【南京大学天文系】在南京大学天文系就读是怎样的体验?

2019-10-28 - 南京大学

谢知乎官方邀请。我当初选专业的时候,前辈们给了很慷慨的帮助,希望这篇帖子也能帮到有需要的学弟学妹。

列数据没有什么意思,就谈谈个人体验吧。

入学的时候,我对天文所知不多。高中时代夙兴夜寐的灰暗压力里,教学楼废置的圆顶,几本磨毛了皮的《天文学新概论》《通俗天文学》,几乎就撑起了我对星空的全部想象。

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【南京大学天文系】在南京大学天文系就读是怎样的体验?

懵懂也巧合地,就来到了全中国最好的天文专业。

我一直觉得,夏末是南京最美的时节。日光温柔,晚风习习,满校园荷花玉兰青如碧玺。但更鲜艳的是开学时无数迎新的帐篷与展板——色号C50M100Y0K40,铺天盖地的“南大紫”。

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方肇周体育馆几千人的大会场上,校领导和学者、企业家们轮番演讲。清癯儒雅的方成院士出场,引起本院同学们一阵骚动。那时我对“中国天文学会理事长“、“世界知名太阳物理学家”这些荣名没多少概念,只是那头雪白银丝,让我对这个行业的职业顶点产生了一些不一样的期待。

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用致辞里校领导的话来说:”虚怀若谷,唯真是求,唯美力修。有伟大的成就,也可以做最平凡的劳动者。”

院里大一开课不多,不过是几门数学、英语、计算机。但单单是一科微积分,就让乍入“高等”大门的我冷汗涟涟。几百人的大教室,座无虚席。稍晚到一点,连过道里都坐满了人。数学系的黄爷爷写过课本,功底深厚,上课拈一支粉笔,从黑板头刷刷写到尾。仿佛风吹草动,讲台下几十支笔杆子也随之刷刷地摇动;西格玛、德尔塔、伊普西隆,像北大楼上密密麻麻的藤蔓,瞬间爬满整个教室。

数学老师耐心慈祥,教大学物理的肖教授——“肖因斯坦”则严厉得多。第一节课刚开始,他下军令似的训道:

“你们现在是大学生了,学的是‘大学’物理!不要把高中那一套带到大学来,大学课程不是脑子里过电影那样的学法。”

大学应该怎么学?我一时半会领悟不到。唯知道肖老师讲课天马行空,前一句刚讲到滑块小车,后一句就飞到宇宙和暗物质的深渊。一节课上他纵马驰骋,经典物理、理论数学、现代前沿,杀个七进七出,胖乎乎的光头大放异彩。我跟在后面,丢枪曳甲,气喘吁吁。

“放轻松,放轻松。”口语老师Adams对我说。她是个美国老太,退休后和绅士丈夫周游世界,眼界开阔,心态豁达。

上她的课基本就是玩儿:拿英语讲故事,侃大山,听歌,看视频……期末报告讲自己的家族故事,讲完,她在我的成绩条上写:“你做得已经很优秀了,不要给自己太大压力,希望能继续看到你的笑容。”

但,怎能没有压力?坐在我前面的男生,祖父母和林徽因徐志摩鲁迅等人熟识;坐在我旁边的女生,母亲说一口纯熟的法语;坐在第一排的,高中就在哈佛峰会里峥嵘头角;坐在教室最后一排的,是胡润富豪榜上企业家的公子……

每个人都有丰富的历史和清晰的认知,这种争艳让我愈发感到,我想要的那串果子有多么high-hanging。

教学院长开学时说:“老实说,天文研究考验的是毅力,即便数理基础没那么突出,也能有用武之地。有人没受过科班训练,照样能成大天文学家。但既然在南大,我们就希望学生不要在这方面落下。”

“落下”永远是相对的;而对我来说,头一次“人外有人”是现实而非自勉。我问一位学长能不能分享考高分的技巧,他说:“我高中物理奥赛金牌,你们现在考的题,我三年前就能做满分。”

但不是所有人都来自于养孔雀、种园林的省重点中学。没搞过竞赛怎么办?我听说有人刷了几千道题,把八十九的分数重修到一百。每一张答卷都牵动着总成绩,没有人敢彻底放松。五万平米的图书馆,意味着五百万册没读过的书;五彩缤纷的意象涌入白天与梦境,洞开了每一个毛孔。

但这种新鲜感里掺杂着紧张与不安。高中三年的一千零一夜,一个故事不断在我们耳边回响:灯神对阿拉丁说,你的机会有限,但你想不想获得最大利益?

