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一、天文学无用?高校冷门专业或迎升温
澎湃新闻记者 张依琳
复旦大学新闻学院记录中国团队成员 高蕾
驱车往返于城区和郊野,彻夜未眠的拍摄,数小时的繁复后期······M8礁湖星云中的气体云与星际尘埃终于被解析在眼前。这张绚丽的深空摄影作品,出自于一位刚毕业的高中生之手。过去十年,作为天文爱好者的吴思哲一直将天文学家的梦想埋在心底。今年9月南京大学开学,吴思哲离梦想又近了一步。
通过考试成功入围天文学拔尖计划,即将步入自己梦想的校园学习热爱的专业,吴思哲表示“初中定下的目标终于要实现了”。在外界看来,这个“以星空大海为征途”的专业的确有些寂寞和高冷。尽管南京大学天文与空间科学学院是全国高校中历史最悠久、培养人才最多的天文学专业院系,但目前,国内开设天文学本科专业或成立了天文系的高校仅有十余所。
过去,天文学一直被视作是理想主义者的选择,抬头望向月亮的代价似乎就是失去地上的六便士。但近几年,随着国家对基础学科加大投入和更多天文空间项目的建成,国内天文学人才需求进一步上升。国内天文学教育虽然起步较晚,但目前正进入一个高速发展的阶段,各个高校陆续建立天文学专业,高考报考中传统冷门的天文学专业似乎将迎来走热的机会。不少专家学者也表示,随着国家实力的增强,科研领域不断发表出世界领先的成果,天文学作为一门不可或缺的基础科学,在高校兴起将成为一种趋势。
追随天文的十年
借望远镜与红外相机抚触星云
小学时,吴思哲就表现出了对天文学的兴趣。吴思哲的父亲回忆道,“最开始的兴趣是由纪录片引起的,比如央视播出的《斗转星移》《了解宇宙如何运行》等,他幼儿园起就喜欢看这些。”
小学三年级和父亲第一次参加云南省天文爱好者协会的活动后,吴思哲便开始观测各类大小天象:日食月食、金星凌日、行星冲日······“小时候我最热衷的事,便是用自己那台小小的米德ETX90(一款适用于初学者的天文望远镜),去看月球表面的沟壑、土星美丽的光环、木星淡淡的条纹与金星细小的相位变化。”吴思哲回忆道。天文的神秘令吴思哲着迷,宇宙中的现象千奇百怪、壮阔而美丽,却又是真实地存在于这个世界上的。“我想要了解浩瀚的星空,了解这个世界。”
到了高中,吴思哲成了更资深的天文爱好者。“随着更多的知识积累,我渐渐感受到了隐藏在天文中的科学精神——天空中相互绕转的双星与下坠的苹果竟然遵循着相同的规律;天文学家仅靠观察空中暗弱星点的光谱,便可以知道遥远恒星的温度与大气元素,知晓它的过去与未来;宇宙中无数光陆怪离的现象正在被理论一一解释·····”吴思哲在某次观测记录中写道,美丽的行星、缥缈的星云、壮阔的星系是天文外显的、感性的美,而天文最吸引他的地方,在于现实与规律、感性与理性的完美融合。
在云南师大附中的大观天文社,吴思哲遇到了两位非常志同道合的伙伴。三人一起筹办社内的理论课和日常观测,一起备考天文学竞赛,一起从零开始学习深空摄影,跑遍了云南省内的羊街镇、螃蟹箐、轿子雪山等地“出摊”拍摄。
大观天文社第16届社长熊浩宇介绍,云南师大附中的大观天文社成立于2006年,是师大附中众多社团中成立时间较早、规模较大的老牌社团。传统设有天文理论课、日常观测、石林观星、天文台参观等活动。
大观天文社曾有天文摄影这一专业性极强的活动,但未能延续。吴思哲三人从最开始的系统适配、设备接线、拍摄及后期流程开始学,把坑都踩过了一遍,重启了大观天文社的这项活动。吴思哲说,“每三月一次的‘出摊’是我高中生活中最期待的事。当远离光污染,抬头望见城市中阔别的灿烂星空,实在是人生不可多得的震撼与感触。而天文摄影能将隐藏在星点中暗弱的星云、星系解析在你的眼前,并将这一份感触记录、保存下来,更是不可多得的幸运。”
