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我在南大读天文

时间:  2023-12-03   阅读:    作者:  方和斐

  “在南京大学天文系就读是一种怎样的体验?”

  看到知乎跳出这条“邀请回答”的提示,我愣了一下。又是一年毕业季,“心怀宇宙遨星汉,敢以数理定乾坤”的迎新横幅犹在眼前,一个个春夏秋冬却已悄悄溜走。目睹熟悉的友人们戴上学士帽,离开拥挤且忙碌的校园,空气中弥漫着淡淡的离愁。

  我打开输入框,无数回忆涌入脑海。一

  入学的时候,我对天文学所知不多。高中教学楼废置的圆顶实验室,磨毛了边的《天文学新概论》《通俗天文学》,撑起了此前我对星空的全部想象。

  懵懂且巧合,我被全中国最好的天文学类专业学校录取了。

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  我一直觉得,夏末是南京最美的时节。日光温柔,晚风习习,校园中满地荷叶青如碧玺。但更鲜艳的,是开学时无数为迎新搭建的帐篷与展板上铺天盖地的“南大紫”。

  方肇周体育馆几千人的开学典礼上,校领导、学者和企业家们轮番演讲。清癯儒雅的方成院士一出场,便引起同学们一阵骚动。

  那时我对“中国天文学会理事长”“世界知名太阳物理学家”等荣誉没多少概念,只是那头银丝,莫名让我对这个行业的职业顶点产生了一些不一样的期待。

  用校领导致辞的话来说:“虚怀若谷,唯真是求,唯美力修。有伟大的成就,也可以做最平凡的劳动者。”

  院里大一开课不多,不过是数学、英语、计算机这几门课程。但单单是一科微积分,就让乍入“高等”大门的我冷汗涟涟。几百人的大教室座无虚席,稍晚到一点儿,连过道里都坐满了人。数学系的黄老师编撰过教材课本,功底深厚,上课拈一支粉笔,从头写到尾。仿佛一有风吹草动,讲台下几十支笔杆子也随之唰唰地摇动;无数数学符号像北大楼上密密麻麻的藤蔓,瞬间爬满整个教室。

  数学老师耐心慈祥,教大学物理的肖教授“肖因斯坦”则严厉得多。第一节课刚开始,他下军令似的训道:“你们现在是大学生了,学的是大学物理,大学课程不能用脑子里过电影那样的学法。”

  大学课程应该怎么学?我一时半会儿领悟不到。唯知道肖老师讲课天马行空,前一句刚讲到滑块小车,后一句就掉进宇宙和暗物质的深渊。一节课上,他纵马驰骋,经典物理、理论数学、现代前沿,杀个七进七出,大放异彩。我跟在后面,弃甲曳兵,气喘吁吁。

  “放轻松,放轻松。”口语老师Adams对我说。她是个美国老太太,退休后和丈夫周游世界,眼界开阔,心态豁达。上她的课基本就是玩儿:用英语讲故事、听歌、看视频……期末报告主题是讲自己的家族故事。我讲完,她在我的成绩条上写:“你已经很优秀了,不要给自己太大压力,希望能继续看到你的笑容。”

  教学院长开学时说:“老实说,天文研究考验的是毅力,www.xinwenju.com即便数理基础没那么突出,也能有用武之地。有人没受过科班训练,照样能成为天文学家。但既然在南大,我们就希望学生不要在这方面落下。”

  “落下”永远是相对的。对我来说,感受到“人外有人”是现实而非自勉。我问一位学长能不能分享考高分的技巧,他说:“我在高中得过物理奥赛金牌,你们现在考的题,我三年前就能做满分。”

  不是所有人都来自省重点中学。没参加过竞赛怎么办?我听说有人刷了几千道题,把89的分数重修到100。每一张答卷都牵动着总成绩,没有人敢彻底放松。

  这种新鲜感里掺杂着紧张与不安。高中3年的一千零一夜,一个声音不断在我耳边回响:“你的机会有限,你想不想获得最大利益?”

  我曾以为高考是神灯,擦亮它后就能拥有魔力,实现一切梦想。但神话破灭以后,很多人还盼望着在别的洞窟里抓到新的精灵。寻之不得,便日日被惶恐煎熬着。

  变美、疯玩、谈恋爱—往昔对大学的期待犹在脑海;出国、拿奖、高绩点—各种“校园神话”充斥于社交平台。

  当一头插满花镖的牛面对红布,它还能做什么?于是,我们一边怀着脱靶的恐惧,一边闭着眼睛猛冲向前。 二

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  并不是所有人都对这种生活有所准备。那年冬天,我们到盱眙县去看双子座流星雨。寒冷夜空下聊起了填志愿时的趣事,一位同学说,当时以为天文学是文科;另一位同学说,以为学天文能当宇航员。

