“在令人惊叹的多样性中研究世界”—圣彼得堡国立大学的天文学系大学生讲述他们的专业
天文学不仅是一项让人类了解周围世界的基础研究,这门科学的实际应用成果能让所有人的日常生活变得更为便利。圣彼得堡国立大学天文学专业的学生们和我们分享了他们选择这样一门不寻常和较冷门专业的原因,并向我们讲述在哪些领域可以找到天文学研究成果的应用。
丹尼尔·斯米尔诺夫
我一开始想去的是物理专业,因为相对于其他的社会学科、数学和信息学等专业,我一直都最喜欢物理。但是从事应用科学的前景又让我有些犹豫,因此我决定再看看,如果我放弃物理专业还能有哪些选择,当我看到圣彼得堡国立大学有天文学专业的时候,我感到非常惊喜。这真是最为理想的决定:天文学属于物理学中非常有趣的分支,充满了基础研究,正是这一点吸引了我。我还想说的是,在天文学专业学习并不会让学生失去在其他物理学领域和IT方向中工作的机会,学生们接收的是高水平的物理数学教育,可以获得编程的技能,这些都能让毕业生成为多领域需求的人才,而不仅仅是在天文学领域。
目前,在导师的带领下,我正在研究极环星系,这是一种非常罕见的圆盘形星系,具有和圆盘垂直的环形结构(典型代表有NGC660,NGC4650A,NGC2685)。和所有奇怪罕见的现象一样,极环星系自然也引起了研究人员的注意,关于极环星系最重要的问题之一就是它们是如何形成的。目前存在几种可能的机制:卫星的毁灭、星系之间的气体俘获、很久以前和其他星系发生的碰撞等,这些说法在不同的条件下都有一定的道理,但究竟是哪一种还有待弄清楚。另外,极环星系还有助于我们理解星系的演变、结构以及暗物质在其周围的分布(尽管这些愿望不能完全实现)。很难说这些研究能有哪些实际用处,因为达到某种实际结果并不是基础研究的首选项,但是也不排除会产生附带的实际作用。它能让我们更好地理解周围世界的构造。
现在经常能听到关于为什么需要天文学的问题。当人们读到新闻标题时会觉得天文工作者只知道拍摄其他星系中的黑洞照片、捕捉重力波、发布用哈勃望远镜拍摄的漂亮照片。但事实并非如此。我们只是太习以为常了,以至于没有发觉天文学其实包含在我们生活中的各个方面,当我们预定网约车、规划去往城市另一个地方的路线、打开跑步记录器时,我们都用到了天文学的有关技术。GPS是经过多年天文学研究而获得的产品,不仅是因为宇宙中有卫星的存在:用于确定坐标的算法要考虑相对论最细微的效应,相对论的证实也有天文学家的参与。 此外,所有的空中坐标系统都是基于超强河外源,即类星射电源(吸积超级黑洞)的位置。因此可以大胆地说,不论是实时导航还是非实时导航,都是天文学领域多年实践和理论研究的成果。同时,天文学观测还能让我们在地球上无法实现的条件下进行物理理论研究。更不用说天文学在航天学中的作用!
当今世界,相对于天文学,人们更看重医学或者生物学,这也是理所当然的,拯救生命当然比太阳系形成的理论更重要,但是好在于我们不需要进行选择,而且我们能够在令人惊叹的多样性中研究这个世界。因此,我建议所有人时不时去想想(或者去了解),我们习以为常的生活中隐藏着哪些奇妙的过程!
