“研究院成立后,下一步的目標肯定是計劃招收專科生,建立天文系,構(gòu)建完整的天文學(xué)本科、碩士、博士人才培養(yǎng)體系。”
日前,四川大學(xué)發(fā)文成立天文研究所。 首任校長、求是特聘院士康熙告訴記者,研究院的成立意味著北航在天文學(xué)學(xué)科體系化建設(shè)方面邁出了重要一步。
天文學(xué)作為“數(shù)、理、化、天文學(xué)”六大基礎(chǔ)學(xué)科之一,在國外高校中一直是“少數(shù)”。 天文學(xué)本身,就像它研究的天文現(xiàn)象一樣,讓很多人感到難以捉摸——它到底是一門什么樣的學(xué)科?
冷門專業(yè)逐漸升溫
“歐美頂尖院校基本都開設(shè)天文或天體化學(xué)專業(yè),我國天文建設(shè)確實比較晚。” 康熙說道。
不過,近年來,不少高校開設(shè)了天文系,天文學(xué)出現(xiàn)了升溫的跡象。 在康熙看來,這與國家經(jīng)濟社會發(fā)展的大勢和基礎(chǔ)科研投入的減少密切相關(guān)。
新政策方面,《國務(wù)院關(guān)于全面加強基礎(chǔ)科學(xué)研究的若干意見》《國家中期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》等國家發(fā)展規(guī)劃將天文學(xué)列為重點發(fā)展基礎(chǔ)學(xué)科。 與此同時,我國天眼“FAST”、高空宇宙線觀測站??、空間站巡天望遠鏡的建設(shè),對天文領(lǐng)域人才產(chǎn)生了大量需求。 這些在一定程度上造成了學(xué)校對天文學(xué)的重視。
2019年,復(fù)旦大學(xué)與華中科技學(xué)院成立天文系; 明年3月,上海大學(xué)天文系即將落成。
目前,全省約有20所高校開設(shè)了天文專業(yè)或設(shè)立了天文系。 在教育部第三輪省級學(xué)科評估中,天文學(xué)學(xué)科等級為C-以上的高校有5所,分別是上海學(xué)院、中國科學(xué)技術(shù)研究院、北京大學(xué)、上海交通大學(xué)、沉陽大學(xué)師范大學(xué)。
據(jù)悉,江蘇大學(xué)等一些院校設(shè)立了天文學(xué)或其子學(xué)科的碩士、博士點,并正在向“設(shè)系”方向發(fā)展。
“目前浙江天文學(xué)規(guī)模較小,學(xué)科建設(shè)還在規(guī)劃中。” 康熙表示,杭州還沒有招收天文學(xué)院,這意味著山東的高等教育體系中還沒有真正的天文學(xué)。 這對于一門基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展是非常不利的。
目前,四川工學(xué)院、杭州電子工學(xué)院等院校雖然有一批從事天文研究的教師,但這些中學(xué)還沒有形成完整的學(xué)科體系; 作為事業(yè)單位,未能承擔(dān)人才培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè)的職能。
“要真正建設(shè)好天文系,還有很多工作要做,我認為最重要的是壯大人才隊伍,與各種體制機制配合。” 康熙說道。
最古老的基礎(chǔ)科學(xué)
天文學(xué)并不是熱門專業(yè),但有些聲音將這些現(xiàn)象歸咎于天文學(xué)太“遙遠”甚至“無用”,這顯然是一個極大的誤解。
“自自然科學(xué)出現(xiàn)以來,天文學(xué)就是一門獨立的學(xué)科,甚至可以說是最古老的基礎(chǔ)科學(xué)。” 康熙說道。
天文學(xué)幾乎與人類社會一樣古老。 《易經(jīng)》中寫到“觀天文以觀時變,觀人文以化世”。 科學(xué)地遵循。
