天問(wèn)

屏幕上，一幅幅宇宙空間、日球空間、地球空間的圖片，交替變化著閃爍著。太陽(yáng)風(fēng)、磁層、電離層、中高層大氣，一串串聞所未聞的空間物理基本概念相繼進(jìn)入聽(tīng)眾的耳鼓。這是2012年歲末九三學(xué)社中央十二屆六中全會(huì)上院士報(bào)告會(huì)的精彩一幕：九三學(xué)社社員、中科院地質(zhì)與地球物理研究所研究員萬(wàn)衛(wèi)星院士正在作“空間天氣災(zāi)害與空間環(huán)境利用”講座。他從空間物理學(xué)的基本概念入手，生動(dòng)闡釋了太陽(yáng)風(fēng)暴對(duì)地球產(chǎn)生的災(zāi)害性的影響，介紹了空間天氣對(duì)人類(lèi)技術(shù)系統(tǒng)的作用。

會(huì)場(chǎng)上一片寂靜。盡管深?yuàn)W的科學(xué)語(yǔ)匯讓許多聽(tīng)眾一時(shí)難以完全理解，但深入淺出的解讀，讓大家初步知曉了空間環(huán)境是人類(lèi)的第四大環(huán)境，而且空間環(huán)境還可以開(kāi)發(fā)利用。

寒門(mén)出俊杰

倘若從個(gè)人的履歷表來(lái)看，從1977年我國(guó)高考改革起，命運(yùn)對(duì)萬(wàn)衛(wèi)星似乎格外垂青：大學(xué)生、研究生、助研、副研、研究員，有了自己的研究隊(duì)伍，有了研究室這個(gè)學(xué)術(shù)平臺(tái)......

然而，從1977年往前看，學(xué)子萬(wàn)衛(wèi)星，卻是腳下趟著家鄉(xiāng)的黃土，一路走來(lái)的農(nóng)村娃。幼年喪父，與三個(gè)姐姐靠母親一人拉扯大，從小就嘗盡了生活的艱辛。

苦難是金。7歲那年進(jìn)入小學(xué)開(kāi)始接受正規(guī)教育。小小年紀(jì)的萬(wàn)衛(wèi)星自然懂得念書(shū)的不易，盡管當(dāng)時(shí)正值十年動(dòng)亂，可從小學(xué)到初中，萬(wàn)衛(wèi)星的啟蒙老師們，還是對(duì)這個(gè)品學(xué)兼優(yōu)的孩子贊賞有加。那一年升學(xué)的名額有限，為了能讓沒(méi)有任何關(guān)系背景的萬(wàn)衛(wèi)星上高中，老師們想了好多辦法，他們違背領(lǐng)導(dǎo)的“旨意”，公布了所有學(xué)生的成績(jī)，采用按成績(jī)推薦的方法，使得沒(méi)有后門(mén)可走的萬(wàn)衛(wèi)星如愿以?xún)斏狭烁咧小?/p>

高中期間，趕上“教育戰(zhàn)線”的“反回潮”運(yùn)動(dòng)，學(xué)生要學(xué)工學(xué)農(nóng)學(xué)軍，批“孔老二”，唯有萬(wàn)衛(wèi)星埋頭讀書(shū)。他最喜歡數(shù)學(xué)、物理方面的書(shū)，不知從哪里搞來(lái)一套物理教材，讀得如饑似渴。一次老師讓大家交學(xué)工的體會(huì)，萬(wàn)衛(wèi)星誤把自己平日的物理自習(xí)習(xí)題交了上去。物理老師非常驚訝，想不到身邊還有這樣的學(xué)生！他一道題一道題認(rèn)真地判了萬(wàn)衛(wèi)星的作業(yè)，還把錯(cuò)處一一改過(guò)，這讓萬(wàn)衛(wèi)星大喜過(guò)望。此后，他的學(xué)習(xí)興趣更加強(qiáng)烈，少年時(shí)與黃牛為伴的萬(wàn)衛(wèi)星，邏輯思維的潛質(zhì)被悄然激活了。那些年，《數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)》是他的最?lèi)?ài)。扎實(shí)的基本功，為日后的科研與創(chuàng)新積淀了豐厚的基礎(chǔ)。

