新利平台 > 教育

他們為什麽愛上基礎學科

發布時間:2021-01-28 16:30:00來源: 光明日報

  2020年末,北京師範大學天文係講師林琳和北京大學天文係在讀博士張春風、中國科學院國家天文台助理研究員王培等聯合研究團隊利用中國天眼FAST開展的一項“追光”研究,同時入選《自然》《科學》雜誌年度十大科學發現。

  對於(yu) 很多人來說,我們(men) 也許會(hui) 被浩瀚無垠的宇宙和滿天的星鬥所吸引。但是,真正從(cong) 事天文學研究,絕不是浪漫主義(yi) 的看星星。如何愛上科學?如何從(cong) 天文愛好者到天文研究者?如何從(cong) 興(xing) 趣到誌向,則是一個(ge) 跨越。

  天文學是人類最具野心的科學,其數據點的不足與(yu) 理論的不確定,或許隻是反映了人類技術能力的孱弱、人類文明曆史的局限、人類基礎物理知識的淺薄,但同時也反映了人類以渺小之軀挑戰宇宙奧秘的倔強。能為(wei) 這絲(si) 倔強添上些許綿薄之力,每一個(ge) 天文學研究者都應為(wei) 自己從(cong) 事的偉(wei) 大事業(ye) 而感到自豪。

  在做天文學研究的過程中,每一次小小的突破,哪怕隻是幾行代碼成功運行都會(hui) 使我有說不出的興(xing) 奮。物質上清苦一點,可換來的是精神上的滿足,值得!或許這就是心底那些關(guan) 於(yu) 星空的問題在指引著我吧,也許這就是習(xi) 總書(shu) 記說的不忘初心吧。

  科學應該是一群心中充滿熱情而不落世俗的人的遊戲。不能說搞研究就是一生清貧,隻是說沒有“賺大錢”的機會(hui) 。但是,做研究可以獲得其他任何一件事都無法獲得的成就感和幸福感,試問:有什麽(me) 事情能比發現一個(ge) 宇宙中的奇特天體(ti) 或現象、解釋宇宙的起源與(yu) 發展、預測宇宙的未來更有成就感呢?當一個(ge) 天文研究人員在思考問題的時候,身邊的一切可能都暫時顯得不那麽(me) 重要了,這可能就是所謂的“精神財富”。

  對星辰大海的向往,是需要我們(men) 對賴以生存的太陽係、銀河係和河外星係、整個(ge) 神秘宇宙的熱情,需要以人類渺小之軀挑戰宇宙奧秘的倔強。

  “追光”團隊,高光背後有著怎樣的成長經曆?我們(men) 邀請“追光”研究者之一北京師範大學天文係講師林琳、北京師範大學天文係教授高鶴、北京師範大學天文係本科生藺是傑,談談他們(men) 在天文學研究的道路上,興(xing) 趣是如何被激發?遇到怎樣的波瀾?支撐他們(men) 堅持下去的是什麽(me) ?對青少年而言,又有怎樣的啟示?

  1.“每次仰望星空的時候,它們(men) 都會(hui) 冒出來在我的心頭抓兩(liang) 下”

  記者:興(xing) 趣的緣起,是意外是被動接受還是自然而然?

  林琳(北京師範大學天文係講師):我興(xing) 趣比較廣泛,小時候最喜歡讀凡爾納的科幻作品,崇拜裏麵的博物學家,他們(men) 無所不知無所不曉,我也想成為(wei) 那樣的人。後來慢慢認識到在某一方向的深入研究比麵麵俱到更符合現代科學的發展要求,但是具體(ti) 要投身哪一學科的研究並不確定,天文在眾(zhong) 多選項中並不突出。到高中讀了一本介紹恒星一生的科普書(shu) 《千億(yi) 個(ge) 太陽》,深深被宇宙的奇妙所震撼,對天文學的向往有所增強。高考報誌願的時候,綜合其他因素,包括考場發揮、離家距離等便報了南京大學天文係。最終也很幸運地開啟了天文學研究之路。

