时间是真实存在的物质,还是人脑中的幻觉?
时空旅行真的存在吗?
……
如果你也对以上问题感到好奇
不如来今天的采访故事中一探究竟~
13岁自制天文观测拍摄仪器
保研中科大天文系硕博
毕业后为何投入互联网行业?
又为何转而选择教书育人?
……
让我们一起走进他的故事——
M老师的“天文之路”
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翰林M老师
物理导师
◆中国科学技术大学天体物理学博士,法国原子能委员会CEA-Saclay天体物理系访问学者,师从欧洲著名天文学家Emanuele Daddi教授
◆ 基于地面天文台和哈勃空间望远镜释放的光学和近红外数据,研究方向涵盖高红移星系、活动星系核、宇宙大尺度结构等,在天文学ApJ、PASJ等顶级期刊和国际学术会议上共发表一作论文三篇、其他合作文章共八篇。
◆ 专业背景过硬,数理基础扎实,对于物理知识体系的理解深刻而透彻。善于透过事物的表象洞察到其背后的自然本质,并用朴实生动的语言阐述其中的相关概念和原理,使得同学们对物理和自然产生浓厚的探索兴趣。
◆ 授课风格轻松生动,注重对基础概念的理解和逻辑思维的训练。
授课体系及科目:AP、Alevel、IB等物理课程以及各类物理竞赛
一本《果壳中的宇宙》
点燃了梦想的火苗
宇宙具有多重历史,
每一个历史都是由微小的硬果决定的。
果壳中的宇宙是什么样的?
时间有形状吗?
黑洞的未来会如何?
时间旅行可能吗?
……
作为“霍金三部曲”的第二部,在《果壳中的宇宙》中,霍金运用他缜密的几何思维,为我们展示了他对宇宙的发现与构想。
这本书的书名出自莎士比亚的名剧《哈姆雷特》,哈姆雷特认为,即使把他关在果壳中,他仍然自以为是无限空间之王。
就是这样一本《果壳中的宇宙》,在小学时期带给了我巨大的启发,让我非常痴迷于自然万物、时空创生等科学、哲学问题。
小小的望远镜承载着巨大能量
偶然间得到了一支20倍的小望远镜,我就用这个望远镜看月球表面、看太阳表面。星球体的环形在望远镜中清晰可见,深深吸引着我。
直到初中,我拥有了一个单筒望远镜,直径达到15厘米,用三角架架着,带我更进一步探索宇宙的奥秘。
但仅仅停留在观测阶段已满足不了我那时的好奇心,心中不禁冒出了一个疑问:如何才能将观测到的现象保留下来呢?
于是我翻阅了大量书籍材料,在上网还需要“将网页保存至本地”的年代,我花费了大量时间研究,脑海中冒出了一个看似“疯狂”的想法……
为天文做过最“疯狂”的事
我决定自制天文观测拍摄仪器。
说干就干,当即就将自己脑海中的想法用图纸画了下来 ⬇
想法雏形到落地实现是一个艰难的过程,期间也遇到了许多磕绊。
做这个仪器要用什么材料?
