天文学：隔着最远的距离，研究离人类最近的科学

山六倾国彬

你知道吗，我们对这个世界的认识，我们今天所用的技术，几乎所有的源头都是天文学。这也许让你觉得很诧异，但这是真的。也正因为如此，大家认为离我们最远的天文学，其实离我们的生活最近。
        天文学为什么是离我们最近的科学？
        我们每天白天看到的太阳，晚上看到的星空，目之所及都是天文学的研究对象。天文学的研究对象离我们的距离虽然很远，但实际上是离我们最近的，因为我们天天都可以看得到它们，尽管我们不一定能摸得到。
        此外，我们科学所用的物理规律，比如最重要的牛顿力学——万有引力定律，还有量子力学等都来自于天文学的研究。
        在早期，天文学家观测到的谱线就是在太阳的光谱和其他天体当中观测到的。正是为了理解天文当中所观测到的这些现象，我们才建立了我们的物理学理论。而且科学家们还认识到这些理论不仅适用于天上，也适用于地球。
        从这个角度来讲，天上和地上的事情其实是一回事儿，都用同样的天文学规律来指导。因为发现的各种规律，才发展出了今天的各种技术。
        所以有一句玩笑话叫做，为什么动物和人的区别这么大，因为动物没有天文学家。
        天文学如何从规律到应用？
        我们需要的技术，往往是比当时的工业技术水平高一到两代的技术。而一种抽象的规律要变成实实在在的技术，这个过程是充满不确定性的。
        通常科研人员要在实验室里把技术研发出来，交给企业界，他们再做成各种仪器放到卫星上。在这个过程当中，有些技术能够得到应用，有些技术却不能，有些技术还可能是为未来的科学项目来服务的。
        但是，也许今天来说仅仅是为科学项目服务的这些技术，很多年之后就真的就进入我们的日常。不过要注意的是，科研人员研发一个技术的初衷其实很单纯，就是为了实现前瞻性的科学思想，只不过最后可能延伸出对技术的各种影响。
        比如WiFi技术，是天文学家为了射电望远镜所开发出来的技术；网页技术，是粒子物理学家，为了交流方便所开发出来的技术。
        回到与天文学紧密联系的卫星领域，在研制过程当中，我们却没有发展出革命性的技术，不过也不用灰心，我国的某些技术也足以在国际市场上取得几乎垄断的地位。
        天文卫星的成果——“慧眼”
        早在上世纪90年代，李惕碚院士就提出了这个项目，但当时由于经济、技术能力都不够，我们国家没有能力建造天文卫星。所以一直到了最近几年，科研人员才把“慧眼”研制出来。
        这个项目2017年发射，取得了丰硕的成果，包括对黑洞的观测，比如发现了离黑洞非常近的几乎以光速运动的相对论喷流，只不过它是怎么产生的目前并清楚。
        “慧眼”还发现了中子星的一些奇怪行为，如一些快速射电暴是和中子星的某些活动相关的。
        慧眼卫星不仅仅能看黑洞和中子星，它还观测太阳的爆发，来自地球的伽马射线的爆发，引力波爆发的时候产生的伽马射线，以及来自宇宙的、非常遥远的伽马射线暴。
        慧眼卫星的发射让我们国家在这个方向有了一席之地，并且我们所具备的能力是别国卫星没有的。当然，科研人员并没有因此膨胀，而是希望做的更好。所以，我们的相关领域有了越来越多的后续。
        比如说增强型X射线时变与偏振空间天文台（eXTP）。它其实早在2007年的时候就提出来了，大约十年之后美国才提出来一个类似的项目。
        其实，科学思想具有前瞻性，也就意味着在当时是没有现成技术作支撑的，如果当时已经有技术了，那就表明你这个想法不会那么有前瞻性。所以为了实现这个非常前瞻的科学思想，科研人员需要相当长的时间去发展新的技术。
        监制：中国科普博览
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来源：http://kpzg.people.com.cn/n1/2022/0920/c404214-32530168.html
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