正在阅读: 触摸太阳——人类认识宇宙的新征程
首页> 科普频道> 光明天文 > 正文

触摸太阳——人类认识宇宙的新征程

来源:光明网2019-04-01 17:44

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  距离帕克太阳探测器发射升空已经过去了7个多月,太阳对于我们来说仍然有很多未解之谜。有关太阳活动的研究经历了哪些过程?太阳风从哪里起源?一起来听听汪景琇院士怎么说~

触摸太阳——人类认识宇宙的新征程

  演讲原文:

  几个月前,帕克太阳探测器成功发射,它将在在七年多的时间内,借助行星引力加速,逐渐逼近太阳。这是人类历史上最复杂、最具有挑战性的一个科学计划,它所聚焦的主要科学问题是日冕为什么有百万度的高温?为什么会比太阳表面温度高了一百倍以上?太阳风是从哪里起源的?太阳活动又是怎么发生的?这使我想起一位中国先贤在2300多年前的一个伟大畅想。

触摸太阳——人类认识宇宙的新征程

  屈原写道“折若木以拂日兮,聊逍遥以相羊”,意思是要折下若木的枝叶去擦拭太阳。他在完成了这一著名诗篇《离骚》之后,又写下了《天问》,对宇宙形成的问题做了很深的思考。比如,宇宙最初形成的情景是谁把它传述下来的?那个时候上下未形,黑夜和白天不分,整个宇宙一片灰暗,人类又是怎样来探索它、揭示它的奥秘?后来在朦胧的宇宙中有了结构,有了光,这又是怎么安排的?2000多年前,我们哲人的思考就已经跟近代宇宙学关于从宇宙黑暗时期到怎么有光、有了结构有点未谋而合。

触摸太阳——人类认识宇宙的新征程

  人类对宇宙的探索从未停止过。从哥白尼到伽利略,从科学实验和天文观测,到行星三大定律,直到发现万有引力,创立牛顿力学,科学探测成了科学方法的灵魂。科学思想必须经过实践的检验,那些不能被实践检验的学说就会被人们所抛弃。科学素养也在科学探索中得到了培育和发展,成为了全社会和科学探索的财富。

  爱因斯坦在牛顿诞辰300周年,总结第一次天文学的革命时说,那些为现代技术发展所不可缺少的理智工具,主要来自对星空的观察。进入21世纪,天文学迎来了它的第二个黄金时代,成为了一个最具有革命性的学科,推动着自然科学和人类思想的发展。自21世纪以来,天文学已经有了六项成果,分享了五个诺贝尔物理学奖。从中微子的发现、中微子振荡、宇宙X线的发现,还有微波背景的不均匀性、宇宙加速膨胀,到去年发现引力波,天文学的成就呈井喷之势。

触摸太阳——人类认识宇宙的新征程

  在科学的探索当中,科学素养也逐渐得到了发展,成为科学和社会发展的宝贵财富。所谓科学素养是指对科学术语和概念的基本理解,对科学研究的方法和过程的基本理解,对科学技术、对社会和个人所产生的影响的基本理解。

  科学素养是培育科学发展的沃土,而浇灌这个沃土的是科学研究的成就和科学普及的进步。卡尔·波普说过一句话,为了寻求一个更美好的世界,科学不应当是“一个封闭圈子中的专家所独有的财产”,应该为公众所理解,并为社会服务。

触摸太阳——人类认识宇宙的新征程

  我是做太阳研究的,长期观察太阳的磁场和太阳的活动,所以我想和大家分享一下对太阳活动研究的梗概。几千年前人们就开始观测太阳黑子,那个时候有很美好的神话,有很多的幻想。一个很重要的发展是望远镜的发明,望远镜的观测给了我们很多的经验的和统计的规律。接着一个很重要的进步是物理学的发展,太阳物理学家开始用物理学的方法诊断太阳黑子的本质,在地球之外第一次发现了磁场。这些研究不仅仅终止在这里,大家开始研究过程、研究联系,所以又有了对太阳活动的系统观测。在这个基础上,理论得到发展,阿尔文创建了宇宙电磁流体力学,并在1970年获得诺贝尔物理学奖。

  空间的观测对太阳研究有了巨大的推动。人类超出了地球大气的限制,可以做全时段、全波段和高分辨率、高精度光谱偏振的观测。而后,辐射磁流体力学的三维数值模拟得到了发展。人们又注意到,为了理解一些重要的、关键的物理过程,必须重回实验室。磁重联和粒子加速的实验室模拟开始了。

触摸太阳——人类认识宇宙的新征程

  很快太阳物理学家把它们得到的这些理论、经验,扩展到了其他的天体物理领域,包括恒星活动、人类在系外的宜居性。空间天气和空间气候的概念也得到了发展,成为天文学服务于社会、服务于高技术的发展、服务于人类生存环境很重要的一个学科。但是太阳物理学家还没有满足,有许多关键的科学问题未解决,比如日冕为什么有百万度的高温?携带高能粒子的太阳风是怎样发生的?所以我们又开始了太阳探针计划、太阳轨道器计划。这里我必须提到在这个过程中一个里程碑式的贡献,就是黑尔1908年发现太阳黑子的磁场,这是人类第一次用物理学的方法来诊断天体的一个对象。

触摸太阳——人类认识宇宙的新征程

  另外我们看到了大量的伴随着太阳磁场快速变化的X射线辐射。宇宙X射线辐射的观测也是很早从太阳开始,获得了2002年的诺贝尔物理学奖。在黑子之外,我们还看到太阳上到处有小尺度的磁场,这些小尺度磁场非常小,在太阳表面大概只占据一百公里大小的范围,而且寿命极短,处于强烈的湍动状态。

