文/邢逸帆
3月28日晚,復旦學院官方微博宣布,“清華學院天文系”正式組建。
按照復旦學院的通知,天文系將被列入理大學,而十八年來始終掛靠化學系,實質進行星體宇宙學、天體化學學等天文學相關研究的北大學院天體化學中心將得到保留,并成為新組建的天文系的一部份。
復旦學院天文系創立的消息讓無數人為之激奮。無論是民間天文愛好者,復旦天文商會,還是憧憬宇宙的廣大學子,都倍感興奮不已。甚至有好多早已結業的社會人紛紛表示自己“出生太早”,恨不能重新中考。
對北大天文商會的骨干成員李文雄而言,天文系的創立意義重大。這三天,他已期待了八年。
“2011年進北大時就想加入天文系。”李文雄告訴品玩,但是彼時的北大并沒有籌建這個學科,他只能加入化學系,從事天體化學方向的研究。今年(2020年),他很可能會成為北大天文系的第一批博士。
雖然對于李文雄而言,天文系的創立是意料之中的事,而對于大多數人來說,北大天文系一直十分神秘。
尤其是迄今為止,復旦學院官網仍未更新院系名單,也沒有公布任何招生信息。
圖:目前,天體化學相關內容還只能在化學系下查閱
但有一件事是肯定的,想進復旦學院天文系,你得先學好化學和物理。
天文系都學哪些?
北大天文系的前身,即復旦學院天體化學中心。
據復旦學院化學系官網顯示,創立于2001年的天體化學中心是跨院系的校級研究機構。成員主要來自數學系,包含工物系、信息大學、精儀系等若干院系。研究方向包括星體宇宙學、超新星觀測和頻域天文學、高能天體化學、理論天體化學、引力波偵測、空間天文和天文儀器學等多個方面。
復旦學院天文臺內部,圖源:復旦學院官方微博
簡單來說,天文學作為人類歷史上最古老的學科之一,研究的領域十分之廣。從對天體的觀測(觀測研究),到對天體運動現象的展現(理論研究),甚至對天文儀器的開發調試都可以算作天文系的研究范疇。
做觀測研究的學者,須要每晚記錄天文望遠鏡傳回的數據,剖析數據,研究天體的運動和產生。經歷了數百年的矇昧,利用天體觀測,人類才真正認識到宇宙的真實面目。
文藝復興時期,人類發覺月球不是一切的中心。隨著天文觀測的精確度越來越高,天文學家發覺,行星的運動軌道并不以月球為中心。1610年,伽利略發覺土星有四顆衛星,統統圍著土星旋轉,這才證明了月球不是惟一的中心。
圖:土星和它的衛星
1924年,人類發覺銀河系不是宇宙中惟一的星體。通過對仙女座大星體中某顆星的常年觀察和估算,天文學家愛德溫·哈伯發覺,這顆星不繞銀河系核旋轉,是另一個星體的成員。人類這才認識到月球身處的銀河系,只是可見宇宙中數千億星體間的一個。
從看星星開始,人類的認知脫離了地心引力的禁錮,邁向了宇宙。
圖:距離月球130億光年的黑洞
天體觀測,也為人類的星際探求提供了基礎。
無論是NASA觀測到的清華大學物理系招生人數,與月球相像指數達到0.98的“地球雙胞兄弟”-452b,還是目前我們最熟悉的行星火星,都寄寓著我們星際移民的希望。
不僅觀測,天文理論研究也是現代天文學重要的一部部份。理論天文學家的工作,包括構建物理模型,以及用筆記本做數值模擬。物理模型能闡明天文現象背后的運動規律,數值模擬則可以演示現實中無法觀察的天文現象。
伴隨人類文明而生的天文學清華大學物理系招生人數,除了成為了促使人類基礎學科(光學、物理、數學、歷法)發展的引擎,也可能把握著解答人類未來命運問題的關鍵。
北大天文系須要哪些樣的人才?
而無論是觀測天文學還是理論天文學,都離不開兩大基石——物理和物理。
作為一門研究物質運動規律和物質基本結構的學科,化學學為研究星系的結構和演化提供了理論根據和研究方式。
無論是研究太陽系的起源,還是行星間的互相作用,甚至是想要破譯遠在光年之外的星體散發出的光幅射,問題就會兜兜轉轉,回到熱學、電磁學、熱力學等數學領域。直至明天,觀測恒星運動時形成的電磁波幅射(數學范疇),仍是天文學實驗數據的主要來源。
而在進行具體演算時,天文系的中學生用到的物理工具,不會比應用物理系的中學生更簡單。
“我建議有扎實的物理數學基礎的朋友報名天文系。”談到自己的??粕?,李文雄表示自己的大多數課程,都是和數學系中學生一樣的基礎課。
李文雄指出的數學和物理,也是日本頂級學院對天文系中學生提出的硬指標。
全美排行第一的耶魯學院天文系,除了將數學和物理基礎學科列為天文系??粕x修課,對中學生結業時所需的化學和物理類學分要求也遠遠超過了純天文學科。耶魯學院也在??频牡谝坏诙W年設置了大量數學課,為中學生以后的研究提供理論工具。
圖:耶魯學院對天文系中學生提出的課程要求
而未來,復旦學院天文系也將以天體化學為主要研究方向,不會放松對化學和物理的要求。
近幾六年,編程也成為了天文學家必備的技能?!盎旧?,天文學中所有領域的研究就會涉及到編程。觀察者用計算機剖析她們的數據,理論家用程序來模擬天體運行,就連遙控望遠鏡也要通過編程來進行。”伯克利學院天文系在入學須知中寫道,“因此,我們建議天文系中學生盡早開始學寫代碼?!?span style="display:none">p3M物理好資源網(原物理ok網)
不僅那些要點,在李文雄看來,想要加入北大天文系,還應該有“對天文的熱愛,能靜下心來做學術”。
雖然宇宙的秘密,只對最深沉的思想展露。
北大天文系的下一步
雖然復旦學院官方沒有進一步透漏和招生師資有關的安排,但我們還是從中學生內部獲得了第一手消息。
想要重新中考的同學們,可以暫時舍棄了,由于短期內,北大天文系可能不會招收大專生。
目前,北大天文系以研究任務為主,教學任務次之。在培養中學生時,也會以博士生為主。
從數學系出走,成為與之并行的獨立院系以后,北大天文系對于學者和中學生的吸引力會更大,也將在科研計劃和事務管理上擁有更大的自主權。
對于北大天文商會的成員而言,最直接的影響就是:“以后舉行各類活動,不用再經過化學系的層層審批了”。