最近一两年（2014年左右），科学院学部委托南大负责组织全国的一些专家，对我国的天文做了一次比较深入的调研。我把调研的情况给大家介绍一下，看看我们国家天文的发展情况到底怎么样。我的标题是《蓬勃发展的我国天文学》，不是一般发展，而是很快地、蓬勃地发展，这很有吸引力。我有很多事例跟大家介绍。

为什么要研究天文？这是最主要、也是最重要的问题。从古以来，天文学都是人类文明中不可或缺的重要学科，因为它与我们人类息息相关。天文学不是一个抽象的理论，不是一个抽象的学科，而是一个跟我们人类有着非常密切关系的学科。

各种天体和广袤的宇宙是理想的实验室。人类在地球上面可以建很多实验室，实验室非常有趣，非常丰富，各种现象都有，但是我们的宇宙空间更加丰富多彩。

天文学和其他学科互相渗透、互相促进，比如物理、数学、计算科学等，成为整个自然科学中不可或缺的重要学科。

天文学研究发展起来的天文技术、方法和概念，对人类和技术的进步有着巨大的推动作用。现在很多航天技术都从天文来，因为天文探测最弱的光源、最远的距离。很多新技术在地面上是没有办法做到的，需要天文学发展起来。

空间环境的保护和利用与人类生存和社会关系密切相关。特别是太阳活动的剧烈变化（俗称太阳风暴）、卫星的监测、空间碎片的研究，以及时间服务系统等，可以为国家安全提供保障。

天文学对人类的贡献很大，人类非常需要天文学的研究。所以一个人对现代天文学的伟大成就一无所知，他就不能算是一个受过良好教育的人。因为天文学实对人类的生活等各方面都有很大的影响。

首先是宇宙的起源和演化，这是认识自然界的根本的题。人类生活在地球上，宇宙需要我们来探测研究，包括恒星的诞生、恒星的死亡。原来空间里茫茫一片，怎么会产生恒星？怎么会产生地球？怎么会产生太阳？这是天文需要研究的问题。恒星的诞生非常有趣，像一个指头伸出来的地方，就是恒星诞生的地方。蓝的星一般是比较老年的、快要垂死的星。不是说蓝颜色就表示老年，用蓝颜色表示它属于比较老年的星。白颜色都是比较年轻的星，这些星都是刚刚开始产生的新星。这是星系里关注的现象。我们编的《10000个科学难题》的天文卷（2010年出版）、《十万个为什么》（第六版），有很多丰富的内容。

宇宙到底有多大？现在最新的技术发现，可能比137亿光年还要远一点，还要大，大多少现在还没有定论。现在正在做30米的望远镜，用来观看宇宙，也许会看到更远的地方。目前是10米望远镜左右能看到的，也就是137亿光年左右，大概到140亿光年。光走，一秒钟就是30万千米，137亿年，走到哪里去了？可见宇宙之大。

宇宙是怎么来的？现在很多人相信是宇宙大爆炸。最早就是这么一点点，像一颗豌豆一样，突然爆炸了，爆炸后宇宙很快膨胀。开始是温度非常高，后来慢慢膨胀后就冷却下来，到现在的宇宙，非常奇妙。这是一般人很难理解的。但从天文观察里看到可能就是这样的情况，有没有另一种途径呢？我认为不能完全排斥。因为目前人类对宇宙的认识还是非常粗浅的。随着技术的发展，我们的观察越来越远，也许能够看到一些更新的东西，来更新我们的知识。但是起源始终是吸引人类不断地追寻宇宙、探索宇宙很重要的动力。

极端物理条件下，整个宇宙充满了各种各样的物理条件，但地面上从来没有。比方超真空，每个立方厘米只有10的负30次方克。一个大房间里最多是一粒灰尘，甚至还不到，非常真空。星际云里就有非常稀薄的超真空。还有超密度，比方中子星内部，每个立方厘米就有10的8次方吨，1万万吨重的物质在一个立方厘米里。在地球上不可能碰到，也是想象不到的。超高温，10的11次方的温度。地球上几百度都是不得了的，但宇宙是10的11次方多，在大质量星坍缩时就有超高温。超高能量，像宇宙线粒子，10的21次方的电子伏特，比地上加速器大大概10个量级，远远超过所有地球上最大的加速器。宇宙里的高能粒子非常多。γ暴，差不多几百个太阳一生的能量。太阳的寿命也比较大，100亿年左右。现在走了大概四五十亿年，在中期。地球刚刚产生在四五十亿年之前，还可以再生活大概五十亿年，太阳灭亡的时候，地球肯定也灭亡了。几百个太阳所发出的能量，在一次γ暴里能够实现，能量非常高。

地外文明，更是人类梦寐以求所要了解的东西。到底地球之外有没有生命？有没有外星人？有没有其他文明？这是一个非常吸引人的课题。所以探索宇宙的生命，也是天文学一个重要的方面。

太阳系里有没有其他生命？有很多的探测结果，比方火星探测，我们看到了火星上的云，实际上在卫星拍到了云的照片，太阳从环山里出来的云。北极极光在地球上能看到。一般小望远镜也能看到，但是不清楚，大望远镜可以看得很清楚。极光有一年四季的变化，冬天比较大，夏天很小，一年都在变化。这个很可能是里面有水，但不完全都是水，有可能是甲烷等其他物质。在火星上用卫星拍的话，就更清楚了，有渗水流过的痕迹，一条条像河一样。这引起了人类非常大的好奇心，到底火星上有没有生命？火星上还看到了各种各样的结构，比方沙丘，这个拍得非常清楚，有各种各样的沙漠。火星的沙尘暴也是非常有意思的，这也可以在卫星上看到。这是卫星拍到的火星沙尘暴的情况，它在变化，这是沙尘暴风的方向，风从这里起来，慢慢卷过去，这个现在能观测到。这一条沙尘，沿着这个路径走，速度、密度都可以测出来。现在观测比较好的是“好奇”号火星车，是美国发射的，现在还在火星上观测，能看到火星的陨坑，精细结构也能看得很清楚。

