天文专业
三水锰矿 / 2021-10-05
大家好，先自我介绍一下。我是南大天文本科，期间在悉尼大学暑期交换，伊拉斯谟欧盟硕士项目天文专业，硕士期间去了欧洲四个国家读书，香港大学物理系博士在读，准备去美国交流访问。
我专业学习天文已经有8年了，研究方向主要是观测、仪器和天文大数据处理，在观测方面我做过光学红外的测光光谱、射电波段的大质量恒星形成、X射线星系热气体和积分场光谱数据的星系点源研究，在仪器方面我跟着澳方参与了中澳合作的南极天文台望远镜的模拟和规划，并发表sci一作论文一篇。
现在博士的主要课题是空间望远镜的模拟和规划，以及应用人工智能的大数据处理系统，这些正在规划中的多波段系列望远镜的主要目的是寻找和监测近地小行星。
主要内容：
下面我就对大家比较关心的问题进行介绍，后面会有提问时间，我介绍的顺序是：天文专业的分支和工作方式，天文专业的出路去向和职业规划，天文本科和课程设置，天文硕博和国内考研，港澳和国外学校的申请。
我看到大家对于申请的热情是比较低的，可能你们还比较年轻没有考虑那么久远，或者觉得这个需要花很多钱，但其实不是这样的。本科天文一般来说是真土豪，但是硕博的话基本上可以靠奖学金来生活，而且国外给的钱会比国内更多。
对于天文专业来说，很少有人完全没有国外的经历，除非自身能力强而且坚持不出去。早的可能从本科就出去，晚一点的会博士联培或者出去博后，高校也会比较喜欢有国外经历的人。
天文专业分支和工作方式：
天文专业大致上分为天体物理、天体测量和天体力学，以及天文技术。
天体物理又有很多分支，按研究对象可以分为太阳、恒星、星系、宇宙学，按研究波段可以分为射电、光学红外、紫外、高能，也就是X射线、gamma射线和一些宇宙线，以及不属于电磁波的中微子和引力波。这些研究有偏观测的也有偏理论的，按工作方式也可以分为理论、观测和模拟。
天体测量和天体力学可能我们接触得略少些，举个例子，天体测量可以是银河系较差自转，天体力学可以是研究太阳系小天体的运动。
天文技术涉及到仪器的设计、模拟和建造、数据处理系统的软件开发、数据平台、大数据处理和人工智能应用等。
还有就是行星科学，是天文与地学的交叉学科，主要研究太阳系的天体和系外行星。相关学科还有空间科学，这个跟航空航天联系更加紧密一点。
可以说天文虽然是一门比较冷门的学科，但是它适合的人群是非常广泛的，不管你是喜欢推公式，还是搞观测，还是写代码，还是造仪器，你都可以在这里找到一席之地。你可以根据自己的能力和兴趣选择合适的方向，但绝大部分方向都要求一定的物理基础和计算机代码能力。
对于占主流的、比较传统的天文学研究，你会花一些时间去看前人的文章，这要求过硬的英语能力，然后提出自己的想法，申请观测，进行观测和数据处理，把结果写成论文发表，这个过程需要物理基础和计算机能力。并且你会经常有机会到国内国外开会和观测，对于喜欢游玩的同学比较利好，我到现在为止长住过的国家和地区已经有七个了。如果到了博后和教职阶段，还需要上课和带学生。
近年来依赖大数据的研究者越来越多，大型仪器也越来越倾向于按自己的计划进行观测，然后直接在网上开放下载，所以未来观测这一步可能会被直接下载数据所代替，并且数据处理过程也会越来越依赖计算机代码能力。
因为天文学极少有社会上的对口工作，除非比较有科普天赋，专职科普或者去天文馆，对口的工作基本上只有去高校任教或去天文台做研究员，而教职要求必须有博士学位，很可能还要做博后，所以我认为比较适合学天文的人要满足这样几个条件。
第一位是要感兴趣，对于物理感兴趣并有能力学好，对计算机编程不反感，对天文研究的意义比较认同。本科的话我觉得最好能考上985这样的水平，其他人不是不行，但是要认识到前面的困难。你们应该也知道天文前些年之前就那几个学校开设，到时候你会发现行业内的不是南大就是北大要不就是科大的，普通学校的同学可能会遇到的压力比较大。而且天文需要的人确实不是很多，如果混得一般的话未来也会比较纠结。