我们曾以为高考是神灯,把它擦亮就有魔力实现一切梦想。但神话破灭以后,很多人还盼望着在别的洞窟里抓到新的精灵。寻之不得,就日日被惶恐煎熬着。

变美、疯玩、谈恋爱——往昔对大学的期待犹在脑海;出国、拿奖、高绩点——新时代的校园神话充斥着媒体。

当一头插满花镖的牛面对红布,它还能做什么?于是,我们一边怀着脱靶的恐惧,一边闭着眼睛猛冲向前。

并不是所有人都对这种生活有所准备。那年冬天,我们到盱眙去看双子座流星雨。寒冷夜空下聊起填志愿,一位同学说,当时以为天文学是文科;另一位同学说,以为学天文能当宇航员。

学院在引导方面煞费苦心。一门课专门请中国最有名的天文学家来轮番讲座,学期末还组织了一次到上海天文台访问。讲座内容今日已不记得,但犹记得那天佘山阳光明媚,天文台食堂里的酱排骨格外好吃。

最震撼的当属目睹射电望远镜。直径六十五米的“天马”屹立在旷野上,顶天立地,雄姿英发。那时嫦娥刚刚奔月,这台望远镜肩负追踪轨道的重任。机房里十几个立方的机箱隆隆作响,指示灯像科幻电影里一样闪个不停。

这就是我们将过的生活吗?回程的大巴车上,每个人都怀揣着激动的心情。

学校里的天文爱好者社团组织露天电影,放《超时空接触》。故事发生在新墨西哥州的VLA阵列,荒原大漠,长风猎猎。我们睁大眼睛看着屏幕上的朱迪·福斯特,奥斯卡影后头戴耳机,坐在敞篷雪佛兰的引擎盖上,英姿飒爽。

这幅画面一度只是科幻,但对我们来说,却好像真切地看着十几年后的职业道路。

显然,学院也想让我们尽早体验真实的科研生活。每个人都有自己的学术导师,科研项目也比其它院系多得多:创新计划、早期科研、助学兼职岗……

我的导师是一位研究广义相对论的年轻教授,业余还翻译了好几本畅销书。第一次见面,他上来就问我:“反函数的导数和导数的反函数有什么关系?”

我一愣。他笑了:“没事,我们还有很多时间。只要能想明白这个,这个课题就能做成。”

即便手下还带着好几位研究生、博士生,在毕业论文最忙碌的时候,他依然坚持每周和我见面答疑,帮我演练科研项目答辩。我时常为自己遇到恩师感到庆幸。直至今日,每次与他交流哪怕片刻,我依旧觉得收获良多。

不仅是学术导师,进入大学后,我对“天文人”这个群体建立起概念,基本都是从老师们的可爱处得来的。徐波老师常开自己哥们儿杨利伟的玩笑,袁峰老师说普林斯顿的同窗去年拒绝了霍金的求职申请,朱紫老师娓娓道来他亲身参与的中国强军、乌克兰衰败……

但轶事之外,最动人的是对研究的热情。犹记一节“天文探秘”课,陈鹏飞老师不带激光笔,扛着一根大竹竿进了教室。他讲太阳物理领域的历史性难题,讲历辈大师的卓越贡献,讲到最难解、最兴奋之处不禁眉飞色舞:

“这个时候,我来了!”

还有一节高能探测课,邱科平老师走进教室,低沉地告诉我们Riccardo Giacconi去世的消息。这位02年物理诺奖获得者,倡议开发了Einstein和Chandra两架X射线望远镜,福泽了全世界的星系研究。

Giacconi还是欧洲南方天文台的主导者,那座天文台矗立在南美海拔四千米的高山上。邱老师回忆曾在那里观测的体验:星河静默,漆黑的夜路伸手不见五指。稀薄气压下,等待观测结果出来的紧张时刻,心脏咚咚狂跳。

那是一种什么样的心情?我读《Lonely Hearts of the Cosmos》,阿伦·桑德奇,这位当代最著名的天文学家之一,谈起在帕洛玛天文台观测星空:

