专题05 大国重器——中国天眼-2021年高考语文热点素材小集合

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五、大国重器——中国天眼内涵解读历经20多年，设想变为现实。2016年9月25日，被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜落成启用。这是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。习近平总书记发来贺信，称其“对我国在科学前沿实现重大原创突破、加快创新驱动发展具有重要意义”。“中国天眼”有多大？它的总面积相当于30个标准足球场，如果把它盛满水，够全世界每个人分到4瓶水。“中国天眼”有多灵敏？它达到当时世界第二大射电望远镜的2.5倍以上。假设你在月球上打电话，它也可以探测到你的信号。“中国天眼”还向世界贡献了大科学工程的中国经验和创新实践：世界上跨度最大、精度最高的索网结构；4450个反射单元构成的反射面；6根钢索控制的30吨馈源舱；500米的尺度上测量角度精确到8角秒……一项项自主创新，铸就了独一无二、世界领先的超级工程——“中国天眼”。是什么，让中国在射电天文领域从远远落后到领先世界20年？是中国天眼。坐落在贵州省平塘县大窝凼，是目前世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜，一个妥妥的大国重器。最远能探测137亿光年之外，灵敏度比德国高10倍，比美国高3倍，甚至“你在月球上打电话，这里能听得清清楚楚”。为了铸就这口“大锅”，天文学家南仁东耗尽了一生心血。最终，中国天眼开了“眼”，他却永远闭上了眼。令人欣慰的是，无论是在调试期间，还是正式投入运行，中国天眼的表现没有让人失望。而今，越来越多的科学家接力呵护中国天眼，让其表现越来越亮眼。故事背后一个人和他的22年“别人都有自己的大设备，我们没有，我挺想试一试。”南仁东说这话的时候是1993年。那一年，中国射电望远镜的口径只有25米，而早在1963年，美国就已经拥有350米口径的阿雷西博射电望远镜。抱着这个朴素的念头，从1994年开始，南仁东和他的团队踏上了漫漫征程。他们要建造的，是一个世界上最大的射电望远镜。这在当时，被认为是一项不可能实现的任务。从选址开始，就像打怪升级一般，南仁东克服了一个又一个的困难。最终，在贵州平塘，南仁东找到了一个地球上独一无二、最适合建设射电望远镜的台址。这是从全国成千上万个候选洼地里挑选出来的，可谓万里挑一。光选址和研究，南仁东就花了13年的时间。7/7

1选址难，立项难，建设难上加难。南仁东和团队解决了一个又一个的难题，而这些难题在全世界几乎都没有经验可以借鉴，只能埋头开展技术攻关。“如果没成功，我怎么交代？欠了国家的、乡亲的，我有退路吗？”没有退路的南仁东，把心思全放在了中国天眼的建设现场，他亲力亲为，耗尽心血。2016年9月25日，中国天眼建成。南仁东用自己人生中的22年，铸就了一个大国重器。2017年9月15日，他却永远闭上了双眼。真是“古有十年磨一剑，今有廿载铸天眼”。2020年9月，习近平总书记在科学家座谈会上称赞南仁东是爱国科学家的典范，并为科学家们的好奇心点赞：“科学研究特别是基础研究的出发点往往是科学家探究自然奥秘的好奇心”，“凡是取得突出成就的科学家都是凭借执着的好奇心、事业心，终身探索成就事业的。”相比于浩渺宇宙，人类微若尘埃。但正如南仁东所说：“人类之所以脱颖而出，就是因为有一种对未知探索的精神！”原始创新，争取更多“从0到1”“中国天眼”落成之时，习近平总书记提出了“早出成果、多出成果，出好成果、出大成果”的希望。被寄予厚望的“中国天眼”不负所托，在调试阶段就系统发现新脉冲星，截至目前，共发现300多颗脉冲星，成为国际瞩目的宇宙观测“利器”。科学家们将借助“中国天眼”进一步进行各项基础研究，发现更多未知星体、未知宇宙现象、未知宇宙规律。基础研究是科技创新的源头。在2020年9月的科学家座谈会上，习近平总书记深刻剖析了我国基础研究同国际先进水平的差距：“我国面临的很多‘卡脖子’技术问题，根子是基础理论研究跟不上，源头和底层的东西没有搞清楚。”他强调，要持之以恒加强基础研究。正是从加强基础研究的角度出发，我国加大了一批像“中国天眼”、上海光源、全超导托卡马克核聚变装置等重大科研基础设施的投入。甘于坐冷板凳，勇于进“无人区”，敢于啃硬骨头，加大基础研究力度，把原始创新能力提升摆在更加突出的位置，才能实现更多“从0到1”的突破。中科院上海应用物理研究所“上海光源”位于浦东张江高科技园区，整座建筑如一座巨大的银灰色“鹦鹉螺”。“真正的大国重器，一定要掌握在自己手里。”党的十九届五中全会提出，要把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。在2021年开年的省部级专题研讨班上，习近平总书记强调，构建新发展格局最本质的特征是实现高水平的自立自强。可上九天揽月，可下五洋捉鳖，谈笑凯歌还。中国科技工作者将勇攀世界科技高峰，为加快建设科技7/7

