沙龙回顾NO.22 | 鲁巍:年轻人总得有点傻劲,不然没有办法做出让人惊奇的工作

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沙龙现场

主持人尹菱

 

4月30日下午2点,清华大学科学博物馆在人文楼B206推出第22期科学博物馆沙龙《科学家的多重身份——从“尾波加速”科研实践浅谈“顶天、立地、树人”》。本次沙龙邀请了清华大学工程物理系教授、国际学术前沿激光等离子体加速领域公认领军人物鲁巍,清华大学工程物理系长聘副教授华剑飞,清华大学工程物理系博士后周诗宇为大家带来一场精彩的演讲和对话,试图通过从初心到成果转化的实践解读帮助观众更清晰地探究清华科研团队在基础与前沿、理论与应用以及培养与创新方面所做的努力以及每一段攀登之路背后的精彩故事。科学博物馆事业发展部媒体总监尹菱主持了本次沙龙。

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主讲人鲁巍

 

鲁巍是清华大学十三五“激光等离子体加速与应用”项目的带头人,他首先为大家介绍了粒子加速器和尾波加速器的原理、相关研究以及应用情况。他谈到,粒子加速器是科学研究的重要工具,回望过去百年科学发展历史,超过一半的诺贝尔物理奖与粒子加速器及其应用相关。粒子加速器的典型特点就是规模大,为产生巨大的能量,需要大尺寸的仪器作为支撑。目前人类能建造的最大型的科学仪器就是粒子加速器,如同步辐射光源装置、自由电子激光装置等,位于瑞士日内瓦的大型强子对撞机(LHC)是目前世界上最大的粒子加速器。粒子加速器跟人们的生活息息相关,尤其是在医疗领域,如用于肿瘤放疗、癌症治疗等等。

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主讲人鲁巍

 

鲁巍提到,相比于传统的加速器,新型加速器即尾波加速器的加速梯度更大,将是传统加速器的1000倍,如果尾波加速器的方案可行,“公里级”的装置将可能缩小至“米量级”的实验室规模,这将是颠覆性的变化。产生尾波的一种可能来源是超短超强激光,目前各国从事超短超强激光研究的机构非常多,投入也很大,但在产品层面主要由欧美国家主导。当前超短超强激光产品面临着许多挑战,如尺寸大、集成度低、运行环境要求苛刻、运行维护困难、参数不稳定、无法满足应用落地需求等。2021年欧盟批准建设的EuPRAXIA装置将是下一代真正面向应用的激光加速器实验装置,将于2024年动工。

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沙龙现场

 

最后,鲁巍围绕他在清华大学的十年科研时光,结合其科研进展,谈了对“顶天、立地、树人”的感悟。他认为“顶天、立地、树人”是一种理想和追求,“立地”应放在第一位,把科研成果真正做到应用层面;其次能“顶天”,在深耕专业的同时,和国家资源做对接,把科研成果应用到国家需要的地方,争做世界领域的创新引领者;最后在“顶天”和“立地”的过程中“树人”,培育知行合一、开拓进取的有创新能力的科研新人。

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沙龙现场

 

鲁巍以其科研内容为例对“立地”和“顶天”作了深度解读。在“立地”层面,他介绍了团队研发的新一代工业级超紧凑超短超强激光器、世界首台桌面同步辐射光源样机、世界首台“集装箱里的激光尾波加速器”的相关情况。在“顶天”层面,鲁老师介绍了团队依托国家级平台推动下一代光源大科学装置的原理性探索和装置建设研究情况,包括推动建设世界首个面向应用落地的激光加速器应用装置“中原之光”,依托上海光源国家平台推动发展尾波加速器驱动自由电子激光,与高能所合作开展未来对撞机技术研究等。这些研究成果将在国内乃至国际上产生深远影响。

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沙龙对谈现场

清华工物系的老教授童德春现场发言

 

沙龙的第二阶段,鲁巍教授邀请清华大学工程物理系长聘副教授华剑飞、清华大学工程物理系博士后周诗宇一起就科研价值、灵感触发、坚持动力等问题与现场观众进行交流。在现场,清华工物系的老教授童德春也讲述了她们年轻时做科研的一件趣事,这位已经进入耄耋之年的童老师对年轻一代寄予厚望,愿意做好啦啦队,为他们鼓掌加油。

