中国天眼耗资12亿元，历经22年建成，为何将向全世界开放，与美国共享数据值吗？

我国自主研发的全球最大射电望远镜中国天眼FAST,斥资12亿元，100多科研工作者前赴后继投入历经22年才建成，然而就在美国天眼彻底崩塌之后，我国宣布中国天眼对全世界开放，并共享数据。本是独占鳌头的好时机，为何中国此时选择了向全球开放？这样做有什么利弊？与美国等国分享数据是否值得？

 

本文准备从三个方面谈谈这个问题：

 

1、 美国天眼取得了那些成就？

美国阿雷西博射电望远镜，建于1963年，口径305米，在中国天眼建成之前是全世界最大的射电望远镜。作为美苏太空竞赛的一部分，美国天眼不但可以接收信号，也可以发送信号，是以“外星人搜索项目“而闻名世界的。

 

与给宇宙拍照，搜寻肉眼可见星体物质的哈勃望远镜不同，射电望远镜主要是用来搜索宇宙中的电磁信号，其理论基础就是1959年Nature上的一篇论文《搜索星际通讯》，文中叙述了外星人存在的可能性，并且创新的描述如何在1420MHz频率附近搜索外星人，也以此区分“自然天文射电信号“和”非自然信号“。

 

美国天眼存续的70年里，有没有发现外星人不为外界知道，但是它有数不清的成就，学界列举了“10大最酷成就“，举世瞩目，总结来说：

1） 发现了一些星体的规律性，揭开了很多未解之谜。

 

发现恒星死去之后还会继续旋转，将无线电波向灯塔一样扫过宇宙；老脉冲星可以重生和自旋；发现水星旋转周期是58天，两极上有冰的存在；获取了火星表面的雷达图相，显示地质构造和火山活动证据；发现重复的无线电射线暴和时空涟漪；

 

而最为重要是的发现了脉冲星的很多特性，不但为寻找宇宙起源、演变历史提供证据，还为深空探索提供有力帮助，其发现某些脉冲星持续稳定发射电磁信号，可以为星际旅行提供导航服务。

 

2） 首次给外星人发人类信号。

1974年11月，阿雷西博天文台首次向外太空中30万个恒星星团发射无限电信号，这是人类历史上的第一次，它将地球的生命数据诸如人体简图、DNA成分、太阳系示意图等信息，以二进制编码方式发送了出去。尽管霍金曾对此严重警告，但是人类对未知世界的探索并未因为他的担忧而终止。

 

 

2、 中国为什么建天眼？

 

我国的天体物理起步较晚，如果说当年1g月壤欧阳志远院士获得了研究月球的方法和愿望，“时代楷模”南仁东院士的当年的愿望就是中国能在天文学上有一席之地。

 

1993年，国际无线电科学联盟大会在日本东京召开，科学家们提出要在全球电波环境恶化之前，建造新一代更加灵敏的射电望远镜,接收更多来自外太空的讯息。

 

此时我国在这一领域远远落后，一个信念在南仁东心中回荡：“别人都有自己的大设备,我们没有,我挺想试一试。“，这一试就是23年。南仁东放弃国外300倍高新，面临着工程项目难度大，无成果，写不了论文等问题，从1994年到2005年，南仁东踏遍中国，终于在391个备选洼地选贵州平塘县克度镇的大窝凼，12年里他用脚步丈量着大好河山。

 

终于在2007年，500米口径球面射电望远镜工程正式立项，南仁东更是边干边学，搞定天文学、力学、机械工程、岩土工程等开创性工作的每一个环节。

 

FAST工程副经理张蜀新仍记得南仁东对自己说过的一句话:“你以为我是天生什么都懂吗?其实我每天都在学。”

 

世人评价南仁东：“23年时间里，他从壮年走到暮年，把一个朴素的想法变成了国之重器，成就了中国在世界上独一无二的项目。缅怀南老，致敬科学精神！“（新华社《“中国天眼”之父南仁东病逝》）

 

2017年9月15日,因罹患癌症,南仁东永远地离开了。2018年10月15日,中科院国家天文台宣布,将一颗国际永久编号的小行星正式命名为“南仁东星”。

 