2强国、实现科技自立自强作出新的更大贡献。224颗脉冲星和5000个工作机时进入调试期后，中国天眼表现令人惊艳。一般情况下，国际上传统大型射电望远镜的调试周期不少于4年，但中国天眼提前完成了调试任务，整体性能稳定可靠，并在调试阶段取得了一批有价值的科学成果。其中，探测到146颗优质的脉冲星候选体（102颗得到认证），实现了目前国际最高精度的脉冲星测时观测，并找到一例新的重复性快速射电暴，这些成果为利用脉冲星计时阵探测低频引力波提供了重要条件。同时，中国天眼还实现了偏振校准，并利用创新方法探测到银河系星际磁场。正因为主要性能指标达到了国际领先水平，今年1月份，中国天眼通过了国家验收，正式投入运行。不过，在正式投入运行不久，中国天眼即遭遇疫情冲击。为了确保中国天眼观测不停摆，运营团队制定观测计划，20多名科研人员坚守在观测现场，克服了疫情带来的种种不便，有的一待就是两个月。这期间，中国天眼完成观测时长达1000多小时，多项观测任务提前完成。“它超出了我的预期，现在每天可以保证20个小时左右的观测时长。”针对中国天眼正式运行以来的情况，总工程师姜鹏表示，观测时长是科学产出的重要保障，原以为要达到5000个工作机时的话，至少需要3至5年，没想到今年就做到了。“这需要很好的可靠性。”截至9月中旬，中国天眼发现的脉冲星已达224颗。在探测脉冲星领域，中国天眼已经达到国际上的绝对一流水平。目前，中国天眼已经启动了脉冲星测时阵列、漂移扫描多科学目标巡天等5个重大和优先项目。未来3至5年，中国天眼的高灵敏度将有可能在低频引力波探测、快速射电暴起源、星际分子等前沿方向取得突破。重大影响01“中国天眼”与世界共“见”未来中国日前向世界宣布，被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）4月1日起将正式对全球科学界开放。为世界科学界提供中国智慧，为全球工程界提供中国技术，为人类外空命运共同体提供中国贡献和中国发展经验……“中国天眼”邀请各国科学家携手走向星辰大海，共“见”未来。遥望未知宇宙，全球科学家在未来若干年间将因“中国天眼”变得更为“火眼金睛”。从宇宙星辰，到基本粒子，人类重大科学发现往往离不开尖端科研仪器。天文学界通常认为，宇宙中只有不到1%是人类能看见7/7

3的发光物质。科学家们常常通过射电望远镜来提升观测宇宙的能力。作为全球最大且最灵敏的射电望远镜，“中国天眼”能看见更遥远暗弱的天体，其高灵敏度将可能帮助科学家在低频引力波探测、快速射电暴起源、星际分子等前沿方向取得突破，使科学家有能力发现更多未知星体、未知宇宙现象、未知宇宙规律。“中国天眼”对全球开放的消息，让美国西弗吉尼亚大学射电天文学家莫拉·麦克劳夫林“感到超级兴奋”，她一直期待用它来研究脉冲星，包括在银河系外的星系追踪这些天体。“中国天眼”还向全球工程界贡献了大科学工程的中国经验和创新实践：4450个反射单元构成的反射面；6根钢索控制的30吨馈源舱；500米的尺度上测量角度精确到8角秒；超高耐疲劳钢索在200万次循环加载条件下可达500MPa应力幅，国际上尚无先例……“天眼”非凡，凝聚着中国人的智慧和汗水，更体现着中国的决心和魄力。多位天文学家指出，除了天文学观测以及建造望远镜带动的技术创新，“中国天眼”将成为最精确的物理规律验证实验平台。未知和未来面前，人类命运与共。“中国天眼”向世界开放，正是人类命运共同体的又一注脚。这不仅让“中国天眼”的开放程度再次向前推进，也必将成为中国科学家与世界分享科研成果的标志性事件。事实上，“中国天眼”从一诞生，就肩负全球使命。早在中科院国家天文台主导建设初期，就已确立了“中国天眼”将按国际惯例逐步开放的原则，以更好地发挥其科学效能，促进重大科学成果产出，为全人类探索和认识宇宙作出贡献。德国马克斯·普朗克射电天文学研究所天文学家劳拉·斯皮特勒指出，“中国天眼”将会推动国际合作，到本世纪30年代，它将为人类研究超大质量黑洞碰撞等积累大量数据。从中国开放空间站、与全球共享北斗系统，到“中国天眼”邀世界共“见”未来……无一不体现中国在利用外太空时与世界携手合作的精神。在可预见的未来，中国将为国际科学界持续探索宇宙、尝试寻找未知事物带来更多新视角，为引领人类突入认知新领域作出更大贡献。02“天眼”问天，没有终点1月11日，“中国天眼”顺利通过国家验收，灵敏度达到全球第二大单口径射电望远镜的2.5倍以上。从器不如人到技高一筹，中国望远镜实现了从追赶到局部领先的跨越。通过国家验收，是国家重大科技基础设施工程成功的标志，意味着“中国天眼”完成了工程师和科学家之间的交接棒，同时吹响了凝练科学方向、集中科研力量、全天候观测、加快科学研究的集结号。“天眼”问天，潜力可期。“中国天眼”在主要性能指标上占据制高点，见证了我国大科学装置从模仿学习、奋力追赶到自主创新、局部超越的发展历程。低频引力波探测、快速射电暴起源、星际分子探索……高灵敏度使它在多领域有望催生突破。重大突破，装置先行。处在发展上升阶段的“朝阳学科”，谁提出问题，谁就掌握了科学发展的动向。工欲7/7