  高鶴(北京師範大學天文係教授):我出生在一個(ge) 小城市,在上大學之前,根本不知道還有天文學這樣一門學科,更不知道天文學的具體(ti) 研究內(nei) 容是什麽(me) 。不過,出生在經濟欠發達地區的好處是,城市化建設緩慢,燈光汙染少,空氣汙染更少。尤其是東(dong) 北的冬天,很冷,但是夜晚的天很幹淨,沒有雲(yun) ,我常常被滿天星鬥所吸引,總感覺那一閃一閃的星星在說著些什麽(me) ,也總會(hui) 自然的思考這些星星都是怎麽(me) 來的,宇宙是怎麽(me) 來的,這些算是人最原初的好奇心吧。這些問題一直埋在那兒(er) ,每次仰望星空的時候,它們(men) 都會(hui) 冒出來在我的心頭抓兩(liang) 下。高考的時候,並不知道該學什麽(me) 專(zhuan) 業(ye) ,隻知道要盡量考上名牌大學。就這樣,我陰差陽錯地進入北京師範大學天文係,開啟了自己11年天文學的學習(xi) 。

  藺是傑(北京師範大學天文係2018級本科生):我正式了解到天文這一學科還是在高二的時候。但更早之前,我就燃起了對科學的探索欲望。上小學時,父母給我訂閱很多專(zhuan) 門寫(xie) 給孩子的科普雜誌,初中到高一,我接觸了各種各樣的科普書(shu) ,比如有關(guan) 量子力學的科普書(shu) 《上帝擲骰子嗎?》,陸埮院士寫(xie) 的講述中子星、伽馬射線暴和宇宙學的科普書(shu) 《奇異的星星》,還有天文入門神書(shu) 《天文學新概論》《天文愛好者》等雜誌。

  我的高中數學老師對我的影響很大,他推薦我們(men) 讀《費曼物理學講義(yi) 》。在和老師單獨交流的時候,老師對我說他認為(wei) 我是班裏最可愛的學生之一。因為(wei) 他觀察到我對數學、物理和天文這些基礎學科的喜愛,在他心裏,這種對自然科學的向往是“可愛”的。對於(yu) 一名剛剛開始認識到自然科學美麗(li) 的孩子,我也大受鼓舞,更堅定了自己對數學、物理和天文的追求。

  一次班會(hui) ,老師講到了赤子之心,現行的翻譯是人心地純潔善良。但老師說,赤子之心也可以理解為(wei) 當你熱愛某件事物到極致的時候,你就像孩子一樣,對這個(ge) 事物充滿了好奇與(yu) 向往,甚至可以忽略周圍的一切。我當時聽到後便很有感觸,近幾年的本科學習(xi) 更是不斷加深了我對它的理解,我深刻感受到當熱愛天文到了一種地步時,真的就像孩子似的,深入其中,無法自拔。

  2.“沒有成功是一帆風順的,都要經曆不同的磨難和考驗。不管是一次次的失敗,還是長久的平淡,都是量的積累,期待質的飛躍”

  記者:走向成功不會(hui) 是一帆風順的,在不斷向理想推進的過程中,中間經曆過什麽(me) ?會(hui) 後悔自己曾經的選擇嗎?

  林琳:在2020年以前的十多年裏,磁星們(men) 一直比較低調,沒有可以震動到天文學其他領域的事件。我堅持著觀測,做些人類認知宇宙過程中不痛不癢的工作。這次探測到快速射電暴的磁星是2014年發現的,從(cong) 那時起我就開始關(guan) 注它,記錄分析它的每一次爆發活躍期,沒有太大的波瀾。平淡久了,很自然地會(hui) 對自己的選擇產(chan) 生疑問,我做別的會(hui) 不會(hui) 更好?但是這些想法都是一時腦熱,過兩(liang) 天冷靜下來就恢複之前的平靜了。

