代小佩
航行中的宇宙飛船為何會突然收不到信號?為什么運(yùn)行良好的衛(wèi)星在太空會瞬間燒毀?54歲的宗秋剛是能給出答案的人。他來自江西省南昌市向塘鎮(zhèn)的一個偏遠(yuǎn)農(nóng)村,通過孜孜不倦的努力成為北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授,主要研究方向是磁層物理、空間天氣學(xué)和空間探測。
由于在地球內(nèi)磁層波粒相互作用以及磁層對太陽風(fēng)間斷面響應(yīng)領(lǐng)域作出了卓越貢獻(xiàn),2018年宗秋剛榮獲國際空間研究委員會和印度空間研究組織聯(lián)合頒發(fā)的維克拉姆·薩拉巴伊金質(zhì)獎?wù)隆_@是時(shí)隔8年后,我國科學(xué)家再次捧起這一國際空間科學(xué)界最高獎項(xiàng)。
年幼時(shí),宗秋剛便要放牛、干農(nóng)活,承擔(dān)很多家務(wù)。日子雖然清貧,但宗秋剛卻不覺得苦?!靶r(shí)候,家鄉(xiāng)的天特別藍(lán),每到夜晚都能看見美麗的銀河?!毕矚g仰望天空的宗秋剛,覺得世界很大,他要出去,去上大學(xué),去看看更廣闊的天地。
通過預(yù)考選拔,宗秋剛順利考入四川大學(xué)。他讀高中時(shí),很多媒體報(bào)道物理學(xué)家李政道和楊振寧的事跡,由此掀起一股學(xué)物理的熱潮。他受此影響,加上物理和數(shù)學(xué)成績好,于是選擇了原子核物理專業(yè)。
時(shí)年15歲的宗秋剛,獨(dú)自坐上南下的火車,去往自己心心念念的大學(xué)。由于沒錢買火車票,大學(xué)4年他只回過3次家。
畢業(yè)后,宗秋剛被選派到中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心工作。1989年,24歲的宗秋剛得到去南極考察的機(jī)會,同行的一名記者帶了3臺當(dāng)時(shí)世界上性能最好的相機(jī)。
宗秋剛大為不解地問道:“有必要嗎?”對方回答:“我已經(jīng)有了3臺全世界最好的相機(jī),再拍不出好照片就只能怪自己?!弊谇飫傆纱松钍軉l(fā):“搞研究的外部條件都有了,做不出好成果就只能怪自己不努力?!?p>
在南極的那兩年,宗秋剛一邊參與觀測站的磁場監(jiān)測工作,一邊努力學(xué)英文。當(dāng)時(shí)通信技術(shù)還很落后,宗秋剛每兩個月才能給家里打一次衛(wèi)星電話。閑來無事,他常跟著一位研究地質(zhì)的老教授一起敲石頭,隨之培養(yǎng)了研究石頭的愛好。
當(dāng)時(shí),國內(nèi)在空間物理研究方面的資料很有限,宗秋剛覺得有必要出國看看。1994年,他通過學(xué)者交換計(jì)劃來到位于德國馬克斯—普朗克研究所(下簡稱馬普所)。
到了馬普所,宗秋剛把讀研時(shí)完成的一項(xiàng)研究交給導(dǎo)師威爾肯,威爾肯問道:“這個計(jì)算結(jié)果的上限在哪里?”宗秋剛答不上來。當(dāng)時(shí),只見威爾肯從上衣口袋掏出巴掌大小的筆記本,上面密密麻麻地寫著一些簡化公式。利用公式,威爾肯很快就算出了上限,這讓宗秋剛很受刺激?!拔矣昧私鼉赡曜龀鰜淼臇|西,威爾肯兩分鐘就搞定了?!彼f。
此后,宗秋剛開始埋頭苦讀。啃讀英文教科書、專著。整整半年,他過著住處、辦公室兩點(diǎn)一線的生活。這段時(shí)間的沉淀,為他后來的研究打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。
