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天文科研入门的一些经验

时间: 2021-10-26 09:40:20 | 作者：Parsifal | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 113次

天文科研入门的一些经验

天文科研在做什么？

天文技术与仪器：造望远镜、造探测器等等（具体不清楚）

观测：数据获取，数据处理（类似摄影的后期处理，但是目的是从杂乱的数据中），发掘观测数据中的科学信息（根据观测数据获取天体的各种性质），根据数据发现未知现象/验证模型等等。

以我做的FAST中性氢观测为例，将观测到的原始数据转换成有用的数据需要以下几步：温度定标/流量定标（原始数据只知道电压电流等信息，需要测量已知温度/流量的物体【如噪音管】，根据相对大小确定观测数据的绝对值）、去基线、去rfi（干扰信号），速度定标（消除地球及太阳系的运动带来的多普勒效应）。

理论（不大了解）：建立/验证模型，数值模拟啥的，欢迎dalao补充

目前大部分同学刚开始进入天文领域都是在做数据处理相关（个人观察，暂时没统计过）。

进行天文科研需要的基本技能/常用的软件

找论文：NASA的ADS数据库，能找到绝大多数天文领域的论文（来源主要为数据库本身或者arxiv或者出版社），大部分都可以免费下载；google scholar，需要翻墙，也能找到很多论文；学校图书馆购买的期刊数据库什么的，可以免费看最新发表的论文（例如ARAA的综述）。

搜索：做科研时会遇到需要使用一些公开的数据或者软件，这时都需要自行查找。通常情况是如果直接百度搜索很难找到对应的网站（估计是因为百度是中文搜索引擎），建议使用Bing国际版或者google。

常用软件：DS9，TOPCAT

DS9: 看FITS格式图像数据使用，win/Mac/linux都有，交互式界面，使用比较简单

TOPCAT：表格查看/处理软件，可以查看天文领域几乎所有格式的表格（CSV，FITS等等），可以进行一些简单的绘图操作

以上两种软件的使用方法可以看b站up主虚拟天文台的投稿（全英文介绍）

补充：什么是FITS文件？全称：Flexible Image Transport System，是天文领域常用的数据存储格式（有天文摄影经验的同学会发现天文相机的图像都是以FITS格式存储的，实际上不止可以存储图像，也可以存储表格），图像被转换为1D或n-D数组进行存储（即图像的每一个点都对应一个数值），包含行与列的表格可以作为2D的FITS文件进行存储。FITS文件除了存储数据本身以外，还会存储和数据相关的一些信息，如观测地点与日期，曝光时间，像素大小，观测天区范围等等。

对于数据处理工作，需要掌握一个或多个计算机语言，目前最常用的是python（以前常用的有IDL，fortran等等）。c/c++也是很常用的语言，计算速度要比python快（python的基础其实就是c）。

建议学会使用linux系统与shell编程等等，因为很多对专门目的编写的天文软件都是在linux环境下使用；大量数据不可能在pc机存储（GB，TB甚至PB级的数据），因此需要在服务器上进行操作，需要用到shell编程与正则表达式等等。

学好英语，目前绝大多数天文科研相关的资料（教材，论文，软件）都是使用英文，因此要尽可能掌握英文阅读能力，而且发表在sci（科学引文索引）期刊上的论文都是使用英文撰写，许多组会/报告也是使用英文进行，可以说不会英语基本无法进入天文科研领域。

其他技能：快速做ppt（大雾），因为做科研需要伴随大量的讨论，一般会频繁的开组会，因此需要快速的将自己需要讨论的内容做成ppt；写报告，如果包含大量公式/表格/图片，个人感觉使用latex要比使用word更方便（公式、表格、图片都只需要代码就能搞定），粗糙的使用latex也非常简单，只需要知道基本的几个命令就可以上手使用，其他命令可以根据需要现学现用。

天文科研所需基础知识

天文科研是一个很大的领域，各个方向需要的基础知识可能大不相同，这里只说天体物理方向。

数学：微积分、概率论与数理统计、线性代数（不需要很精通，但是基本概念和运算要会）。

物理：通常来说天文系本科生的培养方案的物理基础方面会包括四小力学（力学、热学、光学、电磁学），原子物理，四大力学等等，但实际上进行具体的工作并不需要你对上面列举的所有知识掌握的都很好，具体的工作往往只用到很小一部分知识。但这不代表上面列举的知识可以不学。

天文：天体物理，实测天体物理，宇宙学，星系天文学等天文专业课。

本科生参与天文科研的理由与途径

理由一：好玩

理由二：本科阶段参与科研（一般是大创等）一方面可以提前了解天文科研的具体内容，确定自己是否对天文科研有兴趣以及未来可能的方向，提前掌握一些天文科研所需的技能。另一方面，做科研的同时可以加深对所用知识的理解。此外，科研还可以培养独立解决问题的能力。

途径：所在学校大学生创新计划/中科院大学生创新计划

附国家天文台2021年大创计划的通知链接：国家天文台关于申请2021年中国科学院大学创新实践训练计划的通知----国家天文台

上海天文台也有类似计划（紫金山天文台没找到），这些计划一般都在每年4-7月发布通知，如果有意愿报名一定要提前关注相应院所网站。

其他个人想法与经验

1.天文科研不是什么高大上的工作（我的观点是所有工作本身都是平等的），不过确实是一件很好玩而且很具有挑战性的工作

2.个人认为不能只专注于科研相关的内容（即天文及天文科研本身不能作为生活的全部内容），目前来看很有必要学习人文方面的知识，特别是哲学。个人感觉对科研和自然科学过分专注会局限个人思想。

3.科研道德。（虽然不知道具体有哪些要求，不过还是很有必要一开始就引起重视）

4.有问题要及时问老师/同学/师兄师姐（不过感觉还是要先自己好好想想办法，实在不行再去问。。。）

5.一定要注意做出来的东西的严谨性。借用导师的话说，做科研不像写作业，没完全做对也许还可以打80分，只有0分和100分。

文章标题: 天文科研入门的一些经验
文章地址: http://www.xdqxjxc.cn/jingdianwenzhang/126944.html
文章标签：天文科普  天文科研  天文学
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