  沒有成功是一帆風順的,都要經曆不同的磨難和考驗。不管是一次次的失敗,還是長久的平淡,都是量的積累,期待質的飛躍。如果新的方向遇到困難怎麽(me) 辦?再換一個(ge) 嗎?如果“慧眼”“天眼”項目團隊在困難麵前畏懼了,我們(men) 就放棄自己的“眼睛”了嗎?繼續跟著歐美跑?別人嚼過一遍的食物,主要營養(yang) 都沒有了。

  高鶴:對天文學科的認識,我有一個(ge) 很大的轉變過程。天文學本身是一門觀測現象驅動的科學,最初的學習(xi) 基本都是以概念介紹為(wei) 主,使得我產(chan) 生了一個(ge) 錯覺,天文學更像文科,而不是傳(chuan) 統的數理科學。我對文科一向又是比較抵觸的,這一情緒曾一度影響,甚至差點使我徹底放棄了對天文專(zhuan) 業(ye) 知識的學習(xi) 。

  隨著學習(xi) 的不斷深入,我朦朦朧朧地意識到,天文學研究還是有物理基礎的,不過總感覺其中的很多理論非常玄幻,經常建立在對幾個(ge) 數據點的分析之上。這種認識一直持續到博士階段才得到了徹底的改變。或許是因為(wei) 一線科研經驗的積累,我突然明白了天文是地地道道的理科。天文學研究的初心,是利用人類已知的基本物理理論,通過嚴(yan) 謹的數學推理,去理解浩瀚無垠的宇宙,以及宇宙中所有的組成部分。天文學是人類最具野心的科學,其數據點的不足與(yu) 理論的不確定,或許隻是反映了人類技術能力的孱弱、人類文明曆史的局限、人類基礎物理知識的淺薄,但同時也反映了人類以渺小之軀挑戰宇宙奧秘的倔強。能為(wei) 這絲(si) 倔強添上些許綿薄之力,每一個(ge) 天文學研究者都應為(wei) 自己從(cong) 事的偉(wei) 大事業(ye) 而感到自豪。

  藺是傑:在我眼裏,像量子力學、微分幾何與(yu) 廣義(yi) 相對論或者宇宙學,都是“不容易”的學科。這裏的“不容易”是指需要下功夫才能學得懂、學得深入,而能否在天文這一學科下很多功夫去理解這些不容易理解的知識,的確需要真心喜歡這個(ge) 學科,並且相信自己中途必然不會(hui) 放棄。

  對於(yu) 我們(men) 本科生來說,還有一部分困難來源於(yu) 升學壓力,若要未來成為(wei) 一名科研人員,需要我們(men) 向更高的層次邁進,比如去不同的研究院校感受不同的學習(xi) 氛圍,必要時甚至需要去國外深造。這一切不是僅(jin) 僅(jin) 靠對天文的一腔熱血就能完成的,還需要一定的成績或成果的證明。但目前來說,我個(ge) 人覺得這些壓力對我來說都是正向的,沒有讓我有任何退縮或終止的念頭。

  記者:將專(zhuan) 業(ye) 學科化為(wei) 自己一輩子的追求的觸點是什麽(me) ?在這個(ge) 過程中,對這個(ge) 學科有怎樣更深的理解?

  林琳:能夠支持我一直從(cong) 事天文研究的主要原因有兩(liang) 個(ge) 。一是對宇宙的好奇之心。尤其是每當有新的觀測結果向我們(men) 對天體(ti) 的已有認識發出挑戰的時候,那種感覺很容易讓人上癮。二是一路上有很多老師從(cong) 科學知識、方法和精神上給我指引、樹立榜樣。比如以李惕碚院士和張雙南研究員為(wei) 首的慧眼團隊十幾年的努力奮鬥終於(yu) 讓我們(men) 國家有了第一顆X射線天文衛星。他們(men) 用實際行動告訴我天文學作為(wei) 一個(ge) 觀測學科,必須要依靠自己的“眼睛”(望遠鏡)才能做出最出色的科學成果,也讓我深深地感受到科研之路上的艱辛、執著、奮不顧身。

