在中国科学院大学读天文学专业是一种什么体验？

七七小嗳

本问题被收录至活动「你帮考生选学校，知乎给你送饭票」中。
活动时间：2019/6/6 - 6/20
活动规则：内容切题、无事实错误且同等条件下创作时间在前的回答将被优先采纳，回答被采纳后将获得知乎盐选会员 7 天体验卡并分享 100000 元奖金。
为学弟学妹们答疑解惑，期待你的分享～

亦木近北栽

天文学，每个人都可以学，系统的学习。不需要等到大学
认识经纬度就可以学习天文学。(数学、物理、地理，三科全补了)。
其实，天文学（地理课本）把自身最重要，最简单的部分删除了，隐藏了起来。

转发个大神的文章吧：小学生如何学习天文学 - 知乎 (zhihu.com)，虽然有些夸张，但所描述的天文现象确实只用了小学数学。
天文学，用数学、物理学准确的描述和解释每一种天文现象。
天文学是现代科学中最尖端，最前沿的科学，也是现代科学中最基础、最简单的学科(自然科学)。其实天文学无处不在，从东、南、西、北，到太阳的东升西落，从日夜交替，到一年四季，甚至地面上的每一个影子都是天文学中的一部分；而太阳系、银河系、黑洞、宇宙、宇宙大爆炸也都是天文学的一部分。无论是最简单的天文现象，还是最复杂的天文现象，天文学都是用数学、物理学来描述和解释的。而学习天文学，我们还是需要从最简单的天文现象开始，并不是直接去描述黑洞、去解释宇宙大爆炸。
自然科学(natural science) 是一门以观察和实验的经验证据为基础，对自然现象进行描述、理解和预测的科学。同时评审和研究结果的可重复性等机制被用来确保科学进步的有效性。
天文学，是一门自然科学，是自然科学的一个分支，主要描述的自然现象就是天文现象，而使用的主要工具就是数学和物理学。或者说：天文学用数学描述天文现象，用物理学解释天文象。由于用数学描述天文现象，天文学和数学的关系最为密切，其次是物理学。其实天文学是每一个普通人，每一个中、小学生都可以系统学习的自然科学。因为从小学、初中、再到高中，我们已经花费了大量时间学习数学 (12年)、物理学 (5年)。而剩下的只是如何正确的使用数学来描述天文现象，用物理学来解释天文现象了。
其实，小学数学已经系可以系统的、准确的描述很多天文现象了，包括天文学中最重要的天文现象：地球的自转和围绕太阳的公转。

• 小学数学可以描述的天文现象(5~6)：一，二，三，四，五；
  
• 初中数学可以描述的天文现象(7~9)：六，七，八，九，十一，十三，十四，十五，十六，※ ；
  
• 高中数学可以描述的天文现象(10~12)：十，十+，十二，
  

经纬度系统是学习天文学的必要基础知识。
经、纬度：经纬度是数学中描述球体(球面)的常用方式方法。而地球、地球仪就我们日常生活中是最常见的经纬度系统。买一个地球仪还是很方便的，我们就可以了解地球的经纬度系统了。

• 自转轴：地球南、北极之间的连线，是地球的自转轴。
  
• 0°纬度线：赤道是地球的0°纬度线，垂直于地球自转轴，平分南、北极之间的连线。
  
• 纬度线：地球球表面平行于赤道的圆弧线。北极的纬度是90°，南极的纬度是-90°。
  
• 经度线：地球表面连接南北之间的圆弧线。经纬线之间互相垂直。
  

其实，地球也是一个天体，地球的经纬度系统也是天文学的一部分。而其中最重要的是：寻找我们生活所在的城市，在地球仪上的位置在哪里，我们生活城市的经纬度是多少，城市的纬度是如何定义的。
学习天文学并不难，认识经纬度系统就可以学习天文学。其实，在我们的地理课本中就有很多天文学知识，只不过地理课中本把所有关于天文学最关键、最基础的部分都删除了，隐藏了起来。
天赤道，地球赤道在星空中的投影，是天文学中最重要的标记线之一。太阳东升西落、星星、星座东升西落，所有东升西落的移动轨迹都是和天赤道平行的，这些都是地球自转的结果。那么，天赤道在哪里？在日常观测中如何找到他？参考：【一. 正南方、天赤道】