列夫·马纳霍夫
我们都知道,物理学中的新进展有时会给我们带来新的技术,提供新的便利。而通过观察产生的对宇宙新的认识又会促进物理学的进步。但遗憾的是,并非所有的事情都是看上去这么简单的关系。但是我认为,正是对宇宙的理解以及对其美丽的认知让人类不断朝着好的方向发展。正如约瑟夫•布罗茨基所说,“美学是伦理学之母” ,而大自然的美是一切的源泉。对于不理解为什么要学习天文学的人来说,他们通常也不理解为什么要学习文学。在某种程度上,这两个领域,即艺术和科学中的知识, 让我们每个人形成一个个体,让人类形成一个物种。就这样,天文学可以帮助我们自我成长,直接或间接地解决更复杂的问题。坦白来讲,雷•布雷德伯里在《我们是隐形教堂的木匠》一书中替我把想说的一切都讲了。天文学的发现有时候会出现在科幻小说中。比如,霍华德·洛夫克拉夫特就曾经在自己的诗歌中就提到过红向移动。
斯捷潘·图雷金
从我小时候起,我就想从事与天文学有关的事情,我喜欢斯蒂芬·霍金关于宇宙的节目。之后我加入了天文学兴趣小组,并且在5到11年级期间参加了奥林匹克竞赛,之后还参加了圣彼得堡国立大学的数学机械奥林匹克竞赛,那时我就知道了这里教授天文学的知识,于是我便想来到这里学习。其他的一些专业,比如IT类的专业,我并不感兴趣,而且这种热门专业的竞争也非常激烈。而且,很多和我一起参加过中学生天文学奥林匹克竞赛的朋友也选择了天文学系。因此,我高中毕后来到的地方并不是完全陌生的,到处都有我认识的人,不管是高年级的还是低年级的,因为班级的人数都很少。大家都很友爱,这也是天文学系的一大优点。
我现在所研究的课题是对坠入太阳的物质进行评估,从彗星、小行星到极微小的灰尘等等。这对于确定太阳系动态模型来说非常必要。这项课题首先吸引我的是它具有很强的实践意义:我非常喜欢从事能够给人类带来实际益处的工作。而确定太阳系的动态模型能让我们更加准确地确定天体和宇航器的轨迹。人造卫星上承载着当代文明(导航、网络等等)。因此,我对于遥远的星系、类星源、超新星以及其他的对象并不感兴趣。尽管有很多的天文学家都是理论专家,他们从事的工作在一般人看来没有什么意义。但多亏了他们,我们才能更好地理解宇宙是如何形成的。其他一些科学领域由于其普及性更高而发展得更快:比如,生物课从中学就开始上了,而天文学的课程至今也没有进入中学的课堂!当然,有些科学比天文学更重要,没有这些科学人类可能早就因为疫情或者饥饿而灭亡了,更别谈飞向宇宙了。但我就是喜欢天文学(具体来说是天体力学),尽管这门科学受到社会上越来越多人持有非科学的神秘主义世界观的影响而永远不会具有很高的普及性。电视上不会播报天文学的发现,但这并不是特别重要,我并不会改变我自己喜欢的专业。
叶芙根尼娅·费多洛娃
在我人生中的某个时刻,我突然明白,我对于太阳系之外的事物知之甚少,因为上中学的时候没有专门的天文学课程。我开始看一些科普节目和视频,有一次我看到了一张“旅行者1号”所拍摄的名为《暗淡蓝点》的照片。照片上展示了从非常遥远的距离拍摄的地球画面,地球看上去句像一个微小的圆点。我知道太阳系非常之庞大,但当我亲眼看到这渣给照
我认为,如果天文学能够更加普及,那么每个人都能感受和意识到,我们就生活在这呀样一颗渺小的星球上,所有的一切和宇宙相比都黯然失色。因此,学习天文学专业完全是出自我内心的选择。我现在的研究方向是原行星盘,只是一种由气体和灰尘组成的圆盘,行星就是从中形成的。我认为,完整地认识和理解行星系统的形成和演变是非常重要的,尤其是我们所处的太阳系,因为对于宇宙是如何形成的理解和我们的生活有着直接的关系。
毫无疑问,天文学即有认知价值,也有实践价值。这门科学帮助我们形成了计算时间的系统、历法、根据天体坐标确定地理坐标等。很多人每天都在使用GPS导航和地图,这些也是通过卫星系统来获取信息,它们的正常运行需要用到行星和月球的星历、地球转动参数、大气层和重力场的数据等。另外,天文学家还对太阳活跃性进行研究,这对大气层和人类本身都有着影响:有些强大的太阳耀斑可能破坏卫星系统或对宇航员车产生威胁,地磁暴可能切段我们的通讯、导航甚至电力系统。天文学的一项应用任务就是研究小行星的危险,这与我们的生命有着直接联系。天文学还对一些在实验室条件下根本无法实现的过程进行研究,因此它又和物理学、化学、数学有着关联并促进这些科学的发展。
亚历山德拉·维什涅夫斯卡娅