塑料?不会加工。
铁皮?剪不动、切不动。
最后我选择了——木板。
当时的条件没有现在那么先进,我手中的工具就是一把钢尺和锯条。我用钢尺比着木板,用锯条慢慢锯下来,裁成一片一片,再用胶水把它粘成一个结构。
但木质结构只是仪器的主体,最重要的是快门的制作。
得益于我的机械“天赋”,小学时期就已经学会焊电路板,做出一个简易收音机了,这一步对我来说还不算太难。
快门是由两片铁叶做成的,用滑轮和油线连接,用手拽一下,就可以“啪啪”拍出一张照片。
经过我的不懈努力,这只全手动天文摄影光学系统总算是完成了。
从有想法→查阅资料→动手完成,最后是非常有成就感的。其实每件事的过程都不难,只要定下目标,遇到问题一步一步解决,最终都会实现。
*观测记录
校内的物理学习游刃有余
相比起动手做一个仪器,校内浮于表面的物理学习对于我来说简直易如反掌,甚至是属于我的“舒适圈”。
不涉及电烙铁、不需要用镊子小心翼翼地夹转轴、也不会出现因为误差而前功尽弃的情况,只需要一支笔,就可以将卷面填满。
因为不满足于校内教授的简单物理知识,我经常自己去翻阅70年代的旧书籍、上网查资料、捣鼓一些小DIY。
我一直认为,对于孩童来说,动手做实验/机械,是对知识点更直观的理解。
重拾梦想
回归“望远镜前的少年”
因为高中的严苛管理与家长寄予的厚望,我从高一起就暂停了所有的热爱,专心投入学习之中。
高考后,数字媒体成了当时的热潮。由于对时代流行趋势的好奇、未来就业前景的考量,我选择了哈尔滨工业大学的数字媒体专业。
内心深处的“空缺”让我重拾梦想
步入大学后,我了解到只要考进系里前2名,就有机会争取保研名额,我的内心是纠结的。
也许数字媒体的就业前景确实不错,但是扪心自问,心里的那个终极答案还是差了一点。如果现在有一个机会,可以在未来加入天文圈去做科研,那对我的人生来说将会意义非凡。
想法一旦萌生,便会愈发坚定。
从大二开始,我便开始“连轴转”学习,不仅要保证自己本专业排名第一,同时还要自学天体物理学的内容,工作量极其巨大。当被学习重担压得喘不过气来时,我会去操场上跑步释放自己,不过跑完也需要抓紧时间,马上回自习室接着学习。
其实最大的驱动力还是内心的那个目标,一想到未来有机会可以和天文届的“大佬”交流,我就充满了动力。以兴趣为基石,再用99%的努力堆砌,成功铸造了我的保研之路。
进入中科大天文系,开启“逐梦之路”
踏进中科大校门的那一刻,内心的狂喜难以按耐,对各个学院楼、实验室都充满了好奇。
看见那些巨大的大型科学仪器,内心充满了震撼。另外也感觉非常神圣,为人类的知识体系拓宽边界的这些志士,就工作在这些与世隔绝的山顶上,他们无数个夜晚就操纵着这些大型仪器去观测璀璨的夜空。
圆顶最上端 ⬆
硕士的学习以上课和做课题为主,根据导师提供的综述性文章,在前人研究的基础上继续推论;博士阶段基本没有课程,主要跟着导师一起做研究。
中科大的天文系资源非常优渥,有着天文圈一流的学者,而且能搞到高精尖的数据,比如我们组就可以搞到哈勃望远镜的数据。
哈勃空间望远镜(英语:Hubble Space Telescope,HST),是以天文学家爱德温·哈勃为名,在地球轨道的望远镜。哈勃望远镜接收地面控制中心(美国马里兰州的霍普金斯大学内)的指令并将各种观测数据通过无线电传输回地球。
哈勃空间望远镜和康普顿γ射线天文台、钱德拉X光天文台、斯皮策空间望远镜都是美国国家航空航天局大型轨道天文台计划的一部分,由NASA和ESA合作共同管理。
读博的每一天,都是大开眼界、法喜充满,震撼和激动一波接一波,了解到了人类对于自然的认识已经达到了如此厉害的地步,但同时更加感受到人乃至整个人类社会都太渺小了,都太没有意义了,于是又陷入哲学上的沉思。
前往法国访问学习,收获颇丰
我的博士导师在法国有一个合作者,常年和他合作搞研究、发文章,不定时会有一些奖学金项目,去法国访问学习,我便牢牢抓住了这个机会,成功申请上了中科院-法国科学院联合培养博士生项目。
得益于硕士期间读的许多文献,我的英文能力有了质的提升,在法国和导师、同学之间的英语交流也很顺畅。
虽然交流方面无障碍,不过困难时时刻刻都存在。
当我们想探索两个物理量之间到底有没有相关性,做了很多数据、统计分析,最后却发现那道线是平的,或者噪声远远大于趋势,这样的结果会令人十分沮丧。
不同的情况有不同的解决方法,如果是根本方向错了,那就要及时止损;如果只是差一层窗户纸没有捅破,那就再努力努力,看看能否柳暗花明,其实有时候是一种沉没成本问题,及时调整心态也很重要。
这一次的法国访问学习经历给我各方面都带来了成长,不仅见识到了国际合作的形式,也了解了国外机构和学者的日常工作方式、科研流程,让我离天文圈又更近了一步。
投入教师行业
科普、教育与研究同等重要
我博士毕业后的第一份工作进了互联网行业做编程。
可能会有很多疑问:花了5年时间在天文方向,怎么没有从事这方面的工作呢?
