“研究所成立后,接下去的目標(biāo)肯定是要規(guī)劃招收本科生,成立天文系,建立起天文學(xué)本碩博完整的人才培養(yǎng)體系。”
近日,浙江大學(xué)發(fā)文成立天文研究所,首任所長(zhǎng)、求是特聘教授康熙告訴記者,研究所的成立,意味著浙大朝著天文學(xué)科的體系化建設(shè)邁出了重要一步。
作為“數(shù)理化天地生”六門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科之一,天文學(xué)長(zhǎng)期以來(lái)在國(guó)內(nèi)高校里的處境偏向“小眾”。天文學(xué)本身,如同它研究的那些天文現(xiàn)象,讓許多人感到捉摸不透——這是一門(mén)怎樣的學(xué)科?
01 小眾專(zhuān)業(yè)逐漸升溫
“歐美的頂尖大學(xué)基本都開(kāi)設(shè)有天文學(xué)或天體物理學(xué)專(zhuān)業(yè),我們國(guó)家的天文學(xué)科建設(shè)起步的確比較晚。”康熙表示。
但在最近幾年,多所高校開(kāi)設(shè)天文系,天文學(xué)有了“升溫”的跡象,在康熙看來(lái),這與國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)研究投入增加的大趨勢(shì)有密切關(guān)系。
政策方面,天文學(xué)在《國(guó)務(wù)院關(guān)于全面加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究的若干意見(jiàn)》《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》等國(guó)家發(fā)展規(guī)劃中,均被列為了重點(diǎn)基礎(chǔ)學(xué)科來(lái)發(fā)展。同時(shí),中國(guó)天眼“FAST”、高海拔宇宙線觀測(cè)站、空間站巡天望遠(yuǎn)鏡等國(guó)家大科學(xué)工程的建設(shè),產(chǎn)生了大量對(duì)于天文領(lǐng)域人才需求。這些都一定程度上促使了高校在天文學(xué)科上發(fā)力。
2019,清華大學(xué)、華中科技大學(xué)成立天文系;今年3月,武漢大學(xué)天文學(xué)系正式揭牌。
目前,全國(guó)開(kāi)設(shè)了天文學(xué)本科專(zhuān)業(yè)或成立天文系的高校共有20家左右,在教育部第四輪全國(guó)學(xué)科評(píng)估中,天文學(xué)學(xué)科評(píng)級(jí)在C-以上的高校共有5所,分別是南京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、北京大學(xué)、上海交通大學(xué)和北京師范大學(xué)。
此外,還有一些高校,比如浙江大學(xué),設(shè)置了天文學(xué)或其分支學(xué)科的碩士、博士點(diǎn),正朝著“建系”的方向發(fā)展。
“浙江的天文學(xué)科規(guī)模目前比較小,學(xué)科建設(shè)還正在規(guī)劃之中。”康熙表示,浙江還沒(méi)有招收天文學(xué)本科生的高校,這意味著浙江高等教育體系中沒(méi)有真正意義上的天文學(xué)科。這對(duì)于一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展來(lái)說(shuō),是十分不利的。
目前,雖然浙江工業(yè)大學(xué)、杭州電子科技大學(xué)等有一批老師從事天文學(xué)研究,但這些學(xué)校都沒(méi)有形成完整的學(xué)科體系;之江實(shí)驗(yàn)室在計(jì)算天文等應(yīng)用研究方面成績(jī)突出,然而作為研發(fā)機(jī)構(gòu),它無(wú)法承擔(dān)人才培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)的功能。
“要真正建天文系,要做的工作還有很多,我認(rèn)為最重要的是擴(kuò)大人才隊(duì)伍,還有各方面體制機(jī)制的配合。”康熙說(shuō)。
02 最古老的基礎(chǔ)科學(xué)
天文學(xué)并非熱門(mén)專(zhuān)業(yè),但一些聲音把這種現(xiàn)象歸結(jié)于天文學(xué)過(guò)于“遙遠(yuǎn)”甚至“無(wú)用”,其實(shí)是一種極大的誤讀。
“從自然科學(xué)出現(xiàn)開(kāi)始,天文就是一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科,甚至可以說(shuō)是最古老的基礎(chǔ)科學(xué)。”康熙說(shuō)。
天文學(xué)的歷史幾乎和人類(lèi)社會(huì)一樣悠久?!吨芤住分袑?xiě)道,“觀乎天文,以察時(shí)變,觀乎人文,以化成天下”,古時(shí)候,從“星象”中得出的時(shí)間歷法,就為農(nóng)耕社會(huì)的基本運(yùn)作規(guī)則提供了科學(xué)遵循。