天賦的聰慧并沒(méi)有給萬(wàn)衛(wèi)星的命運(yùn)帶來(lái)轉(zhuǎn)機(jī)。1975年高中畢業(yè)，家里有關(guān)系的同學(xué)紛紛被安排了工作，而來(lái)自農(nóng)村的萬(wàn)衛(wèi)星夢(mèng)寐以求想當(dāng)個(gè)老師的愿望也成了泡影。他卷起鋪蓋，悵然踏上了回鄉(xiāng)的路。

春耕秋收下大田，萬(wàn)衛(wèi)星像莊稼漢一樣在地里勞作。第二年當(dāng)?shù)卣M織勞力在工地修橋，萬(wàn)衛(wèi)星的文化知識(shí)派上了用場(chǎng)，他除了出苦力之外，能幫著工地寫(xiě)個(gè)黑板報(bào)，搞搞宣傳。修橋工程部的總指揮看上了他，因?yàn)閺?fù)雜的測(cè)量工作萬(wàn)衛(wèi)星搞得游刃有余，甚至超過(guò)了指揮部里的工程師！

1977年，中國(guó)迎來(lái)了科學(xué)的春天。高考恢復(fù)了！萬(wàn)衛(wèi)星考上了武漢大學(xué)，對(duì)于從未出過(guò)遠(yuǎn)門(mén)的萬(wàn)衛(wèi)星來(lái)說(shuō)，那可是心中最神圣的學(xué)府啦！

尋夢(mèng)的一代

“三十年前的我們也曾是尋夢(mèng)的一代，那些夢(mèng)想象日出時(shí)的五彩云霞，也象夜空里的點(diǎn)點(diǎn)繁星，然而不同的是，我自己的夢(mèng)在幻境中飄渺不定，而萬(wàn)衛(wèi)星的夢(mèng)就象一顆北斗，永遠(yuǎn)指著一個(gè)方向。”萬(wàn)衛(wèi)星大學(xué)時(shí)代的好友這樣寫(xiě)道。

大學(xué)畢業(yè)后，萬(wàn)衛(wèi)星報(bào)考了中科院武漢物理所的研究生。復(fù)習(xí)的過(guò)程很辛苦，萬(wàn)衛(wèi)星投入了所有的精力?？荚嚱Y(jié)束后，他發(fā)現(xiàn)有好幾道題都答錯(cuò)了，心情格外糾結(jié)，以為沒(méi)有希望了。

一天，一位略顯消瘦的老人來(lái)到萬(wàn)衛(wèi)星的寢室，這令萬(wàn)衛(wèi)星驚詫不已，這是李鈞研究員??！李鈞先生是著名的空間物理學(xué)家，后來(lái)成為我國(guó)第一個(gè)空間物理學(xué)院士，在電離層物理學(xué)和電離層電波傳播等研究領(lǐng)域中造詣?lì)H深，對(duì)我國(guó)空間物理學(xué)的發(fā)展貢獻(xiàn)卓著，影響深遠(yuǎn)。李鈞對(duì)萬(wàn)衛(wèi)星說(shuō)，我看了你的試卷，雖然個(gè)別題的最后答案不正確，但是你的推導(dǎo)過(guò)程很獨(dú)到，很有想法……我已決定錄取你做我的研究生！

一股暖流涌過(guò)全身，萬(wàn)衛(wèi)星激動(dòng)得不知說(shuō)什么好。這使他第一次領(lǐng)悟到，做科研，過(guò)程往往更勝于結(jié)果。

