探索宇宙奧秘的地球與空間科學專業

李智

看完《星際穿越》后，同學們是否被電影中令人炫目、目不暇接的空間探測技術所深深吸引，從而萌生出立志搞科研的想法？或者對庫珀等人在“米勒”星球遭遇上千米級巨浪的大海嘯而驚愕萬分，從而有一種試圖探索自然奧秘的沖動？如果答案是肯定的，那么地球與空間科學也許會是最適合你的專業。

與當下一些熱門的專業相比，地球與空間科學是一個年輕且充滿生命力的專業，屬于地球物理學類。地球是人類唯一的家園，資源和環境與我們的生活息息相關，可持續發展是目前全世界共同關心的話題。地球與空間科學專業的研究領域由地球內部延伸到行星際空間，包括這個廣大區域中不同層次的結構和物質組成，以及物質的運動與各種物理和化學過程。其目標是以物理或化學為基礎，認識我們生活的地球和它周圍的宇宙空間，了解地球本身的運動規律和其他星體對它的影響，為更加有效地利用資源、保護環境、防災減災、實現可持續發展奠定科學的基礎。

地球與空間科學專業在大學里一般分很多個方向，如固體地球物理學、地球化學、大氣科學、空間物理學、環境科學等，不同的學校之間有一定的差異。接下來，我向大家分門別類地介紹幾個具體的方向，畢竟高考選專業即使不會完全決定你們的前途，也難免會在很大程度上影響你們未來的人生軌跡，馬虎不得。

固體地球物理學是一門從物理學的角度研究地球內部及其周圍環境的科學，其研究的歷史可追溯到牛頓和開爾文等物理學家的研究工作。其研究的內容包括：運用物理學的各種原理和方法，以強有力的數學和計算機應用為工具，研究固體地球的整體行為及其內部結構、物質組成、狀態和運動規律等動力學過程及其對人類的影響；了解整體地球系統的過去、現在和未來的行為，從而認識與探索地球內部奧秘并在此基礎上為優化和改善人類的生存環境，預防及減輕自然災害，探測和開發國民經濟建設中急需的能源及資源提供新理論、新方法和新技術。

這門學科近幾年十分熱門，可能與這幾年勘探行業的興起有關吧。當然，選擇這個方向與暴利沒太多的關系，不過在那些久負盛名的石油公司里工作，你的待遇想必也不會差到哪里去。

《星際穿越》里枯萎的農作物、倒退的農業、各種星球上稀奇的礦產資源一定讓你印象深刻，而地球化學正是這樣一門研究地球的化學組成、化學作用和化學演化的科學。它是由地質學與化學、物理學相結合而產生與發展起來的。

自20世紀70年代中期以來，地球化學、地質學和地球物理學已成為固體地球科學的三大支柱。地球化學的研究范圍也從地球擴展到月球和太陽系的其他天體。其理論和方法對礦產的尋找、評價和開發，對農業發展和環境科學等有重要的意義。由于這門學科包含豐富的礦物學知識，很多同學畢業后都會從事礦產資源的探測和開發工作，同時也包括對珠寶玉石的鑒賞工作。

地球日益嚴重的環境問題、《星際穿越》里肆虐的風沙和揚塵便是大氣科學研究的領域。它是一門研究大氣的各種現象（包括人類活動對它的影響）、這些現象的演變規律以及如何利用這些規律為人類服務的學科。大氣科學的主要研究對象是覆蓋整個地球的大氣圈（特指地球表面的低層大氣，以及和它相關的水圈、巖石圈、生物圈，這是人類賴以生存的主要環境）。此外，大氣科學還研究太陽系其他行星的大氣，這個方向的畢業生大多在各級氣象部門從事天氣預報的工作，或是在海軍、空軍從事氣象工作，或是在學校和科研機構搞研究，抑或在各級政府的防災救災部門工作。

空間物理學，也稱為太空物理學，主要包括太陽大氣物理學，日球層（行星際）物理學、磁層物理學、電離層物理學、電波傳播及應用、高層人氣（熱層和中層）物理學、空間探測實驗與技術、空間環境學、空間等離子體物理學及日地關系學等分支，是一門應用性很強的交叉性基礎學科。它主要研究太陽系，特別是日地空間中的物理現象與規律，研究空間環境及其對人類空間活動和生態環境的影響。比如《星際穿越》里的探測器技術、對星際物質的研究都屬于其范疇，同時也包括對在地表肆虐的大沙塵暴的研究。該方向的畢業生大多選擇出國或在國內繼續深造，勵志科研的人數也較多，有的在中國航天科工信息技術研究院等科研單位工作。

當前，人類已進入開發太空資源、開創空間產業的新時期，空間通訊和導航已廣泛應用，空間材料和制藥工程已開始誕生，空間發電系統也將運行，月球基地和行星開發將在下一世紀上半葉出現。由此可見，21世紀將是空間技術和科學蓬勃發展的新世紀，空間物理學人才將大有作為。

（責任編校？筑周峰）