要說國內離天文最近的大學科系，當數清大的物理系天文組。清大擁有全台最完善的大學部天文課程，以及來自研究所的大量資源。但想成為一名專業的天文學家，需要通過物理紮實的物理訓練，並學會基礎的程式撰寫能力。畢業後若想繼續在學界深造，還有碩博與博後的漫長旅途；若想前往業界工作，若想前往業界工作，紮實的物理訓練與程式能力也可以是相當重要的優勢。
在清大讀天文？
想在清大讀天文，最直接的選擇就是選擇就讀清大物理系天文組。物理系天文組於 2017 年創立，每年招收繁星一人、學測五人、指考兩人共八名學生。
但除了物理系天文組之外，得益於清大的特殊學制，即使你不是物理系，清華各學院「院學士班 [1]」的學生仍可以申請將天文物理作為自己的第二專長 [2]。就算無法讓天文物理登上你的畢業文憑，天文相關的課也都開放全校所有學生自由修習。在清大，無論是什麼系所都可以享受到多數的天文課程資源。
大學的課程內容
想成為天文學家，紮實的物理訓練必不可少。無論是物理系天文組或是天文物理第二專長的學生，都必須修習以下的物理課程：
| 數學工具 | 微積分 | 微積分是理工科系必備的數學基礎。 |
| 應用數學 | 強化物理系所需的數學能力，如微分方程、傅立葉分析等。 | |
| 物理知識 | 理論力學 | 學習如何以牛頓、拉格朗日與哈米頓力學分析古典物理系統。 |
| 電磁學 | 學習如何使用馬克士威方程式描述古典電磁系統。 | |
| 量子物理 | 學習基礎的量子力學，並應用於氫原子等簡單的系統。 |
這些物理課程將幫助你建立學習天文物理必備的物理觀念與數學工具。如何運用這些知識，以物理的觀點重新學習天文，則會在以下的課程中學到：
| 課程難度 | 課程名稱 | 課程內容 |
|---|---|---|
| Lv 0 | 天文的故事 | 天文相關的科普演講，帶你認識天文的方方面面，並著重介紹天文對社會、文化、歷史以至於整個人類文明的影響。 |
| Lv 1 | 普通天文學 | 分為上下兩個學期。本門課程將正式以物理的觀點切入，完整介紹天文物理的範疇。包含天文常用的簡單物理知識、基本測量方法、恆星演化、星系與宇宙學等範疇。 |
| 基礎天文觀測 | 介紹天文的觀測方法，包含如何規劃一場觀測，如何處理望遠鏡得到的資料，並分析出具科學意義的結果。會實際前往天文台進行觀測實作。 | |
| Lv 2 | 天文物理導論 | 普通天文學前半內容的加深加廣。 |
| 近代宇宙學導論 | 可視為普通天文學前半內容的加深加廣。 | |
| 黑洞天文物理導論 | 針對黑洞相關的天文物理內容。 | |
| 系外行星導論 | 針對系外行星相關的天文物理內容。 |
這五門大學部的課程可以分成三個等級涵蓋了天文的所有面向，是目前台灣各大學大學部最完整的課程規劃。此外偶爾還會出現如黑洞天文物理導論、系外行星導論等其他天文課程 [3]。若是不滿足於大學部的課程，也可以挑戰天文所開設的各門碩士班課程，如宇宙論、恆星天文物理、天體輻射物理等更加專精而深入的內容。此外，每個星期天文所還會邀請國內外的天文學家到校演講，分享最前沿的研究成果。關於天文所詳細的課程列表，請見此處。
多數的物理系學生會在大三或大四選擇自己有興趣的領域，並進入擅長該領域的教授的研究團隊做專題研究，除了進一步加強自身的知識與技術，更能夠實際體驗學術研究究竟是怎麼一回事，是在課堂中難以獲得的寶貴經驗。除了自己系上的專題之外，也可以選擇參加中研院天文所的暑期實習計畫、 台灣天文觀測設施平台暑期學生計畫（TAOvA SSP）、國家理論中心理論計算天文暑期學校（NCTS-TCA SSP）等暑期研究計畫，達到類似的效果。
清大天文所目前共有十位教授，各自擅長不同的領域，涵蓋理論/觀測、高能/光學/電波、宇宙論/星系天文學/恆星與系外行星等各個領域。他們的各自的實驗室與研究內容可以在這裡找到。
需要具備的能力/會遇到的挑戰
說了這麼多豐富的資源與美好的願景，讓我們談談現實面。
如前文所述，紮實的物理能力是成為天文學家的必備基礎。對絕大多數的大學生而言，這都不是一項輕鬆的挑戰。對高中生而言，你們首先必須能夠接受原文書，並且未來還需要能夠閱讀英文期刊論文的能力。再來，大學的環境自由，可以做的事情非常多，比如系學會、社團、營隊、愛情......不勝枚舉。如何在這種與過去完全不同的讀書環境下，時間規劃非常重要。最後，大學同學間的能力差距往往比高中更大。有些同學在高中時就已經具備同等甚至超過大學生的能力，承受這些衝擊並努力與他們同台競技並不容易。如果適應不良，沈重壓力非常可能抹滅你對天文的熱情。因此，找到自己獨立的學習步調相當重要。雖然每個人讀書的方式皆不盡相同，但正確的時間規劃、自律以及組建讀書會等是常見的有效方法。
而除了課內的物理知識與數學工具，能夠編寫基礎的程式語言也是非常重要的技能。無論是觀測還是理論天文學、無論畢業後是走向學界還是業界、甚至是走向其他物理或工程領域，基礎的程式能力幾乎是必備技能。以天文領域而言，Python 是當前多數領域採用的主流程式語言，且語法簡單容易上手。如果要往理論與計算天文物理前進，則通常會需要學習 Fortran 與 C。
未來的出路
畢業之後的出路，大致可分為繼續往學術前進或是進入業界求職兩個方向。
若選擇繼續向學術之路邁進，還需要經過碩士、博士、博士後研究的層層努力，才能找到研究員或大學教授等工作。
若決定前往業界，出路亦相當多元，因為在學習天文的路上所受的物理訓練和解決問題的能力，一樣能應用於各行各業。除各式軟硬體工程師，擔任國中小與高中教師、博物館人員等職業的天文人亦相當的多。
銘謝
感謝清大天文所賴詩萍老師、潘國全老師與楊湘怡老師對本計畫的建議、支持與協助！
備註
[1] 如理學院學士班、工學院學士班、科管院學士班等等。此為清大的特殊學制之一。
[2] 更多關於清大學士班的資訊請見：招生專區- 學習資源(雙主修／輔系／學位學程／多專長), 【清華大學】學士班╳雙專長╳不分系，一次看懂跨域學習- 大學校園| 大學問- 升大學找大學問
[3] 本文僅羅列筆者認為與學習天文物理直接相關的課程。但若身為物理系學生，仍有其他課程需要修讀方能畢業，詳情請見清大物理系網頁。
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