萬(wàn)衛(wèi)星有幸被李鈞先生錄取為他獨(dú)立指導(dǎo)的首批研究生中的一員，爾后又成為他指導(dǎo)的第一個(gè)博士研究生，并在畢業(yè)后一直跟隨先生工作。這段時(shí)間正是李鈞先生率領(lǐng)他的研究團(tuán)組艱苦創(chuàng)業(yè)，組建我國(guó)第一個(gè)電離層聲重波擾動(dòng)觀測(cè)臺(tái)陣的非常時(shí)期。

電離層聲重波擾動(dòng)是一種比較常見(jiàn)的大尺度電離層擾動(dòng)，早在上世紀(jì)30年代即為澳大利亞科學(xué)家所發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)稱(chēng)為行擾——一種行波狀電離層擾動(dòng)。直到60年代，加拿大著名的科學(xué)家C. O. Hinse指出，電離層行擾實(shí)際上是電離層對(duì)背景大氣中的聲波和重力波（合稱(chēng)為“聲重波”）傳播的響應(yīng)，由此揭開(kāi)了這一領(lǐng)域中長(zhǎng)達(dá)半個(gè)多世紀(jì)，直到今天仍經(jīng)久不衰的研究熱潮。李鈞先生始終關(guān)注著電離層研究的國(guó)際前沿動(dòng)態(tài)，并對(duì)電離層聲重波研究的進(jìn)展產(chǎn)生了極大的興趣。70年代末期，李鈞先生預(yù)感到我國(guó)電離層研究快速發(fā)展的時(shí)代即將來(lái)臨，他更加珍惜光陰，加倍努力工作，查找文獻(xiàn)，提出方案，為組建我國(guó)自己的電離層聲重波觀測(cè)設(shè)施進(jìn)行了大量的前期預(yù)研和準(zhǔn)備工作。在觀測(cè)設(shè)備技術(shù)攻關(guān)的同時(shí)，李鈞先生還未雨綢繆，帶領(lǐng)學(xué)生一起開(kāi)展了聲重波傳播理論和觀測(cè)分析方法的研究，為觀測(cè)設(shè)備建成后迅速開(kāi)展數(shù)據(jù)分析和理論研究工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

1994年4月5日，是萬(wàn)衛(wèi)星一個(gè)永生難忘的日子。這日凌晨，他陪同導(dǎo)師李鈞先生出差，在途中，先生心臟病突發(fā)，溘然長(zhǎng)逝了。萬(wàn)衛(wèi)星一直是李鈞先生的助手，用他的話(huà)說(shuō)，只是給先生“跑跑腿”，一直依靠著先生。而此時(shí)，聲重波研究課題組發(fā)展的重任正進(jìn)行到關(guān)鍵時(shí)刻，恩師的突然離去，讓萬(wàn)衛(wèi)星一下子墜入云里霧里，一時(shí)間竟不知所措。

拭去淚水，調(diào)整精神，萬(wàn)衛(wèi)星很快便接過(guò)了先生留下的重?fù)?dān)。萬(wàn)衛(wèi)星的性格很內(nèi)斂，平時(shí)寡言少語(yǔ)，不愛(ài)出頭露面。先生走后，他不僅要負(fù)責(zé)一大堆學(xué)生，還有一大堆課題和一個(gè)研究室的管理。

天降大任于斯人。他必須做過(guò)去沒(méi)做過(guò)的事。于是，他找到師母，查閱了先生生前記得密密麻麻的筆記本，吃透先生留下的資料，又抓緊聯(lián)系找到國(guó)內(nèi)外在電離層研究方面的一位位專(zhuān)家，按照導(dǎo)師的“聯(lián)絡(luò)圖”，一個(gè)個(gè)做工作，終于得到相關(guān)前輩的理解和支持，他要把先生未竟的事業(yè)接過(guò)來(lái)，做下去，要為國(guó)家空間探測(cè)事業(yè)開(kāi)拓出一片新天地。

