天文專業(yè)
三水錳礦 / 2021-10-05
大家好，先自我介紹一下。我是南大天文本科，期間在悉尼大學(xué)暑期交換，伊拉斯謨歐盟碩士項(xiàng)目天文專業(yè)，碩士期間去了歐洲四個(gè)國家讀書，香港大學(xué)物理系博士在讀，準(zhǔn)備去美國交流訪問。
我專業(yè)學(xué)習(xí)天文已經(jīng)有8年了，研究方向主要是觀測、儀器和天文大數(shù)據(jù)處理，在觀測方面我做過光學(xué)紅外的測光光譜、射電波段的大質(zhì)量恒星形成、X射線星系熱氣體和積分場光譜數(shù)據(jù)的星系點(diǎn)源研究，在儀器方面我跟著澳方參與了中澳合作的南極天文臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的模擬和規(guī)劃，并發(fā)表sci一作論文一篇。
現(xiàn)在博士的主要課題是空間望遠(yuǎn)鏡的模擬和規(guī)劃，以及應(yīng)用人工智能的大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，這些正在規(guī)劃中的多波段系列望遠(yuǎn)鏡的主要目的是尋找和監(jiān)測近地小行星。
主要內(nèi)容：
下面我就對大家比較關(guān)心的問題進(jìn)行介紹，后面會(huì)有提問時(shí)間，我介紹的順序是：天文專業(yè)的分支和工作方式，天文專業(yè)的出路去向和職業(yè)規(guī)劃，天文本科和課程設(shè)置，天文碩博和國內(nèi)考研，港澳和國外學(xué)校的申請。
我看到大家對于申請的熱情是比較低的，可能你們還比較年輕沒有考慮那么久遠(yuǎn)，或者覺得這個(gè)需要花很多錢，但其實(shí)不是這樣的。本科天文一般來說是真土豪，但是碩博的話基本上可以靠獎(jiǎng)學(xué)金來生活，而且國外給的錢會(huì)比國內(nèi)更多。
對于天文專業(yè)來說，很少有人完全沒有國外的經(jīng)歷，除非自身能力強(qiáng)而且堅(jiān)持不出去。早的可能從本科就出去，晚一點(diǎn)的會(huì)博士聯(lián)培或者出去博后，高校也會(huì)比較喜歡有國外經(jīng)歷的人。
天文專業(yè)分支和工作方式：
天文專業(yè)大致上分為天體物理、天體測量和天體力學(xué)，以及天文技術(shù)。
天體物理又有很多分支，按研究對象可以分為太陽、恒星、星系、宇宙學(xué)，按研究波段可以分為射電、光學(xué)紅外、紫外、高能，也就是X射線、gamma射線和一些宇宙線，以及不屬于電磁波的中微子和引力波。這些研究有偏觀測的也有偏理論的，按工作方式也可以分為理論、觀測和模擬。
天體測量和天體力學(xué)可能我們接觸得略少些，舉個(gè)例子，天體測量可以是銀河系較差自轉(zhuǎn)，天體力學(xué)可以是研究太陽系小天體的運(yùn)動(dòng)。
天文技術(shù)涉及到儀器的設(shè)計(jì)、模擬和建造、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)平臺(tái)、大數(shù)據(jù)處理和人工智能應(yīng)用等。
還有就是行星科學(xué)，是天文與地學(xué)的交叉學(xué)科，主要研究太陽系的天體和系外行星。相關(guān)學(xué)科還有空間科學(xué)，這個(gè)跟航空航天聯(lián)系更加緊密一點(diǎn)。
可以說天文雖然是一門比較冷門的學(xué)科，但是它適合的人群是非常廣泛的，不管你是喜歡推公式，還是搞觀測，還是寫代碼，還是造儀器，你都可以在這里找到一席之地。你可以根據(jù)自己的能力和興趣選擇合適的方向，但絕大部分方向都要求一定的物理基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)代碼能力。
對于占主流的、比較傳統(tǒng)的天文學(xué)研究，你會(huì)花一些時(shí)間去看前人的文章，這要求過硬的英語能力，然后提出自己的想法，申請觀測，進(jìn)行觀測和數(shù)據(jù)處理，把結(jié)果寫成論文發(fā)表，這個(gè)過程需要物理基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)能力。并且你會(huì)經(jīng)常有機(jī)會(huì)到國內(nèi)國外開會(huì)和觀測，對于喜歡游玩的同學(xué)比較利好，我到現(xiàn)在為止長住過的國家和地區(qū)已經(jīng)有七個(gè)了。如果到了博后和教職階段，還需要上課和帶學(xué)生。