社团活动坚定了吴思哲学习天文的信念,历任社员中也有许多人走上了天文科研的道路。第15届天文社社长蒋昊昌表示,由于2015年国内大学天文系发展进入一个高速期,天文社从13届开始每年都有社员报考天文专业。
如今,被南京大学录取的吴思哲回想起高考,仍记得自己进入考场前的最后几分钟,再望了一眼师大附中天台上的天象蛋的身影。今年7月拿到南京大学的录取通知书时,吴思哲感慨道,“中学时立下的目标终于实现了。我想为天文学的发展奉献自己的一生。”
“天文科研不只是看星星
也要写代码”
事实上,天文学作为爱好和专业有很大区别。南京大学天文与空间科学学院副教授罗新炼对澎湃新闻表示,从天文爱好者转变为天文科研人员,需要把兴趣转变为志趣,这样才会乐在其中。
“大家以为天文学家是看星星,其实两百年前的天文学家才是这样的。近一百年来随着相对论和量子力学的发展,天文学已经变成了一个非常严肃、非常精确的科学。我们的日常工作就是公式计算、论文和代码。”在中国科学技术大学天体物理研究生马潇汉看来,天文作为研究是一件快乐的事情,但并不是作为爱好的低门槛和纯粹的享受。“它可能是一种折磨,折磨之后再给你一种无与伦比的享受。”
今年毕业于南京大学天文学的邓云未也将自己大学期间的专业学习总结划分成三等份:看文献,写代码和写论文、项目申请书。邓云未说,“天文学科研主要分做观测、做模拟和做理论。除非是专门负责运行望远镜的人员,否则实际观测的时间并不多。”
在中国科学技术大学天文系教授蔡一夫看来,我国的天文学教育还需要增加更多的实践活动,让同学们不局限于公式的推演和数据的模拟分析。马潇汉称,自己本科期间有很多次观测的机会,但大多是出于兴趣参与而非研究需要。邓云未也提到,自己主要负责对观测数据的处理分析和理论模型的构建,很少亲自操作观测,“一个为期几十个小时的项目,我只需要花一个下午把观测设计好并提交到天文台,专门运行望远镜的人员会负责把数据拍好给我。”
除此之外,罗新炼表示,学习作为“长线”学科的天文学,学生在物理、计算机、数学、英语方面的基础十分重要,且需要在本科及以后经过长期的学习及科研训练才能成为一个非常优秀的职业天文工作者。
以南京大学天文与空间科学学院本科人才培养方案为例,方案指出天文学专业下设天体物理、天体测量与天体力学两个学科方向,核心课程有天体力学基础、理论天体物理、球面天文等。方案也提到,数学和物理课程是天文学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,因为当前天文学研究的国际化程度很高,本专业对学生的英语能力也有较高的要求。
马潇汉也介绍,事实上,本科期间天文学与物理学有很多相同的课程,且天文学本科生的计算机能力要求并不会比计算机专业的学生低太多。
经历了大学期间的计算机、数学课程等各方面的训练,也有不少天文学的毕业生最终选择成为程序员或金融分析师。根据《2021年南京大学天文与空间科学学院就业质量报告》,南京大学的天文与空间学院的2021年毕业生数据显示,本科毕业生境内外升学深造占比超七成,毕业研究生签约就业占比超六成,总体来说选择升学深造的约一半左右。选择就业的毕业生中多选择事业单位(含高等教育单位、中初教育单位、科研设计单位)和企业单位。
国内天文学教育发展
“长线学科”逐渐升温
天文学与数学、物理学相比,尽管都属于基础学科,但是存在感一直较低。
我国天文学教育起步较晚,尤其在天文技术与仪器方面与国外尚有差距。马潇汉表示,基础学科的发展需要一代一代的学术传承、百年尺度的学术环境积累。我国第一批自主培养的博士毕业于1983年,研究生培养也较为年轻。目前,我国开设天文学本科专业或成立了天文系的高校仍不足二十所,大部分学校专业开设不全。