值得欣慰的是，在李鈞先生去世后，他生前創(chuàng)建的聲重波研究組得到了長(zhǎng)足發(fā)展，萬(wàn)衛(wèi)星等繼續(xù)沿著他提出的研究方向，利用他建立的聲重波觀測(cè)臺(tái)陣的觀測(cè)數(shù)據(jù)，做出了令國(guó)際學(xué)術(shù)界關(guān)注的研究成果。李鈞先生生前曾經(jīng)斷言，我國(guó)西部青藏高原的地形隆起，可能是我國(guó)電離層地區(qū)特性的重要成因，證明這一科學(xué)預(yù)言也是他建立聲重波觀測(cè)臺(tái)站的初衷之一，更是他畢生所追求的重要科學(xué)目標(biāo)。后來(lái)，萬(wàn)衛(wèi)星領(lǐng)導(dǎo)研究所通過(guò)分析積累多年的高頻多普勒陣觀測(cè)數(shù)據(jù)，從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)我國(guó)中部地區(qū)的電離層擾動(dòng)具有明顯的地域特性；特別是采用射線追蹤方法進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，我國(guó)中部地區(qū)電離層擾動(dòng)的地面等效激發(fā)源與青藏高原鄰近地區(qū)的低渦天氣這兩類(lèi)事件，在出現(xiàn)率的地理分布與季節(jié)變化等方面極其相似，從而證明了青藏高原地形隆起與我國(guó)電離層擾動(dòng)之間的密切關(guān)系。這一系列研究結(jié)果發(fā)表后，受到了國(guó)內(nèi)外同行的關(guān)注與好評(píng)。

攀登奮進(jìn)之旅

發(fā)現(xiàn)中國(guó)電離層擾動(dòng)的地域特性，成功揭示出這種地域特性來(lái)源于青藏高原地形隆起，是萬(wàn)衛(wèi)星學(xué)術(shù)早期研究生涯的牛刀小試。之后，他將研究工作進(jìn)一步擴(kuò)展到范圍更廣的大氣層與電離層耦合的領(lǐng)域。

電離層是位于大氣層之上的、含有帶電粒子的高層大氣，其高度范圍大約從五六十公里直到一兩千公里。長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直相信，我們頭頂上的這倆鄰居一定存在著相互聯(lián)系，在學(xué)術(shù)上稱(chēng)之為相互作用相互耦合。眾所周知，無(wú)論是電離層還是大氣層中，它們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都主要表現(xiàn)為所謂太陽(yáng)同步潮汐運(yùn)動(dòng)。由于這些運(yùn)動(dòng)都與太陽(yáng)日出日落的視在運(yùn)動(dòng)同步，因此很難從電離層觀測(cè)中辨別和分離出來(lái)自大氣層的作用，這是研究大氣層與電離層的耦合的最大難題?？梢哉f(shuō)，此前大氣層與電離層耦合研究所欠缺的正是實(shí)際觀測(cè)證據(jù)。

萬(wàn)衛(wèi)星及相同研究領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外同行們一直致力于尋找大氣層與電離層耦合的直接觀測(cè)證據(jù)。一個(gè)契機(jī)發(fā)生在2005年前后，當(dāng)時(shí)的衛(wèi)星觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，電離層中可能存在一種與太陽(yáng)不同步的潮汐運(yùn)動(dòng)，這類(lèi)運(yùn)動(dòng)以前只在大氣層中發(fā)現(xiàn)，由大氣中的太陽(yáng)同步潮汐與固體地球的作用所產(chǎn)生。盡管電離層中的非同步太陽(yáng)潮汐帶有明顯的大氣層與固體地球的印記，但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是大氣層與電離層耦合的直接觀測(cè)證據(jù)。