然后是不能有后顾之忧，比如说家里急着你本科毕业去赚钱，或者有人重病需要照顾离不开人，因为天文硕博虽然会有奖学金，但是大部分人只能供得上自己，国内的话可能还要家里补贴一点。而且你需要升学，很难保证一直在同一个学校，甚至同一个国家。
还有就是千万不要因为自己性格内向、不爱跟人说话就想去做天文，你会发现你不仅要经常和人打交道，而且很可能要经常和外国人打交道，再往后走还要上课、带学生等。
如果一提到物理就头大，但是喜欢经常跑出去拍深空照片之类，可能还是作为爱好更好一些。专业天文对于物理爱好者会更友好一点，按理说是要学习物理系的全部基础课程的。
天文的出路去向、职业规划：
天文的话大部分人是本硕博读完，做一到两期博后，然后去高校或天文台找教职。少部分人读完本科或硕士就可以去天文馆这种科普机构，还有在网上科普做得比较好的会自己创业。工业界这边就对应着计算机和大数据相关工作，如果想转的话在学业的某个阶段修几门计算机，再刷刷题和项目就可以去找工作了，这方面是比较容易的，还有一部分人会转行去做教育，去中学或者进教育机构。
如果不考虑现实问题，单从学术发展的角度出发，我会建议你尽早出国学习，但是实际操作上来说，因为国外的本科一般比较贵，大部分人会在硕博或博后出去。现在国内比较喜欢有海外经历的人，但是也需要你有一些国内的根基，所以在国内找个大牛导师，然后通过联合培养出国，或者读完博士出去博后一两期，也是一个不错的选择。
现在天文本科也没有几所，而且中间似乎有一些断层，如果你本科没考到北大、南大、科大、国科大、北师大这些比较不错的天文院校，现在多了一些选择就是清华、上交、厦门、中山和华中科大，也可以去一些物理不错的学校学物理，同时利用网络学一些天文基础知识，利用暑假去做一些天文的科研项目，然后再保研考研或申请进天文，这样和天文本科的差别也不会特别大。本科学习计算机或者光学工程等专业，进天文技术方向也是一个思路。不太建议一开始就把出路都押在天文上，多给自己留些后路。但如果认准了做天文，没必要再去报物理，因为天文的物理基础课程是足够的，基本上和物理系一起上课。
选择方向的时候建议以兴趣为主，毕竟你都做天文了，还不能随性么。考虑热门的话可以在某方向在国外刚火的时候开始读博，毕业之后正好国内会跟进，比如说现在引力波比较火，观测这边就是多波段和大数据、人工智能，高能、射电方向也比较不错。现在马斯克发射星链，我个人猜测未来的空间望远镜也会有所发展。做观测的话可以尽量选择拥有大仪器比较多的单位，或者你发现比如国台正在规划2m的空间望远镜，你就可以在读博时选择相关的方向，然后回来正好使用这些仪器进行研究。
其实天文专业没有明显的就业概念，不管你是本科、硕博、博后还是教职阶段，你都是在做天文的研究，一般到了硕博就会有一些收入了，认为从博士开始算工作也是可以的。本硕博大概需要8-12年的时间，然后博后2-4年，然后找教职，大部分人正常发展的话是在30-35岁找教职，博士毕业直接找教职也是可以的，不过一般找到的职位水平会有一些折扣。
目前的话国内天文还是在一个扩张的阶段，各大高校纷纷开设天文专业，也会扩招一些老师。不过我不是很建议直接在国内找教职，这样子考核会比较辛苦，待遇也不太高，有能力的可以在海外读博和博后，然后青千回国，或者在海外找教职，然后引进回国，这样可以跳过这个考核的阶段，直接获得比较稳定的职位。不过现在国内高校编制逐渐取消了，这也是一个问题，目前非升即走制度怎么处理还不是很明朗。国内也会有一些年龄限制，一般的青椒是35岁以下，海外教职引进是45岁以下。
天文本科、课程设置：
如果你是中学生，以后有志于做专业天文，现在主要学好数学物理就可以了，尽量考一个好一点的大学。天文爱好方面比如观测就作为业余爱好，也可以看看科普书之类的。如果在天文知识和观测方面有专长，有条件也可以参加天文奥赛。
天文本科的课程以物理基础课程为主，数学基础课为微积分、线性代数和概率论与统计。
计算机需要学习计算机基础和一门编程，后续可能需要学习数值计算，还有需要自学Linux系统和Python，根据方式还有一些专业的软件。
物理需要学大学物理，数学物理方法，然后是四大力学，也就是理论力学、量子力学、电动力学、热力学与统计物理。可能还需要选修流体力学、相对论等。