  学院在拓展学生认知上煞费苦心。有一门课专门请中国最有名的天文学家轮番举办讲座,学期末还组织了一次到上海天文台访问的活动。讲座内容今日已不记得,但犹记得那天佘山阳光明媚,天文台食堂里的酱排骨格外好吃。

  最震撼的时刻当属目睹射电望远镜。65米口径的天马射电望远镜屹立在旷野上,顶天立地,雄姿英发。机房里的机箱隆隆作响,指示灯像科幻电影里的场景一样闪个不停。这就是我们将要经历的科研生活吗?回程的大巴车上,每个人都激动不已。

  学校里的天文爱好者社团正在放映露天电影《超时空接触》。故事发生在美国新墨西哥州的甚大天线阵(VLA),荒原大漠,长风猎猎。我们睁大眼睛看着屏幕上的朱迪·福斯特,她头戴耳机,倚在敞篷雪佛兰的引擎盖上聆听外星信号,英姿飒爽。

  这虽然只是一部科幻电影里的镜头,但对我们来说,好像真切地看到了十几年后的职业道路。

  显然,学院也想让我们尽早体验真实的科研生活。每个人都有自己的学术导师,科研项目也比其他院系多得多:创新计划、早期科研、助学兼职岗……

  我的导师是一位研究广义相对论的年轻教授,业余时间还翻译了好几本畅销书。第一次见面,他就问我:“反函数的导数和导数的反函数有什么关系?”我一愣。他笑着说:“没事,我们还有很多时间。只要能想明白这个,这个课题就能做成。”

  即便手下还带着好几位硕士生、博士生,在指导他们写毕业论文最忙碌的时候,他依然坚持每周和我见面,帮我答疑和演练答辩。我时常为自己遇到恩师感到庆幸。直至今日,每次与他交流哪怕片刻,我依旧觉得收获良多。

  进入大学后,我对“天文人”这个群体更全面的认知,基本都是从老师们的可爱之处得来的。轶事之外,最动人的是他们对研究充满热情。犹记一节天文探秘课上,陈鹏飞老师扛着一根大竹竿进了教室—他习惯用竹竿代替激光笔为我们授课。他讲太阳物理领域的历史性难题,讲历辈大师的卓越贡献,讲到最难解、最兴奋之处不禁眉飞色舞:“这个时候,我来了!”

  还有一节高能探测课,邱科平老师走进教室,用低沉的声音告诉我们里卡尔多·贾科尼去世的消息。这位2002年诺贝尔物理学奖获得者,倡议开发了X射线望远镜,福泽了全世界的星系研究。

  邱老师曾在欧洲南方天文台任职,这座天文台矗立在南美海拔4000多米的高山上。他回忆自己在那里观测的体验:星河静默,漆黑的夜路伸手不见五指。稀薄气压下,等待观测结果出来的紧张时刻,心脏咚咚狂跳。

  那是一种什么样的心情?阿伦·桑德奇,这位当代最著名的天文学家,谈起在帕洛玛天文台观测星空时说道:“我就像一个孩子置身于最棒的糖果店里,店里都是你想要的糖果,那简直就是生命中的狂欢节。只有我一个人拿着这家店的钥匙,而且不知怎的,糖果竟奇迹般源源不断地出现。”

  我瞬间理解了那种感受,并急切地憧憬着有朝一日自己也能投身其中。大二时我们上观测课,在天文台里熬到凌晨两三点。深秋的夜晚清澈而寒冷,从后山俯瞰,厚重的夜色包裹着校园。我们喝咖啡压住睡意,掐着表猛抄电脑上的数据。几百光年外的恒星,一颗一颗变成屏幕上清晰的照片。

  教学天文台矗立在校园内的制高点。有一日傍晚,我从食堂出来,赤红的晚霞布满了天空。远望天际线,山尖的圆顶闪着动人的金色。

  我顿时想到某次拜访孝陵卫的中国首座太阳塔,那美丽的建筑形似古堡。光束从塔顶射入,穿过十几面透镜,凝成漆黑暗室里一道鲜亮的彩虹。

  这座亿兆吨的“核熔炉”中心1000年前迸发的电磁辐射,经过高空液态晶体绚丽散射,最终被我们小小的成像仪器捕获。那个瞬间,我仿佛感到一股电流在心底涌动。桑德奇在海尔望远镜主焦点舱里“穿梭时空”时,必有同感。 三

  除了本院的老师,和我最熟的是计算机系的老师“大壮”。有一次计算机课,我做了关于香农信息论的趣谈报告,底下笑倒一片。她正好带了可交互设备的教具,把一顶脑电波控制的帽子扣在我头上。帽子上连着的两只“猫耳朵”,兴奋地转来转去。

  我一度误以为我们的编程教育有点儿浅尝辄止—C语言期末大作业,不过写写类似贪吃蛇、宝可梦之类的程序。听说计算机专业的同学动辄写操作系统、打网络攻防,我们简直不可与之相比。

  直到我暑假去台湾交流学习,将笔记本电脑借给计算机系的学长。他看到我的执行文件,大吃一惊:“你们居然会写图形界面!”

