原標題：探索宇宙，是人類對自身命運的思考(院士講科普)

　　網(wǎng)友：近來，關(guān)于黑洞、月壤、“星際訪客”等天文學(xué)話題常常引發(fā)網(wǎng)上熱烈討論。我很好奇，目前天文學(xué)的發(fā)展到了什么水平?將如何影響我們的生活?

　　編輯：這些話題很有趣也很有意義。本期院士講科普，我們邀請中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院國家天文臺研究員趙剛，和大家聊聊探索宇宙的那些事。

　　天文學(xué)是人類認識宇宙的科學(xué)。當人類文明尚處于萌芽之際，日月經(jīng)天、斗轉(zhuǎn)星移就成為人類認識自然環(huán)境的樸素工具，由此去思考“晝夜更替”“寒來暑往”。這種自發(fā)的探索宇宙活動，始于人類對神秘星空的好奇心和求知欲。

　　探索宇宙，源自對未知世界的渴望

　　中國是世界上天文學(xué)起步最早、發(fā)展最快的國家之一，天文學(xué)也是我國古代最發(fā)達的自然科學(xué)之一。屢有革新的優(yōu)良歷法、令人驚羨的發(fā)明創(chuàng)造、卓有見識的宇宙學(xué)說等，在世界天文學(xué)發(fā)展史上占據(jù)著重要地位。世界上的四大文明古國在遠古時期就開始了天文觀測和研究。我國在公元前21世紀就建立了觀象臺，部分古觀象臺、天文儀器等重要設(shè)施得以較好地保存。

　　1610年，伽利略將望遠鏡運用于天文觀測并取得突破，引發(fā)了天文學(xué)的革命，深刻地啟發(fā)并改變了整個人類的世界觀，人類探索宇宙的腳步從此邁入了一個嶄新的時代。此后的400多年里，望遠鏡口徑由小變大、從可見光到覆蓋全電磁波段、從地面到空間，技術(shù)上的不斷突破，帶來了一次又一次天文學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)和人類對宇宙認識的飛躍。

　　宇宙不僅是我們生存的家園，更是人類智慧的源泉。探索宇宙讓我們認識到，地球只是浩瀚宇宙中的一粒微塵，而我們對宇宙的系統(tǒng)科學(xué)認識也不過百年時光。探索宇宙不僅是對人類自身生存環(huán)境了解的需要，也源自人類對未知世界的渴望，更是為了尋找人類文明的可持續(xù)發(fā)展之路。

　　天文學(xué)的突破性成果，提供了理解宇宙的新視角

　　天文學(xué)是推動自然科學(xué)發(fā)展和催生高新技術(shù)革命、促進人類社會文明發(fā)展與進步的最重要、最活躍的前沿基礎(chǔ)科學(xué)之一。

　　本世紀以來，天文學(xué)產(chǎn)生了一批思想深遠、影響巨大的革命性成果。當代天文學(xué)正處于高速發(fā)展和不斷產(chǎn)生重大突破的黃金時代。天文學(xué)研究不斷取得重大發(fā)現(xiàn)、開辟嶄新方向，使人類對多尺度天體形成與演化以及宇宙時空有了前所未有的新認識，加深了對宇宙自然法則之美的感知。

　　當代天文學(xué)以恒星、黑洞、星系和星系團、宇宙大尺度結(jié)構(gòu)為研究對象，探索天體間的相互作用與循環(huán)過程，發(fā)現(xiàn)宇宙中物質(zhì)、能量、運動與時空規(guī)律，這些基礎(chǔ)研究不斷推動著人類文明的進程。

　　令人困惑的暗物質(zhì)與暗能量等已超越現(xiàn)有粒子物理和引力理論體系，宇宙時空新理論呼之欲出。引力波探測催生出很多高新技術(shù)，使量子精密測量達到自然極限。本世紀以來，國際上耗巨資建造了地面與空間各波段的大型天文設(shè)備，人類已初步勾勒出一幅從行星、恒星、黑洞、星系到宇宙的多尺度天體形成和共同演化的圖景，但大量關(guān)鍵物理過程亟待探索。