我毕业那年正是互联网大火的时期,那是一个现象级的存在,各行各业都在拥抱互联网,这是无法错过的,而我又正好有本科时学习的编程技能,进入互联网行业相对来说是比较容易的。
其实也考虑过留在天文圈,但是我觉得不着急,这一生路还长,趁年轻的时候想看看互联网领域是什么样的,就像“珠峰就在那儿,我一定要去爬爬看”。
宝贵的知识应该被延续
科研、科普、教学,意义同等重要,每一块都需要兢兢业业努力做到最好。
我之所以选择当老师做教学,是觉得人类探索洞察自然的这些宝贵知识,应该被好好地传承和延续下去,人类文明虽然渺小,但却仍是茫茫宇宙中的一个意义非凡的火花。
国际教育的逻辑更贴合学生
体制内的教育相对来说还是偏应试化。我有研究过体制内的教材,通常是先教学生背公式,再利用公式做题,其实按照这样的学习顺序,我都看不懂公式是什么意思。
而国际教材会先给到学生一个场景,再通过场景慢慢推导结论,最后形成一个公式,这样的叙述逻辑会更浅显易懂,有助于学生理解知识点,顺理成章就记住了公式,再也不用死记硬背。
并且国际教育的视野会更广阔,可以将我的才能全方位施展出来~
透过事物的表象洞察到其背后的自然本质
我经常启发学生:你有没有想过,时间是什么?物质世界里到底有没有时间这么一个东西?时间到底是真实存在的物质,还是人脑中的幻觉?
再比如,时间、空间、乃至物理定律本身,都诞生自宇宙大爆炸,从一片虚无中创生,正所谓“无中生有”,一切的存在、一切的表现形式、组织形式都是一种“象”,而非事物的本质,人类是某些“象”之上的生物,也许宇宙的法则就锁定了我们无法看到宇宙最后的本质。
诸如此类问题,虽然严重超纲,但却可以激发学生的探索兴趣,说不定哪个听了我这些思考的学生以后就会成长为一个了不起的大科学家。
国际竞赛的“奥妙之处”
抛开应试和功利性的目的之外,国际竞赛本身能很大程度上提高学生物理/数学专业上的思考能力。
备赛过程中对于逻辑模型、数学模型的使用是大学学习很好的引导。物理相关专业在大一、大二都得学四大基本力学,其中需要用到的数学/物理工具模型、思维方法,在竞赛过程中都是一种预演,提前学习了方法,那么到了大学就会很顺畅了。
导师寄语
从我自己的故事来说,我的高中阶段大多时候都在应试,这是没有办法避免的,但是如果有可能,我还是希望能多出一段经历,去追寻自己的热爱、去思考自己的未来规划。
对于正在纠结未来方向的同学,我想说:请遵从内心。也许当下的热潮并不是最适合自己的那条路,专业的选择需要长期规划!
从夸克到星系,从奇点到热寂。
穿越百亿年时空,老师同你一起,
聆听万物创生的伟大故事、
领略自然世界的恢弘壮丽。
祝愿同学们学业有成、前程辉煌!
——M老师
*以上内容获得导师本人授权发布,未授权的原创内容禁止转载到其他平台,违者必究!
看完M老师的精彩故事,
是否勾起了你对天文学的好奇?
对于未来的方向你是否已经有了目标?
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