李菂教授分享射电天文学三次意外经历-深度解读 (李郇教授)

天眼精确测量宇宙信号的能力正在非常有效地推动一系列新的前沿探索，其中最有代表性的是快速射电暴。

我们的目标只有一个，就是做出能够匹配我们所处的时代、所处的文明，以及在人类文明发展史所处位置的成绩。李菂教授观测天文学家中国科学院国家天文台研究员国家天文台FAST运行和发展中心首席科学家在2023复旦管院新年论坛上的演讲三次意外——我所经历的射电天文学我今天很荣幸在新年伊始给大家分享中国天眼的近况。大家看晚上的中国天眼，能够看见光的螺旋线，这实际上是一个卡车从巨大的金属构架底下开过去，它本身是可以透光的，大家看到的这个巨大无比的天线有超过一半的面积是由一些微小的孔洞组成的。我2012、2013年的时候就开始用这样一个比喻：这样一个500米直径的大锅如果装饭的话，全世界每个人至少分两碗。由于这些孔洞的存在，它可以透光透水，但是不能透过无线电波，因为这个孔洞的直径要远远小于波长。实际上，它是一个科学的装置，通过反射和收集来自宇宙的无线电波，来研究天文中的一些重要的课题。大到一个像天眼这样的巨无霸科学装置，小到一杯咖啡，实际上都凝聚了整个人类文明发展历史里头的浪漫和血腥。我想把天眼的发展放到历史的上下文里去，所以我今天报告的题目叫三次意外。意外的先驱：宇宙的原子气体辐射这是我们现在所谓可观测宇宙的一个较为有共识的认识：宇宙最开始是一个奇点，它有一个剧烈的爆炸，在这之后它的体积极度膨胀，随着能量的降低，能量转成物质。转成物质，在原子层面最基本、最主要的成分是原子氢气，在这之后，随着宇宙的继续膨胀，原子氢气会进一步形成恒星、行星以及生命，也就是变成我们现在可以看到的这样一个丰富多彩的宇宙。但是即使到现在，大家肉眼可见的星系和恒星的总质量也远远小于原子氢气。所以，实际上整个现代射电天文启程的里程碑就是原子氢气的试验发现。它是1951年一个哈佛大学物理系研究生不务正业的业余爱好的试验，因为他的主业是做回旋加速器。他搭建了一个非常简单的天线，给这个天线配以了当时世界上非常先进的电子学系统，就找到了原子氢气，在物理上预言它在无线电波段的一个辐射。这个辐射的频率在1.4GHz，就是1秒钟电磁场要反复振荡14亿次。它对应的波长是21厘米。这一发现确认了宇宙物质最主要的组成成分，也开启了一系列天文中非常重要的子领域。实际上，欧文博士的发现是相当意外的，2001年，我们开了一个纪念这一发现50周年的大会上，他回忆，由于他是一个物理专业的学生，不是天文圈的人，所以他并不知道荷兰的大天文学家——提出这些原创想法的先驱者已经在非常严肃地做这个试验。他回忆说Hadweknown，wewouldnothavetried.而更令业内人士震惊的是他这个项目的预算，因为他当时还是一个在读的学生，所以他是请他的老师给天文系系主任写了一封要钱的信，他整个试验的预算，加上这些元器件、天线一共是500美金。欧文能够用500美金打开人类的一个新视野，这除了他自己的心灵手巧之外，和他所处的历史环境是直接相关的。他可以用500美金做世界前沿的物理试验的一个最主要的个人原因，就是范尼瓦尔·布什。他是一个天才的工程师，主管美国的战时科学研究，当时美国政府有一个办公室OSRD，就是主管战时的基础研究和发展，OSRD还主持了曼哈顿计划早期的管理。范尼瓦尔·布什后来也成为美国自然科学基金的创始人。OSRD的一个核心目标是发展雷达，其中一个举措就是在MIT设立了射电实验室RadioLab，在二战时期这个射电实验室巅峰达到15000多人，但是到了1950-1951年，也就是欧文开始做试验的时候，这个实验室基本上已经接近关门了。因为战争过去了，国家的投入要回到民生方面。而这个实验室遗留了大量军方过剩的电子元器件，欧文知道怎么去使用，而且有他自己原创的想法去利用这些所谓的mil

