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我是天文学博士但我不算命也不预报天气

发布日期:2019-09-07 作者:责任编辑NO。许安怡0216

咱们周末好呀!

在你的印象中,地理学的研讨人员都在做些什么呢?他们是气候预告员,仍是占星大师?事实上,他们既不明白占卜,也不预告气候,他们的首要使命是看月观星,一边探究世界奥妙一边尽力养活自己……今日这位博士就来自地理学范畴,他将为咱们全面介绍地理学专业的研讨内容,以及怎么进入这个学科,期望能给未来想研讨地理学的同学供给一些主张。

(**专栏中所触及的内容为嘉宾本身的阅历,仅供参考,不同院校/专业/研讨方向的博士在研讨和日子方面都会有不同的体会哟**)

多年前,有个学地理的研讨生对我说,其父的朋友得知其在紫金山地理台读地理研讨生,问:这个地理台是不是做气候预告的?

……没错,许多人以为地理学研讨人员便是做气候预告的。

这个也不怪咱们。当年,被誉为“科学之父”的泰勒斯,被人讪笑为穷鬼,所以他夜观天象,猜测那一年橄榄会丰盈,然后租了邻近一切榨油机。成果,他靠着高价转租榨油机赚了一大笔,还特意到讪笑他的人面前夸耀了一番。这个故事阐明,研讨地理的人是有气候预告的才能的。但严厉说,尽管泰勒斯也研讨地理学,他的这项技能却归于气候预告学,不算地理学。

假如仅仅被以为有气候预告的才能倒也罢了,就怕有人以为咱们会算命:你不是研讨星座的吗?能不能帮我算算本年的运势啊?抱愧,我要有这项技能,当年早就去炒股了。

但说实话,的确有不少闻名地理学家兼职算命,比方,富甲一方的第谷就热心用占星术给人算命;开普勒从前由于日子所迫,也搞过占星术。但他们算命的成果没有撒播下来,地理方面的奉献却是永存的。

No.1

地理的研讨方针

上面说过,地理学家不预告气候,也不算命。那么地理究竟研讨什么呢?一句话,地理学的使命是:看太阳、看月亮、看星星。

在咱们太阳系内,有太阳、月亮、巨细行星、彗星与卫星。在太阳系外,有许多恒星与恒星残骸(白矮星、中子星与黑洞),以及盘绕其间一部分恒星的“系外行星”。太阳与周围几千亿颗恒星构成银河系;世界中还有其他很多星星各自集聚,构成很多类似于银河系的星系。有些星系中心的巨大黑洞快速啃咬周围的气体与尘土,构成"活动星系核"。

以上一切,都归于太阳、月亮与星星及其集聚成的集体。地理学研讨的便是它们的方位、运动道路、物理性质,还有它们的出世、改变与逝世以及这些进程宣布的各式各样的信息。至于世界中的那些分子云,算是孕育恒星的育婴室;充满在世界中的“世界大爆炸”的辐射余烬,则是世界学的研讨方针。

No.2

地理的研讨手法

除了黑洞之外,天体要么宣布光,要么反射光。光,是天体给人类的最简单接纳的信息。长期以来,人们只能观测肉眼可见的那类光——可见光。

观测可见光的方法一开始当然是用肉眼。1609年,伽利略用自己制作的地理望远镜观测星空,从此人类进入了地理望远镜年代。直到今日,接纳可见光的地理望远镜依然是地理观测中的最重要的几个主力之一。咱们熟知的哈勃太空望远镜观测的方针也首要为可见光。

哈勃太空望远镜拍照的名作《创生之柱》。尽管绝大部分地理学家并不是星空摄影师,但地理学家运用的顶尖等级望远镜却能够拍照出最美丽的地理图 | NASA/ESA, Hubble Space Telescope

除了可见光望远镜之外,地理学家与工程师们还规划、制作了紫外望远镜、红外望远镜、射电望远镜、X射线望远镜与伽玛射线望远镜,别离观测天体宣布的紫外线、红外线、射电辐射、X射线与伽玛射线,这些辐射与可见光一同构成了“电磁波”这个一致概念,换句话说,它们都是某个波段的电磁波。

除了电磁波之外,有些天体还会宣布激烈的世界线、中微子、引力波。比方:太阳在不断宣布很多中微子;太阳上剧烈的迸发进程会宣布很多世界线;有些超新星迸发会也会宣布很多中微子与世界线;黑洞与黑洞并合、中子星与中子星并合以及黑洞与中子星并合都会宣布激烈的引力波。世界线、中微子、引力波与电磁波相同,都携带着天体内部的重要信息,乃至是原始的重要信息,因而关于这些信息,地理学家天然会说:我全都要。

为了那句“我全都要”,地理学家、物理学家与工程师规划、制作出世界线探测器、中微子探测器与引力波探测器。其间,世界线探测器于1912年在5300米高山上初次探测到世界线;中微子探测器在1987年初次探测到银河系外发射过来的中微子,引力波探测器在2015年初次探测到两个黑洞并合宣布的引力波。

地理尽管是观测学科,但也需求很多的理论剖析与核算,因而尽管有的地理学家一辈子都没摸过望远镜和其他观测仪器,却依然是合格乃至出色的地理学家,他们是理论地理学家。理论地理学家的首要东西是纸、笔、黑板/白板,个人核算机或超级核算机,他人开发的程序或自己开发的程序。关于想成为理论地理学家的人而言,过硬的数学、物理与编程的才能,是必不可少的技能,也是必修课。

