一架“天眼”,一群着迷于看宇宙的孩子

当代公益微信 2021-04-09 18:25

作者 | 中青报·中青网记者 李雅娟


若是一个巨人向下俯瞰,贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县那架500米口径球面射电望远镜,犹如一口坐落于山坳间的“大锅”。4000多片反射单元让这口“大锅”看起来光亮洁净。

如果没有那口“大锅”,陈礼碧只是乡镇中学里一名普通的物理教师,每天浸泡在欧姆定律、牛顿定律和电路图里。杨柱飞则只是县城高中一名普通的地理教师,一心一意专攻高考。

这架500米口径球面射电望远镜(FAST)又称“中国天眼”。它2016年9月落成启用后,位于贵州南部的小县城平塘县一度成为热门旅游地。这里建了天文体验馆,还有供游客吃饭住宿的天文小镇。

这只“天眼”,也把平塘县一些中学教师和学生的目光“从地面带到了天上”。

2020年1月9日拍摄的“中国天眼”(检修期间拍摄)
新华社记者 欧东衢/摄


入 门

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“天眼”落成那年年底,平塘县民族中学地理教师杨柱飞和同事开始筹划组建天文社团。平塘县民族中学是全县唯一一所高中,也是全县的文化高地,这几位高中教师觉得自己应该做一些天文科普活动。
2017年年初,天文社团第一次招新,680多名学生报名。大阶梯教室里挤满了学生,还有不少同学站着听宣讲。60名学生成了第一批社团成员,不过杨柱飞和同事当时还是两手空空,一架望远镜也没有。
在距平塘县城约30公里的通州镇上,初中物理教师陈礼碧脑海里总是想象这样一个场景:自己的学生未来走出家乡上学,外省同学听说他来自大射电望远镜之乡,就请他讲讲大射电望远镜是怎么回事,结果自己的学生什么都说不出来。这个场景让他感到作为教师的惭愧。 
也是在2017年,县里决定在中小学生中开展天文科普教育,任务一层层布置下来,陈礼碧越发焦虑。
这名40岁左右的初中物理教师对世界充满好奇,喜欢在业余时间鼓捣无线电。但他对天文知识一窍不通,空有一腔热情。“天眼”距离陈礼碧所在的通州中学只有15公里,他觉得自己作为FAST家乡的人,不懂天文简直说不过去。
平塘县决定开设天文科普教育之后,很快就迎来了第一位“大佬”的讲座——英国皇家学会院士、英国天文学家乔瑟琳·贝尔来给平塘县40多名中小学教师讲《天眼FAST宇宙、脉冲星奇观》。陈礼碧听了这次讲座,却听得云里雾里。
此后,天文界和科技界的大人物不时光顾这座小县城:著名天文学家、科技部的专家、国家天文台的研究员、北京天文馆馆长、贵州大学教授……
陈礼碧听过几次专家讲座,但一直没找到入门的感觉。2017年10月,“全国科技教师天文知识与技能培训”在平塘县举办,来自北京通州区梨园学校的科技教师伊娜和广西科技馆的一位老师讲的课,给陈礼碧留下了很深的印象——他们讲得深入浅出又很生动,适合作为天文科普教育的范本。
那次培训,陈礼碧主动上台作了自我介绍,“得让人家知道‘天眼’脚下来了这么个人”。
伊娜记得,培训那几天,陈礼碧叫了几名当地教师,开车带他们去附近观测星象,还自掏腰包请他们吃饭。贵州大山里没多少灯光,称得上星光璀璨,好几个人说看到了有生以来最美的星空。不过那顿饭吃得很“费脑子”——几名当地教师一直在不停地问问题,听这些资深人士讲如何做天文科普教育。    
吃完饭后,陈礼碧还拉着伊娜和另外几名参会者不放,在酒店大厅聊到深夜才散去。
这回,陈礼碧感觉总算摸到门儿了。

化 缘

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60名学生成了平塘县民族中学天文社团的第一批成员,但学校的设备实在太少了——直到今天也只有3架望远镜。此后每一届招新,杨柱飞都要压缩人数,如今只有三四十人。