同时,天文学作为一门以观测为基础的学科,需要研究者了解并参与到实测中,因此教育、科研的发展非常依赖于观测设备和仪器。“早期中国的天文学研究者要靠申请使用其他国家的望远镜,或者从网上下载别国望远镜公开的观测数据。我国近些年才有两米级口径的光学望远镜,在天上的望远镜目前也还只有‘悟空’号一个。”中国科学技术大学天文系教授袁业飞对澎湃新闻表示,“有了自己的世界领先的望远镜,就能够做出世界领先的成果。比如现在‘天眼’不断地有世界领先的成果发表。”
除了“天眼”,诸如“羲和号”、大视场巡天望远镜等更多天文和空间项目的建成,也进一步增加了对天文学人才的需求。2014年郭守敬望远镜、500米射电望远镜FAST等大科学装置的建设和深空探测工作不断推进,科研人才的缺口初步凸显。随后几年,更多大科学装置收集的海量数据也亟需大批优秀天文学家、物理学家去分析。
近几年,国内对教育的投入持续加大,新的学校如雨后春笋一样涌现出来,许多国际青年学者也选择回到国内高校任职,基础科学领域发展的速度很快。南京大学天文与空间科学学院教授陈鹏飞于《中国国家天文》撰文称,从1999年至2020年,国内平均每年增加一所高校成立天文系,全国天文专业本科招生数从1994年的28人增长到了2018年的208人。2018年的基础学科拔尖学生培养计划在原有五个学科(数学、物理学、化学、生物科学、计算机科学)的基础上,增加了天文学等12个学科,让作为基础学科之一的天文学更加受到了重视。
同时,部分高校通过与天文台合作的方式实现科教融合,如紫金山天文台挂牌成为中国科技大学的人才培养单位,使得中国科技大学能够与其共享天文设备与天文技术方面的人才。
另外,袁业飞谈到,过去,天文学作为一门“长线学科”,掣肘其发展的一直是资金问题。“天文是一个非常基础、非常‘没有用’的学科,短期内没有明显的经济效益。”相较而言,应用性学科的科研成果转化率更高,能从企业获得投资,更多吸纳社会资金,而基础学科则几乎完全依靠政府资金支持。
但在袁业飞看来,这并不表示天文是一个真的“无用”的学科,天文学的发展能够带动许多有用的技术。蔡一夫也举例介绍,目前手机数码相机的核心成像部件CMOS的前身CCD,最早是因为天文学的光学成像需求而发展出来的,因相机镜头而知名的蔡司公司最早也是做天文望远镜的。袁业飞补充,建造天眼所用的拉索技术也应用于港珠澳大桥的建造。“由于天文对技术的要求极高,其技术成果能很容易地转化于民用领域。”
从科学回报的角度,袁业飞表示,天文学是一门可以带动革命性变化发展的基础学科。历史上,天文学家第谷对行星的观测带来了开普勒定律和牛顿力学,如今,天文观测对物理理论的验证和发展新物理也将有极大帮助。
本期高级编辑 周玉华
一、天文学为什么冷门呢?
我国开设天文学专业的大学本身就少,另有一些科研单位招收天文学研究生。院校少,招生当然就少。
天文学比较难学。天文学是一门综合性学科,要有扎实的数学基础,还要熟练掌握物理学、化学、机械、电子等多门科学甚至哲学,仅物理学,就有静力学、动力学、光学、原子物理和核物理。
总结
天文学是研究天体、宇宙的结构和发展的自然科学,内容包括天体的构造、性质和运行规律等。
人类生在天地之间,从很早的年代就在探索宇宙的奥秘,因此天文学是一门最古老的科学,它一开始就同人类的劳动和生存密切相关。它同数学、物理、化学、生物、地学同为六大基础学科。
天文学的研究对于我们的生活有很大的实际意义,如授时、编制历法、测定方位等。天文学的发展对于人类的自然观有很大的影响。
天文学的一个重大课题是各类天体的起源和演化。天文学的主要研究方法是观测,不断地创造和改良观测手段,也就成了天文学家们不懈努力的一个课题。
二、天文学为什么冷门?