我就像一个孩子置身于最棒的糖果店里,店里满都是你想要的糖果,那简直就是生命中的狂欢节。只有我一个人拿着这家店的钥匙,而且不知怎的,糖果竟奇迹般地源源不断出现。

我瞬间理解了那种感受,并急切地憧憬着有一日也能投身其中。大二时我们上观测课,在天文台里熬到凌晨两三点。深秋的夜晚清澈而寒冷,从后山俯瞰,厚重的夜色包裹着校园。喝苦咖啡压住睡意,我们掐着表猛抄电脑上的数据。几百光年外的恒星,一颗一颗变成屏幕上清晰的照片。

几吨重的卡塞格林望远镜与头顶只有一层地板之隔。只要轻声呼吸,就能听到它追踪天体时电机旋转的嗡嗡声。

这座全国设备最好的教学天文台,矗立在校园制高点,随处都能一眼瞥见。一日傍晚从食堂出来,晚霞赤红漫天。远望天际线,山尖的圆顶闪着动人的金色。我顿时想到某次拜访孝陵卫的中国首座太阳塔,美丽的建筑形似古堡,由方成院士当年一手促成。光束从塔顶射入,穿过十几面透镜,凝成漆黑暗室里一道鲜亮的彩虹。

那座亿兆吨的核熔炉中心一千年前迸发的电磁辐射,经过高空液态晶体中绚丽的散射,最终被我们小小的成像仪器捕获。

那个瞬间,我彷佛感到一股电流在心底涌动。桑德奇在海尔望远镜主焦点舱里穿梭时空时,必有同感。用卡尔萨根的话来说:

除了本院的老师,和我最熟的是计算机系的女青椒“大壮”。有一次计算机课,我做了个香农信息论的趣谈报告,底下笑倒一片。她正好带了可交互设备的教具,把一顶脑电波控制的帽子摁在我头上。帽子连着两只猫耳朵,立刻兴奋地转来转去。

我一度误以为我们的编程教育有点浅尝辄止——C语言期末大作业,不过写写贪吃蛇、宝可梦和占卜星盘之类。听说计算机专业的同学动辄写操作系统、打网络攻防,简直不可同日而语。

直到我暑假到台湾交流,借笔记本电脑给台湾“四大名校”之一的台师大电脑系学长。他看到执行文件,大吃一惊:

“你们居然会写图形界面?!”

对素养的培育,不只局限在本专业。有一次我选修了董晓教授的俄罗斯文学,这位文院副院长上课从不带讲义,每次三节课连堂,从作家生卒年到小说原文倒背如流。他讲到普希金诗歌的音乐美,言不尽意,干脆用俄语高声吟诵数首:

油比为,那也似地,提黑斯瓦韦(爱情,希望,平静的光荣) 捏到乌捏勾拿撒布瓦(并不能长久地把我们欺诳), 依些布雷油腻哲八部委(就是青春的欢乐) 卡克西翁,卡苦铁尼图吗(也已经像梦,像朝雾一样消亡)。

在他口中,托尔斯泰一改悲天悯人的面容,契诃夫摘掉小丑逗乐的面具,屠格涅夫牵起鲁迅和郁达夫的手。

文学自有其真实的脉络,而学者口述的“亲历感”,看多少节目都无法与之比拟。

我在网上看到很多人抱怨,大学里的选修课太水。但就我亲身经历而言,每门课的底蕴都仿佛是大江大海:不仅和“水”沾不上边,反而涛声浩荡,波澜壮阔。

几乎所有课都建立在大量阅读的基础上。英美文学老师开了门课讲《权力的游戏》,从第一章的几个守夜人对话里,分析出福克纳、希伯来圣经和康德。纵横开阖间,文艺复兴、黑格尔、海明威,几乎是1 1=2般的常识。

教法国文学课的刘成富教授,亦坚定支持读原典。他师出萨特、波伏娃同门下,极推崇莫泊桑这样的“古典”作家。他要求我们必须啃《巨人传》《红与黑》《追忆似水年华》之类的大部头,在训练思路上,想来尊的也是传统遗风:

“如果在毕业的时候,能带走二三百本读过的书,那么你们的大学就是成功的。”

令我汗颜的是,有些老师口中的“经典名著”,我甚至连名字都未听过:《金蔷薇》《努尔人》《江村经济》《屠猫狂欢》《制造路易十四》《资本主义文化矛盾》《西太平洋上的航海者》《菲利普二世时代的地中海和地中海世界》……

人类学教授说:读书不是为了具体方法,而是体悟经验和思考的方式。你们读经典民族志,要警惕邯郸学步,不要只关注里面记载的isolates。

这种学风学派的传承,远胜过十年闷头苦读。教近代史的刘握宇教授是历史学家高/华的真传弟子,连儒雅的气质都一模一样。他说:“从教科书里接受了这么多年的历史,你们对历史有很多的偏见;即便不是偏见,也是成见。从小到大你们了解的很多历史,不是真正的历史,不是‘历史学’。”

他上课从不用课本,讲的尽是新视角:留美幼童,清末新政,初创民国……考试只设问答,不论对错,我犹记得第一道题目:

“历史有无规律可循?”

