探索宇宙，是人類對自身命運的思考

網友：近來，關於黑洞、月壤、“星際訪客”等天文學話題常常引發網上熱烈討論。我很好奇，目前天文學的發展到了什麼水平？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，我們邀請中國科學院院士、中國科學院國家天文台研究員趙剛，和大家聊聊探索宇宙的那些事。

天文學是人類認識宇宙的科學。當人類文明尚處於萌芽之際，日月經天、斗轉星移就成為人類認識自然環境的樸素工具，由此去思考“晝夜更替”“寒來暑往”。這種自發的探索宇宙活動，始於人類對神秘星空的好奇心和求知慾。

探索宇宙，源自對未知世界的渴望

中國是世界上天文學起步最早、發展最快的國家之一，天文學也是我國古代最發達的自然科學之一。屢有革新的優良曆法、令人驚羨的發明創造、卓有見識的宇宙學説等，在世界天文學發展史上佔據着重要地位。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世紀就建立了觀象台，部分古觀象台、天文儀器等重要設施得以較好地保存。

1610年，伽利略將望遠鏡運用於天文觀測並取得突破，引發了天文學的革命，深刻地啓發並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。此後的400多年裏，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，技術上的不斷突破，帶來了一次又一次天文學的重大發現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科學認識也不過百年時光。探索宇宙不僅是對人類自身生存環境瞭解的需要，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發展之路。

天文學的突破性成果，提供了理解宇宙的新視角

天文學是推動自然科學發展和催生高新技術革命、促進人類社會文明發展與進步的最重要、最活躍的前沿基礎科學之一。

本世紀以來，天文學產生了一批思想深遠、影響巨大的革命性成果。當代天文學正處於高速發展和不斷產生重大突破的黃金時代。天文學研究不斷取得重大發現、開闢嶄新方向，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。

當代天文學以恆星、黑洞、星系和星系團、宇宙大尺度結構為研究對象，探索天體間的相互作用與循環過程，發現宇宙中物質、能量、運動與時空規律，這些基礎研究不斷推動着人類文明的進程。

令人困惑的暗物質與暗能量等已超越現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，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備，人類已初步勾勒出一幅從行星、恆星、黑洞、星系到宇宙的多尺度天體形成和共同演化的圖景，但大量關鍵物理過程亟待探索。

隨着綜合國力的不斷增強，我國天文研究和技術水平有了長足的進步和發展。我們擁有了具有世界一流水平的研究團隊，擁有佔據世界領先水準的技術力量，成為國際天文學舞台上不可或缺的重要支柱。我們憑藉自己的智慧和力量建設了郭守敬望遠鏡、“中國天眼”、悟空號探測衞星等受到國際天文界關注的大科學工程。我國在宇宙學、星系、黑洞和恆星等諸多領域作出了引領性貢獻，特別是納赫茲引力波探測、宇宙大尺度結構研究、恆星與銀河系研究和月球探測等領域。這些突破性成果不僅推動了天文學的發展，也為我們提供了理解宇宙的新視角。

在這個天文學發展的黃金機遇期，我國建造了功能獨特的高質量大型地面和空間觀測設備，形成了特色鮮明的優勢領域。科研人才儲備雄厚，具備了獲得原創性和引領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揮着不可替代的作用，如月球與深空探測、衞星精密定軌、空間碎片監測預警、近地天體防禦、太陽活動與空間天氣、導航定位等，支撐國計民生、社會發展和人類福祉，高效促進新質生產力發展。

探索宇宙是一場跨越時空的漫長征程

2024年10月，中國科學院、國家航天局、中國載人航天工程辦公室聯合發佈《國家空間科學中長期發展規劃（2024—2050年）》，制定了“三步走”的戰略目標，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”五大科學主題和17個優先發展方向，提出強化基礎能力發展，要求依託重大工程，通過國家重點研發計劃等渠道加強基礎和應用研究。這五大科學主題立意深遠、氣勢恢宏，體現出我國探索宇宙的發展方向。

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

探索宇宙對人類的未來發展具有重大意義。它不僅能幫助我們發現新的資源，支持生活和經濟發展，還有望擴大人類的生存空間，應對未來地球環境和氣候變化的威脅。探索宇宙促進各國之間廣泛合作，推動科學和技術的進步，揭開更多宇宙的奧秘，如暗物質、暗能量和黑洞的本質，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徵，可以增強國家的競爭力；對人類來説，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，人類對於未知的探索從未停止。深化對生命、宇宙和人類自身的理解，值得每一個人關注和參與。隨着科技的不斷進步，未來的探索前景無疑會更加廣闊和令人嚮往，人類將在通往星辰大海的征程中不斷書寫壯麗篇章。

（作者為中國科學院院士、中國科學院國家天文台研究員）