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我国行星科学发展的出路与前景
毫无疑问,行星科学是国家自然科学和综合国力的重要体现。美国的行星科学是在深空探测战略的实施过程中诞生的,但曾在太空竞赛先期领先的苏联并没有发展出高水平的行星科学,人才的流失与缺乏是其深空探测事业没落又难以复兴的关键因素。这充分说明,行星科学并不必然在深空探测中自然快速地生长出来。我国应当怎样发展行星科学?我们认为,关键在于“高起点、快发展、广交叉、深融合”。
高起点、快发展。行星科学源自地球科学和天文学等学科的交叉。地球科学是我国最具国际影响力的基础学科之一。例如,中国地球科学家主导的“华北克拉通破坏”相关研究在 2014、2015 年连续成为国际地学领域研究热点。我国地球科学工作者也正在积极探索科学引领深空探测的发展模式。例如,中国科学院地质与地球物理研究所在 2010 年研讨制定了中国首次金星探测方案,以金星多圈层耦合和宜居性演化为主要目标。另一方面,得益于国际深空探测数据的开放政策和国家对人才引进的强力支持,我国的行星科学已经深度融入国际学界,并形成了良好的发展态势:高水平的行星科学人才团队已经初具规模,行星科学人才培养体系已经萌芽,行星科学相关专业组织陆续成立,行星科学相关期刊影响力不断扩大。这些优势形成了我国行星科学发展的高起点,能够在国家战略的指引下实现快发展。
广交叉、深融合。当今的行星科学,已经不同于 50 年前初诞之时。20 世纪 60 年代深空探测水平较低,仅能得到行星空间和表面的信息,行星科学家主要活跃在美国地球物理学会和美国天文学会。自 1969 开始,“阿波罗登月计划”陆续采回 382 千克月壤,地球化学家开始变得重要。时至今日,行星科学的主要研究目标演变为行星(包括地球)的起源与演化,主要研究内容为行星物质成分与多圈层结构,绝大部分研究方法与思路也是在地球科学范畴。可以说,行星科学发展水平的提高则取决于与传统地球科学学科及其他相关领域交叉的广度与融合的深度。我国地球科学学科门类齐全,基础雄厚,优势鲜明,这给行星科学的发展提供了绝佳的基础。另一方面,随着 500 米口径球面射电望远镜(FAST)等重大科技基础设施的完成,我国的天文学正在迎来一次腾飞。我国的行星科学通过广交叉和深融合汲取营养,实现高起点和快发展。
当前,我国的全球影响力正在快速提升,建立行星科学一级学科迫在眉睫且正逢其时。通过“高起点、快发展、广交叉、深融合”发展行星科学,可以加快完善我国自然科学学科布局,培养世界一流的人才梯队,也是我国深空探测由大变强的必由之路。(作者:魏勇 朱日祥,中国科学院地质与地球物理研究所 中国科学院大学。《中国科学院院刊》供稿)