教練，研究火星，我還有機會麼？| 行星事務所特輯_風聞

去年，嫦娥四號任務完成了人類首次月球背面着陸，前幾天，我國首個自主的火星任務“天問一號”成功發射，已經奔赴火星。在不久的將來，我國還會有小行星任務、木星任務、系外行星任務等諸多深空探測任務。如果你因此產生了興趣，想着哎呀這些探測任務都是研究什麼的呀，教練我也可以麼？那麼…

歡迎來到行星科學！

趁着許多小朋友在考慮選專業，這期來和大家聊聊“行星科學都幹些啥”，再順便聊聊行星科學專業的求學、就業等各個方面，算是學姐的一點小經驗吧，希望對感興趣的朋友們有幫助。

提綱在這裏：

1、行星科學，到底研究啥？

2、我的非典型科研之路

3、關於求學

4、關於就業

5、關於未來

01

行星科學，到底研究啥？

很多人對行星科學這個學科吧，有很多誤會…尤其是…會和傳統天文專業或者航天專業搞混。但其實…它們雖然有一定的重合，但…還是挺不一樣的。

真不會認星星，攤手…

也經常有人問我，你是行星科學的，為啥衞星啊小行星啊也知道呢？這你就被這個名字限制住了…行星科學可不僅僅只是研究行星，這是一門研究行星和行星系統的學科。除了行星本身，行星附屬的環、衞星、大氣、磁場，還有小行星、彗星、隕石…等等等等，不管是太陽系內還是系外的，這些都是我們的研究範疇。

行星科學的研究對象們。來源：UCL [1]

不過行星科學和傳統天文學的主要差異也不完全在於“研究的對象”，更重要的在於“研究的細節”。

在行星科學領域，所有的研究對象，哪怕只是一顆小隕石，都不僅僅是一個小點，而是一個個豐富多彩的世界。某個天體的外層、表面和內部環境是怎樣的？某個天體是如何形成的、過去經歷了什麼、又是如何發展至今的？這個天體是如何受外界影響，又是如何影響外界的？

比如：火星上的沙塵暴是如何形成的？木衞一上的火山噴發是啥？土衞二上的虎紋是咋回事…

來源：NASA

這些都是傳統天文學往往不會涉及的，因為傳統的天文觀測對這些細節幾乎無能為力，只有探測器的近距離探訪，才有可能給出信息。

換句話説，行星科學是一門高度依賴探測器的學科，這本身就決定了行星科學是一門很年輕的學科——畢竟人類第一顆人造衞星，蘇聯的斯普特尼克1號1957年才發射成功，而人類的最早（部分成功的）月球探測器，蘇聯的月球1號1959年才發射成功。

而另一方面，想要研究這些細節，就要求行星科學必須是一個高度融合其他學科的交叉學科。

數學、物理、計算機這樣的基礎學科當然不用説，與傳統天文學和航天科學的聯繫也依然緊密，但更多你可能想不到的學科，也和行星科學密不可分：遙感、地圖學、攝影測量學、光譜學、地質學、地球（行星）物理學、岩石學、礦物學、隕石學、地球（行星）化學、大氣科學、氣象學、流體力學、地磁學、空間物理、生物學……等等等等，而且隨着探測器在不斷延伸人類的探測領域，還在不斷有新的學科加入行星科學大家庭。

總之呢，上知天文、中知大氣、下知地質、更往下還知內部結構的全能型選手，説的就是行星科學啦。

02

我的“非典型”科研之路

作為一門交叉學科，我們這行半路出家的其實非常多，不管你之前是學物理的數學的化學的生物的地質的大氣的，都可能在人生的任何一個階段突然轉向行星科學研究。對的，不僅是本科到碩士、碩士到博士，許多已經走入科研崗位多年的研究者也有可能因為某些契機開始轉向行星科學研究，這都非常常見。

不過，我自己的科研之路呢依然不是那麼典型。

我本科是大地測量學專業的，方向是空間導航定位，大家用的GPS啊北斗啊，就是我們這行研究的。

來源：星球研究所，已獲授權

碩士期間一開始是打算做地球南北極方面的地球物理學研究的，所以也算是做過一段時間極地研究。但在一些機緣巧合之下，我最終轉向了行星重力場，也就轉向了行星地球物理這個專業。我到現在都覺得地球物理是一個非常迷人的學科，許多我們在表面啥也看不出來的東西，在“地球物理”視角就能透視出來。

