行星科學,一個既古老又嶄新的領域。古老,因為它主要是由天文學和地質學這兩個古老的學科孕育而成;嶄新,則是因為直到20世紀50年代,人類才開啟太空探索的新紀元。
行星科學的根扎在天文學與地質學的土壤里,以物理、化學、數學等學科為養料,在深空探測技術的照耀下茁壯成長,它的新枝新芽正不斷拓展著人類對自身和宇宙的認識。
我進入行星科學的路徑既充滿了偶然性,也暗合了行星科學的上述特征。
大學期間,我所學的是地質工程。地質學是一個探索大自然的學科,我跟著老師去過不少地方,巍峨的秦嶺、廣袤的戈壁、平坦肥沃的平原……野外不僅增長了我在地質學上的見識,還讓我嘗到了很多特色的美味佳肴。
帶著這樣的體驗,我開始了自己在青藏高原的探索。我和同伴在近5000米海拔的山頂上煮雪取水,躺在四壁漏風的牛棚里仰望浩瀚、清澈的星空;也開始進行實驗,用真實的數據來解釋地球的現象。
在學習過程中,我意識到自己更喜歡注重理論學習和思辨性培養的理科,而非對實操要求更高的工科,于是便開始有意識地自學相關課程。但是在開展博士課題之前,我所研究的依然只涉及某一局部地質現象。
我的博士課題則涉及了地球的生長過程,需要把地球作為一個整體,通過與隕石或其他天體進行對比,來研究地球形成和演化的過程。因此,我開始正式用行星科學的思路來研究地球。
現在,行星科學已經成了一門本科專業。那么,它都上些什么課呢?
以我自身的體驗,行星科學包括一部分地球科學的課程,因為地球是我們目前研究得最透徹的行星。但是,許多地球科學課題都要依靠實地考察和樣品分析來進行研究,僅靠地球科學的手段是無法研究其他行星的,因此,我們還需要十分扎實的數理化基礎,讓這些課程為我們提供更根本的視角。
不僅如此,想要成為一名行星科學家,你還需要:
學會思考,合理地保持懷疑精神。在研究的過程中,我慢慢體會到科學研究的一種邏輯:針對某一科學假說,設計旨在證明其錯誤的驗證方案,再根據實際結果,修正或推翻該假說。
這種邏輯的原則來自科學哲學中的證偽主義,因為科學假說通常是在適應已知事實的基礎上被構建起來的,因此,我們應該努力嘗試證明它的錯誤。若它很容易被證偽,就需要被修正或放棄;若它經受住了多次證偽的考驗,它的可信度就會增加。這種邏輯不僅具有探索性和進步性,也有助于我們保持謙遜的態度,意識到所有理論都是暫時的,依然有待進一步的檢驗。
有好奇心。保持對自然界或社會現象的好奇心,從好奇的種子里誕生的小樹苗會長得更好。
擁有從業余到專業的意識。對數學、物理、化學、地球科學和天文學等學科深入、系統地學習,努力讓自己從一個業余愛好者變成一個專業的科研人員。
讀萬卷書,行萬里路。親眼看過、親手摸過后,許多書本中的內容會變得更親切。
鍛煉身體。做好研究的同時,也要注意身體健康。載人航天飛速發展,難道大家不想在未來登上火星或土衛二嗎?
氫和氦是宇宙大爆炸形成的,元素周期表中,許多元素都是恒星內部燃燒過程的產物。我們的身體里絕大多數是水,組成水的氫來自宇宙大爆炸,氧來自恒星內部的核反應。某種意義上來說,我們不僅是我們,也是宇宙和星辰。能夠更好地理解自身所處環境,或許就能更好地體會學習行星科學的魅力。
(責任編輯 / 牛一名 美術編輯 / 周游)