3月7日,我們聯(lián)合中國護(hù)膚品牌HBN以及內(nèi)容媒體新世相,共同推出原創(chuàng)記錄人物故事片《求真的決意》,以科學(xué)家姚蕊的視角,展現(xiàn)“中國天眼”背后的年輕人,如何在理論空白中拓荒前行,如何用求真務(wù)實(shí)、死磕的精神,沖破一個個“不可能”。他們的堅持和探索,喚醒了宇宙深處的回答,也讓自己成為被時光成就的人。
一個超越人類建造能力的幻想
【資料圖】
假設(shè)真有三體人向地球發(fā)射電波,大概率是“中國天眼”最先接收到。
這個坐落于貴州深山里的龐然大物,被網(wǎng)友戲稱為“大鍋”,其實(shí)它的全稱叫500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡,英文簡稱FAST。它的誕生極大拓展了人類觀察宇宙的視野,它還創(chuàng)造了多個令國人為之驕傲的記錄:它是世界上已經(jīng)建成的最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡,能收到100多億光年以外的電磁信號;它的靈敏度是當(dāng)時世界第二大望遠(yuǎn)鏡阿雷西博的2.5倍以上;它發(fā)現(xiàn)了迄今為止唯一一例持續(xù)活躍的重復(fù)快速射電暴;截至目前,F(xiàn)AST已發(fā)現(xiàn)740余顆新脈沖星,比同時期其他射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)總數(shù)的四倍還多......
然而,F(xiàn)AST的起點(diǎn)其實(shí)很低,甚至一度被認(rèn)為是超越人類建造能力的空想。20世紀(jì)90年代,以南仁東為首的中國科技工作者提出了一個大膽又超前的設(shè)想——在中國建造世界上第一面500米口徑的大射電望遠(yuǎn)鏡。
500米是什么概念?當(dāng)時,世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡是美國阿雷西博望遠(yuǎn)鏡,口徑大約305米。而中國當(dāng)時最大的射電望遠(yuǎn)鏡口徑還不到30米。
口徑超過國內(nèi)既有的望遠(yuǎn)鏡一個數(shù)量級,這也意味著以當(dāng)時中國的科技和工業(yè)水平來說,建造這個大物件無異于癡人說夢。
不僅如此,當(dāng)時FAST的科學(xué)家還創(chuàng)造性地提出采用主動變形反射面的設(shè)計。這個反射面由6000多根鋼索編制的索網(wǎng)組成,可以在球面和拋面間進(jìn)行變形,這就需要鋼索具有極高的“彈性”,也就是超高應(yīng)力幅的抗疲勞性能。
另外,由于反射面在“動”,那么,懸掛在百米高空的饋源艙也需要實(shí)現(xiàn)來去自如以捕捉這些變化的焦點(diǎn),“最大移動距離達(dá)到207米,在運(yùn)動的同時還要實(shí)現(xiàn)10毫米級別的定位精度”。
對于當(dāng)時的情況,從理論上來講,F(xiàn)AST需要的一些材料和工藝在國內(nèi)外幾乎是空白,所以那個時候很多人會說,其實(shí)FAST并不是中國建不成,而是全世界可能都建不成。
沒有先例可循、大量的理論空白、挑戰(zhàn)技術(shù)極限......FAST的參與者們就是在這樣的環(huán)境下,毅然承擔(dān)了這個很多人認(rèn)為“不可能完成”的任務(wù)。
面對一堆棘手的難題怎么辦?中國天眼人已然養(yǎng)成了一個習(xí)慣——遇到問題先別想能不能做,而是思考怎么做。
“先去想可行性,把手頭上的那件事做出來,這樣心里就會有一個支撐了,再去想問題,然后實(shí)打?qū)嵉芈涞矫恳徊健保@種求真務(wù)實(shí)的精神幾乎成了每個“天眼”人刻在骨子里的品質(zhì),也是中國天眼從遙不可及的“妄想”變成現(xiàn)實(shí)的內(nèi)核基礎(chǔ)。
工科生與天文學(xué)的相遇
當(dāng)姚蕊成為FAST核心部件——饋源艙系統(tǒng)負(fù)責(zé)人時,只有29歲。
饋源是指射電望遠(yuǎn)鏡用來接收面板反射的宇宙信號的儀器,而饋源艙就是用于安放這個儀器,如果把FAST比作眼睛,那么饋源艙就相當(dāng)于這只眼睛的瞳孔,起到聚焦的作用。
作為一名機(jī)械機(jī)器人專業(yè)的工科生,起初,姚蕊并不理解FAST到底要干什么。
2005年,姚蕊考入清華大學(xué)讀研,她的第一個課題,就是FAST饋源支撐系統(tǒng)的研究。
“當(dāng)時老師給我看了一些射電望遠(yuǎn)鏡的圖片,我的第一反應(yīng)是——這不是小時候的電視天線鍋嗎?”當(dāng)知道要把機(jī)器人技術(shù)運(yùn)用到500米大鍋這么一個場景里,她覺得非常新鮮,“這是一個全新的東西,做研究的話你肯定就會被吸引?!?/p>
