遠鏡，比如中微子或者引力波。

即使這樣，FAST也不會就此氣餒，對宇宙追根究底的執著將讓它繼續豎起鍋形巨耳，FAST有著超高靈敏度。以FAST很高的敏銳度，它得到的觀測數據將不僅能讓我們更好地了解陌生的天文現象，例如脈衝星和黑洞，還能看到早期星系的搖籃，以及在星系誕生前就已經形成的氫氣網，宇宙遙遠的過去。

科幻大家詹姆斯?岡恩曾經借他小說的主人公之口說過：「我們知道，宇宙中還存在著其他智慧生物，僅僅這點就會給予我們巨大的勇氣和力量。」而現在，FAST這隻巨耳不單要傾聽其他智慧生物的信號，更是要追溯到宇宙遙遠的過去。未來的某一天，當一個有意義的信號隔著無數的行星，穿過廣漠的距離，落入FAST豎起的耳朵，人類是否已經做好準備？

FAST，群山中豎起地球巨耳