  在南大,对文学素养的培育,不只局限于文学相关专业。有一学期我选修了董晓教授的俄罗斯文学课,他上课从不带讲义,每次3节课连堂,从作家生卒年到作品原文倒背如流。他讲到普希金诗歌的音乐美,言不尽意,干脆用俄语高声吟诵数首。

  在他口中,托尔斯泰一改悲天悯人的面容,契诃夫摘掉了小丑逗乐的面具,屠格涅夫牵起了鲁迅和郁达夫的手。

  文学自有其真实的脉络,而学者口述的“亲历感”,是看多少有关文学的节目都无法与之比拟的。

  文学专业几乎所有课都建立在大量阅读的基础上。英美文学老师讲《权力的游戏》,从第一章的几个守夜人对话里,分析福克纳和康德。纵横开阖间,与文艺复兴、黑格尔、海明威等相关的故事,几乎成了1+1=2般的常识。

  教法国文学课的刘成富教授亦坚定支持学生读原著。他极推崇莫泊桑这样的“古典”作家。他要求我们必须啃《巨人传》《红与黑》《追忆似水年华》之类的大部头。在训练思路上,他向来遵从的也是“传统遗风”:“如果在毕业的时候,能带走二三百本读过的书,那么你们的大学就是成功的。”

  比起闷头苦读,学术理念的传承更为珍贵。教近代史的刘握宇教授温文儒雅、风度翩翩。他说:“我要讲的是普通人的历史,是母亲、农民、小演员、作家等人的历史。”他上课从不用课本,考试只设问答题,且答案不论对错。我犹记得他出的第一道题目:“历史有无规律可循?”

  老师们尝试着帮我们建立一种与历史、人类、社会的深层联系。就像科学史老师说的:“唯有肩负社会责任的知识分子,才是真正的知识分子。”我们也是头一次听到有人说:“你们要从‘自处’到‘共处’,从‘知道’到‘懂得’。”

  这是天文教育的一部分吗?不算是,至少不是学院有意的安排。但专业教育与通识教育相辅相成,二者如水乳交融,密不可分。

  卡尔·萨根说:“很难想象一个有抱负的物理学家,会不去了解柏拉图、亚里士多德、巴赫、莎士比亚、吉本、马林诺夫斯基和弗洛伊德,以及其他著名学者们的思想。”

  能与同时代最杰出学者同檐而居,何其有幸。鼓楼校区一家旧书店挂着招牌:“惟楚有才,于斯为盛。”这句古语暗示着,这座城市具有自己的独特气质。

  和室友在左涤江天文台上

  元旦,我到先锋书店参加跨年诗会,这是南京一家地下停车场改造的独立书店。尽管是冷风萧瑟的新年,但进店的长队依旧排到百米以外。在千万册书本的簇拥中,几十位诗人、作家,同读者一起杂然而坐,通宵轮番读诗。

  新年零点的钟声敲响后,我与我中学时代最喜欢的诗人潘洗尘同台。听他抑扬顿挫地念着:“这是什么样的恩泽啊我将/用刀刻在心上”。 四

  有时候我常常忘记,普通的学习与科研究竟有何区别。目睹中学时代的知识一点点在真实世界里派上用场,是一种兴奋与挑战参半的体验:Excel可以用来处理数据,PowerPoint可以用来作图,画像素小人儿的几行代码可以绘制恒星。

  教某一门课的,都是对这个领域有深入了解的专家。教理论力学的谢基伟老师,开普勒卫星上天前,用他发明的方法找到的系外行星数量全球第一;教球面天文学的朱紫老师是陕西天文台的前副台长,也是天体测量领域的权威,经常参与国家相关领域的重大决策;教天体力学的周济林老师是《三体》的超级粉丝,他发起了“觅音计划”,寻找外星文明……

  教授们的身份首先是科学家,其次才是老师。因此,他们所教的课、用的书、布置的题,都不拘泥于考试。

  空间天气学报告,处理美国航空航天局官网发布的监测数据;天体力学作业,画太阳系天体的庞加莱截面;学活动星系核,每周读一篇英文顶级期刊文章;量子力学试卷上的压轴题不是习题册上原本的题目,而是复现关于石墨晶体论文的真实计算。

  苦寒之于梅花香,有时是必要不充分条件。

  大三那年春天,院里召开早期科研训练的结题答辩。有一位同学使用目前最好的观测数据,对大质量恒星形成区的分子谱线进行了研究。这是一项非常繁重的工作,我偶尔到他寝室串门,他要么在纸上计算,要么电脑屏幕上运行着代码编译器。

  答辩无疑很成功。提问环节,连答辩老师都忍不住问:“这些全都是你自己做的吗?”