利用這一個(gè)契機(jī)，萬(wàn)衛(wèi)星收集了大量的全球電離層和中高層大氣觀測(cè)資料。他采用抓主要矛盾的辦法，從全球電離層數(shù)據(jù)中提煉出一種能反映電離層潮汐運(yùn)動(dòng)的指數(shù)，并提出了一種經(jīng)度周期譜分析的方法，從而有效提取了電離層中的非同步太陽(yáng)潮汐信息。通過(guò)對(duì)大量觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析，萬(wàn)衛(wèi)星首先揭示了電離層中的非同步太陽(yáng)潮汐的主要變化規(guī)律，并與大氣層中的非太陽(yáng)同步潮汐進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)了二者之間的相關(guān)性，從而給出了大氣層與電離層耦合的強(qiáng)有力觀測(cè)證據(jù)。在此基礎(chǔ)上，萬(wàn)衛(wèi)星通過(guò)進(jìn)一步的理論分析，揭示出大氣層與電離層耦合的主要機(jī)理，并據(jù)此提出了一種電離層和大氣層中非太陽(yáng)同步潮汐之間的耦合模型。萬(wàn)衛(wèi)星的這些研究工作受到了國(guó)內(nèi)外同行的廣泛好評(píng)，他撰寫(xiě)的論文成為這一領(lǐng)域的研究中必備提及的文獻(xiàn)。

萬(wàn)衛(wèi)星長(zhǎng)期從事電離層物理、電離層電波傳播、高層大氣物理等領(lǐng)域的理論、觀測(cè)和應(yīng)用研究，是我國(guó)空間物理電離層研究領(lǐng)域的學(xué)術(shù)帶頭人，已正式發(fā)表學(xué)術(shù)論文260 篇，還撰寫(xiě)了20余篇國(guó)防高技術(shù)研究報(bào)告。他的研究成果被國(guó)內(nèi)外學(xué)者大量引用，還7次獲省部級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)。1992年獲得中國(guó)青年科技獎(jiǎng)，1995年獲國(guó)家杰出青年科學(xué)基金資助，1996年進(jìn)入國(guó)家“百千萬(wàn)人才工程”第一、二層次人選。

他帶領(lǐng)科學(xué)團(tuán)隊(duì)在研究中開(kāi)拓進(jìn)取， 銳意創(chuàng)新，取得了豐富的成果，在國(guó)際學(xué)術(shù)界有相當(dāng)?shù)挠绊憽＝陙?lái)該團(tuán)隊(duì)在所在領(lǐng)域頂級(jí)刊物JGR的“電離層和高層大氣”版塊上發(fā)表了60多篇高水平學(xué)術(shù)論文，是全球發(fā)表論文最多的研究團(tuán)隊(duì)，被譽(yù)為“全世界最大的電離層組”。

孜孜不倦的追求、鍥而不舍的努力，萬(wàn)衛(wèi)星的人生之路就象一片帆船，一直追逐著那盞雖然模糊，卻一直存在的燈塔，盡管也曾驚濤駭浪，卻終于到達(dá)了輝煌的彼岸。

……

人類(lèi)對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)可以追溯到遙遠(yuǎn)的古代，古代屈原的《天問(wèn)》，從來(lái)被認(rèn)為是首難懂的詩(shī)，因?yàn)檎麄€(gè)詩(shī)都是由歷史、神話(huà)、傳說(shuō)交織而成。這里記錄著楚民族先人的歷史，也有許多奇奇怪怪的事物，由此引起了一連串的質(zhì)詢(xún)……

而科學(xué)發(fā)展到今天，面對(duì)浩瀚無(wú)垠的宇宙，人類(lèi)仍然充滿(mǎn)了好奇，不停地翹首觀星問(wèn)天。

依靠先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，宇宙空間的謎底也在一步步解開(kāi)。萬(wàn)衛(wèi)星院士等中國(guó)科學(xué)家的足跡，從此印進(jìn)寥廓而深邃的星空，當(dāng)他們問(wèn)候世界的時(shí)候，給未來(lái)留下了深遠(yuǎn)的回聲。這傲拓天疆的研究軌跡，幫助人們更確切地了解宇宙，揭開(kāi)其神秘的面紗。然而充分利用宇宙空間與資源，還需要人類(lèi)付出更多的努力來(lái)探尋、發(fā)現(xiàn)。

責(zé)任編輯 陳晰