中国天文学的“黄埔军校”70岁了,现状如何?
——专访南京大学天文与空间科学学院教授李向东
南京大学的天文学科被誉为中国天文学界的“黄埔军校”,1952年创立的南大天文学系,是中国首个天文系,还是我国培育人才数量最多的天文学专业院系,半个多世纪以来,天文学科作为南大的“王牌”学科,在每次学科评估里都名列前茅。
身为中国天文学发展所呈现出的一个具体体现,当下的南大天文学发展情形怎样?从曾经的独自出众转变成如今的满园花木争艳斗芳,究竟该以怎样的方式维持住活力?并且又该运用何种办法去应对发展进程之中所遭遇的挑战?在南京大学迎来建校一百二十周年、天文学系迎来成立七十周年这个特定的时刻南京大学天文系,《中国科学报》对南京大学天文与空间科学学院的院长李向东教授展开了采访。
《中国科学报》:中国天文学“黄埔军校”发展现状如何?
南京大学天文学科的综合实力与水平,在全国高校里,于人才培养、科学研究以及师资队伍这些方面,始终保持着领衔的地位南京大学天文系,李向东表示。不管是教育部首轮“一流学科”建设评估期间,还是在这几年第三方教育评价机构所推出的学科排名当中,像软科中国最好学科排名,还有广州日报数据和数字化研究院一流学科排行榜,南京大学天文学科均位居首位。
我们具备一支师资队伍,其水平颇高。中国科学院院士、“长江学者”、国家“杰青”、“四青”人才等高层次人才,在专职教师里的占比,超过了60%。和兄弟单位相比较,在城市区位、经费投入以及教师收入,均不具备优势的情形下,能够获取这样的成绩,是极为不容易的。
《中国科学报》表明,70年前,南大天文系独自出众,到现在,它与中科大、北大天文系等后来崭露头角的系科,一同展现出如同花朵竞相开放般的景象。您会持怎样的看法,去看待这种存在竞争的状况呢?
李向东表示,这个问题,需置于我国天文学发展的大背景之下来看待。南大天文学系,系我国最早设立的天文系,与其他兄弟院校相比较而言,其力量最为雄厚,在相当长的一段时期内处于一枝独秀的态势,优势相对较为明显。然而,这对于中国天文学的发展来讲,并非是一件好事,这表明我们整体队伍的体量过小,且发展速度过慢。
新世纪到来之后,我国天文学发展进入快速发展阶段,众多高校积极推动天文学科发展,大量留学青年学者返回国内,师资队伍整体水平有了大幅提高,南大天文学科的相对优势有所减小,然而这却是一件有益之事,表明我国对基础学科予以重视,天文学科人才队伍规模增大,活力更为强盛。
《中国科学报》:南大天文学院如何吸引优秀青年人才加盟?
李向东称,于培养以及引进优秀青年人才这块,其一靠情怀,其二靠机制。一方面,借由言传身教促使青年老师去继承并发扬老一辈科学家对于天文事业的那份执着与热爱,还有从事科学研究以及人才培养的专业精神;另一方面,凭借机制创新持续提升人才队伍的质量。我们于南大率先透过“准聘 - 长聘”制度面向全球招聘青年人才,为每个应聘者设立招聘委员会,邀请本领域的国内外专家依照国际标准对候选人予以评价,用来确保评价结果的客观性与公正性。入选的人员,不论其是否获取了国家相关人才计划给予的支持,都能尽享具备竞争力的生活方面所给予的待遇,具备所提供的经费方面的支持,借此能够让他们在从事创造性工作之时,内心不存在任何旁骛。
《中国科学报》提及,身为“王牌”学科,南京大学天文学具备哪些优势,该学科发展是否遭遇一些挑战,又该如何去应对?