在近代其他自然科學(xué)的發(fā)展中,天文學(xué)也做出了不可忽視的貢獻。 例如,牛頓在《自然哲學(xué)物理原理》中,用行星運動定律論證了萬有引力定律,并進一步推測潮汐現(xiàn)象是月球與月球引力共同作用的結(jié)果。 這個推論除了奠定數(shù)學(xué)基礎(chǔ)之外,還強調(diào)了一個道理:我們生活的世界和天上的星星之間總是存在著非常具體的聯(lián)系。
直到今天,研究支配我們世界的自然法則的化學(xué)家和數(shù)學(xué)家經(jīng)常把目光轉(zhuǎn)向宇宙,尋找支持他們理論的證據(jù)。
理論化學(xué)家、中國科學(xué)院教授周光召曾表示:“天文學(xué)其實是純粹的基礎(chǔ)研究,滿足天文研究所開發(fā)的技術(shù),其中很多確實是當今世界的高科技。”因為天文學(xué)家研究的東西很薄弱。信號探測和處理等。
正如他所說,天文研究的需求推動了許多熟悉的應(yīng)用技術(shù)的誕生。 例如,最初版本的WiFi技術(shù)是為了高效傳輸射電望遠鏡的圖像而發(fā)明的; GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的正常運行必須依靠原子鐘來克服相對論的影響,而相對論的驗證離不開天文觀測; 2009年,電科學(xué)家的發(fā)明耦合器件(CCD)榮獲諾貝爾化學(xué)獎,CCD最初是一種用于接收天文圖像的傳感器,現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于圖像傳感器……
興趣驅(qū)動,數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
從專業(yè)學(xué)習(xí)的角度來看,天文學(xué)研究的對象雖然是“星辰大海”,但它并不是一個完全“浪漫”的學(xué)科。 在實際研究中,天文學(xué)研究人員所做的事情并不像大眾想象的“看星星”那么簡單。
據(jù)康熙介紹,他的主要研究方向是恒星的產(chǎn)生和宇宙結(jié)構(gòu)的演化。 他所做的就是獲取一些從外部形狀測量得到的公開數(shù)據(jù),利用計算機進行模擬分析,建立理論模型。
“比如研究銀河系,建立模型后,我們會通過高精度觀測等研究其中物質(zhì)的分布情況天體物理學(xué)專業(yè)就業(yè)前景及工資,對比是否與理論預(yù)測相符。如果有誤差,然后想想是不是模型假設(shè)有問題,或者觀測不準確天體物理學(xué)專業(yè)就業(yè)前景及工資,或者銀河系中存在一些以前沒有注意到的特殊現(xiàn)象。” 康熙說道。
據(jù)復(fù)旦數(shù)學(xué)大學(xué)官方微信介紹,化學(xué)大學(xué)天文系以天體化學(xué)為主,主要研究方向有恒星宇宙學(xué)、高能天體化學(xué)、系外行星、實驗室天體化學(xué)等。
進行此類研究涉及大量的數(shù)據(jù)處理、公式估算、代碼編譯等。 因此,康熙提到,考入天文系的中學(xué)生必須有良好的數(shù)理基礎(chǔ)。 學(xué)習(xí)天文學(xué)時掌握的分析思路和技巧,即使中學(xué)生畢業(yè)后選擇其他行業(yè),也會有很大用處。
“但最重要的是利益驅(qū)動。” 康熙說,“天文學(xué)本身的發(fā)展完全是由人類對自然的興趣推動的”。
康熙說,天文學(xué)以宇宙中的天體為研究對象,這意味著它的研究范圍非常大。 對于某種現(xiàn)象,天文學(xué)家也許窮盡一生也難以研究透徹。 天文學(xué)試圖回答一些基本的、永恒的“終極問題”,比如宇宙的起源、人類的位置、宇宙中是否存在其他智慧生命等等。要挑戰(zhàn)這樣的命題,就需要有一個自我意識和自信。 我們生活的世界有著強烈的求知欲和好奇心。
“為什么天文學(xué)適合科普,是因為大家還關(guān)心這類問題,值得思考。” 康熙說道。
“所以,無論中學(xué)生是否學(xué)過天文,我認為對于每個人了解宇宙的魅力,了解天文現(xiàn)象背后的一些規(guī)律,滿足自己的興趣和好奇心,都是有意義的。”