近年來依賴大數(shù)據(jù)的研究者越來越多，大型儀器也越來越傾向于按自己的計(jì)劃進(jìn)行觀測，然后直接在網(wǎng)上開放下載，所以未來觀測這一步可能會(huì)被直接下載數(shù)據(jù)所代替，并且數(shù)據(jù)處理過程也會(huì)越來越依賴計(jì)算機(jī)代碼能力。
因?yàn)樘煳膶W(xué)極少有社會(huì)上的對口工作，除非比較有科普天賦，專職科普或者去天文館，對口的工作基本上只有去高校任教或去天文臺(tái)做研究員，而教職要求必須有博士學(xué)位，很可能還要做博后，所以我認(rèn)為比較適合學(xué)天文的人要滿足這樣幾個(gè)條件。
第一位是要感興趣，對于物理感興趣并有能力學(xué)好，對計(jì)算機(jī)編程不反感，對天文研究的意義比較認(rèn)同。本科的話我覺得最好能考上985這樣的水平，其他人不是不行，但是要認(rèn)識(shí)到前面的困難。你們應(yīng)該也知道天文前些年之前就那幾個(gè)學(xué)校開設(shè)，到時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)行業(yè)內(nèi)的不是南大就是北大要不就是科大的，普通學(xué)校的同學(xué)可能會(huì)遇到的壓力比較大。而且天文需要的人確實(shí)不是很多，如果混得一般的話未來也會(huì)比較糾結(jié)。
然后是不能有后顧之憂，比如說家里急著你本科畢業(yè)去賺錢，或者有人重病需要照顧離不開人，因?yàn)樘煳拇T博雖然會(huì)有獎(jiǎng)學(xué)金，但是大部分人只能供得上自己，國內(nèi)的話可能還要家里補(bǔ)貼一點(diǎn)。而且你需要升學(xué)，很難保證一直在同一個(gè)學(xué)校，甚至同一個(gè)國家。
還有就是千萬不要因?yàn)樽约盒愿駜?nèi)向、不愛跟人說話就想去做天文，你會(huì)發(fā)現(xiàn)你不僅要經(jīng)常和人打交道，而且很可能要經(jīng)常和外國人打交道，再往后走還要上課、帶學(xué)生等。
如果一提到物理就頭大，但是喜歡經(jīng)常跑出去拍深空照片之類，可能還是作為愛好更好一些。專業(yè)天文對于物理愛好者會(huì)更友好一點(diǎn)，按理說是要學(xué)習(xí)物理系的全部基礎(chǔ)課程的。
天文的出路去向、職業(yè)規(guī)劃：
天文的話大部分人是本碩博讀完，做一到兩期博后，然后去高?；蛱煳呐_(tái)找教職。少部分人讀完本科或碩士就可以去天文館這種科普機(jī)構(gòu)，還有在網(wǎng)上科普做得比較好的會(huì)自己創(chuàng)業(yè)。工業(yè)界這邊就對應(yīng)著計(jì)算機(jī)和大數(shù)據(jù)相關(guān)工作，如果想轉(zhuǎn)的話在學(xué)業(yè)的某個(gè)階段修幾門計(jì)算機(jī)，再刷刷題和項(xiàng)目就可以去找工作了，這方面是比較容易的，還有一部分人會(huì)轉(zhuǎn)行去做教育，去中學(xué)或者進(jìn)教育機(jī)構(gòu)。
如果不考慮現(xiàn)實(shí)問題，單從學(xué)術(shù)發(fā)展的角度出發(fā)，我會(huì)建議你盡早出國學(xué)習(xí)，但是實(shí)際操作上來說，因?yàn)閲獾谋究埔话惚容^貴，大部分人會(huì)在碩博或博后出去?，F(xiàn)在國內(nèi)比較喜歡有海外經(jīng)歷的人，但是也需要你有一些國內(nèi)的根基，所以在國內(nèi)找個(gè)大牛導(dǎo)師，然后通過聯(lián)合培養(yǎng)出國，或者讀完博士出去博后一兩期，也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
現(xiàn)在天文本科也沒有幾所，而且中間似乎有一些斷層，如果你本科沒考到北大、南大、科大、國科大、北師大這些比較不錯(cuò)的天文院校，現(xiàn)在多了一些選擇就是清華、上交、廈門、中山和華中科大，也可以去一些物理不錯(cuò)的學(xué)校學(xué)物理，同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)一些天文基礎(chǔ)知識(shí)，利用暑假去做一些天文的科研項(xiàng)目，然后再保研考研或申請進(jìn)天文，這樣和天文本科的差別也不會(huì)特別大。本科學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)或者光學(xué)工程等專業(yè)，進(jìn)天文技術(shù)方向也是一個(gè)思路。不太建議一開始就把出路都押在天文上，多給自己留些后路。但如果認(rèn)準(zhǔn)了做天文，沒必要再去報(bào)物理，因?yàn)樘煳牡奈锢砘A(chǔ)課程是足夠的，基本上和物理系一起上課。
