挺好的,我13的時候也正想學天體物理呢。這個年紀上不好好做一些成年人嚴令禁止的事情,非要學天體物理,還是挺有前途的。『學』無止境,想好好看書開始嘗試學天體物理其實也夠了。只是一定要知道,如果我們把學習後掌握的程度分成『會、好、精、絕、化』,平均來看,要到大學本科畢業的水平才能算作『會』。當然,我也見過很多有天分,願意付出的年輕人,在剛進入大學的時候就對基礎天體物理了如指掌。因人而異吧。只是請務必記住,這真的不是一蹴而就的事情,而且學著學著心生退意也沒有任何可以指摘的地方。

天體物理其實是很不『物理』的。宇宙中不同層次的天體系統極其複雜,人類的了解還極為有限。至少到目前為止,天體物理還不是一門以數學基礎和物理體系為出發點的學科,而更多的還是試圖以人類已掌握的物理知識來幫助我們理解對宇宙的觀測的。你會看見『量子物理的數學基礎』這種書,但肯定找不到『天體物理的數學原理』這種。。。儘管也有理論天體物理學家試圖以更體系化的方式撰寫天體物理教科書,比如徐暇生先生的書,但是細看之下,也會發現基本就是把輻射機制與流體力學綁在一起,而且這些書是肯定不適合初學者的。我一直覺得天體物理其實更像考古學,人類學,甚至臨床醫學這樣依賴於有限的證據,進行診斷和推斷的學科。實際上,Diagnose,診斷這個詞在天體物理里出現得非常頻繁,這也是有原因的。一段心電圖,醫生能看出你缺了哪個心眼;一條光譜,天體物理學家也可以拿來判斷一個星系是否還『活著』。

13歲,即便不考慮太多數學物理背景,想初步了解天體物理學的面貌也是可以的。雖然不知其所以然,但能悠閑地享受一下『知其然』的樂趣完全沒有問題。很多博物愛好者能迅速識別出生活中遇到的物種,不少軍事愛好者能對著一張模糊的飛機照片侃侃而談。儘管他們距離專業動物學,植物學學者,距離專業的軍事科研人員仍有差距,但這些依然都是耐心地學習的結果。不同天賦的人有不同的學習方式。我自認為是資質很平庸的人,所以耐心的收集與梳理知識也是一種有意義的學習。也許你沒法理解星系團際介質中熱氣體中有哪些能量傳遞方式,但一眼從一張Chandra拍攝的星系團X-ray圖像中看出一個併合星系團的跡象並不是難事,也是一種收穫。當然,前提是你能從中獲得樂趣。

廢話說完了。推薦幾本書吧,我只能推薦我讀過的中文科普書,有些未必是最新的了。我覺得有兩個階段可以嘗試。

瀏覽高級科普書

這裡的『高級』指的是面向有一定理科教育基礎的成年人,而不是一味將科學通俗化的作品。對於初中基礎的人是很有難度的。我都附上了豆瓣鏈接

  1. 千億個太陽: 儘管內容有的地方略微落伍,但這是我讀過的最精彩的關於恆星演化和恆星物理的基礎科普讀物。讀完之後,你應該在『講故事』的層面上了解了恆星演化中最精彩的部分。我讀這本書是小學5年級,在和家人去大慶的卧鋪火車上開始讀的,隨後我在中學,大學階段又讀過幾遍。第一次的讀的時候我是不完全懂的,但我記得我心裡很激動。
  2. 銀河系:這本中規中矩的科普書其實涉及的範圍極其廣泛,放在大學,基本需要好幾門課程才能與之對應,適合初步了解天體物理的很多方面。這本書坦率的說我已經印象不深,但我記得印象很好。
  3. 恆星與行星的誕生 和 無限遠的邊緣 (講超大質量黑洞的)是我在南京大學天文系時的基礎天文老師蕭耐園翻譯的國外知名科普作品。蕭老師作為翻譯和天文學者的水平和態度都沒話說,我讀這兩本書的時候已經是博士階段,也都是很快地瀏覽完。但我的閱讀體驗真的很好,如果一本科普書不能給我任何新知識,但還是能讓我享受,我是肯定會真心推薦的。蕭老師還翻譯了行星的奇蹟 和 圖說宇宙 。這兩本書我都沒看過,但是我相信應該不會讓人失望的。

類似的新書應該也還是有一些的,這類高級科普書如果寫得好,翻譯的好,是很有助於幫助人理解某個科學話題背後的宏大敘事的。而且,對個別科學陳述的含糊毫不影響閱讀體驗。

13歲是最好的開始廣泛閱讀的年齡,所謂如饑似渴,今後再也不太會有這種記憶力,學習能力,精力都在沖向人生頂峰的時候了。除了我推薦的這些,只要有能力,買也好,借也好,拿來讀就好了,覺得過於簡單沒勁或者太難了看不懂都沒關係,多讀靠譜的書就好了。比如皮埃爾.盧米涅的《黑洞》和基普.索恩的《黑洞與時空彎曲》都是很好的講黑洞的科普書,但我個人覺得難度不是初中生能駕馭的,所以沒有推薦,不過大可找來看看,說不定你是天才呢?

