论天文爱好者成长之路*

文/刘维平

0 引言

2018年5 月，广州大学附属中学天文社庞彬同学（2019届高三毕业生）获全国中学生天文奥赛决赛第一名，跻身国际天文奥赛国家队，并在2018年11月夺得第十二届国际天文与天体物理奥赛银牌。学校天文社指导老师经常被天文社学员问及一个问题：普通天文爱好者如何成长为一名优秀的天文爱好者？

很多人天生就喜欢仰望星空，对星空抱有好奇心，但探索天文的付出，超出普通爱好者的想象力，如果方法不太得当，往往浅尝即止。要成长为一名优秀的天文爱好者，应该在天文理论学习和观测实践方面下功夫，逐级晋升，最终成为一名优秀的天文爱好者。本文用 “修仙”比喻为天文理论学习，“打怪”比喻为天文观测实践，两者需双管齐下，不可偏废；同时要循序渐进，逐级晋级。一般来说，要成为一名优秀的天文爱好者需经历三个阶段，依次可划分为初级阶段、中级阶段及高级阶段，这是大多数优秀天文爱好者的成长之路。

1 理论“修仙”

有些普通爱好者对钻研天文理论知识的兴趣不大，而只热衷于天文观测。如果将天文观测比作武术的招式的话，天文知识理论就是内功心法，空有招式不行，还必须掌握内功心法加以运用。即使是偏重观测的爱好者，也必须辅以一定的理论知识作为基础。

1.1 初级阶段

目前在中学阶段，很少学校会开设天文选修课，只在物理或地理学科中涉及一些天文知识。例如，中学物理涉及的望远镜成像原理、万有引力定律等知识；中学地理涉及的太阳及太阳系、地球的自转和公转等知识。如果要涉猎更多的天文知识，爱好天文的学生可以关注北京天文馆微信公众号推出的天文科普信息或坚持订阅北京天文馆主办的《天文爱好者杂志》。《天文爱好者》杂志由中国科学技术协会主管，中国天文学会、北京天文馆主办，是我国创刊最早、影响最大的天文科普期刊。该杂志自1958年创刊以来，累计发行超过1000万册，在天文科普方面有着极高的声誉和举足轻重的地位，如今众多活跃在科研一线的天文学家很多曾经是《天文爱好者》的读者。该杂志介绍天文学基础知识和人类认识宇宙取得的新成果，培养青少年天文爱好者的观测实践能力，为中小学教学和天文爱好者进行天文观测服务。

另外，法国著名天文学家和科普作家C •弗拉马里翁的《大众天文学》以及美国天文学家西蒙•纽康的《通俗天文学》都是很早传遍全球且长盛不衰的科普经典，作者及译者以文学的笔墨、精美的图片，将奇妙的宇宙世界揭示在渴求新知的读者面前。值得一提的是，译者又根据天文学的新近发展不断进行补充修订，使得书本内容翔实而新颖。

当普通爱好者阅读了一两本天文科普经典名著并关注了最新的天文信息，便有信心在天文爱好者圈中参与交流或讨论。

1.2 中级阶段

如果爱好天文的学生有更浓厚的天文探究兴趣，不满足对天文知识的零散学习，想要学得系统一点，那么阅读经典的天文基础教材必不可少。

例如，福建师范大学余明教授编写的《简明天文学教程》，北京师范大学刘学富教授编写的《基础天文学》，南开大学苏宜教授编写的《天文学新概论》，这几本书是国内一些大学开设天文选修课的入门教材，均系统性地介绍了天文学基础知识体系，适合作为中学天文爱好者参加天文知识竞赛的参考书籍。

中学天文爱好者如果能精读所推荐的参考教材并适当做一些书中的题目，那么就很有机会在省市级的天文知识竞赛中大显身手，有能力为初学者开展一些天文知识的科普讲座。

1.3 高级阶段

如果天文爱好者有志于将来从事天文学研究，成为一名专业人员，进一步的钻研则要用到大量的数学或者物理知识，则必须在中学阶段学好物理、数学及地理相关学科内容。天文学有三大分支，分别是天体测量学、天体力学以及天体物理，天文爱好者要去查阅这些具体领域的专业书籍和期刊文章；有机会的话，去现场聆听著名天文学家的科普或学术讲座会或能激发自己发现将来适合的研究方向。

天文爱好者如果是物理或数学“学霸”，可以通过参加全国天文奥赛以及北京大学和南京大学等一流高校天文专业的自主招生，有利于走上成功之路。每年的全国天文奥赛（2019年更名为“全国天文知识竞赛”）及国际天文奥赛的题目及解答，在赛后都会发布在该年的《天文爱好者》杂志上，值得关注。例如，广州大学附属中学天文社刘玮扬同学（2015届高三毕业生）在2014年获得全国天文奥赛决赛银牌，2015年通过北京大学自主招生考试，获得天文专业加40分录取，顺利考入北京大学天文系。

2 观测“打怪”

前面探讨了天文理论学习的几个阶段，接下来谈谈观测“打怪”的晋级之道。

2.1 初级阶段——肉眼初步辨认著名的星座和亮星

功能强大的望远镜给人一种“高大上”的感觉，很多刚加入天文社的同学在资深天文爱好者众多高端装备的诱惑之下，总喜欢一开始就关注或咨询购买望远镜的问题。一些人觉得，天文爱好是一种有钱人玩的游戏，要想提高，需要极大的资金投入。需要指出的是，这种理解完全是错误的。实际上，拥有望远镜并不是天文观测的基础，会裸眼辨认著名星座和亮星才是。

