前言

天地玄黄，宇宙洪荒。日月经天，星空璀璨，斗转星移，天象奇妙，尤其是明亮的彗星和超新星充满神秘，深有魅力，常引发我们的星空梦，激励我们去探索宇宙天体的奥秘。

什么是天文学？简言之，天文学就是研究宇宙天体奥秘的一门基础学科。天文学源远流长，博大精深。古代人因为生活与生产需要，观察研究日、月、星辰在星空中的运行规律，由此便产生了天文学。

天文学不仅是最古老学科之一，而且也一直走在各历史时期的科学技术发展前沿。近 30 年来，随着天体全波段电磁辐射和粒子辐射的精细观测发展、太阳系天体的飞船直接探访、宇宙微波背景辐射的精确测量以及微弱引力波的成功探测，天文学进入突飞猛进的黄金时代。各种新发现和研究成果纷至沓来，不仅揭示了宇宙和天体的新奥秘，展现了天体大千世界的美妙画卷，扩展了宇宙新视野，同时也引出了很多有待回答的重大新问题。特别是近来天文观测暗示，宇宙中存在着本质完全未知的暗物质和暗能量，这“两朵乌云”可能孕育着新的科学革命。

现代天文研究表明，宇宙诞生于一次猛烈的大爆炸。一开始，宇宙就是一团温度极高、密度极其巨大的火球。随着宇宙的膨胀，其温度和密度不断降低，并演化出一些大尺度结构，直至形成星系、星云、恒星、行星等各种天体，最终演变成我们今天看到的样子。宇宙至今已有 138 亿年的历史。如果把这 138亿年的宇宙历史想象成我们习惯的一年，那么在 1 月底，我们的银河系就形成了；9 月 1 日，太阳系诞生；9 月 30 日，地球上开始出现极其原始的生物；12 月初，地球大气中开始出现大量的氧气，为更高级的生命形式奠定了基础；12 月 19日陆地上开始出现植物，23 日才有了树这样的高级植物；12 月 25 日，地球上出现了恐龙，随后它们在 12 月 30 日灭绝了。在宇宙年历里，我们引以为傲的上下五千年的人类文明，只对应着最后 11 秒钟的历史！

在这短短的“11 秒钟”里，我们人类无疑取得了辉煌的成就，但应该说也埋下了隐忧：世界的总人口数在最近一万年里增加了约 700 倍，地球的平均气温在最近 150 年里上升了约 1.5 度；人类已经彻底改变了地球的面貌，建造出了水泥森林般的城市……我们很难想象，几百年或者一万年之后，人类社会会发展到什么程度？或者那时地球上还有人类生活着吗？天文学以一种震撼人心的方式提醒全人类：我们需要携手应对化石能源耗尽的危机，共同应对气候的挑战，共同解除高悬在人类头顶的核武器等达摩克利斯之剑，共同与病毒和细菌作斗争，共同防范基因技术滥用的威胁，共同维护社会秩序，共同应对小行星的撞击，共同发展人类文明！人类应该充分利用现在的时间发展科技，提前为未来各种可能的灾难作好充分的应对准备，而不是浪费时间在战争和互相牵制上。应该说，天文学不是可有可无的学科，而是人类文明的守护工具！

包括天文学在内的先进科学技术在很长时期内只在少数发达国家有高水平发展，世界范围内的大发展局面直到近些年才逐渐打开。天文学的概念和思想是有普遍需求的，也有着特殊魅力，往往能跟人们最感兴趣的基本问题产生共鸣，因此，天文学的新发现和新成果经常成为轰动社会的热门话题。天文学生动有趣、引人入胜，学习天文学有益于培养正确的世界观、认识论和方法论，提高科技文化素养，激发创新的动力和活力。

60 多年前，我国仅有一所大学设有天文学专业，天文台站屈指可数。作为六大基础学科（数、理、化、天、地、生）之一的天文学，却因条件所限而发展得相当缓慢。改革开放以来，我国的经济和科学技术迅猛发展，航天器冲破地球大气屏障，把以前仅通过大气的可见光和无线电（射电）波段“窗口”天文观测研究扩展到全波天文学，又发射探测器去探访月球和火星，从而需要大量的天文专业人才。如今，我国已有十多所大学设有天文学专业，招收本科生及研究生，部分高校还设立了博士后工作站。很多天文台、站都有多种先进的天文仪器，尤其是号称“中国天眼”的 500 米口径球面射电望远镜（FAST）是目前世界上最大、最先进的单口径射电望远镜（直径 500 米）。近年来，我国天文科普工作也大有发展，现代先进的科技馆和天文馆成为人们休闲旅游的胜地。众多沉迷天文的爱好者成为“业余天文学家”，辛勤地守望着星空，争分夺秒地“捕捉”彗星、小行星以及超新星，甚至创立业余天文台，令人钦佩！专业的、业余的、群众的融合将使天文事业的发展更加兴旺。

随着我国天文事业的迅速发展和国际交流的大幅增加，国际天文学联合会第 28 届大会于 2012 年 8 月在北京举行。在开幕式上，习近平发表了题为《携手探索浩瀚宇宙共创人类美好未来》的致辞，精辟地阐明天文学“对其他门类的自然科学和技术进步有着巨大推动作用”，“在人类认识世界、改造世界的活动中始终占有重要位置”。习近平指出，天文学的发展历程给予了我们宝贵而深刻的启示：第一，科学技术发展是人类认识世界、改造世界的强大动力；第二，科学技术发展需要不懈探索和长期积累；第三，科学技术发展需要持续重视和加强基础研究；第四，科学技术发展需要打牢坚实的群众基础；第五，科学技术发展需要开展广泛务实的国际合作。习近平期望，充满好奇心和求知欲的年轻人，能够把关注的目光投向灿烂星空，激发出对天文观察和天文学研究的浓厚兴趣，投身于当今世界科学技术的创新实践之中。进入 21 世纪，各国天文学家正携手探索浩瀚宇宙、共创人类美好未来！正是在这样的背景下，我国的天文事业进入了创新和普及大发展的新时代。

很多高中生爱好天文和航天，想报考大学的天文学或有关专业，但又不甚了解天文学专业的学习和就业等情况。本书将以天文界同仁的视角，介绍天文学的起源及发展现状，并着重介绍我国的天文事业基本情况，包括大学的天文学专业设置、天文台及天文馆等有关机构的发展现状等等。

我国的天文学专业主要设在重点大学，报考有一定难度，入学后的课程也是很繁重的。但有志者事竟成，只要决心大、毅力强，就一定能攻坚克难登高峰，取得优异成绩，毕业后也会有很好的工作机会去发挥智慧和能力，作出重要贡献。暂时没能到大学天文学专业学习的天文爱好者也大有机会在天文上作出很有意义的贡献，比如可以在研究生阶段转入天文学专业，或者将本专业知识应用到天文设备的建造、运行、维护、管理等不同工作中。还可以利用业余时间搜寻发现彗星或超新星，辅导感兴趣的孩子和青少年成长为未来的天文学家等等。有志于天文学的青年，努力吧。

胡中为、黄永锋
2023 年 9 月