天文学就是看星星?那是门深奥又甜蜜的学科
环球网2019.04.1115:03
前不久,复旦学院官方微博宣布其即将组建天文系,列入理大学。这所顶级院校,开始以独立院系的方法,培养探求星辰大海的中级人才。
虽然,让好多人震惊的,并不是北大创立了天文系,而是原先北大此前并没有天文系。
天文学这么古老,在公众心里,又这么神秘。它是“数理化天地生”六大基础学科之一,但又自带“贵族”气息。在我国,真正开办天文学系的院校寥寥,发展至今,不过也就上海学院、北京师范学院、中国科学技术学院、北京学院等十余所。
不了解天文专业的人,对它会怀揣众多甜蜜想像。但宇宙的真相并不以句子方式诠释,物理才是它的标准化语言。
这个专业的中学生和研究者会告诉你,学天文也和学其他所有基础学科一样,要忍受乏味的重复,要面对繁复的公式,要将热爱和固守作为指路明灯。
课程很“硬核”,作业让人“酸爽”
“我都不说我是学天文的,由于一说天文,你们就有各类各样的问题。”北京学院天文系大三中学生李嘉轩说。诸如,“吃瓜群众”会问天文是工科还是理科,学天文是不是学气象,学天文是不是搞宇航……“我就干脆说我是学数学的。”
在各大院校的天文学人才培养方案中,也会清晰地列举该专业的核心课程。北京学院天文与空间科学大学专科人才培养方案强调,其目前设有天文学专业和空间科学与技术专业。其中,对天文学专业的描述是:“数学和数学课程是本专业的重要知识基础,计算机知识是必不可少的重要工具。另外,本专业对中学生的日语能力也有较高的要求。”核心课程中,有天体热学基础、理论天体化学,球面天文等。而对空间科学技术专业的中学生来说,则要学习电路剖析、航天器轨道热学、空间天体测量等课程。
一看名子就晓得,课程很“硬核”。
“本科学习天文,虽然意味着你选了一个要学好多物理和数学的专业。”中国科大学国家天文台副研究员李嘉兴告诉科技商报记者,天文学专业通常有三个方向——天体化学、天体热学和天体测量以及天文技术和技巧。不过,在实际的天文研究项目中,一般须要这三个方向的天文学家合力参与。
具体到各个院校,方向设置会稍有不同。但课程体验可能就会类似——艰深但有趣。
在上海学院,天文学主要有天体化学和天文高新技术两个方向,前者更偏工程,相对来说愈发小众。一门宇宙侦测新技术导论,让接受专访的三个清华高才生回想上去都觉得“酸爽”——“像一门电子系课程”。
上海学院天文系专科生刘畅向记者追忆起当时最“崩溃”的一项作业——课程内容是讲授射电望远镜的综合孔径技术,作业是让中学生自行设计一个望远镜阵列,并用这个望远镜阵列去侦测一片自己设计的星空,得到一组数据后,再还原星空原本的样子。“光代码就要调试好几天。”
星星可以不看,代码一定要写
不要总问学天文的中学生英国天文学和天体物理学奥赛,这些一闪一闪耀晶晶的都是哪些天秤。这并非她们必需要把握的技能。她们也并不常须要“夜观星象”。实际上,即使真正做光学观测,靠的也不是肉眼,而是靠专用的小型天文单反。更毕竟,好多时侯观测用的是射电天文望远镜,搜集的是天体的射电波,无需等待夜幕降临。
观测究竟是如何的体验?“就是等。”本科结业于澳洲阿德莱德学院化学和天体化学专业的彭冠辰说,写好供望远镜使用的程序,设定好观测时间和观测对象英国天文学和天体物理学奥赛,之后“开等”。在等待的过程中,还可以处理下之前望远镜返回的数据。
李嘉轩也把她们做课题时领到的图片发给了记者。看上去平平无奇的黑白图片,就像显微镜下的细胞图,分布着各类意义不明的黑点,有的黑点大些,外围还带着模糊的一圈。“这个就是一个星体。就5000万光年,非常近。”为了便捷记者理解,他把平常常用的天文距离单位Mpc(百万秒差别)换算成了光年。5000万光年,非常近,这大约就是天文专业中学生的距离观吧。
“不是所有人都须要或则都有条件去看天空的。”李嘉兴说,原则上念天文的中学生须要具备观测星空的常识,但做研究时,好多时侯用的不是自己亲自领到的数据,而是其他望远镜采集到的数据。“现在更多的是一种全球数据共享的模式。”
学天文就是写代码。星星可以不用看,并且代码一定要写。
要用代码做哪些事情?上海学院天文系专科生亢议不假思考地回答:所有事情。
望远镜拍的图片,要用代码下载、用代码打开——因为数据量太大,用常规方法打开下载可能要磨蹭到“宇宙尽头”;之后,要用代码提取图片上的有用信息,再依照自己的研究问题和科学目标,用代码去剖析这一系列信息的特点,用代码去做模型的拟合……
“写代码也是我们很重要的智力成果。”亢议说,即便是偏向理论研究,一样也要做模拟,要估算演变,这种都是人力无法完成的工作,必须交给计算机。
天文专业的中学生,即使是“半野生”的,但也能当合格的程序员。在她们结业以后,假若不想继续求索宇宙的真相是哪些,改行到计算机领域或则做数据剖析,也完全没问题。连宇宙如此宽广的数据都能剖析,即便行业数据呢?用人单位会如此想。
宇宙那么大,总有人想瞧瞧
谈起做天文的乐趣,李嘉兴说曾经认为宇宙和人们距离遥远,做了那么多年天文研究之后,会发觉好多规律适用于宇宙万物。“我们每位人跟宇宙大爆燃最开始的一霎那都有千丝万缕的联系,你的身体里带着宇宙大爆燃的证据,这让我感觉自己没有如此渺小。”
描述自己对天文热爱的源起,好几位天文学专业的中学生还会提及一个词——“小时候”。一本书,一张相片,或则一个峰会,就成了冥冥之中的指引。
“对小同学来说,看星星莫非没有意思吗?我认为其他东西都没有天文有意思。”李嘉轩来自云南昭通,他在高中时无意间步入了一个天文峰会,自此就“掉坑”了。也是从峰会上,他晓得了天文奥赛的存在,于是一口气出席了三届。最后念了天文系,也是顺理成章。
彭冠辰则是小时候被书上美丽的星云图片“撩拨”到,仍然出席各种天文大赛,出席过社联,也在小学时就观测过星空。不过,他的天文研究之路确实算得上曲折——一开始,彭冠辰没能考上心仪学院的天文专业,上了上海邮电学院;念了五年应用数学以后,他退了学并申请上了利兹学院化学和天体化学专业。
转学也不是没受到家人反对,虽然天文是门看上去没哪些用的学科。
彭冠辰说,他仍然相信“无用之用”。“我感觉自己开心,或则能让他人开心就挺好。有些人负责经济建设,而我就负责保有自己的好奇心,把好奇心驱使下了解到的东西告诉其他人,我也是在完成自己的社会角色。”他说。