这本书创新性地采用了ldquo;纸质图书 动态模型rdquo;相配合的表达形式。

希望为青少年读者们一种提供ldquo;沉浸式rdquo;科学体验，进而达成科普教育目标：
◆了解世界和中国天文学史；
◆了解光学望远镜和射电望远镜原理；
◆了解ldquo;中国天眼rdquo;的难度和意义；
◆通过拼装ldquo;中国天眼rdquo;模型，体会精巧结构、力学原理、技术创新等；
◆了解ldquo;中国天眼rdquo;运作方式hellip;hellip;

使青少年对ldquo;中国天眼rdquo;的了解不仅停留在数字、文字、画面，而从能理解、能操作、能讲述等能力方面得到全方位提升,全面体验国之重器的伟大。

建于贵州省平塘县大窝凼的500米口径球面射电望远镜（FAST）被誉为ldquo;中国天眼rdquo;。ldquo;中国天眼rdquo;拥有30个足球场大的接收面积，与号称ldquo;地面最大的机器rdquo;的德国波恩100米望远镜相比，灵敏度提高约10倍；与排在阿波罗登月之前、被评为人类20世纪十大工程之首的美国阿雷西博300米望远镜相比，其综合性能提高约10倍。作为世界最大的单口径望远镜，ldquo;中国天眼rdquo;将在未来20～30年保持世界一流设备的地位。
自ldquo;中国天眼rdquo;问世以来，引起了广泛关注，大众对于这个ldquo;FAST工程rdquo;能做什么等一系列相关问题深感兴趣，而且颇感神秘。
《巨目观天mdash;mdash;中国天眼的故事》一书全面介绍了ldquo;中国天眼rdquo;从构想、立项、预研究、建设、运行的历程，阐明了此项大科学工程对天文学和人类文明的重大意义。书中没有回避天眼工程在实现技术创新和在实际运行中的技术难点，而是希望在读者在ldquo;纸质图书 动态模型rdquo;阅读新模式中，提升学习体验。在讲述FAST工程发展历程的同时，本书还立体呈现了中国几代天文人和相关科技工作者历时二十余年付出的智慧、勇气、奋斗，展现了我国天文学领域取得的重大科技成就。

姜鹏，现为中国科学院国家天文台研究员、博士生导师，主要研究方向为射电天文技术与方法。目前担任ldquo;中国天眼rdquo;FAST总工程师兼常务副主任，全面负责FAST望远镜调试、运行和维护的相关技术工作。2015年入选ldquo;中国科学院关键技术人才rdquo;； 2017年入选ldquo;中国科学院青年创新促进会优秀会员rdquo;；2019年入选ldquo;第四批国家万人计划青年拔尖人才rdquo;。目前已发表论文60余篇，获得授权专利30余项。作为项目负责人先后主持国家ldquo;十一五rdquo;重大科学装置子课题、国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目10余项。
张燕波，毕业于北京工业大学；爱好自然科学，专注于科学史，致力于科普创作；希望通过高质量科普内容，帮助当代青少年丰富对自然科学的认知、厘清科学发展脉络、探寻其中的逻辑与原理，进而树立正确的科学史观；为青少年架起由课本知识到科学实践之间的兴趣之桥。现为自由撰稿人。

