戴磊：捕捉太空“氣流”變幻｜科技日報

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科技日報 記者 宗詩涵

當被問及可以用哪個詞形容自己時，中國科學院國家空間科學中心研究員戴磊毫不猶豫地給出“篤定”二字。他解釋道，自己名字中“磊”字由“三塊石頭”穩(wěn)穩(wěn)堆疊而成，恰如其性格特質——一旦確定方向，便深耕不輟。

前不久，戴磊獲得2025年度趙九章優(yōu)秀中青年科學獎（空間物理獎）。過去20余年，他在空間物理的星辰大海中，一步一個腳印走出自己的探索之路。

錨定逐夢方向

戴磊與空間物理的緣分，始于兒時一套被翻至封皮泛白的《十萬個為什么》。書中有關太陽系的內容讓他著迷，一顆探索宇宙的種子在其心中扎根。

上初高中時，戴磊在物理學科的天賦逐漸顯露，物理成績名列前茅。高中畢業(yè)后，他如愿考入中國科學技術大學空間物理專業(yè)。從踏入大學校門的那一刻，他便暗下決心，要將空間物理研究作為畢生事業(yè)，揭開宇宙深處的奧秘。

彼時，我國空間物理研究處于“跟跑”階段，國際頂尖期刊上相關領域的論文大多由國外學者所寫，領域內的經(jīng)典理論、核心模型也幾乎都是歐美科學家的成果。“那時候上課，老師講的案例全是國外的研究成果，我們就像踩著別人的腳印走路，在國際學術舞臺上缺少話語權。”戴磊回憶道，這讓他內心備受觸動，也讓他萌生了一個想法——通過自己的研究，改變中國空間物理“跟跑”的現(xiàn)狀，讓世界看到中國學者的力量。

2004年，憑借優(yōu)異的成績，戴磊獲得了深造的機會。入學后，他總是天不亮就趕到圖書館，在堆積如山的文獻中一本本翻找，一待就是一整天。“有一次為了找一篇經(jīng)典論文，我跑了三個校區(qū)的圖書館，最后在一個地下室的藏書室里才找到。”他說。

數(shù)據(jù)分析也不容易。那時，觀測數(shù)據(jù)都存在光盤里，存一批數(shù)據(jù)常需幾十張光盤，每次讀取都需將光盤一張張插入電腦，等待系統(tǒng)慢慢載入。為了趕進度，戴磊偶爾會通宵待在實驗室，實在困了就趴在桌子上瞇一會兒。“有時數(shù)據(jù)載入完了，天都亮了。”戴磊說，那段日子雖然苦，但每多掌握一個知識點、每多分析一組數(shù)據(jù)，都讓他覺得離“讓中國空間物理擁有國際話語權”的夢想更近了一步。

求學十年間，戴磊身邊不少同學轉到金融、計算機領域，放棄了基礎研究。曾有人勸戴磊：“為啥研究空間物理呀？不如趁年輕轉行。”戴磊卻笑著說：“我總覺得，每個人來到這個世界上，都有自己該做的事。我從小就喜歡星空，大學學了空間物理，現(xiàn)在又有機會深入研究，這輩子做好這一件事就不錯了。”

拓展認知邊界

2015年，戴磊進入中國科學院國家空間科學中心，投入地球磁層動態(tài)演化的研究中。“你知道嗎？地球有一個看不見的‘保護罩’——磁層。它能擋住太陽風中的高能粒子，保護地球上的生命。我的工作，就是搞清楚‘保護罩’是怎么變化的，從而提前預警風險。”戴磊用通俗的語言解釋著自己的研究。

2022年，戴磊團隊啟動磁層對流宏觀尺度演化研究項目。“磁層對流就像太空中的‘氣流’，而我們的任務是捕捉這種‘氣流’的變幻。它看不見、摸不著，只能通過衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)間接推斷其運動規(guī)律。”他介紹，磁層對流的演化模式直接關系到太陽風能量向地球空間的傳輸效率，是理解磁暴、亞暴等空間天氣事件的關鍵。