利用入門教材總覽天體物理學

其實到這裡,我覺得閱讀難度已經超過初中生的程度很多了,但如果真的有興趣,看看無妨。我初中的時候暑假會跑到天津圖書館看一本叫《90年代天體物理學》的綜述合集。裡面是全國天體物理專家寫的各自領域的科學綜述,基本就是論文,充滿了引用那種。讀懂是不可能的,但是抱著看得也挺爽的。

  1. 星系與星際邊緣:這是一本介紹星系物理學的基礎教材。。。我也不知道為啥會被一個外語教學出版社當成科普書來翻譯。。。而且翻譯得還不錯。看過這本書,你應該能夠感受到『科普』和『教學』的差別,也應該可以在閱讀中質問自己『我到底在幹什麼?』
  2. 天文學-物理新視野:這本書也是蕭耐園老師翻譯的,結構非常好,非常適合作為非天體物理專業的天體物理教科書。書裡面已經毫不羞澀地出現了大量公式和習題,這些無疑都是對初中生進行靈魂打擊的。但是!這也是讓你清醒地意識到我得再學N門數理課程才能玩轉天體物理的好機會,不然聽10個人說你得學數學,學物理也是沒有效果的。此外,這本書組織的非常好,以至於你跳過這些變態,只看文字部分依然可以有一定的收穫。這本書帶給你的是你想學的天體物理學的一個全貌,是一張世界地圖。你不可能一下就走遍千山萬水,但不積跬步無以至千里。
  3. 今日天文: Astronomy Today是著名的大學天文教材,曾經南京大學天文系大二普通天文下學期天體物理內容的御用教材 (當然,我們用的是英文版)。這本書被拆成三卷翻譯成了中文,賣的巨貴。翻譯得好不好我完全不能擔保,我只能為原版的內容擔保:這是一本非常好的教材。如果不缺錢可以買來看。至於我為什麼變態到給初中小朋友推薦大學本科教材,第一,這本書組織得非常好,圖文並茂,而且考慮到了非天文專業的人,內容安排上有些地方比上一本還要深入淺出,沒事翻翻,把玩一會兒也是不錯的;第二,如果將來真學了天文,直接教材都有了。我高三讀過這本書,還是他娘的英文版,清華大學當年很有名的二手英文教材書店淘的,看得巨累,但是看懂相當一部分是可能的。我覺得初中的我也會想抱著這本書看看的。

另外,不要看《大眾天文學》,落伍,浪費時間;不要看國內學者寫的大學天文教材或者通識讀物;不是我崇洋媚外,而且這裡面很多作者都是我尊敬的老師,只是這些中文教材其實都是對國外教材和專業書籍的再消化和重新整理。

不要低估一個真的對科學有興趣的初中孩子的決心和動力。我當年屁都沒有,沒有這麼多科普書,沒有網路,沒有知乎。我有個小本,裡面寫著每一本我能在市圖書館找到的跟天文有關的教材,很多都是科學出版社當年翻譯的專業著作,屁都看不懂,我就得一本一本的翻,找那些我也許能看懂的看。。。結果你看,我都快混成教授了。


我是天體物理在讀博士。

這個問題有點意思,因為前幾天還和人閑聊的時候說:如果可以的話,我想回到十五歲。。。

然後你是十三歲,情況就更好了。(因為如果我現在重返十五歲,中考對我完全沒有壓力。你可能是需要點時間準備)。我不想給你介紹什麼書,因為無論是科普的還是專業的,對你來說都挺無所謂的。反正在高中、在大學有大把的時間可以拿來看書,甚至你可以自己寫文章。

好了,進入正題吧:

天體物理是二級學科,想學的話基本就是讀研的節奏

首先,什麼是天體物理?

