說起國內(nèi)的天文學(xué)科強校,首屈一指的毫無疑問是南京大學(xué),此外,北大、中科大也在伯仲之間,上海交大、北師大等院校緊隨其后。在一眾名校中,似乎很少有人能想到中山大學(xué)。
然而,這些年中大在天文與空間科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)不容小覷,它正一步一步地走回昔日的巔峰狀態(tài)。沒錯!中大在天文學(xué)領(lǐng)域的研究和人才培養(yǎng)曾經(jīng)走在國內(nèi)高校前列,并做出了大量開創(chuàng)性工作,為中國高校天文學(xué)科的發(fā)展作出了不可磨滅的貢獻。
今天的南大天文學(xué)科綜合實力很強,卻鮮有人記得,這其中有中大的一份功勞——南大的天文學(xué)科創(chuàng)建于1952年,正是由當時的中山大學(xué)天文系與齊魯大學(xué)天算系合并而成。至于中大,在丟掉天文學(xué)科“全副身家”后,在很長一段時間里都與這個學(xué)科無緣。
如今,中大強勢發(fā)力,深度布局,逐漸建立起天文學(xué)科科研和育人體系,劍指天文、空間探索之巔峰,又將創(chuàng)造哪些成績呢?
中山大學(xué)標志性校門
走在天文學(xué)科建設(shè)前列
古代中國在天文觀測領(lǐng)域的成就多如繁星,歷代先賢通過精密的觀測和精準的計算,發(fā)展出完備的天文歷法,指導(dǎo)日常生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn),成為華夏文明史冊上的光輝一頁。
時至今天,基礎(chǔ)天文對于我們今天生活的影響沒有那么強烈,但人類探索宇宙星空的好奇心卻從未減弱。天文與空間科學(xué)歷久彌新,發(fā)展出越來越多新興領(lǐng)域,煥發(fā)出強大的生命力,引領(lǐng)著我們的視野延伸到宇宙更深處。
20世紀初,國內(nèi)相繼建立了多所現(xiàn)代化大學(xué),近代教育體制和新式學(xué)科逐漸被引入國內(nèi),國內(nèi)高校的學(xué)科設(shè)置日臻完善,以培養(yǎng)現(xiàn)代化建設(shè)需要的各類人才。
1927年,中大創(chuàng)辦了國內(nèi)高校首個天文學(xué)系,揭開了近代高校天文學(xué)科研究和人才培養(yǎng)的序幕,一時間,中大云集了多位天文學(xué)領(lǐng)域的專家。
張云教授從里昂大學(xué)獲得天文學(xué)博士學(xué)位后,于1927年回國,到中大任教,擔任天文系主任。后來,他曾兩度擔任中大校長,在中大任教直到1949年遷居香港。執(zhí)教中大天文系并主持校政20余年,張云教授對于中大學(xué)術(shù)地位和國內(nèi)天文學(xué)的發(fā)展功不可沒。在他的主導(dǎo)下,中大天文系人才輩出,碩果累累。
中大老校門
1929年,中大天文臺在今廣州越秀山修建完成,是廣東第一座、全國第二座現(xiàn)代意義的天文臺。天文臺配備了15厘米折射望遠鏡等設(shè)備,是當時國內(nèi)少數(shù)幾個具備現(xiàn)代天文觀測設(shè)施的機構(gòu)之一,成為中大天文學(xué)科發(fā)展的重要法寶。
中大天文臺的建立,為天體觀測和研究提供了重要平臺,推動了天文學(xué)在中國的早期發(fā)展,也為中國天文學(xué)界贏得了國際關(guān)注。彼時,雖然國內(nèi)形勢動蕩,但高等教育夾縫求生,在艱難中發(fā)展,中大天文學(xué)系在國內(nèi)致力于天文科普工作,在國際上與國外天文學(xué)界保持緊密合作,參與國際天文觀測項目,提升了中國天文學(xué)的國際地位。
建國之后,國內(nèi)掀起了轟轟烈烈的“全國院系大調(diào)整”,作為“五大母校”之一的中大,僅保留文科、理科,其余多個強勢學(xué)科悉數(shù)遷出并入其他兄弟院校。其中的天文系,在中國現(xiàn)代天文學(xué)教育開創(chuàng)者之一——趙卻民教授的帶領(lǐng)下,整體并入南京大學(xué)。
中大天文學(xué)的輝煌史,至此告一段落。
中大天文臺舊址
培育天文空間學(xué)科精英人才
建國七十多年來,中大重新從一所文理學(xué)院發(fā)展成為綜合性大學(xué),而理學(xué)依然是中大最具優(yōu)勢的學(xué)科。2012年第二輪“雙一流”中,中大有11個學(xué)科入選“世界一流學(xué)科”建設(shè)名單,4個學(xué)科屬于理學(xué)門類。在第四輪學(xué)科評估中,中大的物理學(xué)獲評A-。
在過去很長一段時間里,中大雖然沒有設(shè)立天文學(xué)科,但在物理與天文深度結(jié)合的高等天體物理學(xué)、空間科學(xué)、粒子物理學(xué)等領(lǐng)域,中大科研團隊和師生從未停止過探索。
