真要論輩分,天文學可比物理學高多了

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天文學作為人類最古老的自然學科,啥時候要成為物理下屬了?

講道理,我們連單位都不一樣好吧。

誰在天文上用公里和光年啊,我們用天文單位和秒差距好吧。

誰在天文上用千克和噸啊?我們用太陽質量好吧。

誰在天文上用坎德拉啊?我們用星等好吧。

等等,期刊也不一樣好吧?我們有自己的 APJ,A&A,MNRAS 好吧。

地球上鼎鼎大名的物理研究所星羅棋布,可是誰人不知 NASA 啊?沒錯,學物理會知道黑洞,知道 CMB,知道哈勃流,可是天上黃道星座背得不一定比某些小女生全吧?天上的二十一顆一等星加五大行星不一定能夠一一指出來吧?哪天去看流星雨也不一定知道吧?

誠然,對現代天文學來說,物理是非常重要的。

沒有物理基礎,天文上面的現象都很難解釋的。

可是學物理的不要老想搞大新聞,動不動吞併一個學科。

學科之間從來都是平等的,根本沒有隸屬和高低之分。

更別提鄙視鏈了。

做學問的何必在乎誰是最牛逼的學科呢?古人說「上知天文」,只不過是形容知識的深度和廣度而已。

現在的計算機技術,材料學,自動化的發展,對古人來說何嘗不是如天文現象一樣不可思議?

之所以答主會覺得天文和物理之間關係如此緊密,恰恰說明了天文在今天是小眾學科。

沒錯,很多的天文專業都是依賴物理系而建立,最主要的原因是因為天文應用面太窄。

如果人類能輕鬆穿行宇宙,那麼如何開發某種天體的能源就會成為顯學,應用多自然工作多,也就能單獨出去。

古代的天文專業有很強烈的宗教和神學因素在內,那時候天文是貴族學科。

而現代的天文專業更多的是為了滿足人類興趣和物理研究需要,和物理的關係緊密自然很正常了。

天文學和物理學本質上還是兩門不同的學科,只不過現代天文學和物理學高度重合,天文學依賴物理的理論來解釋天體現象,物理學依賴天文學的觀測結果來完善理論。

二者是戰友關係,而不是隸屬!

嚴格意義上,很大部分天文學內容僅僅把物理作為理論指導。

比如對於望遠鏡,光學理論是基礎,但是磨鏡子,做 CCD,射電天線陣列,望遠鏡機械結構等等,這些都是類似其他工科一樣,部分依賴物理基礎,但是絕大多數都是工程實踐,一點點試出來的。

其實,很多的天文學家更希望多懂點計算機基礎。

好多天才的程式設計師對於天文學家的幫助不是一點半點。

而且天文學一個和其他學科很本質的區別,就是觀測是天文的基礎,而觀測技術和觀測方法本身也是門很繁雜的學科。

現在很多觀測項目就是觀測天區,找目標源,測光譜等。

這些天文學經典內容從哥白尼,伽利略時代過來的四五百年內沒啥大的變化。

天文學說白了就是看天體,是被動的觀察,往往需要作統計來總結規律。

而物理,從初二第一節課大家就已經知道物理是實驗科學,任何站得住腳的理論往往要設計實驗來驗證。

「現在的天文學中,天體物理占的比重極大,「純粹」的天文學已經很少了」

很遺憾,現代天文學純粹天文的仍然不少,應該說反而更多。

其實現在理論對天文來說不是最大的瓶頸,觀測才是……火熱的系外行星仍然在被孜孜不倦的探索。

數以百計的望遠鏡長年累月的日夜巡天,智利的 ALMA 天天跟著星月升落搖晃著她們好奇的腦袋,哈勃在太空盯著遙遠的星系默默積攢著橫跨過上百億光年的光子……而未來,夏威夷三十米望遠鏡已近完成,哈伯的繼任者韋伯馬上上天,貴州的超級巨眼即將初睜朦眸,澳洲的平方千米陣列「大軍」已吹響號角開始集結。