日晷，倾斜对准天赤道

面向正南，从头顶(天顶)向正南倾斜一个特定角度就是天赤道，而这个特定的角度值就是我们生活城市的纬度值(A-Z之间的角度值)。日晷，天文学中最重要的天文仪器，可不仅仅只是一个计时工具，日规就是倾斜对准天赤道的。只有倾斜对准天赤道，等分的刻度才能将时间等分。参考:【二. 时间--真太阳时】



猎户座的东升西落

猎户座，星空中最容易辨认的星座。1年365天，猎户座东升西落365次，每一次东升西落的移动轨迹都是和天赤道平行的，其实每时每刻猎户座与天赤道之间位置关系不变，这是地球自转的结果。所有的星星、星座东升西落的移动轨迹都是和天赤道平行的，这些都是地球自转的结果。参考:【三. 365天，高度的变化规律】



太阳的东升西落

太阳，天空中最亮的天体。1年365天，太阳东升西落365次，看似复杂没有规律，其实都是围绕天赤道展开的。

• 1天之中，太阳东升西落的移动轨迹和天赤道是平行的(几乎)； (地球自转的结果)
  
• 1年之中，太阳东升西落的移动轨迹在天赤道±23.5°之间移动。(地球围绕太阳公转的结果)
  

太阳东升西落的移动轨迹和天赤道几乎平行，更准确的描述应该是：太阳东升西落移动轨迹形成的平面和天赤道平面几乎是平行的，一般我们认为平行。

• 太阳东升西落的移动轨迹：FBG，平面FBG；
  
• 太阳东升西落的移动轨迹：HDI，平面HDI，
  
• 天赤道EAW，天赤平面EAW，
  

3个平面平行：平面FBG // 平面HDI // 平面EAW（天赤道平面）
夏至日，每年6月21号前后，此时北半球白天时间最长，夜晚时间最短。冬至日，每年12月22号前后，此时北半球白天时间最短，黑夜时间最长。

• 夏至日，太阳高度角 = 天赤道倾斜角度＋23.5°，
  
• 冬至日，太阳高度角 = 天赤道倾斜角度－23.5°，
  
• 天赤道倾斜角度 = 90°- 城市纬度。
  

地球上每一个城市天赤道倾斜角度都是不一样的，每一个城市夏至日、冬至日太阳高度角都是不一样的，但是都是围绕天赤道展开的。计算每一个城市夏至日，冬至日，中午正南方太阳的高度角是非常简单的，这是小学数学可以完成的任务。这和我们生活所在城市的纬度有关。实际测量一下正南方太阳高度角也并不复杂，可以和我们的计算结果比对一下。参考:【三. 365天，高度的变化规律】。
天球：也是一个球体，天文学也是用经纬度来描述天球的。仰望星空(天空)，太阳东升西落，星星、星座东升西落，我们只能看见半个天球，大地平面以下的部分，我们是看不见的。但是对于数学这不是问题，根据球体的性质，我们可以将天球恢复成一个完整的球体。



天球

• 轴：南、北天极之间的连线就是天球的旋转轴。
  
• 0°纬度线：天赤道(地球赤道在星空中的投影)，就是天球的0°纬度线平面。
  
• 纬度线：天球表面平行于天赤道的圆弧线。名称：赤纬。
  
• 经度线：天球表面连接南、北天极之间的连线。
  

天赤道EAWA'，天赤道平面EAWA'，南北天极PP'，PP'⊥圆-EAWA'，天赤道平分南、北天极。
天球、地球都是球体，都是使用经纬度系统来描述的。太阳东升西落的移动轨迹，(几乎)是沿着天球纬度线移动的的，这是地球自转的结果。如果我们拿出地球仪，沿着纬度线行走，也是和地球赤道平行的。例如：沿着北回归线行走，轨迹和地球赤道平行。夏至日，太阳东升西落的移动轨迹，就是沿着天球赤纬23.5°移动的；冬至日，太阳东升西落的移动轨迹，就是沿着天球赤纬-23.5°移动的。
东升西落：相对运动

• 1年365天，太阳东升西落365次，每一次的最高点都在正南方，此时影子最短，指向正北方。
  
• 1年365天，猎户座东升西落也是365次，每一次的最高点也在正南方。
  

这些都是地球自转的结果，东升西落是相对运动，是相对运动产生的视觉运动。随着地球的自转，是正南方扫过整个星空，扫过星空中的每一颗星星，每一个星座，包括太阳和猎户座。
地球的自转和我们乘坐旋转木马是一样的。参考:【一】
天文学是一门空间科学，从不同的视角观测同一个天文现象，我们的观测会更全面，这也有助于我们理解天文现象的本质。换一个角度：从北天极俯视天赤道平面，看地球的自转。



