行星科学专业主要学什么：上新了专业丨“仰观宇宙之大，俯察品类之盛”的浪漫 藏在这个新专业里

编者按：作为经济社会发展对人才需求的“晴雨表”，高校专业调整一直备受关注。今年，31个新增专业正式纳入本科专业目录，其中既有面向国家战略和社会发展需求的学科专业，也有深挖数字经济社会发展潜力的一系列“智能+”“智慧+”交叉专业。天目新闻推出“上新了专业”系列报道，带你走近一个个引领未来的新专业，关注社会发展对人才培养的广泛需求，照见时代浪潮下新的机遇和挑战。

古往今来，人们世代思考三个最深邃的问题：我们从哪里来？我们向何处去？我们在宇宙中是否孤独？无论答案曾有过多少种，可以肯定的是，只在地球这宇宙一隅行动，必定无法找到答案。

人们对天体的观察与探索使哲学思考变成科学行动，也在20世纪60年代末促使了现代行星科学的建立。在今年教育部公布的2021年度普通高等学校本科专业备案和审批结果中，行星科学正式列入《普通高等学校本科专业目录》，于9月招收首批本科学生。

有人说，“行星科学”听起来就有一种深邃的浪漫，也有人说，它是“宇宙最强专业”。这究竟是一个什么样的专业？对于我国实现“太空梦”有何重要意义？天目新闻邀请成都理工大学行星科学国际研究中心副主任赵宇鴳、中国地质大学(武汉)行星科学研究所教授肖龙深入解读。

从本科开始追逐星辰大海

要理解行星科学，可以先用大家熟悉的地球科学专业来做一个对比。肖龙介绍，地球科学研究地球现今的大气圈、水圈、岩石圈、生物圈和日地空间，以及它们是如何从40多亿年前演化而来，将来又会变成什么样。而对于地球之外的其他星球，它们也是和地球差不多同时形成的，但是现今的面貌千差万别。我们也需要了解它们的现状、推断它们的演化历史，与预测它们的未来。

这类研究不仅仅对于探索月球和火星这样的太阳系天体本身有重大科学意义，对了解地球的前世今生都有很好的参考价值。如果再把眼光放长远一点，当地球的资源和环境不再适合人类居住时，我们还需要寻找可以居住的第二家园。

那么，为什么现在行星科学才受到关注呢？主要的限制在于科技实力。行星科学涉及天文学、地球科学、物理学、化学、生命科学等等，同时还与探测技术高度相关，是一个多学科交叉的学科。肖龙表示，“科技的发展使我们有能力去研究古人就有、但难以开展的研究内容，这也是时代赋予当代人的使命。”

进入21世纪以来，我国深空探测事业迅猛发展，从嫦娥登月到天问落火，一系列举世瞩目的成就标志着我国在行星探测领域进入世界先进行列。面对现实的紧迫需求，建立系统的行星科学教育体系势在必行。

天问一号探测器从火星传回图像 图源：新华社

2018年2月，中国科学院大学地球科学学院正式更名为地球与行星科学学院。中国科学院院士、地球与行星科学学院院长、中国科学院地质与地球物理研究所所长吴福元提出建设行星科学一级学科。

2019年1月，中国科学院大学第四届学位评定委员会第11次会议评审通过了行星科学一级学科建设培育工作的申请，在评审会上二十多位院士一致认为中国必须要建设行星科学一级学科。此后，行星科学的学科建设，正式开始。

虽然此前在国家学科设置中没有行星科学学科，但中国科学技术大学、北京大学等国内一流高校以交叉学科的方式，在地球物理学、地质学、空间物理学等学科下已开展行星科学的研究生教育。中国地质大学（武汉）设立的行星地质与化学博士点，迄今已培养了数十位博士和硕士研究生。然而，行星科学本科教育一直处于空白之中。

2020年开始，成都理工大学在全校本科生中试点招收“行星科学英才班”，从零起步进行行星科学本科人才培养，这对于完善行星科学拔尖人才培养体系具有重要意义。“大部分行星科学研究生是从其他本科专业转过来的，一个在本科就受过系统训练，对行星科学有一个基本理解，并且了解学科基础知识架构和基础方法的人才，能够在后续的研究中做得更好，而这个工作我们觉得放在研究生的时候已经来不及了。”赵宇鴳表示，行星科学本科人才培养已经迫在眉睫。