4善其事必先利其器。天宫、蛟龙、天眼、悟空、墨子……科学装置为实验科学突破提供了宝贵机遇。机不可失，时不再来。当今科技发展日新月异，大科学装置不可能永远领先。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。科学无国界。星辰大海，是人类共同的征途。“中国天眼”已开展多领域国际合作研究，并将逐步向全球科学界开放。它将全面更新脉冲星和近邻宇宙的气体分布图像，系统拓展人类的宇宙视野，为人类探索未知世界做出贡献。“天眼”问天，没有终点——“日拱一卒无有尽，功不唐捐终入海”，方不负“天眼”之名。03中国“天眼”世界共享世界最大的单口径射电望远镜，能刺穿“光年之外”，能洞悉宇宙“前世”……“中国天眼”开放运行第一年，成果即入选《自然》十大科学发现。它有望在哪些科学领域取得突破？今年4月将正式对全球科学界开放的它为何受到热切关注？据中科院国家天文台研究员、“中国天眼”首席科学家李菂介绍，“天眼”在很多领域具备超强“发现力”：发现气体星系的数量有望在过去的基础上提高10倍，发现的脉冲星数量有望翻倍，有望发现新的星际分子……这使它可以验证很多科学规律，在引力理论，星系演化，恒星、行星乃至物质和生命的起源等方面，都具备突破的潜力。李菂说，天文学是个开放的学科，不少“天眼”早期成果都有国际专家参与，面向全球科学界开放后，外国科学家可以独立或以首席专家身份主导一些研究项目，有潜力的探索性项目也会得到支持，在望远镜时间分配上会有更激烈的竞争。“天眼”研究的领域有意思吗？拿脉冲星来说，它们的密度，每立方厘米相当于1万艘万吨巨轮的质量压缩起来。那是一个地球上无法想象的、类似科幻小说《三体》里“水滴”的世界。从脉冲星中遴选出脉冲信号稳定的毫秒脉冲星，将来有望应用于星际导航。在中外读者对《三体》改编的动画作品更新保持期盼的时候，科幻作家刘慈欣对“中国天眼”同样充满期待：它对人类认识宇宙有重大意义，具备了探寻“地外文明”的条件，“希望能有划时代的发现”。探寻“地外文明”，用科学家的话说叫“搜寻星际通信信号”，确实是“天眼”的科学目标之一。宇宙从哪里来，又将到哪里去？暗物质分布与大尺度结构，以及星系演化等领域充满了未知，许多问题有待科学家通过探索与研究去解决。20世纪后半叶，射电天文学方兴未艾，接连涌现类星体、脉冲星、星际分子和宇宙微波背景辐射四大天文发现。这些发现看上去高深而遥远，却在某些方面“洞悉”了未来。天文学家在研究中的副产品转化7/7