从北天极俯视天赤道，地球的自转

1年365天，太阳东升西落365次，每一次的最高点都在正南方，此时影子最短指向正北方，天文学把这一时刻定义为中午12:00。这是地球自转的结果：1年365天，随着地球的自转，正南方扫过太阳365次，天文学把每一次正南方扫过太阳(中心)作为一个计时的起点，只不过这个计时起点的刻度是 "12:00"，而不是"0:00"。这就是真太阳时，是天文学对于时间最根本的定义。
真太阳时：

• 1年365天，正南方扫过太阳365次，每一次都是中午12:00点。
  
• 1年365天，正南方扫过地球的影子也是365次，每一次都是午夜0:00点。
  
• 1年365天，正南方扫过猎户座也是365次，每一次的时间也都是固定的么？
  

随着地球的自转，正南方扫过星空中的每一颗星星，每一个星座，而正南方扫过每一个天体的时间规律，我们都可以用一个24小时=360°刻度的"时钟"来描述，这是地球自转的结果。
时间与数学：其实我们一直是使用数学中的角度来表示时间，为了区分时间和角度，我们用"小时"来表示时间，用度" ° "来表示角度。时间和角度的转换公式是24小时=360°。
时钟：几百年来，我们一直认为时钟只是一个计时工具，只因为他的刻度是12小时=360°，这是天文学中"最完美的错误"，每一个人都知道，但是我们却从不修正，为此我们还分为上午12小时、下午12小时的完美解释。而学习天文学，我们第一个要修正的就是这个天文学中最完美的错误。
地球的自转：

• 1年365天，正南方扫过太阳365次，天文学记录了每一次的变化规律。
  
• 1年365天，正南方扫过猎户座也是365次，天文学也记录了每一次的变化规律。
  

然而，记录所有这些规律，小学数学就足够了。
地球围绕太阳的公转：
用一个时钟描述所有天体移动的时间规律，这不仅仅是地球自转的结果，这是地球自转和围绕太阳公转共同作用的结果。



太阳视角，地球的自转与公转

天文学，是一门空间科学，从单一的视角描述天文现象，是片面的。
地球的自转和围绕太阳的公转，是一个相对复杂的组合运动，天文学从不同的视角为我们全面的描述这一天文学中最重要的天文现象：

• 大地平面视角，
  
• 时间的视角 (北天极俯视天赤道)，
  
• 太空中太阳的视角。
  

参考:【三. 365天，高度的变化规律】【四. 日晷，相对运动】【五. 365天，时间的变化规律】

• 真太阳时：以太阳真实位置(影子)为计时方式的计时系统。计时工具--日晷
  
• 时区-平太阳时：现在，手机、电脑、网络中使用的计时系统。
  
• 对时：用石英钟和日晷对时，石英钟就获得了真太阳时；
  
• 对时：用石英钟和手机、网络对时，石英钟就获得了时区平太阳时。
  

原文：《时间的天文学》 - 知乎 (zhihu.com)

一身似水厝

跑题一下～
当年硕士入学的时候还是中科院研究生院，中途才变的国科大。当时我们集中上课是在中关村。其中有几门课是北大天文系、K所的老师们带着北大的学生们一起来中关村给我们上课，相当于是免费蹭北大的天文课，效果还是不错的（也分分钟看清和本科就学天文的北大研究生们的巨大差距）。国台的老师们也讲了不少天文课，研究生院的老师们讲课最少（当然师资也是最少）。

123457783

更新一下我们本科阶段所用教材（同一课程不同班级所用教材未必相同，以下是我所选课程的教材，我没上过的课程均未贴出）：
数学

• 线性代数：《代数学引论》（柯斯特利金）
  
• 微积分：《数学分析》（华东师范大学数学系），也有班级使用卓里奇的数学分析，后者较难。
  
• 概率论与数理统计：《概率论与数理统计》（陈孝孺）
  
• 数学物理方法：《数学物理方法》（梁昆淼）
  

物理

• 力学：《力学》（舒幼生）
  
• 热学：《热学》（李椿）
  
• 光学：《现代光学基础》（钟锡华）
  
• 电磁学：《电磁学》（赵凯华）
  
• 理论力学：《经典力学：粒子系和哈密顿动力学》（Walter Greiner）
  
• 原子物理学：《原子物理学》（杨福家）
  
• 电动力学：《电动力学简明教程》（俞允强）
  
• 量子力学：《现代量子力学教程》（程檀生）
  

天文

• 基础天文学：今日天文（Eric Chaisson & Steve Mc Millian）此书难度很低，几乎不需要什么数理基础，很适合自学。
  
• 恒星物理导论：Introduction to Stellar Astrophysics (Bohm-Vitense)
  