　　隨著綜合國力的不斷增強，我國天文研究和技術(shù)水平有了長足的進步和發(fā)展。我們擁有了具有世界一流水平的研究團隊，擁有占據(jù)世界領(lǐng)先水準的技術(shù)力量，成為國際天文學(xué)舞臺上不可或缺的重要支柱。我們憑借自己的智慧和力量建設(shè)了郭守敬望遠鏡、“中國天眼”、悟空號探測衛(wèi)星等受到國際天文界關(guān)注的大科學(xué)工程。我國在宇宙學(xué)、星系、黑洞和恒星等諸多領(lǐng)域作出了引領(lǐng)性貢獻，特別是納赫茲引力波探測、宇宙大尺度結(jié)構(gòu)研究、恒星與銀河系研究和月球探測等領(lǐng)域。這些突破性成果不僅推動了天文學(xué)的發(fā)展，也為我們提供了理解宇宙的新視角。

　　在這個天文學(xué)發(fā)展的黃金機遇期，我國建造了功能獨特的高質(zhì)量大型地面和空間觀測設(shè)備，形成了特色鮮明的優(yōu)勢領(lǐng)域?？蒲腥瞬艃湫酆?，具備了獲得原創(chuàng)性和引領(lǐng)性成果的能力和客觀條件。天文研究在國家重大需求方面發(fā)揮著不可替代的作用，如月球與深空探測、衛(wèi)星精密定軌、空間碎片監(jiān)測預(yù)警、近地天體防御、太陽活動與空間天氣、導(dǎo)航定位等，支撐國計民生、社會發(fā)展和人類福祉，高效促進新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展。

　　探索宇宙是一場跨越時空的漫長征程

　　2024年10月，中國科學(xué)院、國家航天局、中國載人航天工程辦公室聯(lián)合發(fā)布《國家空間科學(xué)中長期發(fā)展規(guī)劃(2024—2050年)》，制定了“三步走”的戰(zhàn)略目標，明確了我國有望取得突破的“極端宇宙”“時空漣漪”“日地全景”“宜居行星”“太空格物”五大科學(xué)主題和17個優(yōu)先發(fā)展方向，提出強化基礎(chǔ)能力發(fā)展，要求依托重大工程，通過國家重點研發(fā)計劃等渠道加強基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。這五大科學(xué)主題立意深遠、氣勢恢宏，體現(xiàn)出我國探索宇宙的發(fā)展方向。

　　探索宇宙是人類認識客觀世界的重要途徑，也是高新技術(shù)和前沿科學(xué)的發(fā)源地，有助于帶動眾多高技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。航天工程是開展天文研究和探索宇宙的利器，其發(fā)展帶動了巨型火箭、微波雷達、無線電制導(dǎo)、合成材料、自動控制、真空技術(shù)、低溫技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)等一大批高技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。近年來，我國在天文學(xué)和航天科技領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就，不僅彰顯了我國的科技實力，也極大激發(fā)了公眾探索宇宙的熱情。

　　探索宇宙對人類的未來發(fā)展具有重大意義。它不僅能幫助我們發(fā)現(xiàn)新的資源，支持生活和經(jīng)濟發(fā)展，還有望擴大人類的生存空間，應(yīng)對未來地球環(huán)境和氣候變化的威脅。探索宇宙促進各國之間廣泛合作，推動科學(xué)和技術(shù)的進步，揭開更多宇宙的奧秘，如暗物質(zhì)、暗能量和黑洞的本質(zhì)，甚至可能找到適合人類居住的新家園。

　　對國家而言，探索宇宙是國家實力的象征，可以增強國家的競爭力；對人類來說，探索宇宙不僅是對未知的探索，更是對人類自身命運的思考。它讓我們認識到，在這個廣闊無垠的宇宙中，人類是如此渺小，卻又如此獨特。

　　探索宇宙是一場跨越時空的漫長征程，人類對于未知的探索從未停止。深化對生命、宇宙和人類自身的理解，值得每一個人關(guān)注和參與。隨著科技的不斷進步，未來的探索前景無疑會更加廣闊和令人向往，人類將在通往星辰大海的征程中不斷書寫壯麗篇章。

　　(作者為中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院國家天文臺研究員)