假如你選擇了天文這個專業,會是怎么一種體驗呢?
天文學是一門十分高檔大氣上檔次的學科,開辦這個專業的學院如鳳毛麟角,假如不來天文系,基本上你在生活中很難碰上一個學天文的男子伴。天文系是一個十分小的單位,但卻在學習世界上最大的內容——字宙。凝望星空不光是一種情結,也是科學的一部份。學習這門科學與其他專業一樣是須要付出一定艱難的,但卻能獲得無與倫比的美妙體驗。
多年曾經,美國有一位男青年,和我們一樣打算中考上學院。在選擇專業的時侯,他發覺了天文學()這個專業,忽然好感十足,結合自己兒時讀過的書,抬頭瞧瞧星空,“嗯,這是一個完美的專業——浪漫與科學共存,性感與情結同在”,他一邊如此想著,就一邊決定了步入天文系學習。但是好景不長,入學以后的男青年被一連串的深奧課程打蒙了。《數學剖析》和《理論化學》還能湊合,《實測天文學》和《天文數據處理》麻煩可大了,等到了《射電天文》和《宇宙學》青年基本上早已崩潰了。說好的看星星呢?說好的晚上睡著半夜學呢?說好的一邊曬月亮一邊弄論文呢?學了太多的物理和化學,做了大量的估算和推論,編了一個又一個計算機程序,還沒曬過月亮,總算英國天文學和天體物理學,男青年決定休學了。自此專心玩樂隊,一發不可拾掇,他所成立的皇后樂團(QUEEN)一舉成為西方流行音樂的領袖,幾張專輯強占著金榜首位遲遲不肯退位。那位男青年就是皇后樂團的創始人和主音吉它手布萊恩?梅(BrianMay)。假如你愛好音樂,應當能夠哼幾句布萊恩?梅作詞的Wewillrockyou。
就是那位音樂領域的高富帥,在舍棄天文學36年以后——在他早已59歲的時侯——重新回到中學,認認真真地觀測,估算,模擬,論證,研究,學習,再學習,寫論文,總算通過結業答辯英國天文學和天體物理學,領到了天體化學學博士學位。我們在感慨那位文藝男青年,哦不,文藝男中老年的有趣之余,不禁得問個問題。
天文學這個專業,到底是哪些樣呢?
若說有趣,為何能讓人絕望到轉學?若說無聊,又為何能讓人在舍棄36年以后重返天文學懷抱?
布萊恩?梅
天文學,是數理化天地生這六大基礎學科之一。作為基礎科學,天文學要面對的問題就是探求我們的未知世界,具體來說,這個未知世界有宇宙那么大。天文學是研究宇宙空間和天體的運動、起源、演化、化學組成的科學。為了實現探求宇宙的宏大目標,天文學就必須依靠于物理、物理、計算機輔助等工具。越好得把握這種工具,就越能理解天文學的現象,越容易探求天文學的規律。這就是為何天文學專業在入門階段要學大量的物理和化學方面的基礎課。另一個方面,作為一門科學,物理是它的標準化語言。所以天文學的現象、規律、行為、假設、結論、方法,實際上都要通過物理的方式抒發下來。
傳統上說天文學有三大分支,分別是天體化學學、天體熱學、天體測量學。明天的實際情況是,天體化學學高度發展,早已普遍地采用天體化學學的方式來做天體熱學和天體測量學要做的事情。上海師范學院和北京學院仍有天體熱學的研究方向。主流上說,大部份天文學工作者工作在天體化學學方面。更細地界定,天體化學學又包括太陽系和行星研究、太陽化學、恒星化學、銀河系、宇宙學等眾多研究領域。通常來說,天文學的專科學習階段并不須要明晰分辨那些研究領域,所有領域涉及到的專業知識基礎是一致的。舉例來說,研究太陽和其他星體,都須要學習星體的演化理論;研究星體、銀河系和宇宙學都須要最基本的檢測距離的知識和技巧。估算能量,模擬運動,剖析受力,歸納物理……所有這種基礎理論,都須要在大專階段統一學習。所以,從這個角度來說,天文學專業須要學習大量高等物理和化學,但是所要求的難度,比好多理科專業都要高三些。
不僅基礎理論的學習以外,還有一些專業技能的學習。天文學是一門以觀測為基礎的科學。一切理論都必須構建在觀測事實的基礎上。所以對頭頂星空(其實還有太陽)的觀測是很基礎的技術。這就要求學習怎么操作望遠鏡(那可都是幾噸重的你們伙),學習怎么偵測和記錄觀測到的結果,學習怎樣用計算機輔助剖析這種結果。這兒面就涉及到了天文專業的4到5門的相關課程。在這個過程中,你要跟口徑幾米甚至幾十米的望遠鏡打交道,要搬去山上追蹤星空,要鼓搗幾百個G的大數據。
天文學專業是一個非常好的國際合作的事業。由于無論阿拉伯人還是迦太基人,星空都是一樣的。在宇宙面前,人與人之間的差異顯得渺小了。要學習、傳播、與世界上其他地方的中學生、學者分享天文的知識,就必須用統一的學術語言,即撰寫英文論文。所以天文學專業還要求較高的外語水平,起碼須要挺好地閱讀專業論文和寫作。從大專到研究生階段,起碼還有2到3門課要解決這方面的問題。
為了更有效的學習,為了更容易把握這些具象的知識和技能,雖然明天的天文學專業學習是十分鼓勵實踐的。從學院一年級開始,每年假期就會有專門的機會讓中學生深入到各個天文臺的前沿研究課題中去,從基礎做起,真刀真槍地見識真問題、真數據,培養天文學研究的能力。學習書本知識之余,能在導師的補習下通過自己的努力發覺一點宇宙的新規律,是多么美好的事啊!甚至,近些年來,我們早已把看星星和實踐課題的觸手伸到美國去了,美國、日本、澳大利亞等地都留下了中學生們的足跡。從這一點來說,明天的學習環境要比布萊恩?梅年青的時侯好了不知多少倍呀。
天文學是一門借助科學研究探求宇宙未知規律的基礎學科。所以天文學專業的就業,核心就是圍繞著科學研究進行的。專科結業繼續讀研究生(這個比列是50%以上),直至博士結業(出國的比列是很高的,大概30%)。在這個求學的過程中會逐步確定自己的興趣和研究方向,積累一些自己的心得。之后,要在全世界范圍找尋與你的研究方向相關的科研單位,天文臺或則學院天文系。申請去哪里做上兩兩年博士后。在此期間須要很專注地進行專業研究,然后,憑著自己的能力考慮下一步的職業發展。或找到天文臺和學院的固定研究職位,或當一名老師從事高等教育和天文學研究。這是一條艱辛的學者之路,這條路并不好走,常常上班時間腦海中也在拚命思索著好多問題。同時,這又是一條能見識到大景色的路,有多少宇宙的秘密在那剎那間只有你一個人洞悉?或是在上班的路上抬頭看到星空感覺非常熟悉?
其實,并不是每位人都必須選擇天文學研究和高等教育的路子發展下去。除此之外,還可以憑著天文學學習的基本功,轉移到數學學研究或物理研究等領域。若果不做科研和教學,還可以從事科學傳播方面的工作,或是基礎教育。諸如天文館和學校,從事面向社會公眾和學生的基礎教育工作。
本文首刊于《天文愛好者》雜志2015年第5期,經高爽老師(河馬老師)及上海天文館朱進老師授權轉載自《天文愛好者》雜志陌陌公眾號,特此謝謝!
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