• 实测天体物理：无教材
  
• 射电望远镜设计与实现：无教材
  
• 星系宇宙学导论：An Introduction to Modern Cosmology（Andrew Liddle)、Extragalactic Astronomy and Cosmology (Schneider)
  
• 观测宇宙学：Modern Cosmology (Dodelson)
  
• 高能天体物理：Exploring the X-ray Universe (Seward & Charles)
  

<hr/>好的，这是为我准备的问题。
我是中国科学院大学天文学专业的17级在校本科生，对学校的本科教育和专业已经有了充分的了解，但是我的感受也可能会带有我个人的或好或坏的偏见，所以仅供参考。
首先说说在中国科学院大学就读的感受。我是本科生，所以对研究生的情况不甚了解，就只谈本科生的状况。中国科学院和中国科学院大学很重视自己的本科生，这一点我有很深刻的体会。中科院和中国科学院大学之间的联系非常紧密，大学的各学院由中科院各研究所、天文台承办，学校的教授也几乎都是中科院的研究员。中国科学院大学的学生可以很容易地接触到中科院的各种资源。以我们天文学专业为例，我们曾经多次参观京内外天文台站，并且在本科期间就有很多机会可以到天文台实习，我想这样的优势是其他大学所不具备的。除了中科院自己的教授以外，学校会从外校请来很多老师讲授课程，尤其是几乎所有物理课（力、热、光、电、原等）都有北京大学的教授开课，外语课可能会有来自北京外国语大学的老师，等等。总之学校的教学水平确实很不错，这一点学校并没有虚假宣传。
再说说生活条件，国科大的本科生四年都只在玉泉路校区上课，这是一个很小的校区（本科生每届总人数约400），不过交通很方便。我高中时，国科大的宣讲总是介绍雁栖湖校区的情况，其实本科生根本不去雁栖湖。宿舍是三人间，食堂比较差。
还有奖金，可能大家也会关心。国科大会给入学的本科生发放一笔购置笔记本电脑的补助，根据高考成绩在五千到上万不等。（税前。这是我那一年的情况，可能有所变化。）
再说说天文学专业。我的感受是，在中国科学院大学读天文学专业，和读物理差不多，绝大部分课都是物理课。首先，和本校所有专业一样，我们都要学线性代数、微积分、力热光电原。此后也要和物理系一起上很多课程，相比起来，天文学专业的课程显得并不多。不过这样的安排也很合理，天文学的基础确实是数学和物理，只是可能会和大家对天文学专业的想象差别很大。
此外，由于中国科学院大学不是一所受到社会认可的学校，在这所学校读本科（研究生阶段会好很多，因为研究生院实力是公认的，而且实际上是在中科院各研究所就读）可能不会有什么自豪感。以我本人为例，我的分数在当年可以去清华北大以外的任意一所中国大学，如果我选择了复旦大学，当亲友问起来我的学校，我可以很自豪地回答：复旦。但选择了中国科学院大学，我就不得不每次都给别人解释一通：中国科学院大学是中科院直属的大学，拥有中国最早的研究生院......即使这样，很多人还是会觉得我去了一所“野鸡大学”。
总体来说，我对学校是满意的，未来也计划继续在国家天文台读研。
重申，以上内容是我个人的感受，可能只反映了我这一届的情况。要报考本校的话，建议多和招生组沟通。有问题的话，欢迎在评论区提出。
<hr/>补充一下本科阶段的出国访学问题。学校与国外多个高校有访学项目，每届本科生有一半左右（约200人）会出国进行为期半年的访学（通常在大三下学期或大四上学期）。学校出对方要求的学费及保险费用，生活费及旅费自理。遗憾的是，我本人因为疫情原因，去慕尼黑工业大学访学的计划被取消了，所以没有实际体验过。
<hr/>2020年11月更新：
答主已推免至中科院国家天文台直接攻读博士学位，四年的本科经历算是有了一个happy ending
其实我从2017年入学以来的很长一段时间里，都对学校有着担心，毕竟选择这样一所新生的大学无疑是冒着风险的。但是，在已经基本完整体验了学校的本科教育后，我现在可以负责任地对有意报考中国科学院大学的高中学弟学妹们说，如果你有志于投身科研，放心来，没问题的。