  天文學當然有高難的部分但也有相對通俗的內(nei) 容。讀大學時常聽到的評價(jia) 是天文學研究需要高數和高中物理。在戰略上藐視敵人在戰術上重視敵人。如果決(jue) 定要走上天文學研究之路,我們(men) 就要對自己充滿信心,踏踏實實打好數理基礎。

  我們(men) 每個(ge) 人都對自然有一些疑問,大部分人滿足於(yu) 知曉問題的答案,而科學工作者更享受尋找答案和進一步提問的過程。這些過程既包含苦苦求索也包含靈光一現,有水到渠成也有意外之喜。天文觀測是被動的實驗,宇宙是一個(ge) 裝滿禮物的大口袋,我們(men) 伸手進去抓一把,禮物抓到什麽(me) 是什麽(me) ,當然也可能什麽(me) 都抓不到。我們(men) 能做的是想辦法改進我們(men) 的手,提高抓到禮物的概率。

  高鶴:在對天文學認識轉變的過程中,我曾經多次想過放棄。最接近離開天文是在碩士階段。那個(ge) 時候人生又來到了選擇的十字路口,即將步入社會(hui) ,從(cong) 事怎樣的工作成了首要問題。我當時已經意識到,如果繼續學習(xi) 天文,將來的出路可能無非是天文台研究員或高校教師,而這兩(liang) 個(ge) 職業(ye) 都不是高薪職業(ye) ,選擇了就隻能甘受清貧。麵對北京的高房價(jia) ,我動搖了,想要通過考取保險精算資格證,成為(wei) 一名精算師。由於(yu) 成為(wei) 精算師需要通過9門不同課程的考試(包括概率論、宏觀經濟學等),門檻很高。經過四年天文學專(zhuan) 業(ye) 課的培訓,我很快通過自學就完成了其中7門課的考試,隻差最後2門經濟學基礎課就可以獲得從(cong) 業(ye) 資格了。

  考試很順利,但在自學和備考的過程中,我感覺到一種說不出的壓抑,在做那些財務報表和保險分析的時候,我感覺不到一絲(si) 快樂(le) 和成就感,這與(yu) 做天文學研究的過程截然不同。在做天文學研究的過程中,每一次小小的突破,哪怕隻是幾行代碼成功運行都會(hui) 使我有說不出的興(xing) 奮。在臨(lin) 近碩士畢業(ye) 時,我最終下定決(jue) 心繼續學習(xi) 天文,物質上清苦一點,可換來的是精神上的滿足,是值得的。現在想來,或許就是心底一直埋著的那些關(guan) 於(yu) 星空的問題在指引著我吧,也許這就是習(xi) 總書(shu) 記說的不忘初心吧。經曆過這些波折,再開始學習(xi) ,目的變得更單純了,做事情也更純粹了。純粹地從(cong) 科學角度出發去思考問題、去解決(jue) 問題,敢於(yu) 挑戰權威,敢於(yu) 推翻自己。

  3.“科學應該是一群心中充滿熱情而不落世俗的人的遊戲”

  記者:麵對學生,老師該怎麽(me) 點燃學生的熱情?如果作為(wei) 家長,在教育自己的孩子過程中,會(hui) 怎樣引導?