天文学冷门因为就业范围很窄。
作为纯理论专业,本科生的就业范围很窄,但研究生更受欢迎。此外,随着国内对天文学等基础研究投资的增加,天文学未来的发展前景非常好。
专业要求:
天文学毕业生就业方向多集中在航空航天、国防、大地测量等天文学专业的应用交叉学科,或者在互联网、出版社、科技馆、一些金融企业,这些地方的工作内容多要求学生具备优秀的实践能力。所以天文专业在本科阶段对学生的实际操作能力要求很高。
在本科阶段,学生应掌握应用仪器、天文测量、海量数据处理等实际操作能力,以及优秀的英语交流和写作能力和扎实的计算机操作能力。
三、2022十大冷门专业
如下:
1、动物医学
动物医学专业会学习兽医病理学,兽医药理学,兽医内科学,兽医外科学等知识,毕业之后最主要的就业方向就是成为一名兽医。现在很多家庭都会养宠物,而且也很重视小动物们的健康,所以该专业不但就业前景好,薪资也比较高。
2、地质工程
地质工程专业毕业主要从事地质矿产勘查、水文工程地质勘查等工作,就业环境比较恶劣,要求学生要有吃苦耐劳的精神。正是因为它的就业环境对考生没什么吸引力,所以每年报考的人不多,专业人才少之又少,很多企事业单位会以高薪来吸引地质方面的人才。
3、保险学
保险学专业是毕业之后可以进入保险公司、保险监管部门工作,主要从事风险评估、财务管理、精算师等工作。我国的保险行业仍处在高速的发展当中,未来老龄化的加剧会引发人们对财险和寿险的高度关注。
4、天文学
天文学是一门很冷门的专业,开设的大学也不多,它主要培养能在天文学及相关学科从事科研、教学和技术工作的人才。我国很缺乏天文专业人才,尤其缺乏从本科开始就学习天文的“根正苗红”的专业人才,所以学天文学毕业基本不必担心就业的问题。
5、遥感科学与技术
遥感科学与技术是一门新兴的交叉学科,了解的人不多,所以也是报考冷门。它主要学习遥感原理与方法,微波遥感,数字信号处理,GPS原理等课程。毕业之后可在测绘、气象、水利、农林等与大众生活息息相关的行业谋求一份不错的职位。
6、无人机技术
目前,无人机在我国应用的比较广泛,不论是军事上还是农业上,都能看到无人机的身影。随着我国无人机技术的不断普及,很多单位也是比较缺乏能掌握专业的无人机技术的人才。很多学校为了弥补无人机技术的岗位缺口,开始大力培养这个专业的人才,但是报考效果并不理想。因此,无人机技术专业成为了冷门又高薪的职业。
7、西点
相信很多人都觉得做西点的都是一些大叔,年轻人没有做这个工作的。其实,现在很多西点师都比较年轻化,他们往往都在后厨工作,一般都见不到他们,所以才会给人这种理解误区。薪资待遇方面往往也非常高。
8、电子竞技
目前,开设电子竞技专业的学校不是很多,在这个方面发展的人也是比较少,甚至可以说是不敢想往这个方面发展,觉得不太现实。其实,现在很多的职业选手也是通过学习成为职业选手的。很多学校的电子竞技专业和各个游戏公司有合作,实行定向培养,专门为公司输送电竞专业的优秀人才,让学生更有机会实现自己的电竞梦。
9、形象艺术设计
形象艺术设计是一个比较冷门的专业,社会上做这个职业的人也比较少,尤其是在二三线城市。形象设计专业包含的学科很广,是一门综合性的专业,有发型、美甲、穿搭、服装设计等课程。
10、游轮乘务
大家都了解空乘、高铁乘务等职业,但是了解游轮乘务吗?邮轮乘务专业是近几年的新兴专业,邮轮乘务就是在游轮上工作的乘务人员,服务乘坐客船的客人。当一名游轮乘务,不仅会拥有比较高的薪资待遇,还可以开拓眼界,免费去各地游玩,更有机会认识各行各业的人。
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