李向东表示,南大天文学科,是国内仅有的国家一级重点学科,我们存在六个学科方向,优势均颇为突出,当中天体测量以及天体力学属于特色学科,在国内的优势更为显著一些,然而均面临着激烈竞争。
对于学科发展而言,我们所秉持的基本准则是,一方面要培根固元,以此来维持特色;另一方面呢,要开拓创新,去寻觅新的学科生长点,进而保持活力。就拿高能天体物理方向来说吧,原本主要聚焦于超新星爆发、伽马射线暴等方面的研究,凭借原有的研究根基,近些年来拓展出了时域天文学与引力波天文学的崭新方向,从数据分析开始,历经理论研究,一直延伸至设备研制,其发展的路径变得越发开阔了。
《中国科学报》提到,南京大学天文学科被选入“双一流”建设,那么,该学科对于学生的培养,目前处于怎样的一种状况呢?
李向东称,就招生人数而言,我们在国内处于第一方阵,就培养质量来讲,同样在国内处于第一方阵,南大天文学科每年招收本科生约50人,硕士研究生20多人,博士研究生20多人,在天文领域招生人数最多,培养质量在国内名列前茅,学生的学位论文多年来持续入选国家级、省级优秀博士学位论文、优秀硕士学位论文以及优秀本科学位论文。比如,在2019年的时候,发布了轰动全球的超大质量黑洞M87*的照片起步网校,对于这项工作,有我们的研究生参与其中了,还有老师也参与了,之后,他们跟合作者在2020年的时候,一起获得了科学突破奖——基础物理学奖。
《中国科学报》提到,以南大天文学院作为例子,我国所培养出的人才,有没有达到国际一流的水准呢?同国际上相比较而言,存在着哪些方面的优势以及不足之处呢?
如下这般排列组合:李向东指出,一流人才的培育是个历时长久的进程。南京大学天文与空间科学学院身为教育部基础学科拔尖学生培养计划2.0基地以及双一流学科建设点,我们所培育出的出色毕业生,在综合水准以及能力方面,和国际上同类型人才相较,并不显得逊色。他们的优点在于理论根基较为扎实,然而由于高校欠缺先进的大型装置,学生在动手能力方面相对更为薄弱。他们于学习以及研究期间收获了优良的成果,可是相对而言缺少重大的原创性成果,这一点在未来是需要着力强化的。
在人才培育进程里,这边参照着国际学术标准,那边还在探寻着,要走出一条契合中国标准的路径,着重强调“德识能”三位一体的综合培育,而在评估人才培养成效之际,并非仅仅看他们所发表的论文与所完成的成果,甚至于更加看重他们的思想品德修养以及科技创新潜力。
高校教师肩负着种种任务其中包括教学,同时还有人才培养的任务,以及科学研究的任务,相较于科研院所的同行而言,其工作的压力更大一些,强度也更大一些。然而我们一直都将人才培养当作首要的工作,觉得培养一流人才要比自己发表一流文章更为重要。看到我们的学生在国家的科研部门发挥了骨干作用,看到我们的学生在国家的教育部门发挥了骨干作用,看到我们的学生在国家的航天等部门发挥了骨干作用,我们认为自己的付出是完全值得的。
《中国科学报》:您对当前的天文学人才培养有何建议?
对于在学科发展层面而言,当前国内人才培养于数量方面是充足的,然而就国家需求来讲,人才培养的结构仍需进行适宜调整。以往我们培养从事理论研究的人才数量较多,伴随诸多大型科学装置投入使用,对于熟识观测以及技术领域的人才的需求愈发急切。为解决此问题,高校要积极拓展自主观测设备,与此同时强化国内外合作,为学生给予更多运用一流望远镜的机遇,如此方可更优且全面地培育学生。
像您所讲的那样,从学科朝着人才培养方向发展呈现动态态势期间,天文设备所起到的作用是肯定不能够被忽视掉的。南京大学在这一特定情形之内有着怎样的布局安排?
李向东表示,天文学属于主要由观测驱动的学科,要是观测设备不够先进,那么研究水平将会落伍。如同众多兄弟高校那般,我们所面临的主要困难在于体量相对较小,并且缺少技术开发方面的人才,因而当前我们集中精力去发展一些中小型的特色设备。
例如,在2020年发射了与香港大学联合研制的“龙虾眼X射线探测卫星”,这颗卫星能够在X射线能段探测有可能的暗物质信号;我国参与研制的首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和”号于2021年发射,此发射标志着我国正式踏入空间探日时代;2020年启动了“2.5米大视场高分辨率太阳望远镜”的建设,建成之后它将成为世界上最大的轴对称太阳望远镜,借此能让我们在国际太阳物理研究领域占有一席之地;当下正在青海冷湖建设南大时域天文台,未来会开展系外行星等时域天文学的研究。
凭借对这些设备的研制,能够积累下经验,从而为将来建设更为先进的设备筑牢根基。它们还有助于吸引优秀的年轻人才加入,持续发展壮大队伍,不断产出具备国际一流水平的成果,进而形成学科发展的良性循环。
《中国科学报》问,在您的看法当中,现在中国天文学于国际范围里处于怎样的一种水平呢?