宗秋剛在馬普所的頭兩年,北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授涂傳詒正好也在此做訪問研究。作為所里僅有的兩個中國人,他們每周都會擠出半天時(shí)間去散步。兩人常圍繞國內(nèi)外熱點(diǎn)展開辯論,有時(shí)吵得不可開交。“散步結(jié)束后,涂老師還會為議題回去查資料,下周接著辯?!弊谇飫傉f,“每周一會”使他逐漸養(yǎng)成了獨(dú)立思考的習(xí)慣。
為了讓衛(wèi)星盡可能地輕,衛(wèi)星外圍的骨架結(jié)構(gòu)——蒙皮的厚度只有1毫米。太空中存在一種個頭很小的電子,能量約為10萬伏特,它能輕易穿透蒙皮到達(dá)衛(wèi)星內(nèi)部,并沉積在其中。久而久之,沉積的電子達(dá)到臨界狀態(tài),可導(dǎo)致衛(wèi)星自燃。這就是著名的“殺手電子”。
此前有學(xué)者認(rèn)為,是磁場抖動導(dǎo)致“殺手電子”的產(chǎn)生。2007年宗秋剛發(fā)現(xiàn),“殺手電子”是太陽風(fēng)“吹”出來的。當(dāng)太陽風(fēng)發(fā)生抖動,會產(chǎn)生超低頻波,而超低頻波會使“殺手電子”突然加速,也就加快了它在衛(wèi)星中的沉積速度。
2008年1月,美國著名雜志《發(fā)現(xiàn)》刊出“2007年度全球百大科學(xué)技術(shù)與趨勢”進(jìn)展,宗秋剛在“殺手電子”快速形成機(jī)理方面的研究成果排在第37位。
2009年,歐洲航天局公布了雙星—ClusterⅡ計(jì)劃實(shí)施中作出突出貢獻(xiàn)的10位科學(xué)家,作為項(xiàng)目合作科學(xué)家的宗秋剛居于榜單首位。ClusterⅡ衛(wèi)星在軌運(yùn)行10年來,歐洲航天局根據(jù)參與計(jì)劃科學(xué)家的論文發(fā)表數(shù)量和研究成果進(jìn)行評價(jià),宗秋剛以16篇第一作者文章排名第一。
取得如此耀眼的成績,宗秋剛說,他的秘訣是用功。他要求自己每周至少工作100個小時(shí),“你很難證明你比別人聰明,但你很容易證明你比別人努力”。
2007年,在波士頓大學(xué)空間物理中心擔(dān)任研究科學(xué)家的宗秋剛受邀回北京大學(xué)教書。“國家資助我念完大學(xué),我很感激,如今是我回饋?zhàn)鎳臅r(shí)候?!彼f。
回國后,宗秋剛住的是北京大學(xué)提供的臨時(shí)宿舍。在國外待了十幾年,起初他有些不習(xí)慣,不過生活上的困難很快就克服了?!拔倚r(shí)候吃過那么多苦,這些都不算什么。不要問國家給了你什么,而要問你給國家?guī)硎裁??!彼f。
2016年,宗秋剛利用自主研發(fā)的“北大—成像電子譜儀(BD-IES)”衛(wèi)星探測器,揭示了磁層亞暴能量電子注入的徑向傳播模式。研發(fā)任務(wù)外,宗秋剛還擔(dān)任著6本學(xué)術(shù)雜志的編委。最近,他開始把主要精力放在期刊上,他說:“我想把祖國的期刊做好?!?/p>
在學(xué)生眼里,宗秋剛很嚴(yán)厲,他十分看重學(xué)生“是否用功”。他說,現(xiàn)代人浮躁,大多數(shù)只想要那臨門一腳,但實(shí)際上,漫長的“搬磚”之后才會有臨門的時(shí)刻。