哪位科学家发现了天王星，但没有坚持观察下去，以致他认为天王星是流星？

人们常说：天王星的发现是个偶然，不过，在这个偶然的背后，却是几十年如一日的勤奋。 1781年3月13日是天文史上的一个可纪念的日子：在这一天以前，人类观测过太阳表面的黑子、月亮上的环形山、木星的卫星、土星的光环，但是从来没有想到过土星的轨道之外还有行星。 而这一天威廉·赫歇耳发现了一颗新的行星，一下子把太阳系的边疆扩大了一倍。 威廉·赫歇耳是1738年出生于德国，以后在英国定居的伟大天文学家。 他的父亲是一个贫困的乐师。 19岁时赫歇耳离开德国，渡海到达英国，在一个叫作巴斯的小镇依靠演奏和教授音乐谋生。 就在这时，他为了提高自己的演奏技巧，开始研究乐理，接触到了数学，由此对数学发生了浓厚的兴趣。 以后他又从数学转到研究天文学，并在天文学上作出了巨大贡献。 1767年他的父亲去世了，他把妹妹卡萝琳从家乡接到了英国，以后这个妹妹就成了赫歇耳毕生从事天文研究的得力助手。 他妹妹终生没有结婚，把自己的一生完全献给了天文学研究。 赫歇耳开始用来观察天空的唯一工具，是从友人那里借来的一个小小的望远镜。 他迫切渴望得到更大的望远镜。 但当时他非常贫困，不得不自己动手制作望远镜，他很快在这方面也表现出了出色的才能。 他制作的望远镜很快就出了名，受到当时天文学家的高度评价，畅销一时。 赫歇耳为了制作望远镜，把家里变成了一个小作坊。 他白天有时写乐谱，有时找演员演奏，而更多的是从事制作望远镜，他的双手一刻也闲不住。 到了晚上，他兄妹二人就用自制的望远镜探索天空，不论严寒或酷暑，从不间断。 尽管夜间寒气凝重，手脚常常被冻伤，他们也毫无倦意，探索宇宙的奥秘已成了他们最大的乐趣。 就在这长年累月的观测中，他们积累了十分丰富的资料，从中引出了许多重要的发现，改变了人类对宇宙的认识。 从前人们认为，恒星是固定不动的，他们的观察证实了它们也在运动，而且还发现了整个太阳系在宇宙空间内沿着一定方向运动，银河是由无数的恒星组成的，我们的太阳只是银河中的一个恒星，而宇宙中有许多银河。 赫歇耳最重要的发现是在1781年3月13日。 这天夜里，他们和往常一样，坐在自制的望远镜旁观察天空，他的妹妹坐在旁边作着记录，赫歇耳转动着望远镜观察。 他意外地在双子座H星附近发现了一颗其貌不凡的小星。 他开始怀疑它是一颗恒星。 但经过三、四个月的连续观察，计算了这颗星的轨道，终于发现了它是一颗沿着圆轨道绕太阳公转的新行星，离太阳的距离大概是日地距离的19倍。 由于这一发现，英王查理二世把他们请到宫廷，赐予他一笔年金，拨给他巨款制造更大的望远镜，并授予爵位，还赐给他妹妹一笔年金，以表彰他们兄妹对天文学所作出的伟大贡献。