例如這張月球表面照片裏，兩個紅色箭頭之間幾乎看不出有什麼東西，但在右圖的布格重力異常圖中就可以看出這裏地下有顯著的高密度聚集——這裏其實有個古老的撞擊盆地，叫孟德爾-裏德伯盆地，只是表面的窪陷被侵蝕殆盡了。

古老的孟德爾-裏德伯盆地位於左圖兩個紅色箭頭之間，實際在月面照片中已經微弱難辨，但在右圖的布格重力異常圖中則展現出顯著的高密度聚集特徵。來源：參考文獻 [2]

説回來。再然後呢，我又漸漸發現想要更全面地認識一些行星科學問題，僅僅瞭解地球物理的知識和方法還遠遠不夠，於是我漸漸地就開始想多一些地質方面的積累，最終在碩士結束之後申請了行星地質學的博士。

好奇號拍攝的火星表面。來源：NASA/JPL-Caltech/MSSS

我的博士階段是在日本完成的，作為一個新興學科，我國的起步又比較晚，很多行星科學的方向當時在國內是沒有相應的課題組可以選擇的。但隨着我國行星科學的飛速發展，相信等你們讀博的時候（如果），國內的選擇機會會越來越多。

校園真美

總之你看，在我短短十年的專業求學階段，其實相當於是從大地測量-導航定位-極地科學-行星重力場，最後又轉向行星地質。這種在進入科研的初期就換了幾個大方向，並不是一件值得推薦的事，壞處很明顯：每次換方向，都需要重新補充很多背景知識，學習新的研究方法和工具，這也就意味着對年輕的研究者來説，很難在研究初期集中性延續性地快速積累研究成果（也就是論文），那就很難在publish or perish（要麼發表要麼出局）的大環境中生存下去。

但如果説還是有一點好處的話，那就是讓我對行星科學這個領域的認識比同齡的同事們要略系統全面一點點，畢竟我也算是橫跨五大領域、研究過五顆以上行星/衞星的人了。

另一方面呢，早年空間導航定位專業的學習經歷讓我對人造衞星和軌道有一定的瞭解，這也讓現在的我能相對容易地理解航天領域，尤其是探測器、軌道、無線電等方面的資料。這些都讓我這種求知慾旺盛，喜歡通過檢索資料來尋找答案的人收穫了無盡的人生樂趣。

03

關於求學

據我所知，目前中國內地的高校依然是沒有開設行星科學的本科專業的。所以…如果你高考完已經選完了專業了也沒關係，反正本科也沒有…

不過呢，如果你將來想要攻讀行星科學的碩士博士，甚至將來想從事行星科學研究的話，最好在本科期間選擇一些相關領域的專業或者課程，比如地球科學的地質學、地球化學、地球物理學等等、或者物理學、天文學、數學、計算機、生物等專業，這樣都是很容易轉行行星科學的。

如果你快要結束本科，已經決定繼續攻讀碩士or博士的話……總的來説，目前國內開設行星科學專業的高校和科研機構還是比較少的。不過隨着學科的發展壯大，近幾年增設行星科學專業的院校機構也在逐漸增多。例如去年加入了中國高校行星科學聯盟的大學，都是可以找到攻讀碩士博士的項目組的 [3]：

中國科學院大學、北京大學、中國科學技術大學、中山大學、澳門科技大學、北京航空航天大學、哈爾濱工業大學（深圳）、南京大學、中國地質大學（武漢）、山東大學、桂林理工大學、南京信息工程大學、南方科技大學、武漢大學、清華大學、北京師範大學、中國地質大學（北京）、同濟大學、洛陽師範學院、中南民族大學、南京航空航天大學、華北電力大學、南昌大學、香港大學、重慶大學、吉林大學、浙江大學。

除此之外，中科院的一些單位也有行星科學相關的項目組，例如國家天文台、上海天文台、雲南天文台、遙感所、貴陽地化所等等。

當然，如果你想要出國學習的話，國外很多學校是從本科開始就有“行星科學”或者“地球與行星科學”相關專業的，直接就可以報考。

如果你已經快要結束本科，想要出國攻讀行星科學的碩士博士，我個人也是非常推薦的，畢竟目前國內的相關方向還比較少，而國外可選擇的方向會豐富很多。我自己的話，博士期間做的是木星衞星方面的地質研究，而國內這個方向還鮮有項目組涉及。