当然,从事观测作业的地理学家也需求有编程方面的(强壮/很强壮)技能,以处理各类观测数据。

No.3

我的地理之路

作为地理研讨大潮中藐小的一员,我的地理成果尽管微乎其微,但我期望自己能够为后来者供给一些主张。

我对地理的爱好始于小学结业的暑假,假如我不是在四五岁时把我爸收藏多年的那么多本《十万个为什么》都撕光,这个时刻应该会提早几年。在小学结业那年暑假,我在一个中学的图书馆一口气看完了卞德培先生写的《奥秘的世界》。当我看到木星邻近两个小行星群和木星构成一个简直等边的三角形,安稳行进,契合三体运动安稳解的那一部分时,被深深震慑了。

我本科期间的专业是工科。大三时,我选修了一门地理选修课,给教师留下了深刻印象,他主张我去读天体物理研讨生,而我其时却更钟情数学和理论物理,没有采用这个主张。但几经弯曲之后,我终究仍是进入了天体物理这个范畴。仍是逃不过“真香规律”啊。

读研期间,我首要研讨超新星有关的范畴。期间也遇到过波折。后来总算在很多阅览的基础上,看到了某个超新星动力理论的缺点后,当即想到了能够处理这个缺点的计划,很快就将论文完结,投到美国 The Astrophysical Journal(《天体物理学杂志》,ApJ)后仅9天就收到审稿人的高度评价,敏捷宣布。这是我在天体物理方面的榜首篇英文论文,后来被哈佛大学小组屡次引证,论文里边提出的批改计划也被哈佛大学小组写入其模型程序包里。

有了榜首篇论文打底,后边的局势也就打开了,也顺畅进入博士阶段,期间到国外联合培育一年半,然后于2018年回国拿到博士学位。到现在为止,与合作者一同写了20多篇论文,大部分现已宣布在ApJ。关于一切想读地理专业的学生,我能说的便是:遇到困难时,要有好的心态,坚持下去,就有起色,真实没有出路,大不了换专业。假如真的喜爱这个学科,请酷爱它,并尽力地去研讨它。

No.4

怎样才能够从事地理研讨?

当然是先进入一个地理本科专业或许研讨生专业啊!和其他学科相同,在大学或许研讨所承受体系而厚实的练习,是进入地理专业的最牢靠途径。

我国现在有十几所大学接收地理本科生,其间具有最好的地理系的大学有三个(依照英文首字母排序):北京大学、南京大学、中国科技大学。至于这三个大学的地理专业,哪一个是全国榜首,我个人觉得这是一个无解的问题,由于三个大学都有人以为自己校园的地理系全国最强,并且事实上这三个也是各擅胜场。

除了上述具有最强地理系的三所大学之外,国内接收地理本科的大学还有(不分次序):清华大学、北京师范大学、厦门大学、中山大学、云南大学、中国科学院大学、上海交通大学、河北师范大学、西华师范大学等。

有些大学尽管没有树立地理系或许“物理与地理系”,但却开设天体物理中心或天体物理研讨所,或许在物理专业中开设地理班,培育地理类学生,如:武汉大学、华中师范大学、上海师范大学、广西大学、广州大学、天津师范大学等。关于酷爱地理的高中生,能够归纳自己的学习成绩与对校园的偏好来挑选报考的大学。

而关于想成为国内地理研讨生的学生,能够挑选的方针更多。首要,上面罗列的绝大部分大学都有地理研讨生专业;此外,还有中国科学院体系的各大地理台与研讨所能够去:国家地理台、高能物理研讨所、紫金山地理台、上海地理台、云南地理台、新疆地理台等。这些地理台与研讨所都有各自的特色,大多数有很强/十分强的科研实力。假如想学习制作地理望远镜有关的地理光学技能,中国科学院的南京地理光学技能研讨所、长春光学精密机械与物理研讨所等研讨所则是十分好的挑选。

请求出国读地理本科或许博士,也是一个不错的挑选。国外好的理工类大学大多数有地理学专业,有些人文为主的好大学也有地理本科专业。只需花点时刻就能够了解到一些重要信息。

最终,要对那些现已成年的读者说的是,地理尽管是一门科学,但也是一门浪漫的学科:四五千年前,美索不达米亚的苏美尔人白日放羊、晚上看星星,把天上的星星幻想为天上的羊群;三四千年前,古巴比伦人区分出了十二星座,撒播至今;现在,各式各样强壮望远镜得到绚丽多姿的星云与星系图。

80厘米F4 GSO 反射望远镜装置 Canon EOS 550D 相机拍下的 NGC2237,即闻名的“玫瑰星云”| Andreas Fink/Wikimedia Commons

假如你学了地理学,再学一点诗词歌赋,那你就能够陪着自己喜爱的人“看雪看星星看月亮,从诗词歌赋谈到人生哲学”了。

称谢:感谢我父亲王允良先生当年没有由于我撕了他的那套书而揍我,让我能够以正常的智力从事科研;感谢我妻子邹莎莎阅览了全文并发现三处笔误。

作者手刺

修改:Yuki

排版:Yao

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