天文课程要看学校的开设能力，一般有普通天文学或高等天文学、实测天体物理、射电天文学、X射线天文学、高能天体物理、星系天文学、恒星大气或理论天体物理、宇宙学、天文数据处理方法、天体力学、球面天文学等等。
天文本科的同学一般会从大二大三开始参与科研项目，非天文本科也可以在有一定基础后参加创新项目，或者自己联系天文台的老师进行暑期科研训练。一方面先了解一下自己是否适合科研，另一方面也了解一下自己适合哪些方面，喜欢怎样的工作方式和怎样的导师，也能积累一些科研经验，为之后的选择打基础。
天文硕博、国内考研：
如果你是比较好的学校天文本科或者物理本科，大部分同学是可以直接保研的，成绩原则上85分以上可以申请出国，80分以上也可以试一试，出国的话也需要一定的科研经历，但不是必须要有成果。我这里出国是默认奖学金的，自费可以随意。
可以保研的同学在选择上面余地比较大，可以在大三暑假参加各高校的夏令营，直接推免过去，这个过程也比较轻松。如果说是不能保研、也暂时不打算出国的这部分同学，考研的话以中科院国科大的几个天文台为主。
因为像南大北大这些地方招收考研的学生非常少，甚至是不招的，考的话风险会比较大，而且他们会有大量天文本科的同学在里面，这些高校的导师也少一点，虽然实力都很强，这样考研的同学在里面压力会比较大。当然现在新开设天文专业的高校招生还算多一些，也可以考虑。
考研的同学里面物理本科的基本上是最对口的，所以不用太担心，工科本科的同学也会有一些，计算机本科考天文技术也是可以的。其他学科比如文科之类的我不是特别了解能不能报考，考研需要准备的东西也比较多。考研初试如果不是专业课刻意选择考天文的话，是可以不涉及天文的。
天文台比较热门的有国家天文台、紫金山天文台、上海天文台，比较偏远的还有云南天文台和新疆天文台。三大台的实力都比较强，好导师多，学生相对少，课程比较偏观测和实用，观测资源也丰富。其中紫金山天文台比较特殊，它是中科大的学籍，而且现在主要部门在南大仙林校区，和南大天文在一起，如果去了的话在中科大和南大都可以上课。
不管是考研还是保研，我都建议你提前去了解一下你要选择的导师，利用假期去他们那边转一转，和组里的师兄师姐交流一下，关注一下他们的出路去向，文章发表情况和工作状态、心理状态。（但天文这边科研环境还是不错的，不需要过分担心。）
港澳和国外学校的申请
天文本科申请这种少数人的选择我就略过了，如果是有足够的钱和眼界去考虑本科出国，还学这种冷门专业，我觉得也不太需要我来讲解。英美澳加这些国家基本上读本科要准备200万吧，像欧陆日韩新加坡要便宜一些，但是可能需要小语种，像德国法国免学费的地方，可能出个生活费一年十来万就可以。真的有钱可以尽早出去，因为国外的教学和科研资源还是比国内更好。
硕博的申请首先要考英语，也就是托福或者雅思，北美的话可能还要考GRE，不过现在需要GRE的地方越来越少了。然后就是准备材料和联系导师，最终结果其实主要还是依赖于你之前的成绩和科研成果，所以这一部分就好好准备就可以，天文申请绝大部分人都是自己申请不找中介的。
导师的资料可以到学校官网去看，可以提前看一看他们的文章和组里毕业生去向，也可以通过之前的导师给你介绍，或者到会议上去认识。可以说一个好的导师可以决定你读博的幸福感、成果和未来出路，所以一定要非常慎重。最好能够找到学术好、人品好，给予足够指导而且不过分压榨的导师。
关于选择年轻的导师还是岁数比较大的导师，这个看个人的喜好。年轻导师比较有活力，容易和学生打成一片，想法多科研劲头足，但是会比较辛苦。年长的导师对方向的把握比较精准，有名望，但是可能不会特别细致地管你，而是需要你自己去搞定一些细节。
大部分人想做科研都是本科直接申请博士的，不过现在随着申请难度提高，以及很多人想多考虑一下是否继续读博，也会选择读一个硕士来过渡。因为感兴趣的同学比较少，所以这方面我就不展开了，如果有问题你们可以针对性地问。
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