我决定进入天文学系并选择将其作为自己的职业是出于一系列的原因。当我上中学的时候,我就对自然科学和数学非常感兴趣,比如物理和天文学(最爱)、化学、数学,而且我学习信息学和基础编程也很快。我认为天文学是非常具有研究前景的科学,当然也是最美丽和最重要的科学之一。一些科普人员和科学家也对我产生了较大的影响,比如萨马伊亚•尼桑克、安纳托利•切列巴舒克等等,我听过他们的讲座,而且越发对这一职业感兴趣。还有一些社会因素也很重要,因为世界上的天文学家的数量并不多,大约一万人,天文学界也非常和睦友爱,不同国家的人都能彼此紧密交流,增进国际关系,这也是非常打动我的地方。当然,我对于天文学从而兴趣也源自于我的家庭,我的妈妈就是天文测量员和重力测量员专业毕业的。
我没有去数学机械系,而是来到了天文学系。在这儿的学习能让我获得在我感兴趣的科学中不断发展的技能和知识,必要时,学习更为实践领域内的工作的特点也不会觉得困难。简而言之,天文学家根据自己的意愿可以在IT行业工作,而IT行业的人却无法涉足天文学领域。
目前我所研究的方向是引力波天文学。2015年,关于引力波存在的实验证明在学界引起巨大反响,也让刚刚在天文学道路上起步的我倍受鼓舞。这一领域的意义对于天文学和天文物理学都是非常重大的,但是这些成果不能很快地在日常生活中得到实际应用,也许在今后这些知识能够从根本上改变人类的生活。
当今社会的每个人都在使用着天文学的研究成果。天文学是最古老的科学之一,几个世纪以来一直帮助着人们在不同的领域向前发展。比如,如果不会根据星星来判别方位,那么在人类历史中具有重要地位的航海学就不会进步,Wi-Fi技术则是天文学家在研究黑洞时发明的:天文学家那时需要一种从无线电望远镜向数据处理中心传递数据的技术于是工程师在那时就发明了初代Wi-Fi技术。几乎每个人都在生活中使用过导航系统,如果没有天文学,这种技术也无法实现。除了日常生活中的应用外,在很多专业领域也有天文学的身影,比如通过对射电脉冲星的研究能更准确地测定时间,又或者发射洲际弹道导弹就需要了解地球转动以及地球重力场的不均匀性。
安洁莉娜·奥谢特洛娃
我一直都很喜欢星空。在我很小的时候,我们全家人就会在晴朗的夜晚用望远镜观察木星,当我上七年级时,我和妈妈还有她的同事一起去“光明”无线电天文台庆祝无线电节。少年时期,我阅读了很多关于天文学的科普书籍。在物理技术中学十年级和十一年级的学习让我确定了选择物理数学方向:数学和物理我都很喜欢,不想将二者分开,我认为天文学就要运用到这两个领域的知识。也许,像IT这种热门专业涵盖了人类活动的所有领域,既包括科学的也包括非科学的,但我不想从事这方面的工作,因为编程在我看来是获得科学结果的工具。另外,天文学系有着非常友好的氛围,我非常喜欢。
关于当代天文学的实用性问题对我来说从来都不是问题,因为当我在七年级去天文台参观的时候,有人告诉我天文学对于解决战争和和平问题的重要性。
- 保障全球定位系统
- 导航系统的运行
- 对地表形状进行跟踪,用于在战场上的精准打击
- 民用和军用的卫星通信,这是在地球上难以到达的地方唯一可行的通信方式
此外,天文学在地质学领域也有着实践意义:比如,根据垂直线的倾斜来确定矿产地(已知点中重力的方向)。很多在解决天文学任务时获得的成果子啊日常生活中也得到应用。由于需要从无线电望远镜向接收器传输数据而出现了Wi-Fi。研究太阳的活跃性可以提醒有气候病的人注意身体出现不适的情况。而我们在宇宙中所做的实验促进了很多科学领域的发展,比如化学、生物学、工程学等。
谢尔盖·拉兹涅沃伊
我从小时候就对天文学感兴趣,因此我时专门选择这个专业的。这是一个非常有趣和美丽的科学。对我来说,它比编程更有趣。而且,现在只需要在家自学几个月就能成为一个初级开发员,而要成为一个天文学家却是做不到的。专业天文学和业余爱好者的天文学完全不同,正如俗话所说“绝知此事要躬行”。
天文学非常重要,它在当代人们的生活中应用广泛,而人们可能都没有想到。比如,每一部智能手机中都有的导航功能如果没有卫星导航系统根本就无法实现。更不用说发射到地球各个角落的电视广播信号了。对太阳系及其周围物体进行观测并理解他们是如何构成和运行的,能让我们各种情形,有时可能是“不好的”情形,比如飞向地球的小行星、太阳耀斑、全球气候变化(由于地球自转轴的旋进)等等。如果说得更广泛一点,我们在对处于不同阶段的各种星系和星体进行观察时,我们可以假设我们所处的星系,尤其是太阳系将如何演变。总而言之,很多发现都是超前的。就算我们现在不明白某些获得的信息有什么用处,可能过几年后将从根本上改变普通人的生活。