平塘县民族中学的同学在参加天文科普活动
受访者供图
张义妹刚读高一时,听说在这个社团能学到很多东西,又听说它很难进,决心挑战一下。同班同学陆忠琴则记得,当时进天文社团,要通过笔试、面试,最后那道压轴题难倒了一大片人:小猪佩奇在月球上跳,请你根据题目给定的物理量来求月球的质量。
尽管不少师生很有热情,但对于这个当时的贫困县来说,搞天文教育实在有些奢侈。介绍天文知识的书籍每本价格从几十元到数百元不等,天文望远镜起码要几千元一架。要在全县中小学推广天文科普教育,没那么简单。
但师生的热情犹如信号强劲的电磁波,被一些热心的“天眼”接收到了。
2017年那次培训期间,陈礼碧老是向伊娜请教开设天文科普课的问题。伊娜来自北京市通州区,陈礼碧来自平塘县通州镇,伊娜提议:“咱们都是通州的,干脆来个南通州北通州的合作吧!”
10多天后,伊娜和丈夫尹青松带着一架望远镜来到通州中学,这所乡镇中学于是有了第一架天文望远镜。这是夫妻俩特意花4000多元买来的一架竞赛镜,伊娜解释说,它的结构比较简单,常用于望远镜组装比赛。
尹青松是一位比伊娜更资深的天文教师,他直率地形容当时对通州中学的印象:“小、破、旧。”
通州中学校门口是一条狭窄的公路,附近商店的生意看起来并不兴隆。校内,几座老旧的教学楼包围着操场,学生宿舍楼依山而建,教室门窗和学生课桌椅的表面都有些斑驳。
伊娜跟梨园学校的领导讲了合作的想法,校领导也大力支持。又过了10多天,两所学校的校长签订了合作协议。于是,陈礼碧和他的学生到北京开启了第一次天文之行,还观摩了北京市中小学生天文竞赛。
伊娜坚决否认这是在“帮扶”通州中学。在这名从事科技教育10年的教师看来,两所学校各有优势:她所在的梨园学校在科技教育领域积累了丰富的经验,不论是资金还是专家资源,都比贵州山里的通州中学更有优势;而通州中学距离“天眼”仅15公里,还能直接请教在“天眼”工作的专家,这也是它的独特优势。
通州中学余下的几架望远镜差不多也是“化缘”得来的。陈礼碧和同事自驾去参加云南星空大会,主办方把特别大奖——一架天文望远镜,留给这几位远道而来的客人。有家望远镜公司送了他们一架,杭州高级中学的学生来平塘县举办活动,也送了他们一架望远镜作为礼物。
通州中学最近一次添置设备,是陈礼碧用贵州省科协划拨的几万元经费买了六七架望远镜,但还没有机会带出去,因为一个装望远镜的金属箱就要上千元,买完望远镜,钱就不够买箱子了。
民族中学的望远镜也差不多是“化缘”得来的:中科院云南天文台的专家带着望远镜来民族中学作讲座,杨柱飞的热情留下了客人的望远镜,并给了对方几千元作为补偿;第二架望远镜是一家望远镜公司捐的,市价1万多元。最珍贵的器材来自平塘县一位天文爱好者赠送的一架产自德国的望远镜。杨柱飞悄悄查了一下,这架望远镜在上世纪90年代的售价就已高达30多万美元。
在民族中学的天文教室里,还摆放着10多台科普仪器——这也是捐赠的。不论是读高中的学生,还是读小学的孩子,都喜欢这间教室。测试平衡能力的平衡仪是孩子们的最爱,墙上还贴着演示视觉错觉的图片。演示双曲线产生原理的仪器,连大人也啧啧称奇。
在大城市的科技馆里,这些演示仪器旁常常围着一群小学生或初中生。地理教师杨柱飞有时觉得懊恼:很多地理现象,只要一演示就能看得明明白白,可是县城中学缺乏资源,老师讲得口干舌燥,学生还是迷迷糊糊。
好在,在天文教育这方面,他们逐渐追了上来。

辐 射

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在天文望远镜的两端,一头是贵州乡镇中学的孩子,一头是北京的同龄人。带学生到北京参加比赛时,陈礼碧总觉得自己的学生有点怯场。
陈礼碧第一次带学生观摩天文比赛时,主办方考虑得周到,让他们先上台。陈礼碧笑了笑:“要是听北京的孩子讲完,我们连上台的勇气都没了。”北京初中生的水平都让这名带队教师感到惊讶:“他们能用全英文讲!”
“南北通州”的合作开始后,陈礼碧每年都要带几名学生去北京参加天文竞赛。刚开始,眼看跟北京孩子的差距实在太大了,有的学生想用余下的时间出去玩,陈礼碧坚持:“只要来了,就不能空着手回去。”
在伊娜的印象中,贵州来的孩子“都挺灵的”。这些孩子在几百人的赛场上都没露怯,这给她留下很深的印象。这群孩子的郑重也让她难忘:北京的孩子参加这些比赛,总像是来玩的,可是这些从上千公里外特意赶来的孩子,像是在完成一项重要的任务。望远镜组装比赛时,螺丝等小零件拿不稳掉在地上很常见,可是通州中学来参赛的孩子,从来没失过手。
伊娜记得,和通州中学一起到北京参赛的贵州学校越来越多。这所乡镇中学就像一个小小的磁场,将周围的学校也吸引过来。
贵州孩子的郑重也不难理解——去一趟北京,尽管吃、住、比赛、参观全不用自己掏钱,但路费要自己出。再加上一些零花钱,往返一趟总得有2000元,对于农村学生来说,这不是一个小数目。
陈礼碧通常在筛选参赛选手时就跟家长讲清楚这笔开销,家长的反应出奇地一致:只要孩子是做正事,哪怕我们过得辛苦一点也支持。
2019年,伊娜带梨园学校的学生到平塘县参观,孩子们动手学做牙舟陶(平塘县特有的一种陶器——记者注),在通州中学的科技教室里看到自己不了解的仪器,也玩得不亦乐乎。通州中学的孩子则热情地把自己知道的东西教给远方来的客人。