2010年,姚蕊博士畢業(yè),正式加入了南仁東的FAST團(tuán)隊。
當(dāng)時南仁東老師大膽啟用了一批年輕人負(fù)責(zé)各個子系統(tǒng),幾乎都是剛剛畢業(yè)沒多久的碩士生、博士生,專業(yè)還都不是天文背景的。
就是這樣一群年輕人憑著一股熱血和闖勁在深山里披荊斬棘,拼命地扎根,茁壯成長?!?/p>
每一個部件不可能只涉及一個專業(yè)”,以姚蕊負(fù)責(zé)的饋源艙為例,除了并聯(lián)機(jī)器人技術(shù),還涉及電氣、電子、材料等領(lǐng)域,很多時候還要去跟合作方、產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)做一些交涉,“有些地方你說不到點(diǎn)子上去,人家不知道你到底要什么,你到底需要解決的核心問題是什么?他可能就不太愿意跟你繼續(xù)交流”。
姚蕊說,“只能花更多的時間不停地學(xué)習(xí),那個時候身邊的每個人都像海綿似的,拼命去吸收所有的知識,認(rèn)真鉆研,然后用到工程上。”
經(jīng)過這種踏實(shí)、鍥而不舍的學(xué)習(xí),最后你會讓不同領(lǐng)域的技術(shù)專家沉下心來與你進(jìn)行交流,“專業(yè)的人永遠(yuǎn)會尊重另一個認(rèn)真探討問題的人”。
一次次推倒重來,都是在找更近的答案
從2011年開工起,F(xiàn)AST團(tuán)隊每周一的例會上第一句話就是,距離竣工還有多少天,有點(diǎn)像高考倒計時。
然而,時間有時候卻并不總是按照計劃走。
饋源艙的設(shè)計2012年就開始了,原本預(yù)計半年內(nèi)完成,然后進(jìn)入制造安裝階段,然而,后來卻整整拖了兩年,一直到2014年才定型。姚蕊這2年里都在做同一件事——不斷地推倒重來。
“因為饋源艙是跟外部的其他系統(tǒng)接口最多的一個子系統(tǒng),每一個接口變化或更新了,它都會受到影響,而且饋源艙系統(tǒng)跟很多其他的設(shè)計是并行開展的”,姚蕊說,“我的設(shè)計已經(jīng)滿足這個需求了,但可能第二天又會有新的需求”。
另外,因為設(shè)計中在不斷輸入新的變化,加入了各種新的設(shè)計和技術(shù)要求,饋源艙的設(shè)計重量一路飆到了35噸。而姚蕊很早就接到了“死命令”——饋源艙不能超過30噸,因為這會直接影響到整個裝置的安全。
怎么把這5噸減下來?只能重新再梳理一遍,哪些地方的結(jié)構(gòu)變形影響可以再優(yōu)化一點(diǎn)?艙的形狀能不能改?把每個影響的原因、問題的本質(zhì)都找出來,逐項攻關(guān)。
最終,饋源艙終于減重控制到重量閾值內(nèi)的29.6噸。
過程是煎熬的,但當(dāng)饋源艙被鋼索牽引著升空,在毫厘之間精準(zhǔn)反饋的時候,姚蕊明白了,每一次推倒重來找到的答案,都是為饋源艙更精準(zhǔn)、更好用而走出的重要一步。
后來,在姚蕊初為人母的那2年里,這種信念也一直支撐著她。
女性科研工作者如何面臨生育帶來的精力和體力的下降,這是一個現(xiàn)實(shí)問題。姚蕊坦言,因為生孩子,自己花了很長時間去恢復(fù),通過積極的鍛煉和調(diào)整心態(tài),去追上當(dāng)時的科研進(jìn)度。但她內(nèi)心始終相信,在任何時候,自己都能夠重整旗鼓。
時間給出的答案
從1994年啟動選址,到2011年動工,再到2016年落成,一批批天眼科學(xué)家在貴州深山里用腳踏實(shí)地的努力和精益求精的堅持,打破質(zhì)疑、沖破限制,完成了這一科學(xué)奇跡。
2017年,F(xiàn)AST成功接收到第一顆脈沖星信號,“當(dāng)時整個團(tuán)隊都很高興,那個時刻太重要了,對一個望遠(yuǎn)鏡來講,這是它使命的真正開始”,姚蕊說。
堅持做難而正確的事,時間也給了那些年輕人最好的答案,姚蕊將自己的成長歸結(jié)于——“一直在被天眼的建立推著長大?!?/p>
一個望遠(yuǎn)鏡的建成,不僅拓展了人類觀察宇宙的視野,也見證了中國制造業(yè)和設(shè)計能力的一并提升。如今,“中國天眼”已然成為大國重器。
和所有令人敬佩的中國制造一樣,HBN從創(chuàng)立第一天起,就種下了堅守求真務(wù)實(shí)的品牌基因。他們在致敬中國科研工作者的同時,自己也不斷地堅持投入科技研發(fā),只做有真實(shí)價值的事情,將看得見的真功效刻入品牌基因。作為新一代中國護(hù)膚品牌,用腳踏實(shí)地的科研深耕探索,重塑國貨品牌的價值與自信。
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