  我有时候想,追求排名靠前的学校,究竟想获得什么?倘若将虚荣心忽略不计,不过是优美的环境、丰富的资源、高人的指点、广阔的前景而已。

  一位师姐在事件视界望远镜(EHT)核心课题组做交换生,在人类第一张黑洞照片发布会之前,导师在同师门学术交流时,给了我一张从师姐那儿得到的半成品黑洞照片。那时候图像最终处理方案还未确定,橘红色的光环和终稿还略有差别。我非常激动。我们的课题与黑洞密切相关,依靠这张照片上视界半径的长短,或许就能颠覆人类沿用百年的广义相对论。

  事件视界望远镜的官网上写着:“In an echo.(在事件视界中,物质被引力吸入并形成巨大能量漩涡的过程)”100年前,爱丁顿用一张日食照片证实了广义相对论,让他和爱因斯坦一炮而红。他的弟子戴文赛漂洋过海回到中国,开创了生生不息的南大天文系。

  河北兴隆的郭守敬望远镜

  100年后,我们这些爱丁顿和戴文赛的子弟再次站在巨人肩膀上,携崛起的国力与新的愿景,希望能再现百年前的伟业。

  有一次和施勇老师聊起,职业生涯里最开心的事情是什么。这位年纪轻轻就担当重任、拥有头衔、荣誉无数的“杰青”,毫不犹豫地答道:“申请到顶尖望远镜的观测时间,那个时候最快乐了,其他事情都无法与之相比。”

  一位同学跟随研究太阳的教授做科研。这位老师曾在不经意间说过这样一句话:“我现在有挚爱的妻子和家庭,我做的是我喜欢且重要的工作,并且居然还有人付钱给我。还能期待什么更好的吗?” 五

  大三暑假,同学们纷纷飞去不同的大洲实习,我来到北京天文台兴隆观测站。河北群山之间,郭守敬望远镜剑指苍穹。通向焦点室的楼梯上,一幅题字赫然在目:“探索宇宙奥秘,造福人类社会。”

  似乎到处都是熟人—那一年,恰巧中国所有天文台的台长都毕业于南大天文系。放假回家,我到青岛观象台拜访。花岗岩圆顶旁,一颗宝石代表着中国海拔零点标准。工程师为我摇动已有100余年历史的黄铜望远镜,将太阳的倒影投在测绘纸上:“曲钦岳院士当时上中学的时候,就经常到我们观象台来玩儿。”我望着窗外松荫葳蕤的小路,心中诧异竟有这层缘分。他是高能天体物理学的先驱,是南大历史上很有名的一任校长。

  我实习的机构是中国和南美联合建设的天文中心,它是中外科学合作的代表。中心主任在哈佛大学工作20多年,刚刚归国效力。他满头白发,扎着辫子,身材魁梧,聊天时神采飞扬:

  “我是南大1982级,天文系历史上第一个保研的。那时候天文系的学生住在鼓楼,夏天太热,白天没人上课,都躲在宿舍。隔一小时冲一次凉,晚上到房顶上睡觉……”

  与更广泛天文界的这种接触,对职业意识的形成至关重要。南大天文系属于国家“珠峰计划”的培养基地,入选计划的学生有专门的差旅津贴。大四秋天,我受资助去青海德令哈参加中国天文学年会,那里有中国唯一的毫米波望远镜。全国的天文学家济济一堂,我第一次目睹如此多样的研究方向。

  南京大学与哈佛大学、德国马普所合作近20年,发现了银河系的一条新旋臂。这让我瞬间回忆起在鼓楼校区系小院的见闻。那是1952年盖的系楼,三联拱门是现今院徽的原型,白色圆顶里装着民国时期哈佛大学赠送的望远镜。它曾经拍摄了人类的首张星云照片,发现了首个分光双星。随着学院迁到仙林校区,小院慢慢荒废,门牌被藤蔓封锁。

  在布满灰尘的楼栋里,只剩一盏灯亮着,那是刘林教授家的灯。如今他已经年过八十,仍然每天坚持来办公室工作,偶尔还和学生们一起打篮球。这些老一辈的科学家,就是这样“小跑着”工作,让中国的天文学进入了世界的队列。

  南大天文系建系70周年时,中国国家天文台报请国际天文联合会,将宇宙中一颗小行星命名为“南大天文学子星”。但是微信朋友圈里,没有人因为这条消息而太过激动。

  在我的记忆中,毕业前留下的最后一个画面是我和室友们登上天文台拍合影。九乡河亮晶晶地盘旋在远方。那是青春的粼粼闪光,比任何星星的名字都更为珍贵。

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