前　言

第一章 苍穹middot;古今
天问middot;天球
眼镜匠middot;数学家
两大窗口middot;四大发现

第二章 华夏middot;筑梦
观天仪middot;宇宙观
分水岭middot;新时代
机遇middot;挑战

第三章 台址middot;窝凼
地博士middot;天博士
桃源middot;绿水
二轮筛选middot;百里挑一

第四章 馈源middot;支撑
化刚为柔middot;双头并进
塔middot;索middot;舱middot;台
电磁兼容

第五章 接收middot;终端
超宽带middot;多波束
数据处理middot;识图寻星

第六章 反射middot;索网
一个构想middot;两种方案
圈梁middot;格构柱
主索middot;下拉索middot;促动器
反射面单元

第七章 测量middot;控制
基准网middot;参考系
双靶互瞄middot;系统融合
开环闭环middot;二级控制

第八章 智造middot;拼图
立项middot;奠基
一波刚平middot;一波又起
步步为营middot;翩若惊鸿

第九章 共为middot;共享
能用middot;好用
科学目标middot;宇宙心跳
悲壮谢幕middot;另起一行
地球村middot;共同体

第十章 少年middot;未来
光年之外
咫尺之间

后　记

ldquo;不要回答！不要回答！！不要回答！！！rdquo;
这句话出自中国科幻小说作家刘慈欣的代表作《三体》，人类天文学家收到的善意警告来自距离地球4光年的三体人。从短促有力、多次重复的词语和惊叹号，我们不难读出那种对未知文明的好奇与恐惧。这种矛盾心理不仅属于小说中的人物，也是全人类的共情。对未知领域的好奇与恐惧都是人类的本能，而纵观历史进程，好奇总能战胜恐惧。依靠一代代人的智慧和勇气，人类文明得以从茹毛饮血、刀耕火种一步步发展到今天的模样。
作为生活在地表的人类，我们探索陆地，发现了新的家园；我们征服海洋，认识了世界全貌；我们仰望星空，却是那么遥不可及。自远古人类抬头望天到17世纪初，人类在数万年的时间长河里只能依靠裸眼去探索这片神秘的天空，并用神话、宗教和猜想去解释日月星辰的奇异运动。从伽利略将望远镜筒对准月球，到哈勃空间望远镜被发射到太空，光学望远镜将人类目力所及的范围递进延伸。人类通过天文观测更加清晰地认识地球所处的宇宙环境和天体运行的规律，还由此引发了物理学革命。20世纪30年代，人类偶然打开了观测宇宙的新窗口mdash;mdash;射电波段，从此突破了可见光这个狭窄的观测领域，使得天文学发展再次飞跃。星辰大海的神秘面纱被人类揭开。
射电天文学诞生80多年后，2016年9月25日，在中国贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇金科村的一个窝凼里，500米口径球面射电望远镜（Five_hundred_meter Aperture Spherical radio Telescope，简称FAST）落成。ldquo;中国天眼rdquo;，傲立深山！人类天文学发展史上浓墨重彩的一笔，由中国人书写。世界口径最大、灵敏度最高的单口径射电望远镜，500米口径反射面，300米口径瞬时抛物面，历时22年，上百个合作单位，数百位科技工作者，数千名建设者，迄今已发现740颗脉冲星mdash;mdash;这些沉甸甸的数字背后，彰显着中国科技人的智慧与勇气、坚韧与执着、胸怀与远见、敬业与爱国。
本书将回答FAST如何从构想、蓝图、立项、预研究、建设到调试、运行一路走来，以及ldquo;为什么做、能做什么、怎么做、做了什么rdquo;等一系列问题，并配合1∶1250动态仿真模型将常规科普介绍升级为可视化、可操作、易理解、有趣味的多维度体验，把国之重器的来龙去脉和国之栋梁的心血历程讲述给国之未来的你们。

千万年来，人类享受光带来的明亮、能量以及精神力量，却对光的本质一无所知。直到17世纪，牛顿才在光的研究上前进了一大步。除了旷世之作《自然哲学的数学原理》，《光学》也是他的伟大贡献。牛顿通过色散实验揭示了白光是由七种单色光构成的复合光，创建了光的微粒说解释了光的直线传播和反射性质。微粒说一度成为科学界对光本质的权威解释，流行200年。
1864年，英国科学家詹姆斯middot;麦克斯韦在其前辈迈克尔middot;法拉第电磁理论的研究基础上，预言了电磁波的存在，建立了相对完备的电磁波理论和完美的方程组。1887年，德国物理学家海因里希middot;赫兹用实验证实了麦克斯韦的预言。随后，意大利工程师伽利尔摩middot;马可尼不仅用实验证明光是一种电磁波，而且发现了更多形式的电磁波。
至此，人类认知再次跃升：电磁波是由方向相同且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的波，是以波动的形式传播的电磁场，具有波粒二象性，在真空中传播速度为光速。描述电磁波性质的最重要参数是频率（与波长成反比）。在电磁波谱上，以频率由低向高（波长由长向短）排列的话，依次为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、gamma;射线。其中可见光的频率在380～750THz，波长在780nm～400nm之间，只是电磁波家族中很小的一个成员。眼见为实，这话不错，但是人类可见的图景并不能表现宇宙的全部信息。
19世纪末，在马可尼与美国工程师尼古拉middot;特斯拉的努力下，无线电通信由理论变为现实，并迅速在军用、商用、民用领域大显身手，彻底颠覆了人类固有的通信方式。与此同时，如今生活中常见的ldquo;大锅rdquo;mdash;mdash;利用发射与接收无线电波来测距定位的雷达天线，也初露雏形。
1932年，又一次偶然发现改变了天文学史，而做出这项重大发现的并不是一位天文学家。美国新泽西州贝尔实验室无线电工程师卡尔middot;央斯基，长期负责调查干扰越洋有线通信的背景噪声来源。他采用了一组安装在圆形转盘上的天线（后称为旋转木马天线），经过1年多的监测、记录和分析，最终确定了干扰源为雷电现象。但细心的央斯基在明显干扰信号之外，还发现了一种极其微弱的ldquo;嘶嘶rdquo;声。起初，他认为这个干扰信号来自太阳，只是它的峰值出现时间每天都要比前一天提前一点。详加分析后，他计算出这个无线电信号的重复周期是23小时56分4秒，恰好等于一个恒星日（以恒星为参考点度量的地球自转周期），而不是一个太阳日（以太阳为参考点度量的地球自转周期）。随后，央斯基测得信号源指向太阳系之外、银河系中心的人马座。地球上可以接收到来自外太空的无线电波，这个发现诞生时并没有受到足够的关注。央斯基本想申请资金制造更高性能的天线用以深入研究，却因商业价值不高而被贝尔实验室否决。
央斯基无意中打开了又一扇朝向宇宙的窗口。在地球表层之外，聚集着厚度达数千千米的大气层，像温室大棚的薄膜一样保护着人类的居所，使其保持温度、湿度以及躲避流星、陨石和宇宙辐射的危害。但大气层同时也因其吸收和散射功能，阻挡了大部分宇宙电磁波抵达地表，只给人类留下了两大窗口：可见光窗口和射电窗口。