沙龙的尾声,三位嘉宾分别以一句话结束了自己的发言。周诗宇说:“不管做什么,一定要相信自己是最棒的。”华剑飞坦言,非常荣幸能够在生活在这个时代,感谢国家和学科发展给我们的一个机会。鲁巍则语重心长地对观众说,不忘初心,方得始终,希望大家在自己人生的道路上都能找到自己所爱,坚持达到自己希望达到的成就,相信坚持都会有意想不到的收获。

 

沙龙精彩观点辑要

 

周诗宇,清华大学工程物理系博士后,北京市优秀毕业生,清华大学优秀博士毕业生。在面向未来对撞机的尾波加速器关键科学及技术研究方面取得多项重大突破。 沙龙回顾NO.22 | 鲁巍:年轻人总得有点傻劲,不然没有办法做出让人惊奇的工作-Picture6
      我主要是做理论模拟。做理论模拟,首先要有好的想法,我大多数想法不是坐在办公室电脑前面看论文或者推公式想到的。往往是在路上散步的时候,晚上躺在床上看天花板发呆的时候,突然就有一个想法过来了,这个想法听起来很离谱,但是好像又有高度的可能性。当时就爬起来,赶紧通过模拟验证一下。这也是做理论模拟的一个好处,一个想法可以非常快地得到靠不靠谱的初步验证。当发现一个全新的想法,其他人从来没有提过的时候,这个东西又有非常好的性质和价值,整个人会非常开心。因为这个想法基本上就奠定了工作最主要的一部分,这个是做理论的一个乐趣,做实验可能就完全不一样。

一个科学问题肯定有非常多的相关文献,如果你顺着某一个已经发表出来的文献透露出来的一个观点往下想的话,一般很难会有一个全新的想法。真正一个全新的想法,或者说别人还没有发现过的想法,大多数情况是来自于一些可能看起来没有那么相关的一些文献或者知识。你每天都往一个点去想的话,很难在那个点有突破,你可能会绕一下,有时候就胡思乱想,也觉得有些不靠谱,但确实是一个新的可能。

刚开始做科研的时候,我们更不要给自己限制,不要认为别人发出来的东西就是好的,自己的思考就是胡思乱想,很多东西可能就是在你不经意之间突然想到的,所以你要相信自己,一定能想到一个好的idea。

 

沙龙回顾NO.22 | 鲁巍:年轻人总得有点傻劲,不然没有办法做出让人惊奇的工作-Picture7 华剑飞,清华大学工程物理系长聘副教授,长期从事激光尾波加速器实验与应用研究。在尾波加速电子快照、高效率外注入级联等关键科学问题以及激光尾波加速器应用研究方面取得系列世界领先成果。

我们实验室课题组的学生都应该通宵达旦过。在做实验的过程中肯定会出现好多问题,然后处理问题、排查问题,同时也在收获知识。有时候晚上突然有一个好的想法,根本没有睡意,就想接着赶紧做,取一个特别好的结果。

我觉得对于年轻人来说,条件比我们年轻的时候要好很多,网络教育资源也丰富,但是因为没有压力,也就没有动力。老师和家长要放手,给他们创造机会,让他们自己多做一些探究,然后在做研究或者发现问题的过程中产生研究的乐趣。

 