事實上現在的觀測結果對於我們理解宇宙還遠遠不夠,我們更想知道這個宇宙的細節……

「天體物理、宇宙學在物理學中的重要性也越來越高。

天體物理當然是物理的分支,她本質上是用物理來解釋天文現象。

現代的物理學發展到耗費幾十億刀建立加速器才能發現新粒子的地步,大家自然要想辦法開拓新領域。

天體物理也是最近幾十年才如火如荼的,本質上得益於現代物理學的發展使得研究這些天體成為可能,也正好是天體物理能夠在地面做不到的條件下檢驗物理理論的正確,比如宇宙學,黑洞,引力透鏡檢驗相對論。

極高能射線檢驗粒子模型,才迎來了越來越多的重視。

但是天體物理並不是天文學的全部,第一手的觀測資料才是天文學的根本。

為什麼現在天體物理這麼火熱,是因為我們的觀測資料極大的豐富了,所以對於很多的天文現象有足夠的例子去檢驗理論的正確。

誠然,天文學有很多例子是理論指導觀測,比如廣義相對論預言的黑洞,引力波等等。

但是更多的還是有了觀測基礎才帶來之後物理的研究:哈勃流推翻了廣義相對論中無意義的宇宙常數,超新星觀測又把宇宙常數找回來。

CMB 來自於兩個不懂天體物理的工程師的無意發現。

中子星在射電波段那心跳似得規律信號一開始被當作外星人發出的聯絡信號。

引力透鏡是物理先預言出來,但是天文學家利用引力透鏡,反而發現了暗物質存在的事實證據。

種種事例,說明天文學中觀測和物理是相輔相成的,並不是物理就是全部。

至於宇宙學,這個廣義上是哲學,物理,天文三家共同討論的學科。

本來宇宙學是哲學的老本行,只是現代天文技術和物理理論的發展使得宇宙學從一種哲學思辨變得可以被研究和討論:至少在可觀測宇宙這個範圍內,天文學家已經有信心在未來能夠找到其中所有的星系。

然而,你所理解的物理學的宇宙學和天文學研究的宇宙學仍然是兩個概念。

物理學家希望知道宇宙為何誕生,時空的本質是什麼,為什麼會有大爆炸,能否通過和微觀物理結合來找到宇宙演化的根本。

這種意義上的物理宇宙學家,要麼是在日內瓦的群山之下用大型粒子加速器來模擬宇宙大爆炸之初,要麼是在加利福尼亞的海灣之濱用數學公式討論著時空的本質結構。

而對於天文學家不僅僅關心這些,我們還關心宇宙在大爆炸之後的演化,如何從一個均勻的宇宙,發出全天大體一致的 CMB,而後從一個個微小的密度漲落,演化到後來的涇渭分明,有廖無一物,空空如也的「空洞」,也有星系扎堆,密集成團的「長城」,並交織成一張宇宙之網的結構。

在這裡,天文學家不僅僅用複雜的物理公式推導,也不僅僅用望遠鏡一遍遍的遙窺世界之邊,也還會用超級計算機模擬這個宇宙的演化。

現代科學的宗旨是為了探索這個世界的真諦。

物理學和天文學的聯合,本質上是大勢所趨。

但是僅僅以為掌握了物理等於掌握了天文那就很好笑了。

沒有天文觀測,物理學家在目前條件下怎麼做實驗也做不出暗物質暗能量的。

同樣沒有物理預言,天文學家也不會想到宇宙中還有黑洞這種本質上無法直接觀測的天體。

就算是天文學內部,觀測和理論也不是全然相同的,理論和觀測往往是兩個圈子。

好多理論學家連銀河系中心在哪兒都不知道,他們往往抱怨觀測結果多麼糟糕,卻不知道實地觀測有多麼苦逼,往往準備幾個月,熬了幾天幾夜,辛辛苦苦的結果卻因為天氣或其他原因要麼無法觀測,要麼數據完全無用。

而理論學家往往嘲笑觀測者拿著幾個似是而非的例子就想得出結論,而且只注重現象而不清楚內在物理過程,這其實一點用也沒有。

還有一點,天文學有一點和化學很像,在很多地方都有近似,經驗公式什麼的。

記得有人說過,天文學家往往不關心具體的數值,只在乎數量級……如果拿物理那種精確到小數點後十位的理論來套用天文,有處女座情節的估計得瘋了不可。

況且,現在的物理學模型和觀測結果也有很多有出入的地方,在今後也是兩個學科共同要探討,共同努力的方向~


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