5成了今天的无线局域网技术。回溯原初宇宙，揭示更多宇宙奥秘，这是建造“天眼”的原动力，也是终极目标。离原初最近，才可能离未来最近。从这个意义上说，洞穿未来的“天眼”是人类在科学前沿实现重大突破、加快创新驱动发展的利器。从孩子第一次抬头看到星星那一刻，天文学已经在他们心里埋下了种子。天文学的发展，是人类认识宇宙的智慧结晶。“天眼”为更多人投身科学事业提供了平台，理所当然会受到全球热切关注。04从“中国天眼”看科技自立自强2月5日上午，习近平总书记亲切会见了“中国天眼”项目负责人和科研骨干，听取“中国天眼”建设历程、技术创新、国际合作等情况介绍。总书记指出，“中国天眼”是国家重大科技基础设施，是观天巨目、国之重器，实现了我国在前沿科学领域的一项重大原创突破，以南仁东为代表的一大批科技工作者为此默默工作，无私奉献，令人感动。“中国天眼”学名叫500米口径球面射电望远镜，是世界上最大的单口径射电望远镜，具有我国自主知识产权。2016年“中国天眼”落成启用，总书记曾专门致信祝贺。二〇一七年新年贺词中，他又专门提及“中国天眼”。此次贵州之行，他亲切会见了“中国天眼”项目负责人和科研骨干，愈发凸显了这一国之重器的重要意义，再度宣示了我们勇攀世界科技高峰、加快建设科技强国、实现科技自立自强的决心和信心。敢创新，能创新如果要问，“中国天眼”最大的特点是什么？除去科学上的价值不论，或许可以用六个字来概括：敢创新，能创新。“中国天眼”曾是一个大胆到有些突兀的设想。20世纪90年代初，中国最大的射电望远镜口径不到30米。跨越式发展，比肩世界先进，还要为全人类叩问宇宙亘古之谜，当时在不少人看来简直是“空中楼阁”。但南仁东等科技工作者扛起这份如山的责任，历时20多年，在偏远的贵州山区，克服重重困难，建成了这个世界上独一无二的大科学工程。在这个过程中，有“咬定青山不放松”的韧劲、“不破楼兰终不还”的拼劲、“踏平坎坷成大道”的闯劲，当然更离不开中国多年发展积累的实力。某种程度上，“中国天眼”的建设正是当下中国科技创新的一个缩影，这份标志意义，不只是像人们看到的那一口“大锅”那么简单。发挥科技创新的关键和中坚作用全面建设社会主义现代化国家，必须坚持科技为先，发挥科技创新的关键和中坚作用。57/7

6日上午，习近平总书记通过视频察看“中国天眼”现场，并同总控室的科技工作者代表连线，向他们并向全国广大科技工作者拜年，再次彰显了他对科技工作的高度重视和对科技工作者的关心关怀。从“中国天眼”落成启用到“奋斗者”号万米深潜，从“天问”奔火到“嫦娥”揽月……特别是在抗击新冠肺炎疫情、应对外部环境变化的进程中，总书记高度重视科技创新，多次强调要向科学“要答案、要方法”。2020年11月28日8时30分许，创造了10909米中国载人深潜新纪录的“奋斗者”号，完成第二阶段海试，胜利返航。2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品，采用半弹道跳跃方式再入返回，在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。实践也反复证明，科技自立自强是促进发展的根本支撑。只有秉持科学精神、把握科学规律、大力推动自主创新，才能把国家发展建立在更加安全、更为可靠的基础之上。在全面建设社会主义现代化国家新征程和“十四五”开局起步的关键时刻，更需吹响科技创新号角，进一步让全社会创新创造的活力迸发涌流。“中国天眼”所在的贵州曾是“经济洼地”和“脱贫主战场”，在新一轮科技革命和产业变革浪潮中，发掘出大数据等“弯道超车”产业的创新潜力。当前，我国经济结构深度调整、新旧动能接续转换，已到了只有依靠创新驱动才能持续发展的新阶段。坚持创新发展，是我们贯彻新发展理念、构建新发展格局的必然要求。在一些领域实现并跑领跑。自2016年9月25日启用以来，“天眼”已发现279颗脉冲星，是同期国际上其他望远镜发现脉冲星总数的2倍多；多次捕捉到极罕见的快速射电暴爆发，参与揭示的一种快速射电暴起源机制入选《自然》十大科学发现……与美国的“凤凰”计划相比，口径500米的“中国天眼”，可将类太阳星巡视目标扩大至少5倍。人们寄予厚望，希望“中国天眼”能够产出更多科研成果，令全世界都能分享中国的创新成就。经历了调试、试运行和正式开放运行后近6000个机时的观测服务积累，目前“中国天眼”运行稳定可靠，灵敏度稳居世界射电望远镜之首，可有效探索的空间范围体积远超此前最先进的射电望远镜。近年来，我国在量子信息、铁基超导、干细胞、合成生物学等方面取得一批重大原创成果。疫情防控科研攻关让全国科技界经历了一次前所未有的“大考”，更加凸显了加快实现科技自立自强的重要性和紧迫性。实现科技自立自强之路注定不会是一片坦途。只有形成应对风险挑战的抗压能力、对冲能力和反制能力，才能在危机中育先机、于变局中开新局，为加快建设科技强国作出新的更大贡献。7/7