選擇方向的時(shí)候建議以興趣為主，畢竟你都做天文了，還不能隨性么?？紤]熱門的話可以在某方向在國外剛火的時(shí)候開始讀博，畢業(yè)之后正好國內(nèi)會(huì)跟進(jìn)，比如說現(xiàn)在引力波比較火，觀測這邊就是多波段和大數(shù)據(jù)、人工智能，高能、射電方向也比較不錯(cuò)。現(xiàn)在馬斯克發(fā)射星鏈，我個(gè)人猜測未來的空間望遠(yuǎn)鏡也會(huì)有所發(fā)展。做觀測的話可以盡量選擇擁有大儀器比較多的單位，或者你發(fā)現(xiàn)比如國臺(tái)正在規(guī)劃2m的空間望遠(yuǎn)鏡，你就可以在讀博時(shí)選擇相關(guān)的方向，然后回來正好使用這些儀器進(jìn)行研究。
其實(shí)天文專業(yè)沒有明顯的就業(yè)概念，不管你是本科、碩博、博后還是教職階段，你都是在做天文的研究，一般到了碩博就會(huì)有一些收入了，認(rèn)為從博士開始算工作也是可以的。本碩博大概需要8-12年的時(shí)間，然后博后2-4年，然后找教職，大部分人正常發(fā)展的話是在30-35歲找教職，博士畢業(yè)直接找教職也是可以的，不過一般找到的職位水平會(huì)有一些折扣。
目前的話國內(nèi)天文還是在一個(gè)擴(kuò)張的階段，各大高校紛紛開設(shè)天文專業(yè)，也會(huì)擴(kuò)招一些老師。不過我不是很建議直接在國內(nèi)找教職，這樣子考核會(huì)比較辛苦，待遇也不太高，有能力的可以在海外讀博和博后，然后青千回國，或者在海外找教職，然后引進(jìn)回國，這樣可以跳過這個(gè)考核的階段，直接獲得比較穩(wěn)定的職位。不過現(xiàn)在國內(nèi)高校編制逐漸取消了，這也是一個(gè)問題，目前非升即走制度怎么處理還不是很明朗。國內(nèi)也會(huì)有一些年齡限制，一般的青椒是35歲以下，海外教職引進(jìn)是45歲以下。
天文本科、課程設(shè)置：
如果你是中學(xué)生，以后有志于做專業(yè)天文，現(xiàn)在主要學(xué)好數(shù)學(xué)物理就可以了，盡量考一個(gè)好一點(diǎn)的大學(xué)。天文愛好方面比如觀測就作為業(yè)余愛好，也可以看看科普書之類的。如果在天文知識(shí)和觀測方面有專長，有條件也可以參加天文奧賽。
天文本科的課程以物理基礎(chǔ)課程為主，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課為微積分、線性代數(shù)和概率論與統(tǒng)計(jì)。
計(jì)算機(jī)需要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和一門編程，后續(xù)可能需要學(xué)習(xí)數(shù)值計(jì)算，還有需要自學(xué)Linux系統(tǒng)和Python，根據(jù)方式還有一些專業(yè)的軟件。
物理需要學(xué)大學(xué)物理，數(shù)學(xué)物理方法，然后是四大力學(xué)，也就是理論力學(xué)、量子力學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理?？赡苓€需要選修流體力學(xué)、相對論等。
天文課程要看學(xué)校的開設(shè)能力，一般有普通天文學(xué)或高等天文學(xué)、實(shí)測天體物理、射電天文學(xué)、X射線天文學(xué)、高能天體物理、星系天文學(xué)、恒星大氣或理論天體物理、宇宙學(xué)、天文數(shù)據(jù)處理方法、天體力學(xué)、球面天文學(xué)等等。
天文本科的同學(xué)一般會(huì)從大二大三開始參與科研項(xiàng)目，非天文本科也可以在有一定基礎(chǔ)后參加創(chuàng)新項(xiàng)目，或者自己聯(lián)系天文臺(tái)的老師進(jìn)行暑期科研訓(xùn)練。一方面先了解一下自己是否適合科研，另一方面也了解一下自己適合哪些方面，喜歡怎樣的工作方式和怎樣的導(dǎo)師，也能積累一些科研經(jīng)驗(yàn)，為之后的選擇打基礎(chǔ)。
天文碩博、國內(nèi)考研：