研究初期，團隊便發(fā)現(xiàn)觀測結果與國際上沿用數(shù)年的經(jīng)典磁層對流模型存在明顯矛盾。

“經(jīng)典模型的核心內容是，太陽風的擾動通過夜側磁層來驅動磁層內部的對流，因此夜側磁層的對流首先出現(xiàn)。而我們的觀測結果顯示，日側磁層的對流要比夜側早10到20分鐘出現(xiàn)，這與經(jīng)典模型的核心內容不符。”戴磊解釋道。

論文投稿后，審稿人問道：“為什么你們的數(shù)據(jù)和經(jīng)典模型不符？”

為了回應審稿質疑，團隊反復核驗觀測設備、復盤數(shù)據(jù)分析流程，最終確認數(shù)據(jù)無誤。

“難道是經(jīng)典模型錯了？”這一念頭在戴磊心中萌生。為了驗證自己的猜想，戴磊帶領團隊開啟了新一輪攻堅。他們每天“泡”在實驗室里，與海量的觀測數(shù)據(jù)打交道，常常一坐就是十幾個小時。同事們都說：“戴老師辦公室的燈，總是亮得最早、熄得最晚的。”

轉機來自一本名為《對流與亞暴》的書。該書中關于“磁層響應存在時空差異”的觀點讓戴磊豁然開朗。他連夜勾勒出初步的唯象模型，隨后帶領團隊開啟了長達6個多月的攻堅。他們將模擬數(shù)值與觀測數(shù)據(jù)進行交叉驗證，最終明確揭示了磁層對流的全新演化模式——太陽風與磁層相互作用后，對流先在日側出現(xiàn)，之后逐步向夜側擴展。

2024年初，相關成果在國際期刊《自然·通訊》上發(fā)表，為磁暴、亞暴等空間天氣事件的預報提供了更可靠的科學依據(jù)。“科研不是為了顛覆傳統(tǒng)，而是為了拓展認知的邊界。”戴磊說。

刻下中國印記

如今的戴磊，肩上多了一份沉甸甸的責任——領銜研制太陽風—磁層相互作用全景成像衛(wèi)星（以下簡稱“‘微笑’衛(wèi)星”）科學應用系統(tǒng)。這個系統(tǒng)是“微笑”衛(wèi)星的“大腦”，承擔著科學數(shù)據(jù)處理、運行計劃制定和預先研究三大核心任務，直接關系到衛(wèi)星科學價值的實現(xiàn)。

從純粹的基礎研究轉向工程與科研深度融合的領域，對戴磊和團隊而言是一個全新的挑戰(zhàn)。團隊成員學術功底扎實，但工程實踐經(jīng)驗不足，只能邊學邊干，把技術手冊當成“枕邊書”。此外，團隊以往研究多聚焦局地過程，而“微笑”衛(wèi)星以宏觀尺度演化觀測為核心，研究思路需徹底轉變。“做科研就是要解難題，啃‘硬骨頭’才有意思。”戴磊說，從軟硬件調試到系統(tǒng)聯(lián)調，每一個關鍵節(jié)點他都嚴格把關。

如今，好消息陸續(xù)傳來。“微笑”衛(wèi)星科學應用系統(tǒng)順利通過軟硬件預驗收，聯(lián)調測試一次成功，已具備任務實施能力。“我們已經(jīng)準備好了，就等2026年衛(wèi)星發(fā)射。”戴磊說。

談及中國空間物理科學的發(fā)展，戴磊既自豪又清醒。“這些年我們進步很快，論文數(shù)量和質量接近國際一流水平，雙星計劃、子午工程、‘微笑’衛(wèi)星這些項目，在國際上都有競爭力。”但戴磊也直言，“在這個領域，我國標志性成果還不夠多。我們要加把勁，取得更多具有世界影響力的突破性科研成果。”

從童年捧讀《十萬個為什么》的少年，到如今站在空間物理前沿的科研人員，戴磊的初心從未改變。“讓中國空間物理研究贏得全球學者的尊重，是我畢生追求。”他說。

窗外夜色漸濃，實驗室的燈依舊亮著。戴磊坐在電腦前，分析屏幕上的磁層演化模擬圖，手指在鍵盤上快速敲擊。這位科學家正用每一次嚴謹?shù)挠^測、每一次精準的推導、每一次執(zhí)著的堅守，在空間物理的版圖上，刻下中國印記。

來源：《科技日報》2025-12-15 第5版：人才

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