多元视角推动了祛魅的过程,诺贝尔文学奖得主勒克莱齐奥开一门研讨课,用浓重的法国口音大讲中文引擎根本搜不到的Relacion de Michoacan、Ken Saro-Wiwa、Jacques Cazotte和La Seconde。在艺术课上,意大利老师听说我们策展时借鉴了当时大火的吉卜力美术展,毫不犹豫地双手一摊:“我又没说所有商业成功的展览都是好展览!”

老师们尝试着帮我们建立一种与历史、世界、人类、社会的深层联系。就像科学史老师说的:“唯有肩负社会责任的知识分子,才是真正的知识分子。”这么多年过去,我们一直被教育如何独善其身,还是头一次听到有人说:你们要从“自处”到“共处”,从“知道”到“懂得”。

这是天文教育的一部分吗?不算是,至少不是学院有意的安排。但专业教育与通识教育相辅相成,二者如水溶于水,密不可分。

卡尔萨根说:“很难想象一个有抱负的物理学家,会不去了解柏拉图、亚里士多德、巴赫、莎士比亚、吉本、马林诺夫斯基和弗洛伊德,以及其他著名学者们的思想。”奥本海默懂七门语言、熟稔十几国文学,海森伯每天花三分之一时间背中东诗集,爱丁顿写过哲学专著,哈勃和音乐家斯特拉文斯基、作家赫胥黎是至交……

能与同时代最杰出学者同檐而居,是何其有幸。鼓楼校区一家旧书店挂着招牌:“惟楚有才,于斯为盛。”这句古语暗示着,一座城市也具有自己的独特气质。中学时代的成长总是狂风骤雨打芭蕉,来得急促而明显;但在南京,文化的渗透是耳濡目染,是润物细无声。

元旦我到先锋参加跨年诗会,这是一家地下停车场改造的独立书店。尽管是冷风萧瑟的新年,但进店的长队依旧排到一公里以外。在千万册书丛的簇拥中,舒婷、北岛、莫言、余华、苏童、毕飞宇、格非、多多……几十位诗人、作家,和读者杂然而坐,通宵轮番读诗。

零点钟声敲过,我与我中学时代最喜欢的诗人潘洗尘同台。听他抑扬顿挫地念着《深夜祷文》:

这是什么样的恩泽啊我将 用刀刻在心上 为此我祈求上天: 也迟一点给那些坏人报应吧 我这带病之身愿意死上千次万次 也要帮他们在遭报应前 一个个都变好

有时候我常常忘记,普通的学习与真正的科研究竟有何区别。目睹中学时代的知识一点点在真实世界里派上用场,是一种兴奋与挑战掺半的体验。一个项目不过是一道超长的物理题,一篇论文不过是生词较多的阅读理解。Excel可以用来处理数据,PowerPoint可以用来作图,画像素小人儿的几行代码,同样可以绘制恒星分布。

学院逐渐把专业课的开设权收归本院,教某一门课的,都是对这个领域有深入了解的专家。教理论力学的谢基伟老师,开普勒卫星上天前,他发明的方法找到的系外行星数量全球第一;教实测天体物理的施勇老师,对化石星系的研究成果发表了罕见的《Nature》;教天体力学的周济林老师是《三体》的狂热粉丝,他发起“觅音计划”寻找外星文明,刚由习// /总亲自签字批准……

因材施教,学以致用。研究宇宙学的王发印老师教电动力学,超导、光子晶体等材料讲得极略,天线辐射、等离子体等天文常用的内容,却讲得格外深。教原子物理的陈艳梅老师研究星系,结合微观原理、宏观现象、实测图像,把原子理论发展的逻辑解释得清清楚楚,在刷题技巧上反倒没多少要求。整日与太阳这个“大流体球”打交道的戴煜老师教流体力学,一条定理用两三种不同方法推导,信手拈来,有条不紊。