如果你是比較好的學(xué)校天文本科或者物理本科，大部分同學(xué)是可以直接保研的，成績原則上85分以上可以申請出國，80分以上也可以試一試，出國的話也需要一定的科研經(jīng)歷，但不是必須要有成果。我這里出國是默認(rèn)獎(jiǎng)學(xué)金的，自費(fèi)可以隨意。
可以保研的同學(xué)在選擇上面余地比較大，可以在大三暑假參加各高校的夏令營，直接推免過去，這個(gè)過程也比較輕松。如果說是不能保研、也暫時(shí)不打算出國的這部分同學(xué)，考研的話以中科院國科大的幾個(gè)天文臺(tái)為主。
因?yàn)橄衲洗蟊贝筮@些地方招收考研的學(xué)生非常少，甚至是不招的，考的話風(fēng)險(xiǎn)會(huì)比較大，而且他們會(huì)有大量天文本科的同學(xué)在里面，這些高校的導(dǎo)師也少一點(diǎn)，雖然實(shí)力都很強(qiáng)，這樣考研的同學(xué)在里面壓力會(huì)比較大。當(dāng)然現(xiàn)在新開設(shè)天文專業(yè)的高校招生還算多一些，也可以考慮。
考研的同學(xué)里面物理本科的基本上是最對口的，所以不用太擔(dān)心，工科本科的同學(xué)也會(huì)有一些，計(jì)算機(jī)本科考天文技術(shù)也是可以的。其他學(xué)科比如文科之類的我不是特別了解能不能報(bào)考，考研需要準(zhǔn)備的東西也比較多?？佳谐踉嚾绻皇菍I(yè)課刻意選擇考天文的話，是可以不涉及天文的。
天文臺(tái)比較熱門的有國家天文臺(tái)、紫金山天文臺(tái)、上海天文臺(tái)，比較偏遠(yuǎn)的還有云南天文臺(tái)和新疆天文臺(tái)。三大臺(tái)的實(shí)力都比較強(qiáng)，好導(dǎo)師多，學(xué)生相對少，課程比較偏觀測和實(shí)用，觀測資源也豐富。其中紫金山天文臺(tái)比較特殊，它是中科大的學(xué)籍，而且現(xiàn)在主要部門在南大仙林校區(qū)，和南大天文在一起，如果去了的話在中科大和南大都可以上課。
不管是考研還是保研，我都建議你提前去了解一下你要選擇的導(dǎo)師，利用假期去他們那邊轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，和組里的師兄師姐交流一下，關(guān)注一下他們的出路去向，文章發(fā)表情況和工作狀態(tài)、心理狀態(tài)。（但天文這邊科研環(huán)境還是不錯(cuò)的，不需要過分擔(dān)心。）
港澳和國外學(xué)校的申請
天文本科申請這種少數(shù)人的選擇我就略過了，如果是有足夠的錢和眼界去考慮本科出國，還學(xué)這種冷門專業(yè)，我覺得也不太需要我來講解。英美澳加這些國家基本上讀本科要準(zhǔn)備200萬吧，像歐陸日韓新加坡要便宜一些，但是可能需要小語種，像德國法國免學(xué)費(fèi)的地方，可能出個(gè)生活費(fèi)一年十來萬就可以。真的有錢可以盡早出去，因?yàn)閲獾慕虒W(xué)和科研資源還是比國內(nèi)更好。
碩博的申請首先要考英語，也就是托?；蛘哐潘?，北美的話可能還要考GRE，不過現(xiàn)在需要GRE的地方越來越少了。然后就是準(zhǔn)備材料和聯(lián)系導(dǎo)師，最終結(jié)果其實(shí)主要還是依賴于你之前的成績和科研成果，所以這一部分就好好準(zhǔn)備就可以，天文申請絕大部分人都是自己申請不找中介的。
導(dǎo)師的資料可以到學(xué)校官網(wǎng)去看，可以提前看一看他們的文章和組里畢業(yè)生去向，也可以通過之前的導(dǎo)師給你介紹，或者到會(huì)議上去認(rèn)識(shí)?？梢哉f一個(gè)好的導(dǎo)師可以決定你讀博的幸福感、成果和未來出路，所以一定要非常慎重。最好能夠找到學(xué)術(shù)好、人品好，給予足夠指導(dǎo)而且不過分壓榨的導(dǎo)師。
關(guān)于選擇年輕的導(dǎo)師還是歲數(shù)比較大的導(dǎo)師，這個(gè)看個(gè)人的喜好。年輕導(dǎo)師比較有活力，容易和學(xué)生打成一片，想法多科研勁頭足，但是會(huì)比較辛苦。年長的導(dǎo)師對方向的把握比較精準(zhǔn)，有名望，但是可能不會(huì)特別細(xì)致地管你，而是需要你自己去搞定一些細(xì)節(jié)。
大部分人想做科研都是本科直接申請博士的，不過現(xiàn)在隨著申請難度提高，以及很多人想多考慮一下是否繼續(xù)讀博，也會(huì)選擇讀一個(gè)碩士來過渡。因?yàn)楦信d趣的同學(xué)比較少，所以這方面我就不展開了，如果有問題你們可以針對性地問。
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