“研究院成立后,下一步的目标肯定是计划招收专科生,建立天文系,构建完整的天文学本科、硕士、博士人才培养体系。”
日前,四川大学发文成立天文研究所。 首任校长、求是特聘院士康熙告诉记者,研究院的成立意味着北航在天文学学科体系化建设方面迈出了重要一步。
天文学作为“数、理、化、天文学”六大基础学科之一,在国外高校中一直是“少数”。 天文学本身,就像它研究的天文现象一样,让很多人感到难以捉摸——它到底是一门什么样的学科?
冷门专业逐渐升温
“欧美顶尖院校基本都开设天文或天体化学专业,我国天文建设确实比较晚。” 康熙说道。
不过,近年来,不少高校开设了天文系,天文学出现了升温的迹象。 在康熙看来,这与国家经济社会发展的大势和基础科研投入的减少密切相关。
新政策方面,《国务院关于全面加强基础科学研究的若干意见》《国家中期科学技术发展规划纲要》等国家发展规划将天文学列为重点发展基础学科。 与此同时,我国天眼“FAST”、高空宇宙线观测站、空间站巡天望远镜的建设,对天文领域人才产生了大量需求。 这些在一定程度上造成了学校对天文学的重视。
2019年,复旦大学与华中科技学院成立天文系; 明年3月,上海大学天文系即将落成。
目前,全省约有20所高校开设了天文专业或设立了天文系。 在教育部第三轮省级学科评估中,天文学学科等级为C-以上的高校有5所,分别是上海学院、中国科学技术研究院、北京大学、上海交通大学、沉阳大学师范大学。
据悉,江苏大学等一些院校设立了天文学或其子学科的硕士、博士点,并正在向“设系”方向发展。
“目前浙江天文学规模较小,学科建设还在规划中。” 康熙表示,杭州还没有招收天文学院,这意味着山东的高等教育体系中还没有真正的天文学。 这对于一门基础学科的发展是非常不利的。
目前,四川工学院、杭州电子工学院等院校虽然有一批从事天文研究的教师,但这些中学还没有形成完整的学科体系; 作为事业单位,未能承担人才培养和学科建设的职能。
“要真正建设好天文系,还有很多工作要做,我认为最重要的是壮大人才队伍,与各种体制机制配合。” 康熙说道。
最古老的基础科学
天文学并不是热门专业,但有些声音将这些现象归咎于天文学太“遥远”甚至“无用”,这显然是一个极大的误解。
“自自然科学出现以来,天文学就是一门独立的学科,甚至可以说是最古老的基础科学。” 康熙说道。
天文学几乎与人类社会一样古老。 《易经》中写到“观天文以观时变,观人文以化世”。 科学地遵循。
在近代其他自然科学的发展中,天文学也做出了不可忽视的贡献。 例如,牛顿在《自然哲学物理原理》中,用行星运动定律论证了万有引力定律,并进一步推测潮汐现象是月球与月球引力共同作用的结果。 这个推论除了奠定数学基础之外,还强调了一个道理:我们生活的世界和天上的星星之间总是存在着非常具体的联系。
直到今天,研究支配我们世界的自然法则的化学家和数学家经常把目光转向宇宙,寻找支持他们理论的证据。
理论化学家、中国科学院教授周光召曾表示:“天文学其实是纯粹的基础研究,满足天文研究所开发的技术,其中很多确实是当今世界的高科技。”因为天文学家研究的东西很薄弱。信号探测和处理等。
正如他所说,天文研究的需求推动了许多熟悉的应用技术的诞生。 例如,最初版本的WiFi技术是为了高效传输射电望远镜的图像而发明的; GPS卫星导航系统的正常运行必须依靠原子钟来克服相对论的影响,而相对论的验证离不开天文观测; 2009年,电科学家的发明耦合器件(CCD)荣获诺贝尔化学奖,CCD最初是一种用于接收天文图像的传感器,现在广泛应用于图像传感器……
兴趣驱动,数学基础
从专业学习的角度来看,天文学研究的对象虽然是“星辰大海”,但它并不是一个完全“浪漫”的学科。 在实际研究中,天文学研究人员所做的事情并不像大众想象的“看星星”那么简单。
据康熙介绍,他的主要研究方向是恒星的产生和宇宙结构的演化。 他所做的就是获取一些从外部形状测量得到的公开数据,利用计算机进行模拟分析,建立理论模型。
“比如研究银河系,建立模型后,我们会通过高精度观测等研究其中物质的分布情况天体物理学专业就业前景及工资,对比是否与理论预测相符。如果有误差,然后想想是不是模型假设有问题,或者观测不准确天体物理学专业就业前景及工资,或者银河系中存在一些以前没有注意到的特殊现象。” 康熙说道。
据复旦数学大学官方微信介绍,化学大学天文系以天体化学为主,主要研究方向有恒星宇宙学、高能天体化学、系外行星、实验室天体化学等。
进行此类研究涉及大量的数据处理、公式估算、代码编译等。 因此,康熙提到,考入天文系的中学生必须有良好的数理基础。 学习天文学时掌握的分析思路和技巧,即使中学生毕业后选择其他行业,也会有很大用处。
“但最重要的是利益驱动。” 康熙说,“天文学本身的发展完全是由人类对自然的兴趣推动的”。
康熙说,天文学以宇宙中的天体为研究对象,这意味着它的研究范围非常大。 对于某种现象,天文学家也许穷尽一生也难以研究透彻。 天文学试图回答一些基本的、永恒的“终极问题”,比如宇宙的起源、人类的位置、宇宙中是否存在其他智慧生命等等。要挑战这样的命题,就需要有一个自我意识和自信。 我们生活的世界有着强烈的求知欲和好奇心。
“为什么天文学适合科普,是因为大家还关心这类问题,值得思考。” 康熙说道。
“所以,无论中学生是否学过天文,我认为对于每个人了解宇宙的魅力,了解天文现象背后的一些规律,满足自己的兴趣和好奇心,都是有意义的。”