对于初级学习者，只需要配有合适的星图（几元钱一张）和指星笔作为辅助工具,并且掌握包括天球、天体的周日视运动、星座、星等概念的理论知识，最终达成认识一些著名的星座及主要的亮星的目标即可。

在初级阶段，四季星图或活动星图是不错的帮手。四季星图很容易找到，活动星图也非常廉价，操作也非常简单，一般上面都会写明使用方法。晴朗的夜晚站在室外（鉴于当前城市严重的光污染，有条件可去野外），对照星图，逐个辨认各个著名星座，必要时可以借助指星笔。

2.2 中级阶段——肉眼熟悉星空和用双筒望远镜看深空目标

对于天文中级学习者，需配有双筒望远镜、电子星图软件等设备，并且掌握天球坐标系统，包括赤道坐标、地平坐标，以及星云、星团、星系等概念理论知识，达成不借助星图就能认识星空大部分星座，熟悉主要的亮星以及部分典型的较暗恒星,以及能独立找到10个以上的深空天体的目标。

以广州为例，广州的纬度大约在23°N左右，就是说只要赤纬在－67°以北的地方的天体，理论上都可以被观测到。作为天文中级学习者，至少要不借助星图能辨认15颗以上全天最亮的恒星，熟记它们所在的星座、星名等，并且了解月相规律、太阳的周年视运动及至少4颗行星的特征，包括金星、火星、木星、土星，了解它们的亮度、出没规律等，以便在夜空中迅速将它们与恒星区分开来。

对星空有了基本的了解后，可以考虑用仪器观测。从双筒望远镜起步，不需要太大的口径与放大倍数，不要着急购买天文望远镜。使用双筒望远镜的一个主要目的是利用其便携性，口径越大就越重越难携带，但放大倍数越大视场越小，将不利于认识星空。利用双筒望远镜，可以对星空进行更多的探索，如辨认恒星的颜色、辨认双星、寻找深空天体等。其中，寻找深空天体是中级天文学习阶段重要的内容。利用双筒望远镜，在稍微好点的观测条件下，已经可以找到众多的深空天体（个别深空天体利用肉眼就可以看到），需要找准它们的位置，在这个阶段，电子星图是不错的帮手，如Stellarium（虚拟天文馆，这个软件PC端、手机端均有）、Skymap（PC端）、google星空地图（手机端）。

2.3 高级阶段——能熟练操作天文望远镜，能拍出漂亮天文照片，重心由观转向测。

高级天文学习者需要配有一台天文望远镜（含三脚架、赤道仪及其他附件）、一台单反数码相机（天文社团一般都配有这些“烧钱”的设备，不用自己买了），甚至有专业冷冻CCD及天文台等设备；推荐掌握大学天文选修课的基础教程，如刘学富编写的《基础天文学》、苏宜编写的《天文学新概论》、余明编写的《简明天文学教程》等比较专业也比较系统的理论知识；从而达成能独立找到并观测较亮的彗星等，熟练掌握天文望远镜的操作，并辨认更多的深空天体（50个甚至更多）。可以进行简单的星野摄影，以及拍摄流星、人造卫星等；配上星野赤道仪，利用转接环，可以做更好的星野摄影及星轨摄影，可以拍摄日月行星、彗星及深空天体等目标。

由于城市灯光污染严重，一些天文爱好者开始另辟蹊径，实时下载空间望远镜拍摄的巨量可分享天文数据，通过专业软件进行分析，寻找有价值的天体线索，或者向专业天文台申请观测时段，然后通过网络进行远程控制天文望远镜从而实现观测。广州大学附属中学天文社同学（2014届高三毕业生）谭瀚杰，从小喜欢天文，自初二开始（2009年）就利用SOHO探测卫星拍摄的系列照片合成动画来观察未知天体的运动轨迹来寻找新的彗星，在13岁就创造了全球最年轻的SOHO彗星发现者的传奇。他通过网络远程控制位于我国新疆的星明天文台的望远镜观测星空，截至2018年5月共发现小行星6颗、NEAT小行星1颗、河外新星1颗、超新星70余颗、行星状星云候选体4个，并对星明天文台观测数据进行小行星测光分析以及超新星的测光与光谱演化分析，发表论文数篇，在天文学界已经小有名气。

3 结语

天文学是人类认识太空、探索宇宙的一门科学，是一个国家国力强盛与文明发达程度的象征。我国有世界上最古老、最丰富的日食、彗星等天象纪录，有浑仪、简仪等精湛的古天文仪器，有张衡、郭守敬等驰名中外的天文学家，中国古代天文学对世界天文学发展乃至整个人类文明作出了重要贡献。近代的中国积贫积弱，在天文方面的发展鲜有所闻。新中国成立以后，百废待兴，尤其改革开放40多年,我国国力大增，建立了一批世界领先的天文观测设备,例如世界最大的单口径球面射电望远镜(FAST)，又被形象地称作中国“天眼”；与此同时，我国的天文教育事业迎来了迅速发展的黄金时代，开设天文学科的一流大学越来越多：清华大学（天文系）、中国科学技术大学（天文学系）、南京大学（天文与空间科学学院）、北京师范大学（天文系）、上海交通大学（天文系） 、北京大学（物理学院天文学系） 、中科院大学（天文空间科学学院）、中山大学（物理与天文学院）、厦门大学（天文学系）......

天文爱好者如果有志于祖国天文事业的发展,请保持初心，仰望星空；同时像庞彬、刘玮杨及谭瀚杰等同学一样脚踏实地，在天文爱好者成长的路上一路前行。