火星上有外星人吗

证实有水的存在，有水下一步在证实有其它生命存在的基础的话。 那离发现火星生命不远了。 以下来源：UFO基地美国宇航局网站报道，美国宇航局科学家日前发现，在“凤凰”号火星探测器拍摄到的一组照片中，一条沟中的几块骰子大小的明亮物质清晰可见，可4天过去了，这些明亮物质竟消失不见了。 科学家由此确信，这些物质其实是冰冻水，在被挖出暴露之后蒸发掉了。 美国亚利桑那大学教授、“凤凰”号探测任务首席科学家彼得·史密斯(Peter Smith)表示：“明亮物质可能是冰。 这些小块在几天时间内消失得无影无踪，这即为它们是冰的有力证据。 在明亮物质是否是盐的问题上，还存在一些疑问。 盐不会发生这种变化。 ”6月15日，即登陆后的第20个火星日，“凤凰”号用机械臂将一个名为“渡渡鸟-金发姑娘”(Dodo-Goldilocks)的沟扩大，当时沟的底部出现了明亮物质碎块。 6月19日一早，“凤凰”号再次对这个沟进行了探测，结果发现一些明亮物质碎块不见了！另外，在同一天早晨，“凤凰”号用机械臂挖了另一条沟，触及硬硬的表面，这让科学家们激动不已，因为他们看到了接下来发现冰层的前景。 “凤凰”号科学任务小组19日对“凤凰”号当天早些时候成功发回的最新照片和数据进行了分析。 负责“凤凰”号机械臂操作的华盛顿大学科学家雷·阿维德森(Ray Arvidson)表示，在研究来自“白雪2”新沟(位于“白雪1”沟渠的右侧)的最初发现时，“我们挖了一条沟，在与其它沟的冰层一样的深度发现了硬硬的一层。 ”在第24个火星日，“凤凰”号继续扩大战果，挖掘位于“仙境”(Wonderland)多边形区域中央的第一条沟。 在挖掘过程中，机械臂触及硬硬的一层，经过三次深挖尝试后，机械臂仍保持在原地不能前进一步。 这种结果说明机械臂碰到了硬硬的表面。 同时，洛克希德·马丁公司空间系统部门“凤凰”号科研小组正准备在几天内向“凤凰”号发送软件补丁，这样，科学数据能够在需要时彻夜保存在探测器上。 鉴于“凤凰”号在6月17日生成大量可复制文件维护数据，这个科研小组正在做好“凤凰”号闪存不能存储科学数据的准备，在每天结束前将科学数据传输至地面，直至产生上述可复制数据文件的问题得到修复。 美国宇航局喷气推进实验室“凤凰”号探测器项目主管巴里·戈德斯坦(Barry Goldstein)说：“我们现在明白了‘凤凰’号的现状，我们可以用软件补丁对其进行修复。 在‘凤凰’号为期三个月的任务安排中，我们已经留出30天时间用以应对类似这样的意外情况，在24个火星日里，我们仅仅用了一天时间来解决意外情况。 ‘凤凰’号任务的进展超出我们预期。 我们正向着任务的圆满成功大步迈进。 ”“凤凰”号任务是由亚利桑那大学的史密斯教授负责，喷气推进实验室参与管理，洛克希德·马丁公司参与开发的一个项目。 加拿大航天局、瑞士纳莎泰尔大学、丹麦哥本哈根大学、奥尔胡斯大学、德国马克斯·普朗克学会以及芬兰气象研究所均为“凤凰”号探测项目贡献了各自的一份力量

专题六 让学生学会鉴赏和探究 思考讨论1 、我们应该怎样帮助学生在语文学习中学会鉴赏和探究

1要注重培养独立阅读的能力。没有哪一个人是天生具备阅读鉴赏的能力，需要老师教授一些基本的阅读方法，人物、情节、环境，人物描写的方法，环境描写的作用等。例如古诗词的赏析，诗词的起承转合的结构特点，首、颔、颈、尾联在表达方式的不同，韵脚的特点等，诗画同源的互补，以一篇为例把这些学生传授给学生，使他们具备初步鉴赏文学作品的能力。

2要注重个性化的阅读。对一篇文章学生可能有着和老师不一样的理解和解读。我们要尊重学生对文本的理解和解读，或许他们不尽全面。如果我们一味地否定他们，这是抹杀他们的探究问题的积极性。

充分调动自己的生活经验和知识积累，在主动积极的思维和情感活动中，获得独特的感受和体验。我的孩子喜欢看周末的“佳片有约”，什么《肖申克的救赎》，《死亡诗社》等，他对作品中人物的理解，精彩片段的分析自有他的道理。

3要注重审美教育。文学就是人学。每一篇文学作品无不包含着丰富的情感，要引领他们在阅读中养成丰富的情感、健全的人格、饱满的精神。要敢爱，敢恨，要悲天悯人，要嫉恶如仇，会流泪，会畅快的大笑。

4、要注重学生对自然、社会和人生有自己的思考和认识。我们不要忽视孩子们敏锐的眼睛和一颗颗赤子之心，不要把成人的价值观、经验之谈灌输给孩子。让学生走进大自然、走进社会、感悟人生，哪怕他们说的是“皇帝什么衣服都没有穿啊”这样的话，那也是他们用自己的眼睛观察，心灵感悟的。