印 记

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在通州中学读初中时,天文望远镜成为谭兴彪生活中极为普通的一部分,以至于他早已想不起最初从望远镜中获得的新奇感。
初中毕业一年多了,色彩斑斓的猎户座大星云让他念念不忘,这个男孩抱歉地笑笑:“我的语言表达能力太差了。”他不知如何用语言描述那种美丽。
但谭兴彪有时也有点后悔。当时他太痴迷于天文社团的活动,天天都跑到天文教室摆弄望远镜、看书学习天文知识,成绩从中上游下滑到中下游,没能考上高中。
他最终决定去职业院校读幼师专业。谭兴彪的天文启蒙教师陈礼碧打算从小学三年级开始做天文教育,但这个男孩的野心更大:他打算从幼儿园做起。
他还期待毕业后回到家乡平塘县开一家天文馆,卖天文相关的器材和书籍。采访中,他反复表示:“我们那里的教育太落后了。”但聊起在北京参加比赛的往事,他却很自信:“我们的动手能力绝对‘碾压’他们(北京的学生)。”
陈礼碧发现,在通州中学,参加天文社团的多是边缘生——成绩在中考录取分数线上下徘徊,当地教师戏称为“跳边疆舞”。但他也提到,学生们去北京参加过比赛后,多多少少都会发生变化。
陈礼碧记得,有个“跳边疆舞”的女生成绩一直在380分左右。贵州的师生到北京,登长城、游览故宫是保留项目。那次在长城上,陈礼碧看到一个外国游客,便故意跟这个女孩说:“老师想跟那个老外合影,你去帮我说一下。”女孩憋得面红耳赤也不知该怎么表达,她难为情地说:“老师,我还以为我学的英语足够用了。”
当时距离中考还有不到半年,这次“刺激”之后,女孩的总成绩竟然猛涨了100多分,稳稳地考入县里的高中。
短暂的天文教育在越来越多的学生身上留下印记。
平塘县教育局从2017年开始统计报考天文专业的高中毕业生,迄今已有190名学生进入天文专业学习。如果再加上天体物理等天文相关专业,已多达800余人。
平塘县民族中学2019届毕业生刘章韬报考了中山大学物理与天文学院,但被调剂到地球科学与工程学院。努力了一年后,他转专业回到最向往的物理与天文学院。
按照学校规定,转专业学生需要重读一年大一。但刘章韬不以为意。早在读高中时他就确立了目标,以后要从事天文方面的工作,他也是民族中学天文社团的第一批成员。
新学院的课程排得满满当当,记者跟刘章韬约了几次时间,但他只能在周末拿出半个多小时接受采访。刘章韬向记者“抱怨”课业压力太大,再加上身处“学霸”宿舍,压力更大,但他言谈中有掩不住的兴奋:“我们宿舍有个家伙已经在自学大三的内容了,量子力学和相对论。”他计划把吉米多维奇习题集和费曼讲义都刷一遍,巩固数学和物理基础。进入大学后,刘章韬清楚地意识到科普和科学之间的差别。要做天文研究,必须先学好数学和物理。
刘章韬读高二时参加过天文知识竞赛,得了贵州省第二名,也是唯一一名来自县中的学生——以往只有城里的孩子才能在这个比赛中得奖。
那次比赛还给刘章韬带来一次意外的机会:在那年的世界数字产业博览会上作一次演讲,主题是“我与FAST”。
回忆起两年前的这次演讲,刘章韬很激动:他见到了国家天文馆研究员、北京天文馆馆长等“大咖”,还跟他们合了影。
刘章韬的家在平塘县克度镇,也就是FAST所在的乡镇。他在家时常到天文体验馆附近跑步,FAST落成那年的国庆节可以免费参观,他第一次近距离看到了这个巨大的射电望远镜。
克度镇的几个场馆中,刘章韬去得最多的是南仁东纪念馆。这位老天文学家被称为“天眼之父”。他自上世纪90年代起就研究FAST的选址、可行性,直到2016年9月25日,他主持的FAST落成启用,1年后,他因肺癌去世。
高中放假回家时,刘章韬喜欢躺在自家屋顶上,拿一个口径50毫米的双筒望远镜仰望星空。大山里的夜很黑,星星显得格外亮。在望远镜里,刘章韬感觉到宇宙的浩瀚无边。
他引用奥地利作家斯蒂芬·茨威格的一句话描述自己的状态:“一个人生命中的最大幸运,莫过于在年富力强时发现了自己人生的使命。”
在克度镇大窝凼的喀斯特洼坑中,大射电望远镜昼夜不停地接收电磁波,寻找脉冲星、探索宇宙的边缘。平塘县这些小小的天文阵地,则不停地向四周辐射“电磁波”,影响越来越多的人。

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