鲁巍,长江特聘教授,清华本科,加州大学洛杉矶分校UCLA博士,国际学术前沿激光等离子体加速领域公认领军人物。近期,入选中国科协“科创中国青年百人会”(2022)。 沙龙回顾NO.22 | 鲁巍:年轻人总得有点傻劲,不然没有办法做出让人惊奇的工作-Picture8
       压力都是自己给的。优秀的学生一旦选定了有价值的事,他会自己去做。对于创造力比较强的学生,老师只是谈问题,给建议,或者在他暂时缺少动力的时候给他鼓励——我们一定要去做到位,不断地探索找到一种解决问题的方案。如果一个学生需要我们经常盯着他,不断地去告诉他该怎么做的话,他的潜力就相对有限。如果你对自己做的事情有热情,相信它可以发挥作用,你就要有耐心去坚持,慢慢产生一种使命感,就是你要去解决这些问题,让它变成一个真正有用的问题。因为每个人的机遇、机缘都是有的,但也都是有限的,你一旦选定目标就必须全力以赴。年轻人总得有点这种傻劲,不然没有办法做出让人惊奇的工作。当你有了这种想法和信念的时候,科研本身就不会是个冷板凳。在你解决问题的过程中,肯定会有压力,没有解决思路,这个是科研的一部分。我们无数次的发现,当你找对问题,真正开始跟它死磕的时候,实际离柳暗花明的灵光一现就不远了。冷板凳是别人认为的,如果你有笃定的信念的话,你也许乐在其中。这也是走进一个领域,不断成熟的一个必经的过程。
       我的博士导师说一句英文就是never say never,说你成功的时候,你永远不要觉得你永远会成功下去,可能你会因此而导致一一次惨痛的失败。但是在你接近绝望的时候,觉得这不行的时候,你也不要武断地认为这事一定不行,其实往往是在一个犄角旮旯的组合里面,一个很神奇的东西就出来了,这个过程恰恰是所谓的灵感,当它显现的时候,你能够感受到快乐。这种科学探索发现的魅力,你只要keep going,你肯定会遇到。
       如果你往大了讲,宇宙很大,人类只是沧海一粟。如果要说意义和价值,我觉得没有什么东西是有价值的。但是反过来说,就作为人类的一员,虽然也只有几千年的历史,我们活着就想做一些对现阶段人类的技术进步和科技发展多多少少有点意义地事情。我不强调一定要有多大的意义,因为往往你不一定能hold得住,我觉得在我们力所能及的范围做一些可能的创新,在这个过程里面体会科研创新的价值。
       从我们这个国家民族对人类贡献的角度来说,实际上已经到了我们应该做出更多贡献的时代。我们有非常好的条件和环境,能够让年轻一代保持好奇心和探究溯源的能力。未来的小朋友们会有更多更好的机会,更加地平眼看世界。保持一种质朴和向上的精神,我们中华民族未来会越来越好,这是我的期望,我也相信会实现。

 

合影留念

 

       责编|伊墨
       文字整理|刘波阳  周冰玉
       摄影 | 孙德利

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党日活动走进北京市盲校开展科普讲座

2024年5月20日下午,清华大学人文学院科学史系党支部与人文硕231党支部、北京市盲人学校学发中心党支部、党政办党支部联合举办“支部共建走进盲校,奉献爱心服务群众”主题党日活动。来自清华大学科学博物馆、清华大学科学史系的20多名师生来到具有150年悠久历史的北京市盲人学校。   本次盲校之行的第一站是参观校史馆。盲校老师详细介绍了北京市盲校的发展历史脉络,带领大家深入了解中国第一家盲校“百年追光”的艰难历程和辉煌成就。150年来,盲校的发展得益于一代又一代致力于特殊教育的先驱们的不懈奋斗,他们以无比的热情和坚定的信念,开创了视障教育的先河,使盲校成为推动社会包容与进步的重要力量。   随后,师生党员们还在盲校学生发展中心主任张伟平老师的带领下,参观了学校的食堂、“百蔬园”、体育馆、美工教室等场地,全面了解盲校学生们的日常学习与生活情况。   在美工教室,师生党员们欣赏到盲校学生们精妙绝伦的美工作品,惊叹于他们的创造力的同时,也为盲校教师有效的特殊教育成果所折服。科学史系党支部也借此机会,向北京市盲人学校捐赠了一批盲童手工课需要的手工材料、科学史图书、科博明信片等纪念品,助力支持盲校学生的精彩成长和全面发展。   下午15:00,在盲校的八角报告厅内开展“光明大讲堂”科普讲座。第一场讲座“科学史中的伟大科学家”由清华大学科学博物馆的杨智明博士主讲,听众为盲校小学学段的学生。杨智明向学生们介绍了科学史上做出伟大贡献的十位科学家,通过提问互动的方式传递科学知识,展示科学魅力,现场氛围轻松愉快、反响良好。第二场讲座主题为“天工开物——中国古代的科技发明与创造”,由清华大学人文学院科学史系的博士后张万辉主讲,听众为中学职教学段的学生。张万辉详细介绍了中国古代的科技发明,阐述了工匠精神和创新思维在职业教育中的重要性,拓宽学生知识面,激发了学生们对未来发展的热情与信心。两场精彩的科普讲座赢得盲校学生们的热烈掌声。   本次联合主题党日活动,科学博物馆馆员与科学史系老师发挥科学史专业特长为北京市盲校带来科学教育讲座,弘扬了科学家精神,培养了爱国情怀,普及了科学知识,鼓励北京市盲人学校的同学们学习科学知识,用智慧和勇气去遇见科学、预见未来!   文案|李凯旋 审核|刘子琪、范爱红
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传承科学家精神 | 朱邦芬院士畅谈“杨振宁先生、黄昆先生的学术思想及对学生成长的启示”