在近現(xiàn)代其他自然科學(xué)的發(fā)展中,天文學(xué)亦有不可忽視的貢獻(xiàn)。比如,牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中,用行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律論證了萬(wàn)有引力定律,并進(jìn)一步推算出,潮汐現(xiàn)象是地球和月亮引力共同作用的結(jié)果。這些結(jié)論不僅奠定了物理學(xué)的基石,還指出了一個(gè)道理:我們生存的世界與天上的繁星之間,一直存在著十分具體的聯(lián)系。
直到今天,研究支配我們世界的自然規(guī)律的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家,也時(shí)常把目光轉(zhuǎn)向宇宙中尋找支持他們理論的證據(jù)。
理論物理學(xué)家、中科院院士周光召曾說(shuō):“天文學(xué)雖然是純粹的基礎(chǔ)研究,但是滿足天文學(xué)研究所發(fā)展起來(lái)的技術(shù),有很多確實(shí)是當(dāng)今世界的高技術(shù),因?yàn)樘煳膶W(xué)家研究的,是對(duì)非常微弱的信號(hào)的探測(cè)和處理等等。”
如他所說(shuō),天文學(xué)研究的需要促使了許多我們熟知的應(yīng)用技術(shù)的誕生。比如,WiFi技術(shù)的最初版本,是為了高效傳輸射電望遠(yuǎn)鏡的圖像而發(fā)明的;GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的正常工作必須依靠原子鐘克服相對(duì)論效應(yīng),而相對(duì)論的驗(yàn)證與天文觀測(cè)密不可分;2009年,發(fā)明電荷耦合器件(CCD)的科學(xué)家獲頒諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),這種器件原本是一種接受天文圖像的傳感器,如今被廣泛應(yīng)用于圖像傳感……
03 興趣驅(qū)動(dòng),數(shù)理基礎(chǔ)
從專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的角度來(lái)看,雖然天文學(xué)研究的對(duì)象是“星辰大海”,但它也并非是一門(mén)完全“浪漫”的學(xué)科。在實(shí)際研究中,天文學(xué)研究者做的事并非大眾想象的“看星星”那么簡(jiǎn)單。
康熙介紹,他的主要研究方向是星系形成和宇宙結(jié)構(gòu)演化,做的事情概括起來(lái),就是獲取一些國(guó)內(nèi)外觀測(cè)得到的公開(kāi)數(shù)據(jù),使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬分析,建立理論模型。
“比如研究銀河系,建好模型后,我們會(huì)再通過(guò)高精度的觀測(cè)研究其中的物質(zhì)分布等,比對(duì)是否和理論預(yù)言相符。如果有偏差,再去思考是模型假設(shè)有問(wèn)題,還是觀測(cè)不精準(zhǔn),還是說(shuō)銀河系里存在一些特殊的現(xiàn)象是之前沒(méi)有察覺(jué)到的。”康熙說(shuō)。
據(jù)浙大物理學(xué)院官方公眾號(hào)介紹,物理學(xué)院天文學(xué)科以天體物理方向?yàn)橹?,下設(shè)星系宇宙學(xué)、高能天體物理、系外行星、實(shí)驗(yàn)室天體物理等主要研究方向。
開(kāi)展這些研究均大量涉及數(shù)據(jù)處理、公式計(jì)算、代碼編寫(xiě)等工作。所以康熙提到,報(bào)考天文系的學(xué)生,要有比較好的物理、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。在學(xué)習(xí)天文時(shí)掌握的分析思路和方法,即便學(xué)生畢業(yè)后選擇其他行業(yè),也會(huì)大有用武之地。
“但最重要的還是興趣驅(qū)動(dòng)。”康熙說(shuō),“天文學(xué)的發(fā)展本身,就是完全是依靠人類(lèi)對(duì)自然界的興趣推動(dòng)的。”
康熙表示,天文學(xué)以宇宙中的天體為研究對(duì)象,這意味著它研究的范疇很大,對(duì)于某個(gè)現(xiàn)象,可能一個(gè)天文學(xué)家傾盡一生也無(wú)法研究透徹。天文學(xué)試圖回答的是一些基本且永恒的“終極之問(wèn)”,比如,宇宙的起源、人類(lèi)的位置、宇宙中是否存在其他智慧生命等等,對(duì)這些命題發(fā)出挑戰(zhàn),需要有一份對(duì)于自身、對(duì)于所處的世界強(qiáng)烈的求知欲、好奇心。
“為什么天文學(xué)適合做科普,是因?yàn)檫@些問(wèn)題每個(gè)人都會(huì)關(guān)心,都值得去思考。”康熙說(shuō)。
“所以,不管學(xué)生最后做不做天文,了解到宇宙的魅力,了解到天文現(xiàn)象背后的一些規(guī)律,滿足自己的興趣和好奇心,我想對(duì)于任何一個(gè)人都是有意義的。”
?。ㄒ?jiàn)習(xí)記者 涂佳煜)