  这些观测经常让我想到我的合作导师、加州理工学院Harold Zirin教授的一段话。他说, 像绿色的草场和原始森林,太阳的米粒、黑子和高雅飘逸的日珥呈现着大自然纯粹的美丽,给予那些致力于研究它们的人们以美学的欢乐和科学的挑战。Zirin教授为了这份美丽和挑战,贡献了自己的一生。他的精神对我来说一直是一个很大的鼓励。

触摸太阳——人类认识宇宙的新征程

  如今,也许会改写历史和教科书的帕克太阳探测器已经成功发射。人类从非洲大草原走出,走向欧洲、亚洲、美洲和整个蓝色星球;又走向太空、登上月球、走出太阳系的边界、去触摸太阳,寻找我们的外星邻居,开始和继续着认知我们的家园、我们自身和生活其中的宇宙奥秘的征程。(蔡琳 封面图来源:NASA)

[ 责编:武玥彤 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 中国救援队和中国国际救援队通过联合国复测

  • 上海举行国际人形机器人技能大赛

独家策划

推荐阅读
“全部科技史都证明,谁拥有了一流创新人才、拥有了一流科学家,谁就能在科技创新中占据优势。”习近平总书记始终关注着科技创新,始终牵挂着科技人才。
2025-05-30 12:19
在第九个全国科技工作者日到来之际,29日凌晨,带着人类对宇宙星辰的向往,天问二号探测器直冲霄汉,开启我国首次小行星探测与采样返回之旅,迈出了深空探测新一步。
2025-05-30 12:17
“背包问题”是计算机科学中经典的NP完全问题(非确定性图灵机多项式复杂度求解的决定问题),可应用在不同领域的决策,如寻找减少原材料使用、投资组合的选择、密钥产生等最优化搜寻路径。
2025-05-30 03:05
历时208天,总航程4万余海里,“雪龙2”号极地科考破冰船于28日抵达海南海口,标志着中国第41次南极考察队顺利完成全部考察任务。
2025-05-30 03:05
中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员陈玲玲团队揭示了灵长类动物特有的细胞核应激小体(nSBs)的运作奥秘,为理解生命如何应对外界刺激、调节过度炎症反应打开新思路,也为脓毒血症诊疗提供了全新视角。
2025-05-30 10:26
随着航天技术发展,科学家在利用空间探测器开展行星探测任务时,有时会让探测器在路过小行星时“搂草打兔子”,顺道拍几张照片。
2025-05-30 10:23
在5月29日国新办举行的“新征程上的奋斗者”中外记者见面会上,中交集团天山胜利隧道全断面硬岩掘进机“天山号”操作手崔华新分享了他操作“天山号”参与天山胜利隧道超级工程建设的故事。
2025-05-30 10:22
随着数字化浪潮席卷全球,人工智能(AI)作为引领新一轮科技革命的战略性技术,不断加速突破并重塑着农业新格局。
2025-05-29 08:51
方案提出,到2027年,电子信息制造业数字化转型、智能化升级的新型信息基础设施基本完善,规模以上电子信息制造业企业关键工序数控化率超过85%,先进计算、人工智能深度赋能行业发展。典型场景解决方案全面覆盖,形成100个以上典型场景解决方案。
2025-05-29 08:50
生物正交反应,是指可以在生物体内发生,但又和正常生物过程互不干扰的化学反应。
2025-05-29 08:48
围绕计量测试中“测不了、测不全、测不准”的痛点难点,以重大项目为牵引,集中重点单位、强化协同创新,大力推进计量测试关键技术攻关。
2025-05-29 08:47
研究发现,温室内的湿度变化首先为病原菌孢子的传播提供了条件。
2025-05-29 08:21
睡前只需服用一粒药丸就能不再佩戴笨重面罩入睡,这对部分阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)患者来说,可能即将梦想成真。
2025-05-28 09:30
据英国《每日电讯报》26日消息称,美国开放人工智能研究中心(OpenAI)开发的高级人工智能(AI)模型o3,在接收到明确的关机指令后,不仅拒绝执行,还主动干预其自动关机机制。
2025-05-28 09:24
记者5月26日从北京大学获悉,该校环境科学与工程学院教授要茂盛团队研发了空气毒性活体监测系统(以下简称ATMS),实现了对空气污染健康效应的原位、实时、在线监测,有望为优化空气污染控制策略和公众健康防护提供技术支撑。
2025-05-28 09:24
保障粮食储存安全是粮食流通领域科技攻关的核心任务,粮食科研人员深入贯彻绿色发展理念,研发系列粮食仓储技术成果,在粮食仓储领域推广应用,取得良好成效。
2025-05-28 09:19
数据显示,地球陆地上可开采锂资源仅约2200万吨,海水中却蕴藏2300亿吨锂。然而,高效、绿色的海水提锂技术被视作科研界难啃的“硬骨头”。
2025-05-28 09:18
“黑夜给了我黑色的眼睛,我却用它寻找光明。”
2025-05-27 13:22
“世界杰出女科学家奖”由联合国教科文组织和法国欧莱雅基金会在1998年联合设立
2025-05-27 11:10
无法释放起落架的民航客机在巨大的摩擦声中以机腹着地方式从跑道上滑过,高速进入大气层的空天飞机像一个“火球”剧烈燃烧,大型运输机在超强暴风雪中艰难起飞,先进战斗机在复杂空战环境中被导弹碎片打得千疮百孔……
2025-05-27 09:27
加载更多