这是水星上的极区，水星更靠近太阳，这是用无线电波探测的结果，这些地方很可能有水。无线电波能够穿透它的地面，到比较深的地方，在水星下面可能有水。普通拍照看不到水，用射电、无线电的方法能够看到，这是“信使”号卫星观测到的结果。

木卫一、木卫二和木卫四可能有水，有水的话就可能有生命。伽利略在400多年以前开始发明望远镜的时候，首先看到的是木星，看到了四颗卫星，叫“伽利略卫星”。现在叫木卫一、木卫二、木卫三、木卫四。这是最大的卫星。木星的卫星很多，有几十个，最早只看到这四颗，四颗里面有三颗上面很可能有水。比方木卫二上面，看到了冰壳和裂缝，这个像地球上结冰一样的地方，河面上结冰有裂缝的话，就表示有水。还有火山爆发等，跟地球非常类似。

土卫二大概有100米厚的雪。土星离我们很远，离太阳很远，所以它很冷，温度很低。雪里面不完全是水，可能还有其他成分。这也是非常好的证据，证明土星的卫星上同样可能存在一些水或者生命。土星的北极还看到六边形风暴，这个风暴非常怪，这个是北极，这个是六边形的东西，被人类拍到了。表明北极的情况也非常复杂，红颜色是一些物流湍流。土卫六叫Titan，上面能看到河床，一条条跟地球上非常相近，但是干了，里面不是水，但是很可能以前是水，或者现在在某一些地方还保留了水。

月球上有没有水？月球离我们最近，“嫦娥”已经登月了。看起来两极有可能有水冰，大概有几千万到三亿吨。2009年有一个卫星叫作“LCROSS”，发射以后，撞击月球南极的地方，冲进去以后看到水汽跑出来，说明水很可能在月球两极存在，而且在很深的地方，一般看不到。

太阳系还有很多研究，比方登陆行星甚至小行星的卫星计划已经实现。还有一个卫星叫“鞋匠”（Shoemaker），登陆“爱神星”，在2001年拍到了“爱神星”的照片，拍到了小行星各种各样奇怪的形状，以及它表面的详细情况。这为我们地外生命的搜索创造了非常好的条件。现在都在探索地外生命。

除了太阳系的行星以外，还发现了太阳系外的行星。1995年日内瓦大学两位教授首次宣布，发现了一颗普通主序星，就是飞马座51的行星。发现的方法很多。如果一个卫星绕着一个恒星在转，恒星本身也在动，因为它里面有吸力，互相吸引，所以会一起动，只不过恒星动得很小，它们共同的支心是在加号这个地方。地球上虽然看不到行星，但是能看到恒星在动，是很规则地移动，就知道它旁边有卫星，而且可以根据它的周期、大小，算出卫星多大。现在还有其他办法来确定。要精确地测量恒星的位置，测量到零点零几个毫几秒，看它的位置有没有在动。

另外一种方法是多普勒位移。如果这个星在转，它有多普勒位移，也可以测到，但是要精度很高，大概每秒钟测到一米的速度，才能把行星探测出来。

还有一个是掩星。当卫星跑到恒星前面，挡住恒星的光的时候，也能看到它的恒星亮度略微暗一点点，大概千分之一或千分之几、万分之几，非常小的变化。但是可以测出来，测出来以后，看它的周期性，有时候增加了，有时候减少了。转到恒星前面的时候，恒星光减少一点点，转到旁边的时候，恒星光又强一点点。这个测量精度要求也很高，要千分之一到万分之几亮度的测量精度才行。天文学现在能做到这一点，所以可以发现很多行星。

太阳系外的行星，就是所谓的“宜居行星”。什么叫“宜居行星”？就跟地球类似的行星。如果行星离恒星太远，太冷，不行；如果离恒星太近，太热，也不行。不远不近才是好的，跟地球差不多，它的温度才比较适合生命居住。“开普勒”卫星是2009年发射的，专门探测地外行星。它发现了“开普勒22”，跟地球非常类似。这是太阳，地球大概在这附近，它是在不远不近的地方，所以温度不会太高，也不会太低，比较适合居住，但是到底有没有人在上面，不晓得。全是气体也不行，不能生存，它有个岩石层，有大气，跟地球相当类似，可能有生命存在。

“宜居行星”到现在为止发现的还不多，大概不到10颗。2009年发现了一颗表面富含大量水资源的行星，离地球大概40光年。地球这么大小，离恒星不远也不近的行星不太多。过去发现比较远的，比较大的，因为它多普勒速度也快，光度变化也大，容易看到。现在要看到“宜居行星”，看到像地球这么小的行星，不容易。特别是像“开普勒11”，发现了6颗质量介于地球到海王星之间的行星。跟太阳系一样，也是一个行星系，有好多个卫星，好多个行星在里面转。

NASA最近宣布，又发现了715颗系外新行星围绕着305颗恒星转动。一般来讲是一颗恒星大概有两颗系外行星，有些可能有三颗。到目前为止，已经发现的系外行星数目大概达到1500～1800颗。