  林琳:我堅持下來了,同時我也是幸運的。在這次具有突破意義(yi) 的科學發現中,來自中國的聲音是非常重要的而且是無可替代的。這得益於(yu) 國家對大科學裝置的投入和對基礎科學的重視,我們(men) 目前去口袋裏抓禮物的手是有史以來最強大的。我能堅持下來還有另一方麵的幸運。北師大天文係有一個(ge) 包容寬鬆的氛圍,尊重每個(ge) 人不同的工作節奏和成長方式。讓我能在一個(ge) 輕鬆的環境中專(zhuan) 注於(yu) 感興(xing) 趣的課題。

  對於(yu) 學生和孩子都是一樣的,最重要的是身教,努力讓他們(men) 從(cong) 我們(men) 身上感受到當年我們(men) 在老師身上感受到的,用自己的熱情點燃他們(men) 的熱情。同時還要給他們(men) 空間,不要讓知識固化。我認為(wei) 我跟學生或者孩子是宇宙探索之旅的同行人,我們(men) 一起觀察一起思考一起提問一起尋找答案。

  高鶴:我目前開設的課程是麵向天文學專(zhuan) 業(ye) 剛剛入學的本科新生的《天文學導論》。這是他們(men) 入學以來接觸到的第一門專(zhuan) 業(ye) 課程。因此,本課程的目標,第一是讓同學們(men) 了解天文學,愛上天文學,為(wei) 將來的學習(xi) 提供動力;第二是要讓學生明白天文學不是浪漫主義(yi) 的看星星,天文學的研究需要掌握大量的數學、物理以及編程的能力。隻有這樣,將來學生在學習(xi) 數理知識時才會(hui) 有的放矢,目標明確。

  對於(yu) 研究生,我會(hui) 將我當年的困惑和他們(men) 分享,讓他們(men) 能盡早去解讀自己,看看科學研究是否真的是他們(men) 心中向往的職業(ye) 方向。我會(hui) 讓他們(men) 想象這樣一個(ge) 場景:人到30歲,每天要工作12小時以上,還經常熬夜加班(沒有加班費),每天都思考著一些很難解答的問題。在這樣的工作強度下,工資卻是周圍同樣工作強度的同齡人的十分之一。在這種情況下,你能否還心平氣和地去麵對,能否繼續保持一個(ge) 科學的態度去工作。

  很多學生被這樣一番場景嚇退了,當然也有很多學生繼續堅持下來,而且做得很出色。我的觀點是:科學應該是一群心中充滿熱情而不落世俗的人的遊戲。在教育自己小孩的過程中,我會(hui) 很刻意地去保護他內(nei) 心的熱情,幫助他去發掘自身的興(xing) 趣點。對他提出的十萬(wan) 個(ge) 為(wei) 什麽(me) ,我很少去給他確定的答案,而是告訴他自己想象其中的原因,再讓他想辦法去檢驗自己的想法。我不知道他們(men) 將來能否成為(wei) 科學家,不過我希望他們(men) 也能在心底埋下些什麽(me) ,當他們(men) 將來麵對人生選擇的時候,可以保持初心。

  藺是傑:經常有人問我,學天文賺錢嗎?找工作好找嗎?的確,現在本科生很早就開始討論這樣的問題了。說實話,這件事在我決(jue) 定學天文那一時刻,我就有一個(ge) 心理預期,也不能說搞研究就是一生清貧,隻是說沒有“賺大錢”的機會(hui) 。但是,做研究可以獲得其他任何一件事都無法獲得的成就感和幸福感,試問:有什麽(me) 事情能比發現一個(ge) 宇宙中的奇特天體(ti) 或現象、解釋宇宙的起源與(yu) 發展、預測宇宙的未來更能獲得成就感呢?當一個(ge) 天文研究人員在思考問題的時候,身邊的一切可能都暫時顯得不那麽(me) 重要了,這可能就是所謂的“精神財富”。如何執著內(nei) 心的熱情,這問題我也不知道怎麽(me) 回答,因為(wei) 當我心中有那一份熱情,我就從(cong) 未擔心它會(hui) 消逝。

(責編: 常薇薇)

版權聲明:凡注明“來源:新利平台”或“新利平台文”的所有作品,版權歸高原(北京)文化傳(chuan) 播有限公司。任何媒體(ti) 轉載、摘編、引用,須注明來源新利平台和署著作者名,否則將追究相關(guan) 法律責任。