向守平的《天體物理概論》中的定義是:天文學和物理學的交叉學科,以物理學的理論解釋觀測到的天文現象

所以天物的話其實分為兩塊,兩塊的成長路徑是不一樣的。

一條路徑起始於天文學,我們稱之為「觀測」。主要是天文觀測和統計分析。他們丈量星空,發現新的現象;統計數據,總結規律。這是天體物理中最堅實的部分,因為現象就是實在。

另一條路徑始於物理學,我們稱之為「理論」。自從牛頓發現月球繞著地球轉的原因和蘋果下落的原因是基於同一個的理論的時候,天界和人間就結合在了一起。人類開始相信在地球上成立的物理定律在宇宙中也成立,反之亦然。所以我們可以嘗試利用物理理論去解釋、甚至預言觀測到的天文現象。

基於兩條路徑的血統不太一樣,你後面要做的也不一樣。準確的說,你要考的高中的選擇也是不一樣的。

如果,你喜歡的是「觀測」,你需要成為的是一名天文愛好者。(牧夫論壇是個很好的入門論壇)在初高中,你可以選擇看看關於星座的科普書,認認星座,跑跑野外。中考選擇高中的時候一定注意高中有沒有天文社團,天愛主要吃設備,有社團的話可以借用社團的,也會有老人帶你。如果當地有天文社團的話,多參加活動培養一下自己的動手能力。熟練操作天文望遠鏡是基本功,高中的時候可能就有人帶你參與一些公眾的天文項目,像新明天文台的超新星搜索計劃什麼的。

這些社團活動挺有意思的,但不是全部。專業的天文觀測除了光學的以外以外還有射電、遠紅外、X射線、高能粒子等。所以高中階段最重要的科目就是物理和數學。後面考大學的話,照著有天文系的去考就好了。

再如果,你喜歡的是「理論」,那就稍微容易點了,高中盡量選有物理競賽的強校。然後跟著走物理競賽路線,後面拿不到加分的話,高考就好好考。考大學的話,不一定要找有天文系的大學,可以去考有比較好物理系的學校,或者同一個大學的物理系,方便交流。再退而求其次是找北京、南京、上海等地大學的物理系去考,因為國家天文台、紫金山天文台、上海天文台都有暑期實習的項目,離的近一點寒暑假可以去實習。


好了,然後基於上面的分析,路線圖已經有了。

現在拿起課本好好學習語數英物化,切實的提高自己的學習成績,讓自己可以選擇的高中變多。

如果成績本來就好的話,可以考慮一下初中物理競賽?或者英語競賽,反正英語以後會經常用到的。注意不要偏科,聽老師話,朝著能考到的最好高中去考。趙崢的《物含妙理總堪尋》那個系列都可以讀,那個系列裡也包含了盧昌海的好些書,不是很難主要是以物理學史、天文學史為主。

考上高中以後,特別是開始學了高中物理以後。就可以帶點簡單的天文專業書了,就像《今日天文》三本,基礎天文學這樣的。但我還是建議你學物理為主。觀測的話多參加活動,理論的話多學點物理知識,解鎖微元法/微積分以後大學教材就可以讀了。這段時期關注一下國內開天文系的大學和天文台,留意一下每個大學的主要方向,已經高中生科研活動的信息。我們這裡每年都有高中生跟著老師做點小課題。高中這段時期最重要的就是考個喜歡的大學了。考不上的話就考慮同檔次或者同城的物理系。反正將來還是要讀研的。

考上大學以後差不多就可以了。你可以找喜歡的導師,先跟著實習起來,這個時候實質上你已經算開始學天體物理了。等你大學畢業開始讀研,進入學界,大概就正好十年以後了。

很多事離你還比較遠,不要急,一步步考上來就好。

也或者在這十年里,你發現了更有意思的事。不過也沒關係,跑觀測培養了一個興趣愛好,學理論夯實了物理基礎,最重要的是,讀好高中,上好大學,你的人生不會虧的。

終歸就是一句話,好好學習,天天向上。

過來人的肺腑之言是:不要偏科!


再建設性一點,應該看什麼書完全和你的物理水平掛鉤,

初中的數理基礎,大概只夠你讀科學史(《太陽的故事》、《千億個太陽》等)、學看星圖這樣的書高中的數理基礎(初中競賽),大概可以看一般的科普書(第一推動系列的《黑洞與時間彎曲》等)或者大學低年級教材(《基礎天文學》、《今日天文》)本科的數理基礎(高中競賽),基本就解鎖了所有書籍,你可以看任何你想看的書

所以,少年好好學習吧,不要辜負未來無憂無慮的十年。


有位科普作家盧昌海,寫了不少天文方面的文章,有趣味性,可以讀讀。

學天體物理,需要堅實的數學與物理基礎,較好的英文水平,系統學習,建議進入大學以後。


中科大《天體物理概論》比較適合入門看。。

但是還是先學好高中物理跟數學吧孩砸,不然容易走上民科道路。


語文數學英語

物理化學生物

以我們國家現在這個制度,高考考個好的大學更重要。天體物理這個專業啊,本事就不是什麼熱門專業,就更要你考個好的大學去讀。讀了好的大學,專業知識自然會上去,否則你現在不論怎麼打好基礎,將來都沒有用呀。

我一直很敬佩能學天體物理專業的人吶,加油(? ??_??)?為自己的理想奮鬥。


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