中国天眼FAST建成之后，成为了国家九大科技基础设施之一，比美国天眼综合性能提高约10倍，天文科学应用价值巨大。

 

1） 把中国空间测控能力由地球同步轨道延伸至太阳系外缘，将深空通讯数据下行速率提高100倍。脉冲星到达时间测量精度由120纳秒提高至30纳秒，成为国际上最精确的脉冲星计时阵，为自主导航这一前瞻性研究制作脉冲星钟。

 

2） 进行高分辨率微波巡视，以1Hz的分辨率诊断识别微弱的空间讯号，作为被动战略雷达为国家安全服务。作为“子午工程”的非相干散射雷达接收系统，提供高分辨率和高效率的地面观测；跟踪探测日冕物质抛射事件，服务于太空天气预报。

 

3） 有能力将中性氢观测延伸至宇宙边缘，观测暗物质和暗能量，寻找第一代天体。能够接收到100多亿光年以外的电磁信号。

 

中国天眼自调试开始就不断给我们带来惊喜：首颗脉冲星的发现带来了宇宙深处的声音，“多科学目标漂移扫描巡天（CRAFTS）”发现新高色散快速射电暴……FAST的终极目标是改变人类的宇宙观，围绕其自身的既定科学目标，和包括快速射电暴和系外行星的射电探测在内的研究。

 

自2020年1月对国内开放运行以来，这一具有我国自主知识产权的重大科研基础设施，运行稳定可靠，已发现300余颗脉冲星，并在快速射电暴等研究领域取得重大突破。

 

 

3、 中国开放天眼有何利弊？

中国天眼作为国之重器，在2021年将正式向全球开放，将给国外科学家提供10%的观测时间。这让人很多人费解：我们斥巨资，苦心这么多年建成的全球最大天眼为何提供给外国？分享给坐收红利的美国我们是不是吃亏呢？

实际上就在曾被评为“人类20世纪十大科技工程之首"的阿雷西博望远镜坍塌后，全球的目光不断的聚焦在中国天眼上，而中国一直也坚持着与”志同道合“的朋友们一起进行深空探索。

 

针对为什么开放这个问题，中国天眼总师姜鹏是这样回答的：“FAST作为大型天文观测设备，体现了我国对外开放合作的态度，有利于汇聚全球科研工作者的智慧，使天文科学成果更多更好地产出。“

 

同样，嫦娥五号带回的月壤，我们提出资料共享计划，也正是我们的态度，那么这样做有何利弊呢？

 

首先，有助于人类一同探索外太空，探求宇宙起源。一方面我国的相关领域的科学家还在成长期，顶尖的不多，需要和外界互通有无，将10%的时间拿出来共享，有助于形成智慧共同体；另一方面，首先提出问题，有助于占领制高点，形成集中解决问题的良好氛围，也有助于我们的科学家成长。

 

其次，大科学装置不可能永远领先。我们只有抓住“中国天眼”灵敏度领先的窗口期，做好战略规划、项目遴选和数据公开，才能激励科研工作者，更好地发挥其科学效能，促成科学成果产出的黄金期。

 

最后，中国倡导的国际合作项目“平方公里阵列望远镜(SKA)“，SKA建成后，将比目前最大的射电望远镜阵列灵敏度提高约50倍，巡天速度提高约10000倍，将帮助人类填补对于宇宙基本认知的空白。它会将新建并且将全球的射电望远镜串在一起，形成矩阵，那个时候中国天眼将是实力担当，中国天文物理学也将跻身世界前沿。

 

 

 科学无国界也许在现在看来不是那么回事，但是在我们还很落后的情况下，垒砌城墙，挖下护城河，无疑是将自己禁锢起来。共享是相互的，与志同道合的朋友，一起探索宇宙，将会收获更多。从这个角度看来，如果美国也愿意分享数据的话，共享中国天眼也未尝不可。

 

也许不久的将来，我们就能凭借中国天眼，建立以中国天眼发现的脉冲星规律和特性，建立“宇宙导航系统”，从而实现自由的星际旅行。