撞擊坑密佈的木衞三（左）和木衞四（右）。來源：NASA

還有，我博士所在的項目組當時是深入參與了JAXA的隼鳥2號和MMX任務的前期籌劃的，雖然我本身並沒有參加這些任務，但也多多少少對小行星和衞星多了更多瞭解。我的很多朋友在國外攻讀行星科學專業的時候，有機會跟隨導師參與國外的探測任務，例如歐空局的彗星任務，那麼就能掌握最新的數據分析方法和科研方向。我相信，這些學成歸國的年輕人將來都會成為我國接下來的小行星、衞星任務的年輕力量。

04

關於就業

如果在完成行星科學專業的學業之後想要繼續從事科研工作的話，目前來説主要的就業去向還是全世界各地的高校和科研院所，自此點亮“博士後-助理教授-副教授-教授”或者“博士後-副研究員-研究員”之類的升職樹。

壞消息是，隨着博士人數和從事科研崗位的人數逐年攀升，獲得穩定教職的難度和時長也在隨之迅速攀升，由此帶來的一系列個人和家庭問題，是每個想要或者已經從事科研工作的人必須考慮的。

好消息是，行星科學畢竟是一門不斷壯大的新興學科，隨着國內許多高校和科研院所在陸續增設相關專業，也會增設一些新的科研崗位。雖然蘿蔔多了很多，但好在坑也多了一些。

如果不想繼續從事科研工作，轉行也是合理的選擇。不管是什麼專業，都需要面對科研行業在收入、工作強度、穩定性、與家人的共處時間等等現實上的困境。攻讀自己喜歡的專業是好事，理性考慮自己的職業選擇也絕不是“逃兵”。

天文相關專業的科研工作者們轉行之後會去哪裏？《自然·天文》雜誌2018年初的調查顯示 [4]：大部分男性科研工作者轉行去了數據科學和編程，大部分女性科研工作者的轉行首選是教育行業，其次是數據科學。（詳見：《自然·天文》新年首刊：這是一條來自官方的勸退廣告……）

好消息是，除了去往不直接相關的行業重新升級打怪之外，也有越來越多非高校和國家科研機構的科技相關崗位，在向具有專業基礎、受過科研訓練的碩博士敞開，例如一些期刊雜誌、私人太空公司、科技新媒體、私人教育機構等等。

總之，人生很長，嘗試自己喜歡走的路，不要因為學習了更多而反過來給自己設限。

05

關於未來

最後説一點個人感受吧。一晃眼，我接觸行星科學已經有十多年了。坦白講，很難説這個專業給了我想要的生活，也很難想象如果當初沒有選擇科研，或者沒有選擇這個專業，走入另一個領域的我到今天會是什麼樣。

但至少，直到今天我依然覺得行星科學是一個有趣的學科，依然會每天為這個領域的新發現、新進展感到欣喜和趣味盎然。會開始寫科普，也是因為自己首先被有趣的研究所吸引，想要把這份“有趣”傳達給更多人。

同時，我也非常開心行星科學是一個如此受大眾喜愛，被大眾所熱切關注和好奇的學科——探索未知、挑戰艱難、不懼失敗——這是一個可以滿足大家對星空近距離追求的學科。

總結一下呢，這個以探測器為翅膀，以各種科學儀器為眼睛，以人類各行業的理論積累和知識儲備為基石的學科；

這是一個融匯百家，連接天地，一個年輕而又蓬勃發展的學科；

這是一個在不斷為我們帶來新的驚喜和希望，在不斷刷新我們對月球、對火星，對太陽系和太陽系外的認知的學科。

如果你也喜歡…

歡迎入坑，成為我的同行~

PS：本文之前還有個版本發表於公眾號“我是科學家”：月亮上有水嗎？土衞二上有生命嗎？這個專業可以幫你找到答案

編輯：Yuki小柒

參考文獻：

[1] https://www.ucl.ac.uk/mssl/research/solar-system/planetary-science/what-planetary-science

[2] Neumann, G. A., Zuber, M. T., Wieczorek, M. A., Head, J. W., Baker, D. M., Solomon, S. C., … & Goossens, S. J. (2015). Lunar impact basins revealed by Gravity Recovery and Interior Laboratory measurements. Science advances, 1(9), e1500852.

[3] http://www.cas.cn/yx/201907/t20190705_4698502.shtml

[4] Nature Astronomy新年首刊：學術之外的事業（Careers beyond academia）https://www.nature.com/collections/cfxhgzjqvk）