英才計(jì)劃：與熱愛(ài)相伴

自?xún)簳r(shí)起，我就對(duì)星空抱有強(qiáng)烈的好奇心。在我看來(lái)，天文學(xué)是一門(mén)神秘而美妙的學(xué)科，它不僅關(guān)乎我們所生活的地球，還關(guān)乎整個(gè)宇宙的起源、演化和未來(lái)。我會(huì)通過(guò)各種資料了解宇宙的組成，揭開(kāi)心中對(duì)星空的疑惑，我對(duì)宇宙中的星球、星系和黑洞等各種奇觀充滿(mǎn)了好奇和探索的欲望。初中時(shí)，我加入了學(xué)校的天文社團(tuán)，在親身觀測(cè)了壯闊的星空后，對(duì)于天文學(xué)科的熱愛(ài)更加一發(fā)不可收拾了。

進(jìn)入高中，我成為學(xué)校天文社團(tuán)的社長(zhǎng)，對(duì)于天文知識(shí)的學(xué)習(xí)更加系統(tǒng)全面，同時(shí)也關(guān)注實(shí)時(shí)星象，不斷鍛煉自己的觀測(cè)能力和天文攝影技術(shù)。

在得知英才計(jì)劃后，我立刻懷著激動(dòng)的心情報(bào)了名，希望能通過(guò)英才計(jì)劃更加深入地了解天文科學(xué)的理論和研究方法，拓展自己的知識(shí)領(lǐng)域。

與科研的第一次碰撞

2023 年1 月，經(jīng)過(guò)重重篩選，我與其他入選的小伙伴在線上與導(dǎo)師開(kāi)展了第一次見(jiàn)面會(huì)。會(huì)議中，我們與導(dǎo)師討論了接下來(lái)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)方向與內(nèi)容，并根據(jù)導(dǎo)師提供的學(xué)習(xí)資料與主題，開(kāi)始了寒假期間的學(xué)習(xí)。

首先是天體物理相關(guān)書(shū)目的閱讀。通過(guò)閱讀導(dǎo)師推薦的《天體物理導(dǎo)論》和《現(xiàn)代天文學(xué)縱橫談》，我基本了解了現(xiàn)代天文學(xué)的發(fā)展歷程和當(dāng)前天文學(xué)的發(fā)展情況，有助于我更好地理解未來(lái)的課題研究，以及需要努力的方向。

同時(shí)，我也聆聽(tīng)了北京大學(xué)組織的天文學(xué)科普講座，幾位教授用通俗易懂的語(yǔ)言，打開(kāi)了現(xiàn)代天文學(xué)的大門(mén)，讓我更加深刻地了解到天文學(xué)是一門(mén)需要全世界研究者共同努力的學(xué)科。如果一個(gè)地區(qū)沒(méi)有把握到準(zhǔn)確的觀測(cè)時(shí)間，或許全人類(lèi)就會(huì)錯(cuò)過(guò)一次天文學(xué)的重要研究機(jī)會(huì)，只有將全球的資源聯(lián)合起來(lái)，才能最大限度地獲取研究資料，促進(jìn)天文學(xué)的發(fā)展，這樣的合作精神和專(zhuān)注學(xué)術(shù)的精神，也正是科研過(guò)程中所最需要的。

此外，最令我心潮澎湃的，莫過(guò)于我和同伴的第一個(gè)課題。導(dǎo)師為我們推薦了一個(gè)開(kāi)放的望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)網(wǎng)址，讓我們?cè)诤龠M(jìn)行第一次科研，假期結(jié)束后進(jìn)行成果匯報(bào)。一開(kāi)始，我和小組另外2 名成員都糾結(jié)于這個(gè)范圍過(guò)大的題目，為此，我們查找了大量資料，并了解到這是一臺(tái)位于雅典的射電望遠(yuǎn)鏡，主要工作波段為1 420 MHz 附近，可觀測(cè)范圍1 400 ～ 1 700 MHz，觀測(cè)頻率寬度可選，默認(rèn)±1.2 MHz。望遠(yuǎn)鏡始終指向天頂89° 52’ N 以上的天區(qū)，可觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)最多10 分鐘。通過(guò)對(duì)望遠(yuǎn)鏡發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，我們可以獲得關(guān)于頻率和時(shí)間的觀測(cè)強(qiáng)度數(shù)據(jù)。由于中性氫的頻率恰好在該望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)范圍內(nèi)，因此我們選擇研究宇宙內(nèi)氫譜線的強(qiáng)度與銀緯大小的關(guān)系。

最初，對(duì)于全部以英文標(biāo)注的數(shù)據(jù)，我們感到無(wú)從下手，但我們堅(jiān)持閱讀資料，在一次次的查證中逐步找到了正確的研究步驟，最終將數(shù)據(jù)處理成一張散點(diǎn)圖，得出了中性氫21 cm 譜線強(qiáng)度與觀測(cè)點(diǎn)銀緯呈負(fù)相關(guān)的結(jié)論。

