天文學是一門最古老的自然科學。人類許多哲理性的認知都是來自對天文現象的準確理解。“宇宙的起源和演化”這一命題一直是全人類共同關心的基本問題,是人類思想上關于自然的三大迷之一??茖W是人類不斷的求知欲,科學研究就是人類對自然界事物不斷提出問題并加以解答的認知過程。正是人類自身對廣褒的宇宙中各種過程無窮的疑問和探索,天文學的研究才能不斷深入并始終保持非?;钴S的狀態。
天文學本身是一門基礎科學,但天文學研究的發展也帶動了高技術以及相關產業的發展。如:
(1)天文觀測中所用的光電耦合器件(CCD)應用于日常生活的照相機;
(2)紅外探測器的進步發展了新一代間諜衛星;
(3)空間望遠鏡的上天發展了人類的航天事業;
(4)海量的天文數據發展了國際互聯網中遠程登陸的功能和“虛擬研究所”的建立;
(5)大規模的數值模擬產生了計算機運算的平行化方法,而且數值模擬方法已引入其他各學科并加以成功應用;
天體物理學是現代天文學的主體,按研究的方法可以分為觀測和理論兩部分。觀測對理論模型進行檢驗并提出新的問題,理論對觀測進行解釋并進一步指導。天體物理的理論研究主要包括數值模擬和半解析研究。經過國家自然科學基金委多個重點和面上項目、科技部“攀登計劃”和“973”項目以及上海市科委、教委項目的支持,我國目前在星系和宇宙學領域的研究隊伍不斷壯大,廣泛開展了國際合作,并已在國際上占有了一席之地。特別是,上海地區的研究隊伍已占我國這方面研究隊伍的70%以上,完成了許多重要的科學工作,國際顯示度日益提高。
雖然目前對星系宇宙學的總體圖像有了初步的認識,但理論框架的建立不是認識的終結,而是要求上海師范大學對物理過程進行更深刻的了解,解釋觀測現象,進而對理論體系加以豐富和發展。
相比中科院上海天文臺,上海高校中雖然有不少高水平的研究人員,但存在團隊薄弱、研究方向偏窄的問題。為了更好地搞好隊伍建設,積極參與國際競爭,提升原創性科研能力,發揮上海已有的良好科研基礎和研究條件,加強高校間、院校間的合作,積極開放,大力推動和拓展已有的國際合作,圍繞國家大科學工程科學目標,使上海市的天體物理研究尤其是在高校的研究更上一層樓,根據實際情況,在市各級部門的關心和主持下,特以上海師范大學為依托單位,結合了上海天文臺部分人員和上海大學、華東理工以及復旦大學的相關研究力量,建立上海市“星系和宇宙學半解析研究”重點實驗室。
所謂半解析方法就是要結合數值模擬結果,對物理過程建立理論模型并加以分析。它綜合了解析方法和數值模擬的長處,能對星系和宇宙學中的許多重要的物理過程給出較為細致描述,而這一點正是純解析方法或數值模擬方法所難以做到的。
目標是:將實驗室建設成國內最強的、國際性開放研究中心之一,成為上?;A研究的一個窗口;基于天文研究的特殊性,實驗室還將建立光學和紅外波段國際大項目的數據中心,為國際性的開放研究搭建數據平臺。
本著“有所為,有所不為”的科研方針,實驗室將集中優勢力量,緊密聯系上海已有的國際領先的數值模擬工作,突出重點,凝練科學目標,打破圍墻,積極開放,發揮高校優勢,積極開展在滬科研院校的相互交流合和國內外合作。為此,基于現有的工作基礎,實驗室設立了以下4個研究方向(團組):
(1)星系形成和演化的半解析研究;
(2)銀河系的結構和演化研究;
(3)宇宙學研究;
(4)引力透鏡研究。
根據上海市科委關于“上海市重點實驗室管理條例”以及近年來實驗室建設和發展的實際情況,為了更好地滿足實驗室的發展需要和加強對實驗室的支持和管理,依托單位上海師大將實驗室從師大天體物理中心分離,使之更緊密地與數理科學的本科教育相聯系。
作為基礎研究,國際合作與交流是不可缺乏的。鑒于我國科研的實際狀況,只有保持良好的國際合作,才能使上海師范大學的研究始終保持在前沿水平。在實驗室整個建設過程中,上海師范大學不斷引進35歲以下、具有博士學位、有國外工作經歷的青年人員,這為實驗室的建設和發展帶來了生機。而且,上海師范大學充分依托原有的良好國際關系,安排實驗室的研究人員不定期出國進行較長時間的合作。不僅如此,實驗室還十分重視研究生的培養。對于有科學研究前途的研究生,實驗室還創造條件將他們送去歐美等多個國家參加講習班和進行聯合培養,為實驗室的梯隊培養準備人才。
相關鏈接:上海市星系和宇宙學半解析研究重點實驗室