高志前 中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院研究員

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同志們好，今天給大家講一下中國“天眼”。這是最近我們國家科技領(lǐng)域里的一個爆炸性新聞。“天眼”究竟是怎么回事，有什么意義、作用？這都是大家都關(guān)心的事情。那么，我今天主要從以下四個方面重點分析一下射電望遠(yuǎn)鏡的創(chuàng)新意義：第一，“天眼”看什么？也就是它的功能、作用；第二，“天眼”中的科學(xué)技術(shù)；第三，射電望遠(yuǎn)鏡的創(chuàng)新歷程；第四，中國創(chuàng)新對世界的貢獻。

一、“天眼”看什么？

“天眼”是一個通俗的說法，實際上就是射電望遠(yuǎn)鏡。從廣義上說，凡是天文望遠(yuǎn)鏡都可以稱之為“天眼”。中國“天眼”是目前世界最大的、技術(shù)含量最高的射電望遠(yuǎn)鏡。那么，中國花這么多錢做這樣一個“天眼”，究竟要干什么？

2016年國慶假期，中國出現(xiàn)了一個新的旅游點，就是以“天眼”為主的天文旅游點。這個旅游點非常熱，實行實名游覽制，每天限量2000人。為什么？因為“天眼”望遠(yuǎn)鏡的要求非常嚴(yán)，當(dāng)?shù)夭荒苡行盘?，參觀人員不能帶手機。這個設(shè)立在貴州省平塘縣克度鎮(zhèn)綠水村一個深山天坑里的天文望遠(yuǎn)鏡全稱是500米單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（英文簡稱FAST），于9月25日正式開始試運行。克度鎮(zhèn)也由此一舉成為世界著名的天文小鎮(zhèn)。當(dāng)?shù)卦诠こ探ㄔO(shè)當(dāng)中，也同步開始了天文小鎮(zhèn)的旅游設(shè)施建設(shè)工作。

望遠(yuǎn)鏡，簡單來說就是利用透鏡或反射鏡以及其他光學(xué)器件觀測遙遠(yuǎn)物體的光學(xué)儀器。世界上第一架望遠(yuǎn)鏡是在1608年由荷蘭米德爾堡眼鏡商漢斯·利伯希制造的。但是，這個望遠(yuǎn)鏡雖然制造了若干架，卻并沒有真正用在科學(xué)上。第一部投入科學(xué)應(yīng)用的望遠(yuǎn)鏡是意大利人伽利略1609年發(fā)明的一個40倍雙鏡望遠(yuǎn)鏡。所以，我們一般在教科書上講，第一個望遠(yuǎn)鏡是伽利略發(fā)明的。1611年，德國天文學(xué)家開普勒用兩片雙凸透鏡分別作為望遠(yuǎn)鏡的物鏡和目鏡，大大提高了放大倍數(shù)，被稱為開普勒望遠(yuǎn)鏡。這是大家比較熟悉的，現(xiàn)在的天文望遠(yuǎn)鏡一般都采用開普勒式。后來，牛頓也發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡，使用了一些其他的技術(shù)。

總體來說，這些望遠(yuǎn)鏡都屬于光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，以人眼觀測為主，可分為折射望遠(yuǎn)鏡、反射望遠(yuǎn)鏡、折反射望遠(yuǎn)鏡等。但對于過于遙遠(yuǎn)的天體及來自各類天體的射電輻射，人眼是看不到的，于是產(chǎn)生了用于探測天體射電輻射的射電望遠(yuǎn)鏡。射電望遠(yuǎn)鏡不僅看得遠(yuǎn)，還具有高空間分辨率和高靈敏度。根據(jù)天線總體結(jié)構(gòu)的不同可分為連續(xù)孔徑和非連續(xù)孔徑兩大類。連續(xù)孔徑的主要代表是采用單盤拋物面天線的經(jīng)典式射電望遠(yuǎn)鏡，非連續(xù)孔徑是以干涉技術(shù)為基礎(chǔ)的各種組合天線系統(tǒng)，也就是天線陣。