導(dǎo)師認(rèn)可了我們的研究，也提出了建議。他說(shuō)，在科學(xué)研究的過(guò)程中，自己探索很重要，但遇到困難也應(yīng)學(xué)會(huì)尋求他人的幫助，如果一開(kāi)始我們能主動(dòng)尋求導(dǎo)師的幫助，研究時(shí)長(zhǎng)至少能縮短三分之一；沒(méi)有人能用一輩子研究完所有知識(shí)，科學(xué)的高樓能夠建立，也正是因?yàn)橐淮茖W(xué)家將自己的經(jīng)驗(yàn)傳承下來(lái)。導(dǎo)師的一番話，讓我們受益匪淺。

走近世界之巔

在研究過(guò)程中，導(dǎo)師帶著我們跟隨大學(xué)生團(tuán)隊(duì)前往國(guó)家天文臺(tái)興隆觀測(cè)站參觀，這是一次非常震撼的經(jīng)歷。興隆觀測(cè)站的招牌是郭守敬望遠(yuǎn)鏡，該望遠(yuǎn)鏡是我國(guó)第一個(gè)天文領(lǐng)域的國(guó)家大科學(xué)工程項(xiàng)目，于2008 年正式落成。望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)十分獨(dú)特，2021 年前一直是國(guó)際上光譜獲取率最高的望遠(yuǎn)鏡（目前位居第二），1 次觀測(cè)可以同時(shí)獲得4 000 顆天體的光譜，目前已經(jīng)發(fā)布了世界上最大的光譜數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)我站在望遠(yuǎn)鏡旁邊，看著它巨大的鏡面和精密的結(jié)構(gòu)時(shí)，不禁感嘆人類(lèi)的智慧。望遠(yuǎn)鏡的鏡面并非一個(gè)整體，而是由多塊鏡面拼接而成，在降低施工難度的同時(shí)，也使望遠(yuǎn)鏡的維護(hù)變得更加簡(jiǎn)單便捷。

同時(shí)，我們還參觀了周?chē)膸讉€(gè)望遠(yuǎn)鏡，它們各司其職，口徑雖然不如郭守敬望遠(yuǎn)鏡，但在為天文學(xué)發(fā)展作出的貢獻(xiàn)方面，卻是同等重要的?？粗袊?guó)的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡由一開(kāi)始的60 cm、1 m口徑，發(fā)展到后來(lái)的2 m 以上的口徑，我不禁為我國(guó)科技的飛速發(fā)展而贊嘆。

在興隆觀測(cè)站，我們還利用日珥鏡對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行了觀測(cè)，觀測(cè)到了很多太陽(yáng)的細(xì)節(jié)，這一切都令我無(wú)比欣喜和滿(mǎn)足。

自己的科研之路

幾次活動(dòng)后，終于到了我們自主選題的環(huán)節(jié)?？紤]到前期對(duì)于氫譜線研究的經(jīng)驗(yàn)，我選擇進(jìn)一步研究銀道面附近形成的中大質(zhì)量恒星周?chē)鷼湓氐拿芏确植家?guī)律。

研究過(guò)程中，我先一步步探究，找到一條研究數(shù)據(jù)的“通法”，走通了第一回，后面的研究也就變得簡(jiǎn)單了。在此期間，導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)的學(xué)姐教會(huì)了我使用DS9 軟件，讓我能更加自如地獲取需要的數(shù)據(jù)；我也多次參與學(xué)校和英才計(jì)劃管理辦公室組織的中期匯報(bào)，不斷完善自己的實(shí)驗(yàn)方案和匯報(bào)展示內(nèi)容。

結(jié)題答辯時(shí)，我認(rèn)真準(zhǔn)備，力爭(zhēng)把研究?jī)?nèi)容清晰、有條理地展示出來(lái)，最終獲得了專(zhuān)家的認(rèn)可。

英才計(jì)劃為我提供了進(jìn)行科學(xué)研究并與眾多專(zhuān)家交流的機(jī)會(huì)，能在自己熱愛(ài)的領(lǐng)域深入研究，是非常幸福的事。1 年的培養(yǎng)歷程，不僅提升了我認(rèn)識(shí)科學(xué)問(wèn)題的能力，也讓我第一次明白了科研過(guò)程，就是獲得知識(shí)的過(guò)程。

感謝英才計(jì)劃為高中生提供了一個(gè)了解科學(xué)的更廣闊平臺(tái)，也感謝導(dǎo)師及其團(tuán)隊(duì)成員對(duì)我的悉心指導(dǎo)，這次經(jīng)歷將指引我在未來(lái)的人生道路上走得更穩(wěn)、更遠(yuǎn)。

孫旭彤

2023 年中學(xué)生英才計(jì)劃物理學(xué)科學(xué)生

就讀于北京理工大學(xué)附屬中學(xué)，師從北京大學(xué)王科研究員，完成“銀道面附近形成中大質(zhì)量恒星周?chē)鷼湓氐拿芏确植家?guī)律”項(xiàng)目。曾獲第十四屆“北斗杯”全國(guó)總決賽北斗衛(wèi)星信息服務(wù)“創(chuàng)意挑戰(zhàn)比賽”高中組二等獎(jiǎng)，2023 北京“小院士”科技教育活動(dòng)項(xiàng)目研究展示三等獎(jiǎng)。