“宇宙最强专业”学什么？

2021年8月初，成都理工大学向教育部提交增设行星科学进入《普通高等学校本科专业目录》的申请。2022年2月24日，教育部正式发文同意将行星科学等31种新专业列入《普通高等学校本科专业目录》。9月，成都理工大学面向全国招收了30名学生，行星科学本科培养教育正式进入轨道。

据介绍，行星科学的主要研究范畴包括行星、卫星等天体和行星系的基本特征以及它们的形成演化、资源环境和未来生态改造。其特点是学科交叉跨度大，以地球科学和天文学为根基，且广泛涉及物理学、化学、数学、材料科学、生命科学、信息科学等多种基础学科。

“天文学和地球科学是行星科学的两大重要支柱。”赵宇鴳介绍，天文学可以帮助了解行星的运转轨道，研究者可以从光学望远镜、射电望远镜去观测更远的星系。地球科学的知识则贯穿对其他天体的探测以及对陨石和返回样品所开展的研究中。在行星科学研究中，还经常会遇到预计之外的复杂极端情况，这些重要问题就需要综合多种学科去解决。

行星科学英才班探访冰川冰舌 受访者供图

早在2020年开设“行星科学英才班”时，成都理工大学就系统地调研了国外高校的行星科学相关课程开设情况，在经历了两年的尝试和实践后，课程设置和培养方案愈加完善。赵宇鴳介绍到，在专业核心课程方面，行星科学的本科培养方案较完备地涵盖了当下行星科学所有的前沿研究方向，同时包含工程和探测等方面课程，为学生的深造之路提供了坚实基础。

“课外我们也鼓励、支持同学们到国内外相应的研究机构去实习，以实现全行业的培养。”赵宇鴳说，在去年暑假，行星科学英才班的大二学生们前往全国多个高校和研究所实习，参与最前沿的科学研究，极大地帮助学生开阔视野、丰富知识面。

作为行星科学本科教育的先行者，成都理工大学依旧走在摸索和调整的道路上。“行星科学是一个高度综合的学科，需要各个领域的专业教师，包括遥感、计算、动力学、地质、样品分析、行星物理、行星化学、天体生物学等等。”赵宇鴳表示，后续成都理工大学将加速完善教师队伍建设，同时也将着力编写中文教材和打造精品课程。

角逐未来的战略制高点

当前，太空战略博弈愈加激烈，从载人登月到载人探火，从地外资源开发到行星移民，都成为世界强国竞争的战场。肖龙表示，行星科学是集成了最前沿科学问题和最高科学技术的学科，行星科学的发展，要求科学水平和技术能力的同时提升。因此，建设行星科学，对于占领科学技术最高点，为全人类共享中国智慧和中国力量都具有十分重大的意义。

中国空间站梦天实验舱发射升空 图源：新华社

但需要看到，我国行星科学研究整体水平与欧美国家相比还有较大差距，人才培养体系仍处于初步发展阶段。赵宇鴳表示，国内的综合高校和技术研究部门都有非常大的人才缺口，就硕士研究生招生需求而言，目前保守估计需求在200~300人。“我们希望‘英才班’学生在完成本科教育之后，能够继续攻读行星科学相关的硕士和博士学位，或留在成都理工大学行星科学国际研究中心，或者进入中国科学院等其他院校，又或者前往国际顶级研究机构。”

赵宇鴳强调，行星科学不单是一个研究性的学科，更多的是在配合和支持我国的深空探测国家战略，这也是行星科学建设的一个重要出发点。无论是深空探测，还是未来去月球上建设科研站，载人探月探火，都需要以行星科学研究为基础，提前对地外星体的地质、环境、潜在危害和可利用资源等有所了解，以便更好地执行任务。基于行星科学引领的深空探测是未来太空竞争的基石，发展行星科学对于我国实现“太空梦”具有重要意义。

中国火星探测计划首席科学家万卫星院士曾撰文：中国深空探测计划的目的是什么？“嫦娥四号”首次到达月球背面后，中国的回答掷地有声:“探索浩瀚宇宙、和平利用太空,是全人类的共同梦想。”和平利用太空主要靠什么？当然是科学。而不断共建完善以行星科学一级学科为框架的人才培养体系，是年轻学子逐梦星河的重要保障，是我国加速迈向行星科学强国的必要条件，也是践行中国探索浩瀚宇宙、和平利用太空的承诺的必由之路。