5月12日,中国科学院院士,清华大学高等研究院教授、物理系教授朱邦芬院士做客“传承科学家精神”第三讲,作题为“杨振宁先生、黄昆先生的学术思想及对学生成长的启示”的报告。清华大学离退休工作处副处长、关心下一代工作委员会副秘书长袁丽丽,学生科学传播协会会长李志刚以及百余名学子参与活动。此外,北京城市学院的师生代表也到场聆听。   报告伊始,朱邦芬院士用朴素的语言介绍了他与黄昆先生、杨振宁先生相识的故事。为了让到场同学们都能够清晰了解杨振宁先生、黄昆先生的生平,朱院士介绍了杨振宁先生在专业领域内的13个方面成就,以及杨先生归根清华后为清华大学、为中国做出的5个方面巨大贡献。而对于黄昆先生的成就,朱院士用“两个高峰”来形容黄先生在科学研究中的成就,以“两件大事”(开创我国固体物理和半导体物理学科;长期在第一线从事物理教学,为一代又一代物理学人才的培养打下了坚实的基础)来描述黄先生对我国发展的重要贡献。 接下来,朱邦芬院士指出:杨振宁先生、黄昆先生能够取得如此优秀的成就离不开一个好的学校环境,“把学校的环境建设好,好苗子就比较容易冒出来”。朱院士结合杨先生与黄先生的学习经历,与同学们分享了好的学校环境具体有哪些表现。 PART/ 01 01      最重要的方面是“优秀学生荟萃”且相互之间充满讨论、辩论以及“追问”。杨先生、黄先生在西南联大就读时,经常相互交流、讨论辩论,他们曾就量子力学中“测量”的准确意义辩论到深夜,熄灯后仍点亮蜡烛,查看海森堡的著作来继续他们的辩论。朱院士认为:一流大学聚集了同龄人中一群最优异的年轻人,要让他们的创造力相互鼓励,产生和淬炼使他们终身受益的智慧、理想、学风和人格。02      其次,“良好的学习风气和学术氛围”也是不可忽视的一个表现。朱院士提到,西南联大的良好学风让杨先生和黄先生都受益匪浅。杨振宁先生说让自己“感动不已”;而黄昆先生则表明,那种对科学不懈追求的精神“渗透到每天的生活中去”。03      第三方面是“良师指导下的个性化教学以至一对一的培养模式”。朱院士强调:“学生从导师那里获得的东西中,最重要的是‘思维风格’,而不是知识或技能。”比如黄昆先生并没有同其导师Mott发表论文,但其导师Mott仍对黄先生学术风格的形成起了决定性的作用。04      最后一个体现则是“学生拥有自主学习知识和创造知识的空间”。一如黄昆先生所说:“学习知识不是越多越好、越深越好,而是应当与自己驾驭的知识能力相匹配。”学生自主学习的能力是了解科研前沿、完成科研工作不可或缺的技能。针对这一点,朱院士特别语重心长地寄语在场同学:“在你们这个最具创造性的年纪,需要有仰望星空的时间,去天马行空。整天做题、准备考试,对你们的发展和创造不是很有帮助的”。在谈论了杨先生、黄先生学习知识的情况后,朱邦芬院士又进一步讲授了两位先生对于创造知识(科研工作)的思想。 PART/ 02 这之中最重要的一点,是如何选择未来的研究领域、研究课题。杨振宁先生建议学生们:应当选择与物理现象或物理基本结构有直接、简单关系的方向,或是选择有良好推广前景的方向。而作为本科生如何实践杨先生的建议,朱院士提示在场的同学们:“不能急功近利,不要把发文章作为目标。