波多黎各,阿雷西博镇,巴里奥埃斯佩兰萨。这是波多黎各岛偏西北方向,森林间的一个小村庄。现在这个小村的面貌已经发生了巨大的变化,在一个喀斯特地貌的关然巨坑中,出现了一个直径305来的银光闪闪的深凹圆盘圆盘一动不动,从天空俯瞰仿佛就是大地的一颗亮晶晶的眼晴,注视着天空,注视着太空。、阿雷西博天文台,或者说阿雷西博射电望远镜,在1963年底正式投入使用。大圆盘就是它的主接收盘面,由钢缆网支撑的38000片穿孔铝板制成。盘面就是一个球面反射阵面,能反射电磁波信号,让直径305米的圆形范围内接收到的所有电磁波都反射聚焦到圆盘上空中的一
点,这就让极其微弱的电磁信号也有可能能被仪器感知到。
阿雷西博天文台由美国国家科学基金会主管理和营运,康奈尔大学参与协助管理。由于巨大的阵面,阿雷西博天文台是现在最强大的天文望远镜,它可以感知到上百亿光年外的恒星闪动(后来90年代更新软件之后更远),这是研究宇宙形成、演化,研究恒星、类星体、黑洞、暗
物质等宇宙现象的利器。
可是一一天文台建成之后,科学基金会、康奈尔大学才发现,这天文台的作用与原先预期的差太远了。“又要中断观测吗?又要中断观测吗?中校,我一看见你就知道要发生什么事了,嘿!”阿雷西博的技术部副主任、来自康奈尔的柯林斯生气地咆哮,摊开双手表示抗议。但是走进天文台技术中心的那位美军中校脸上一丝表情都没有,配合他的军装和体型,整个人就像是一块木得感情
的麻将牌。
柯林斯:“中校,我们实现有划分约定的,天文台建成后,军方的使用时间占60%,科学家的使用时间占40%,你们第一个月就已经超出了60%的时限。”中校:“柯林斯教授,根据国防部与NSF签署的协议第三章第7条款,军方有权在任何时段要求紧急使用阿雷西博的设施,紧急使用条款包括但不仅限于战争、军事冲突、潜在对手军事挑以及重大军
事演习和试验...
柯林斯:“可是NF22891号星马上就要进入新一轮电磁爆发周期了,如果错过观测窗口,我们可能就看不到它的脉冲发送!你们紧急使用的理由是什么?又是民兵导弹试射吗?”
中校:“这我不能告诉你。”
柯林斯再暴躁也没辙,中校带看一伙车官接管了仪器,他被提前下班了。阿雷西博天文台虽然是隶属于美国国家科学基金会(NSF)的,可是它的建造出资人是国防部。确切地说,是美国国防部高级研究计划局(ARPA)。ARPA前些年搞了一个脑洞:洲际导弹升空后,弹头在两三百公里到几百公里的太空飞行,这个高度算是电离层,导弹是高速金属物体,以7公里左右的速度在电离层中会划出一条发送微弱电磁波的
轨迹。如果有个特别灵的仪器能检测出导弹飞行时的电磁波,就能建立起一个远程弹道导弹预警系统,而且是被动探测的模式。
这个监测微弱电磁波的系统,..差不多就是关文射电望远镜,所以ARPA与科学界合作,ARPA出钱,NSF和康奈尔天学出人和理论,建造了阿雷西博关文台。从这个天文台不放在美国本土而放在波多黎各这个想被美国吞并但几十年而未能如愿的加勒比岛国,也能看出来这个天文台的“副业"是什么:可以探测从古巴或者从加勒比海发射的苏联导弹。其实,这个副业可能是当初的主业,而观测宇宙只是它的副业。阿雷西博的军事观测任务太多,所以科研任务就只能往后排了。NSF自己完成自己的科研观测任务也要排队,康奈尔大学、普林斯顿、哈佛、牛津、剑桥,这些都得排长队。
“大型球面射电望远镜是国际天文领域从事研究所必须的的重大科技基础设施。更大的望远镜意味着更大的收光面积以及更强的暗弱信号探测能力,从而能够大幅扩展可观测样本的数量,帮助人类探测到更遥远的宇宙现象。
“3.0GHz70MHz的宇宙电波可以轻易穿透地球大气层,这使得人类可通过在地面建设大型接收装置来对其进行接收、分析和研究。宇宙电波可能携带了几百亿光年外恒星爆炸甚至黑洞合并的信息,阿雷西博天文台通过305米直径的球面阵,大大增加了人类对宇宙电波的探测能力,有助于揭示复杂的宇宙瞬间形态。但要揭开宇宙更深层的秘密,人类还需要更多、更大、更精密的观测设备。
“中国一直致力于从事和平目的的基础科学研究,中国愿意贡献自身的力量,推进宇宙学、广义相对论体系的基础研究,共同推进人类文明的发展。”经中央、国家计委、国资委研究批准,中国科学院、浙江大学提供技术支持,中国拟在西南地区建造一座大型球面阵射电天文台,方便科学界研究宇宙起源和空间天体的相关基础课题。”“这一射电天文台将完全用于和平目的。天文台建成后,将由中国科学院和浙江大学管理和运营,承接、满足国内外院校和科研机构对宇宙观测的需求。任何院校和科研机构,只要使用需求是和平目
的,都可提出申请。
“中国愿意与国际的知名研究机构以及爱好和平的国家,共同推进和完成这一宇宙探索的基础工程。”
中国的声明是由国务院新闻办公室发布的,不过在官方声明之前,英国的学术界提前了大概一个月知道这个消息。这其实就是中央让浙江大学与剑桥物理系提前私下沟通:如:果要搞这个,英国的科学界支持不支持?
