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【译文】射电天文学的价值

已有 4053 次阅读 2014-1-8 16:57 |个人分类:读书|系统分类:观点评述| 射电天文学

   这一篇译文是小波布置的作业(原文https://www.nrao.edu/index.php/learn/radioastronomy/radioastronomyvalue )。关于天文学的价值,上一篇译文(http://blog.sciencenet.cn/blog-117333-739650.html)引起了很多争议。一个典型的意见是:“明明天文学使用了电子学、机械工程、计算机科学的技术,怎么能说天文学对技术发展有贡献呢?”我说一下我的看法,我打两个不恰当的比方。

1. 大楼明明是建筑工人盖起来的,怎么能说是建筑师的功劳呢?

2. 菜都是农民伯伯种的,端上桌的菜怎么能说是厨师的功劳呢?

很多时候,如果建筑师不去想象那些“不可能”的建筑,建筑工人不会去发展新的施工方法;如果厨师不开发新的菜品,农民伯伯不会去种植那么多品种的蔬菜。天文学天生就追求极致——极致的计算速度、极致的数据存储量、极致的信噪比(相比射电天文学的接收机,通信用的接收机就是渣渣。),如果没有天文学的需求,其他领域的科学家和工程师也不会现在就去发展这些技术。当然,有人又要说了:“既然不会想到去发展,那就说明生活中不需要。”现在是不需要,但是谁敢说以后不需要?某个紧急的特殊情况不需要?我就说这么多,吵架的请绕道,不奉陪。

射电天文学的价值

作者:Dave Finley (NRAO/AUI/NSF)


译者:国家天文台 FAST工程 钱磊


      国立射电天文台的任务是对我们宇宙的性质进行基础性的研究。此研究探寻的是我们所能问的一些最大的问题的答案,这些问题包括,宇宙如何起源(或者它有没有起点),它有多大,它有多大年纪,以及它将如何终结(或者它会不会终结)?作为提供关于我们和我们所在行星在宇宙中地位的基本知识的科学,天文学是所有人类文化的一个重要部分。一个没有基本天文学知识的人在文化的意义上和从未接触过历史、文学、音乐或艺术的人一样不健全。天文学家关于宇宙的新发现充实了数以百万计的智慧生命。
     自文明开化以来,天文就为人类进步提供了重要的基础。我们的日历和守时系统从天文中来。当今数学中的很多内容是天文学研究的结果。希腊天文学家依巴谷发明了三角学。对数的使用受到了天文计算需求的驱动。现代科学和工程的基础——微积分由伊萨克·牛顿爵士为天文计算而发明。天文学提供了导航技术,使得水手和飞行员可以探索我们的行星(并且使得今天的航天器可以探索我们的太阳系)。天文学对计算能力的嗜好推进了很多最早期电子计算机的发展。如果没有天文学家发现的引力和轨道的知识,我们在太空时代所依赖的通信和气象卫星都将是不可能的。射电天文学家引领了低噪声射电接收机的发展,这些接收机使得卫星通信工业成为可能。天文学家发展的图像处理技术现在成为了医学成像系统的一部分,这些系统可以对患者体内器官进行非介入检查。在当今的天文台中,天文学家对更好的仪器的需求持续推动了电子、机械工程和计算机科学等诸多领域的发展。

     天文学对人类的知识和进步还有很多贡献。从飞机到晶体管,从收音机到激光器,二十世纪的发展基于物质和能量的物理学的基本知识。天文学为各种知识背景的科学家提供了几乎无穷多的宇宙“实验室”用以观察物理现象。难以想象地球上的任何实验室能提供和中子星一样致密的物质,和超新星内部一样高的温度,或者和黑洞一样强的引力。但是,天文学家可以用诸如VLA、VLBA、GBT和ALMA的仪器定期研究这些极端条件下的物理学。言归正传,VLBA是提供关于地球板块移动和全球气候的宝贵数据的主要仪器。

     天文学会产生什么呢?除了我们可能会感到惊奇,天文学的基础研究的本性让我们无法预知其结果。当开普勒和牛顿努力发展轨道力学时,他们不会想到卫星或者CNN。

     最后,天文学为我们的国家提供了重要的教育服务。作为令人兴奋的、业余观测者容易上手的可见的科学,天文学每年都激发了数以千计年轻人对科学的好奇。这些年轻人很快发现天文学涉及几乎所有科学,包括数学、物理学、化学、地质学、工程学和计算机科学。这些领域和其他领域中的很多职业科学家都通过天文学对他们的职业产生了兴趣。在当今的世界,一个有竞争力的国家需要其所有国民,而非仅仅其科学家拥有基本的科学素养。通过宇宙中众多奇异天体的新知识激发兴趣,天文学可以帮助将更多基础科学知识传播给所有人。

     总而言之,天文学在历史的长河中已经成为了技术进步的基石,在未来还会有诸多贡献。它将让所有人类对我们在广阔无垠和激动人心的宇宙中的位置有一个基本的认识。




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