2002年,中大在丁肇中先生的主導(dǎo)下,參與了AMS實驗(阿爾法磁譜儀實驗),成為該項目的重要參與單位之一。AMS實驗國際空間站上的大型粒子物理實驗,旨在探測宇宙中的暗物質(zhì)、反物質(zhì)以及宇宙線的起源。而國際著名物理學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)家得主丁肇中教授,就是AMS實驗的發(fā)起人和首席科學(xué)家。
中大團隊承擔了AMS探測器中的電磁量能器(ECAL)的研制和數(shù)據(jù)分析工作,參與了AMS數(shù)據(jù)的分析和物理研究,特別是在宇宙線能譜測量和暗物質(zhì)間接探測方面,為AMS實驗的成功運行和數(shù)據(jù)分析做出了重要貢獻。
丁肇中在中大
2013年,中大重新整合自身在天文學(xué)與空間科學(xué)領(lǐng)域的優(yōu)勢資源,成立了天文與空間科學(xué)研究院,暫停了60余年的天文學(xué)科教育得以復(fù)辦。
兩年后,中大將天文、空間學(xué)科布局到珠海校區(qū),成立了物理與天文學(xué)院,并于2019年12月7日舉行了天文系復(fù)辦揭牌儀式,重新招收天文學(xué)本科生。
今天的中大物理與天文學(xué)院,創(chuàng)建了“本碩博一體化”的完整天文人才培養(yǎng)體系。學(xué)院覆蓋兩個一級學(xué)科,分別是:物理學(xué)(含引力物理、原子與分子物理、精密測量物理)和天文學(xué)(含天文學(xué)、天體物理學(xué)、宇宙學(xué))。
中大物理與天文學(xué)院實行精英教育,采取小班化、個性化、國際化的教學(xué)模式。在本科階段,人才培養(yǎng)分為兩個階段:本科一、二年級按大類培養(yǎng),重點授予通識教育和大類基礎(chǔ)知識;本科三、四年級由學(xué)生自主選擇分流到物理學(xué)專業(yè)和天文學(xué)專業(yè),以培養(yǎng)在物理學(xué)、天文學(xué)和空間科學(xué)技術(shù)及相關(guān)交叉學(xué)科進行科研和尖端技術(shù)工作的拔尖人才。
中大珠海校區(qū)
劍指天文空間探索之巔
在中大,物理與天文學(xué)院匯集了國內(nèi)外頂尖科研團隊,打造一流科研平臺,劍指國際天文空間探索的巔峰。學(xué)院基于物理學(xué)和天文學(xué)2個學(xué)科打造“深空”學(xué)科群,依托天琴空間引力波探測計劃、中國空間站工程巡天望遠鏡粵港澳大灣區(qū)科學(xué)中心兩大國家級研究平臺,以及廣東省量子精密測量與傳感重點實驗室,探索學(xué)科前沿,重點深耕引力物理、天體物理、量子物理3個研究方向。
首先,是天琴計劃。由中大原校長、中國科學(xué)院院士羅俊及其團隊提出的我國主導(dǎo)的空間引力波探測計劃,其基本方案在地球軌道上部署三顆全同衛(wèi)星,建成空間引力波探測天文臺,深度探索深空引力波。天琴計劃的開展將有助于推動我國高精度空間探測載荷及衛(wèi)星技術(shù)跨越式發(fā)展。
中大天琴中心
其次, 是巡天中心,全稱為“中國空間站工程巡天望遠鏡粵港澳大灣區(qū)科學(xué)中心”。該中心由中大物理與天文學(xué)院主導(dǎo)建設(shè),依托中國空間站建設(shè)遠離大氣干擾的空間望遠鏡,深度探索宇宙大尺度結(jié)構(gòu)、星系形成理論、高能天體物理等方向。巡天空間望遠鏡一旦建成,將成為空間站工程最重要的空間科學(xué)設(shè)施,也是我國迄今為止規(guī)劃的規(guī)模最大、指標最先進的空間天文望遠鏡,將極大提升我國在空間探索的國際競爭力。
第三,是量子物理。中大物理與天文學(xué)院量子物理研究團隊將依托廣東省量子精密測量與傳感重點實驗室,以精密測量與信息處理為導(dǎo)向,重點探究基于量子力學(xué)相干態(tài)和糾纏態(tài)的交叉前沿科學(xué)。該項研究的成果,有望在量子計算、量子通信、量子網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域帶來變革,推動量子技術(shù)服務(wù)國民經(jīng)濟和國家戰(zhàn)略需求。
中大主校區(qū)校門
路漫漫其修遠兮。深空探索領(lǐng)域群雄逐鹿,但中大從未停止前進的腳步。
中大作為華南地區(qū)首屈一指的高等學(xué)府,也是國內(nèi)響當當?shù)囊涣鞔髮W(xué),在多個研究領(lǐng)域和人才培養(yǎng)引領(lǐng)國內(nèi)高校。從國內(nèi)第一個天文系,到引力波探索的第一個大科學(xué)裝置,走在國內(nèi)科研前列的中大,還將創(chuàng)造怎樣的成績,我們拭目以待。
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