天文学就是看星星?那是门艰深又浪漫的学科
3月13日,来自欧洲南方天文台的一张照片显示,隐藏在猎户座星座最黑暗的角落之一的“宇宙蝙蝠”,穿越两千光年的星际空间在欧洲南方天文台的超大望远镜前展示出它朦胧的翅膀。
天文学就是看星星? 那是门艰深又浪漫的学科
本报记者 张盖伦
前不久,清华大学官方微博宣布其正式成立天文系,纳入理学院。这所顶尖高校,开始以独立院系的方式,培养探索星辰大海的高级人才。
其实,让很多人惊讶的,并不是清华成立了天文系,而是原来清华此前并没有天文系。
天文学如此古老,在公众心中,又如此神秘。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,真正开设天文学系的高校寥寥,发展至今,不过也就南京大学、北京师范大学、中国科学技术大学、北京大学等十余所。
不了解天文专业的人,对它会怀揣诸多浪漫想象。但宇宙的真相并不以诗句形式展现,数学才是它的标准化语言。
这个专业的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,要忍受枯燥的重复,要面对繁复的公式,要将热爱和坚守作为指路明灯。
课程很“硬核”,作业让人“酸爽”
“我都不说我是学天文的,因为一说天文,大家就有各种各样的问题。”北京大学天文系大三学生李嘉轩说。比如,“吃瓜群众”会问天文是文科还是理科,学天文是不是学气象,学天文是不是搞宇航……“我就干脆说我是学物理的。”
在各大高校的天文学人才培养方案中,也会清晰地列出该专业的核心课程。南京大学天文与空间科学学院本科人才培养方案指出,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:“数学和物理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,本专业对学生的英语能力也有较高的要求。”核心课程中,有天体力学基础、理论天体物理,球面天文等。而对空间科学技术专业的学生来说,则要学习电路分析、航天器轨道力学、空间天体测量等课程。
一看名字就知道,课程很“硬核”。
“本科学习天文,其实意味着你选了一个要学很多数学和物理的专业。”中国科学院国家天文台副研究员李海宁告诉科技日报记者,天文学专业一般有三个方向——天体物理、天体力学和天体测量以及天文技术和方法。不过,在实际的天文研究项目中,通常需要这三个方向的天文学家合力参与。
具体到各个高校,方向设置会稍有不同。但课程体验可能都会类似——艰深但有趣。
在北京大学,天文学主要有天体物理和天文高新技术两个方向,后者更偏工程,相对来说更加冷门。一门宇宙探测新技术引论,让接受采访的三个北大高材生回想起来都感觉“酸爽”——“像一门电子系课程”。
北京大学天文系本科生刘畅向记者回忆起当时最 “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,作业是让学生自行设计一个望远镜阵列,并用这个望远镜阵列去探测一片自己设计的星空,得到一组数据后,再还原星空本来的样子。“光代码就要调试好几天。”
星星可以不看,代码一定要写
不要总问学天文的学生,那些一闪一闪亮晶晶的都是什么星座。这并非他们必须要掌握的技能。他们也并不常需要“夜观星象”。实际上,就算真正做光学观测,靠的也不是肉眼,而是靠专用的大型天文相机。更何况,很多时候观测用的是射电天文望远镜,收集的是天体的射电波,无需等待夜幕降临。
观测到底是怎样的体验?“就是等。”本科毕业于英国曼彻斯特大学物理和天体物理专业的彭冠辰说,写好供望远镜使用的程序,设定好观测时间和观测对象,然后“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。
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