本科生研究的作用是训练渗透式的学习方法,更重要的是去了解不同的领域,去寻找有前途并且自己喜欢的领域。”       选择了合适的研究方向之后,还须明确如何开展研究。朱邦芬院士介绍了杨振宁先生对研究生的“十戒”,其最为核心的思想可以用四个字来概括——宁拙毋巧。此外,朱院士还分享了黄昆先生“三个善于”的思想——善于发现和提出问题、善于提出模型或方法去解决问题、善于作出最重要、最有意义的结论。杨振宁先生的“十戒”思想与黄昆先生的“三个善于”思想,都是从事科研工作需要的宝贵财富。爱因斯坦曾说:“大多数人说,是才智造就了伟大的科学家。他们错了;是人格。”杨振宁先生与黄昆先生的成就来源于他们天才般的学习与科研能力,更离不开他们人格中的使命感与责任感。 PART/ 03       通过朱邦芬院士的讲解,同学们了解到:杨振宁先生曾亲身感受过亡国的危机感,这使得他与我们这代人有许多不同的看法,但他对中国的热爱以及他挥之不去的中美之间的情结是绝对不可以被忽视的。朱院士用“率真”一词概括了杨振宁先生的品格。他能够直言自己的贡献,也毫不避讳地写下了“对于我的放弃故国,他(杨振宁先生的父亲)在心底里的一角始终没有宽恕过我”。在评价黄昆先生时,朱邦芬院士套用了爱因斯坦评价居里夫人的话语称:意志纯洁、公正不阿的判断、珍惜国家科研经费、学风纯正、始终坚持在第一线做研究、极端认真、谦虚、律己极严、任何时候的社会公仆意识,“所有这一切都难得地集中在一个人身上”。 PART/ 04 对于当今的科研工作内卷化现象:朱院士认为,需要将我们的评价体系从“数数”转变为由熟悉的人(如教授、导师等)写信推荐和同行根据成果评价,而其前提是学术诚信体系的完善。但在评价体系没有改变的情况下,我们作为个体要保持自己做人的底线。有同学想在自己感兴趣的领域研究重大问题,但这可能几年之内没有成果,“publish or perish”,在回答时朱院士建议,一方面围绕自己喜欢的方向持续攻关,另一方面也可以做一些相对简易的研究“应对”考核,双管齐下。个人选择与国家需要的平衡问题:选择发展方向的时候,最重要的是自己的兴趣,其次是自己的能力是否适合,待遇等因素当然也需要考虑。但是,作为清华的学生,还应当有自己的使命感:能做第一流科研的人并不多,清华的学生更应当对人类、对世界科学技术发展作出自己的贡献。   活动结束后,朱邦芬院士寄语道:清华学子应该在自己有兴趣,有能力的领域,做一流的工作,这是我们对国家的责任与使命。   讲座简介——“传承科学家精神”系列讲座是为弘扬和传承科学家精神,助力青年成长,搭建的师生共建交流的新平台。本次活动由清华大学党委宣传部、共青团清华大学委员会、清华大学关心下一代工作委员会、离退休工作处、科学博物馆、科学史系主办,学生科学传播协会、工物系团委、机械系团委、电子系学生科协、电机系学生科协、未央书院学生科协和新雅书院学生科协协办。本次活动也得到了清华大学物理系以及清华大学学生社团发展支持计划的大力支持。 【供稿:THU学生科学传播社 】
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我馆举行北京东西分析仪器有限公司历史科学仪器捐赠仪式