李向东指出,我国天文学在发展中国家里处于名列前茅的位置,然而跟发达国家相比较而言,存在着不少的差距,尤其是在观测设备以及仪器方面存在着较大的差距,并且人才队伍的规模以及质量也有待于进一步地提高,而这些情况影响了我国研究成果的创新性以及影响力。
先进天文学设备的建设常常诉求颇高投入,举例而言,美国詹姆斯·韦布望远镜耗费约100亿美元,不过它定会引发新一轮天文学研究热潮,极大地深化人们对宇宙的认知,技术溢出效应亦颇为可观。伴随我国经济实力的增强,我国自主设备发展迅速,像“郭守敬望远镜”“天眼”“悟空”“慧眼”等各有独特之处,在部分指标方面处于国际领先水准,然而从整体来讲,我们跟发达国家相较,在观测设备的数量以及质量上存在很大差距。
推动天文学发展,先进观测设备能起到极大作用,日本便是很好例证,兴建一流光学与X射线望远镜后,近三十多年日本天文学整体研究水平显著提升。有朝一日我国空间站巡天望远镜上天,若10米级地面光学望远镜也顺利建成,再与现有或规划建设的射电、高能、引力波望远镜相结合,就能构成较完备的多波段、多信使观测网络,将极大引领带动我国天文学研究。
《中国科学报》指出,当下,我国众多的观测装备依旧处于行进途中,在这样的情形之下,应当怎样去推动国际间的合作呢?
李向东表示,天文学发展向来着重强调国际合作,我们务必得两条腿一同迈进,既要去发展自主的设备,又要充分地开展对国际现有资源予以开发利用。
南京大学的天文学科,与国际上众多一流的天文院所,都构建起了紧密的合作关系,像美国的哈佛 - 史密松天体物理中心、宾夕法尼亚州立大学,欧洲的毫米波射电天文研究所、南方天文台,德国的马普学会射电天文研究所,日本的国立天文台等等,并且这些合作当中,好些都是那种包括多项内容的“一揽子”合作,涵盖了设备使用、科学研究、人才培养以及相互交流等方面,能够凭借较为合理的价格去获取一流望远镜的观测时间,学生在合作交流的进程里,也能够获得很好的训练。
不是国际合作之外,我们还投身于国内好些重要观测设备的建设以及使用之中,像是中科院高能所带领的超高能伽马望远镜LHAASO,还有国家天文台主导研制的4米级光学红外高技术望远镜等。去年年末的时候,南大又联合香港大学、香港中文大学以及澳门科技大学共同组建了“苏港澳高校天文与行星科学联盟”,并且被推选成为理事长单位,推动三地在天文与行星方面的交流合作、资源共同建设共享。
《中国科学报》:您如何看待科普对于天文学科发展的作用?
李向东指出,科学普及属于天文学科承担社会服务功能的一个关键方面,它跟科学研究相互补充、彼此不可或缺,还是评估学科建设成效的一项重要指标。科学普及不但能够提升公众的科学素养,更是我们招揽优秀青年学生投身天文学队伍的重要举措。
南大天文学科,其科学普及工作,向来具备特色,且有着成效。左涤江天文台,全年面向社会开放,每年接待了上千人次的参观访问。我们每年举办面向中学生的夏令营,还举办面向大学生的夏令营,与地方共同建设“天文科技创新教育基地”,以此增进青少年对于天文学的了解及兴趣;设立了科普讲座品牌栏目——“南天学堂”,把天文学成果以生动活泼的形式精准地传递给社会大众,云讲堂还成功在“学习强国”上线,在社会上引发了很好的反响。
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