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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。
李嘉轩也把他们做课题时拿到的图片发给了记者。看起来平平无奇的黑白图片，如同显微镜下的细胞图，分布着各种意义不明的黑点，有的黑点大些，外围还带着模糊的一圈。“这个就是一个星系。就5000万光年，特别近。”为了方便记者理解，他把平时常用的天文距离单位Mpc（百万秒差距）换算成了光年。5000万光年，特别近，这大概就是天文专业学生的距离观吧。
“不是所有人都需要或者都有条件去看天空的。”李海宁说，原则上念天文的学生需要具备观测星空的常识，但做研究时，很多时候用的不是自己亲自拿到的数据，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，但是代码一定要写。
要用代码做什么事情？北京大学天文系本科生亢议不假思索地回答：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，用常规方式打开下载可能要磨蹭到“宇宙尽头”；然后，要用代码提取图片上的有用信息，再根据自己的研究问题和科学目标，用代码去分析这一系列信息的特征，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，就算是偏向理论研究，一样也要做模拟，要计算演化，这些都是人力难以完成的工作，必须交给计算机。
天文专业的学生，虽然是“半野生”的，但也能当合格的程序员。在他们毕业之后，如果不想继续求索宇宙的真相是什么，转行到计算机领域或者做数据分析，也完全没问题。连宇宙这么广阔的数据都能分析，何况行业数据呢？用人单位会这么想。
宇宙这么大，总有人想看看
谈起做天文的乐趣，李海宁说以前觉得宇宙和人们距离遥远，做了这么多年天文研究以后，会发现很多规律适用于宇宙万物。“我们每个人跟宇宙大爆炸最开始的一刹那都有千丝万缕的联系，你的身体里带着宇宙大爆炸的证据，这让我觉得自己没有这么渺小。”
描述自己对天文热爱的源起，好几位天文学专业的学生都会提到一个词——“小时候”。一本书，一张照片，或者一个论坛，就成了冥冥之中的指引。
“对小朋友来说，看星星难道没有意思吗？我觉得其他东西都没有天文有意思。”李嘉轩来自甘肃定西，他在初中时无意间进入了一个天文论坛，从此就“掉坑”了。也是从论坛上，他知道了天文奥赛的存在，于是一口气参加了三届。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，一直参加各类天文比赛，参加过社团，也在中学时就观测过星空。不过，他的天文研究之路确实算得上坎坷——一开始，彭冠辰没能考上心仪大学的天文专业，上了北京邮电大学；念了两年应用物理之后，他退了学并申请上了曼彻斯特大学物理和天体物理专业。
退学也不是没遭到家人反对，毕竟天文是门看起来没什么用的学科。
彭冠辰说，他一直相信“无用之用”。“我觉得自己开心，或者能让别人开心就很好。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。
来源：科技日报
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