2024年5月15日下午,北京东西分析仪器有限公司历史科学仪器捐赠仪式在清华大学蒙民伟人文楼举行。九三学社清华大学委员会副主委、清华大学分析中心教授邢志,北京东西分析仪器有限公司副总经理张杰,北京东西分析仪器有限公司市场总监吴岩,北京东西分析仪器有限公司技术总监顾好粮,清华大学科学博物馆馆长、科学史系主任吴国盛出席活动并发表讲话。捐赠仪式由清华大学科学博物馆馆长助理、科学史系助理教授刘年凯主持。 邢志首先介绍了我国质谱仪的历史发展,表示近二十年来国家高度重视质谱仪的国产替代化,已在研发方面取得一些重要进展。其中,东西分析仪器公司研发的3100型气-质联用仪实现了国产质谱仪器从“无”到“有”的突破,在我国高端分析仪器发展史上具有重要意义。 张杰回顾了3100型气-质联用仪的研发过程。她提到,1997年,东西分析仪器公司创始人之一李选培先生就初步设想自主研发质谱仪。之后李先生起草了3100型气-质联用仪的设计任务书,为该项目的正式启动奠定了基础。2002年,东西分析仪器公司正式组建研发团队,开始该仪器的设计与研发工作,最终在2006年生产出国内首台商业化质谱仪——3100型气-质联用仪。张杰表示,整个研发过程耗费了众多研发人员的心血和汗水,凝聚了中国几代人在质谱领域的努力和梦想。 吴岩介绍了东西分析仪器公司的发展历程。该公司成立于1988年,至今已逐步形成了包括色谱、光谱、质谱、在线快速检测仪器以及专业仪器等在内的基本产品系列。公司于2013年收购合并了GBC Scientific Equipment Pty Ltd,目前在中国、澳大利亚和马来西亚设有现代化的生产基地,在全球多个国家设有办事服务机构。此外,吴岩详细介绍了3100型气-质联用仪的研发历程,包括起源、设计、研发和生产等方面的具体情况。他着重介绍了研发团队的构成以及来自社会的支持,强调了团队合作在仪器研发过程中的重要作用。 随后,东西分析仪器公司的技术总监顾好粮分享了当年的研发经历与感悟。他坦言,最初对质谱仪的国产化持有怀疑态度,但进入东西分析仪器公司后,他发现3100型气-质联用仪的每一个细节背后都是自主研发的成果。从硬件开发到应用,再到仪器和四极杆的组装,每一步都离不开付本亮、刘更涛和杜江辉等工程师的攻坚克难,以及背后顾问团队的专业指导。这种坚韧与执着是3100型气-质联用仪成功生产的关键所在。 吴国盛对大家的到来表示欢迎,并对东西分析仪器公司的捐赠表示感谢。他介绍到,历史科学仪器的收藏展览在国内往往被忽视,清华大学科学博物馆作为中国第一家收藏型、研究性的综合类科学博物馆,其建设可以弥补这一空白。在后续发展中,科学博物馆将立足清华,面向中国,收藏、研究我国科学和工业发展所获得的突破和成果,在推进科学仪器史等科技史学科发展的同时,为国家科学博物馆的建设打好前站。最后,吴国盛再次对东西分析仪器公司的捐赠表达感谢,并希望后续能够开展更多合作,将这份事业共同推进下去。 随后,吴国盛和张杰共同揭幕3100型气-质联用仪。吴国盛向张杰颁发捐赠证书,在场嘉宾合影留念,并围绕这台3100型气-质联用仪展开了热烈讨论。 参加本次捐赠仪式的还有参与3100型气-质联用仪研发的刘更涛、付本亮、杜辉江三位工程师,仪器信息网编辑部运营经理于潇雨,清华大学学博物馆事业发展部主管范爱红老师,清华大学科学博物馆馆长助理、科学史系助理教授王哲然老师,清华大学科学博物馆办公室主任孟洁老师等。   (赵蓓蓓 供稿)
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喜报:清华大学科学博物馆荣获2023年全国科普日优秀活动奖 

2023年底,中国科协办公厅下发关于对2023年全国科普日活动优秀组织单位和活动予以表扬的通知,表彰全国2023年全国科普日优秀组织单位和优秀活动。清华大学科学博物馆(筹)与清华大学学生天文协会联合主办的“YoungTalk 天文科普日活动”被评为 2023年全国科普日优秀活动。近日清华大学科学技术协会从中国科协领取到获奖证书。 2023年全国科普周期间,清华大学科学博物馆推出全新公教活动栏目“Young Talk”,为年轻人搭建一个自由、开放、轻松的科学分享与交流平台。“Young Talk”天文科普日活动由清华大学科学博物馆与清华大学学生天文协会联合主办,清华大学科学技术协会为支持单位。活动包括青年学生讲座、观影会及新展观展等多项内容,探寻天文史中的伟人之足迹,仪器之奥妙,受到校内外观众一致好评。   (撰稿:范爱红)