一一毕竟大型射电望远镜上的一些器件,国内还没有或者国内造起来比较贵,正在因阿雷西博天文台老是排不上队而苦恼的科学家们在看到中方发过来的直径500米的巨型球面阵射电望远镜的草图后,直接就沸腾了!在三五和四五国家工程列表中插入一个对应用科技、工程技术没多大帮助的真基础科学研究设施,是中央在考虑了很多个方案之后才确定下来的。搞大型射电望远镜的最主要的原因是:它不贵。别看这东西动不动是直径300米、500米的巨型物体,2016年建成的贵州那座FAST,造价12亿人民币,折合1.8亿美元,这是在21世纪的造价。其他的方案,基础科学研究工具比如..大型粒子加速器?300亿人民币起,最终建成可能得上千亿人民币。除了造价不贵,FAST还能赚回来点儿。(FAST就是“五百米口径球面望远镜"的首字母缩写,F是five)这东西安装在西南山区是很合理的:地质稳定,很多天然的大坑,望远镜可以就地而建,电磁环境也比较干净,干扰小。电磁干扰小是因为这些地方太穷了。但FAST要开工,就得修铁路公路(最好是定在现有的铁路线附近,从铁路枢纽修一条大宽路通往工地),就能给西南贫困省份解决一片不小的地区的交通问题。在建成之后,围绕FAST还能发展诸多第三产业,包括但不仅限于旅游业和地方农特产贸易,这些都是赚钱的。所以,尽管这项基础科学研究工程是烧钱的,但烧得不多,并且还能赚回来一点,何乐而不为呢。“中国望远镜"的计划提出后,苏联和东德是第一个在政府层面声明表示支持的。其实中国在发布这一消息前,也早就和两国私下沟通过,望远镜需要的技术支持或者小产量的特殊设备,大家能凑就
凑。
然后就着其他国家的大学、研究机构有没有支持的了。最早得知消息的西方机构是剑桥。12月底中国宣布FAST计划,1月初,圣诞长假刚刚结束,剑桥大学就表示支持并且愿意加入FAST建造计划。剑桥游说英国皇家科学院,说英国科学院参加这个计划之后好处多多:作为初始的技术协助方,以后申请使用中国望远镜的优先级较高。现在英国科学院也有些动摇了。但是英国政府一片寂静,不知道该怎么回应这个消息。
英国政府在看美国政府。美国那边,国会发起了一项议案,要求一一通过一部技术限制法案的修正案,打个补丁,禁止美国国内大学与中国大学、科研机构进行大型射电望远镜这种“尖端技术”的合作!
这主要就是因为康奈尔大学。康奈尔因为造了阿雷西博天文台但却没有足够的使用时间,心怀不满,当中国提出要造一座更大的、而且军方不来抢时间的射电望远镜,马上就说我们也参加协作一一康奈尔大学对这个可有经验了,阿雷西博天文台前前后后几年,康奈尔的地球物理系可贡献了不少专利和高技术器件。
就因为康奈尔大学为阿雷西博贡献了很多高科技零件,美国高层有点怕了。“大型球面射电天文望远镜具有一定程度的军事用途,这是美国国防部提交的报告中说的。”在国会山,一名参议员翻看手中的资料。“射电望远镜本身并不具有军事用途,只是有些人试图想拿它作为军事装备使用。”前来接受询问的柯林斯副主任说道,“而且我可以告诉大家,至今为止,这种尝试都是失败的。”参议员:“美国国防部哈ARPA认为有。”柯林斯:“那请他们详细说出来,到底是哪个方面有。"ARPA派到国会听证会场的戈尔曼上校:“大型射电望远镜可以用于对洲际导弹的弹头进行预警,从而使得中国构建一个弹道导弹防御体系。”柯林斯愤怒地反驳道:“阿雷西博天文台运营两个多月了,美国军方拿它观测自己的弹道导弹试射时候电离层的电磁波动,结果是毛都看不到,根本无法通过这种方式定位洲际导弹的弹头!”戈尔曼上校:“这是一个可能成功的研究方向。我承认在最近这个阶段的测试中没有收到良好的结果,但我们有改进计划,改进后的射电望远镜就有可能看到弹头。”柯林斯:“抱歉,我也有一份即将发表的论文,论述电离层当中飞行的快速金属物体引发电磁涟漪是一个随机现象,因而不可能被定位。”参议员:“你们两位科学家说完了没有?我只想搞清楚一件事:射电望远镜,这个东西..如果你们或者美国不给中国出售任何技术设备,他们能不能建造出来。我只要这个答案。”