有位老师某次和我们说起,从学校的考核标准而言,教学好坏是没有加成的;如果少花心思教课、多花心思在科研上,说不定还更容易受嘉奖。

因此,我格外为老师们勤恳的教学态度而感动。

球面天文学的朱紫老师是陕西天文台的前副台长,也是国内乃至世界天体测量领域的权威,经常参与军方甚至国家的重大决策。然而头发花白的他为了掌握学生们的学习情况,从来不用助教,每道作业题都亲手批改,特地标出做得好的在课堂上表扬;要是哪节课提前讲完,还要拉着学生谈心。研究Kuiper带小天体的万晓生老师教数据处理,认识班上每一位同学。每次批改后的作业,他都一份份双手递给学生。

教授们的身份首先是科学家,其次才是老师。因此,连教的课、用的书、布置的题,似乎也不必拘束于应试教育。

空间天气学报告,处理NASA官网发布的监测数据;天体力学作业,画太阳系天体的庞加莱截面;学活动星系核,每周读一篇英文顶刊。量子力学考试上,压轴题不是习题册上为凑难度而编造的题目,而是复现关于石墨晶体论文的真实计算。

难吗?当然难。但梅花香自苦寒来。

大三春天,院里召开早期科研训练的结题答辩。有一位同学使用目前最好的观测数据,对大质量恒星形成区的分子谱线进行了研究。这是一项非常繁重的工作,我偶尔到他寝室串门,他要么在纸上计算,要么电脑界面上运行着代码编译器。

答辩无疑很成功。提问环节,连评委老师都忍不住问:“这些全都是你自己做的吗?”

我有时候想,追求排名靠前的学校,究竟想获得什么?倘若把虚荣心忽略不计,不过是优美的环境、丰富的资源、高人的指点、广阔的前景而已。

近几年国际关系紧张,各大高校出国情况均不理想。但与此同时,依然有人被哈佛、麻省录取。就交流而言,牛津、芝大、伯克利、哥大、UCLA、港大的名额不胜枚举,仅赴哈佛-史密森松天体物理中心这一世界顶尖科研机构实习的,在我身边就有好几个。

一位师姐在荷兰EHT核心课题组交换,在黑洞照片发布会之前,导师就给了我一张半成品照片。那时候最终处理方案还未确定,橘红色的光环和终稿还略有差别。

我非常激动。我们的课题与黑洞密切相关,依靠这张照片上视界半径的长短,或许就能颠覆人类沿用百年的广义相对论。

EHT的官网上写着:“In an echo.”一百年前,爱丁顿用一张日食照片证实了广义相对论,让他和爱因斯坦一炮而红。他的弟子戴文赛飘洋过海回到战火纷飞的中国,在当时首都的土地上开创了一脉生生不息的天文学府。一百年后,我们这些爱丁顿和戴文赛的子弟再次站在巨人肩膀上,携崛起的国力与新的愿景,希望能再现百年前的伟业。

这种期盼不是为了个人的荣耀,甚至也不是为了狭隘的民族主义情结。

有一次和施勇老师聊起,职业生涯里最开心的事情是什么。这位年纪轻轻就屡担重任、各种头衔荣誉无数的“杰青”,毫不犹豫地答道:“申到顶尖望远镜的观测时间,那个时候最快乐了,其它事情都无法与之相比。”

爱因斯坦说:

有些人踏进科学圣殿,是因为科学是一种让他们兴奋的运动;另一类人来到科学圣殿,是想通过提供脑力劳动来获得稳定的报酬。但如果一位天使降临,从科学圣殿中驱逐这两类人,仍有另外一些科学的虔诚信徒将留下来——这些信徒里有古人,也有今人。

一位同学跟研究太阳的教授做科研。一次开车载她时,这位老师不经意聊起:“我现在有挚爱的妻子和家庭,我做的是我喜欢且重要的工作,并且居然还有人付钱给我。还能期待什么更好的吗?”

是啊,如果有人问我在南大天文就读体验如何,我也将如此回答:

还能期待什么更好的吗?

后记:

写这个题目的时候,只想大概地描摹一下在南大天文学习的氛围,没想到却成了对南大三年的回忆。一个杯子怎么可能盛下江河?众多学者给我展示了广袤的海洋,我在这里描述的,只是几朵浪花罢了。

由于记忆所限,也出于隐私考虑,文中的一些细节可能不准确,请勿对号入座。倘若仍有不周还请指出,我当立即修改。

关于从南大毕业之后的发展,我想师兄 @黄崧 是一个很好的例子。我目前仍然在读,有很多事情还不了解。或许不久之后,我将再来更新,写写实习、毕业论文、读研……