戴磊：捕捉太空“氣流”變幻｜科技日報(bào)

點(diǎn)擊“國家空間科學(xué)中心”關(guān)注我們吧

科技日報(bào) 記者 宗詩涵

當(dāng)被問及可以用哪個(gè)詞形容自己時(shí)，中國科學(xué)院國家空間科學(xué)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(zhì)——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(xué)獎(jiǎng)（空間物理獎(jiǎng)）。過去20余年，他在空間物理的星辰大海中，一步一個(gè)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(shí)一套被翻至封皮泛白的《十萬個(gè)為什么》。書中有關(guān)太陽系的內(nèi)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(shí)，戴磊在物理學(xué)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(xué)技術(shù)大學(xué)空間物理專業(yè)。從踏入大學(xué)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(shí)，我國空間物理研究處于“跟跑”階段，國際頂尖期刊上相關(guān)領(lǐng)域的論文大多由國外學(xué)者所寫，領(lǐng)域內(nèi)的經(jīng)典理論、核心模型也幾乎都是歐美科學(xué)家的成果。“那時(shí)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(xué)術(shù)舞臺(tái)上缺少話語權(quán)。”戴磊回憶道，這讓他內(nèi)心備受觸動(dòng)，也讓他萌生了一個(gè)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(xué)者的力量。

2004年，憑借優(yōu)異的成績，戴磊獲得了深造的機(jī)會(huì)。入學(xué)后，他總是天不亮就趕到圖書館，在堆積如山的文獻(xiàn)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(gè)校區(qū)的圖書館，最后在一個(gè)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(shí)，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(jìn)度，戴磊偶爾會(huì)通宵待在實(shí)驗(yàn)室，實(shí)在困了就趴在桌子上瞇一會(huì)兒。“有時(shí)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(gè)知識(shí)點(diǎn)、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(quán)”的夢想更近了一步。

求學(xué)十年間，戴磊身邊不少同學(xué)轉(zhuǎn)到金融、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，放棄了基礎(chǔ)研究。曾有人勸戴磊：“為啥研究空間物理呀？不如趁年輕轉(zhuǎn)行。”戴磊卻笑著說：“我總覺得，每個(gè)人來到這個(gè)世界上，都有自己該做的事。我從小就喜歡星空，大學(xué)學(xué)了空間物理，現(xiàn)在又有機(jī)會(huì)深入研究，這輩子做好這一件事就不錯(cuò)了。”

拓展認(rèn)知邊界

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

2022年，戴磊團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)磁層對流宏觀尺度演化研究項(xiàng)目。“磁層對流就像太空中的‘氣流’，而我們的任務(wù)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(yùn)動(dòng)規(guī)律。”他介紹，磁層對流的演化模式直接關(guān)系到太陽風(fēng)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(guān)鍵。

研究初期，團(tuán)隊(duì)便發(fā)現(xiàn)觀測結(jié)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(nèi)容是，太陽風(fēng)的擾動(dòng)通過夜側(cè)磁層來驅(qū)動(dòng)磁層內(nèi)部的對流，因此夜側(cè)磁層的對流首先出現(xiàn)。而我們的觀測結(jié)果顯示，日側(cè)磁層的對流要比夜側(cè)早10到20分鐘出現(xiàn)，這與經(jīng)典模型的核心內(nèi)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(yīng)審稿質(zhì)疑，團(tuán)隊(duì)反復(fù)核驗(yàn)觀測設(shè)備、復(fù)盤數(shù)據(jù)分析流程，最終確認(rèn)數(shù)據(jù)無誤。

“難道是經(jīng)典模型錯(cuò)了？”這一念頭在戴磊心中萌生。為了驗(yàn)證自己的猜想，戴磊帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開啟了新一輪攻堅(jiān)。他們每天“泡”在實(shí)驗(yàn)室里，與海量的觀測數(shù)據(jù)打交道，常常一坐就是十幾個(gè)小時(shí)。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(zhuǎn)機(jī)來自一本名為《對流與亞暴》的書。該書中關(guān)于“磁層響應(yīng)存在時(shí)空差異”的觀點(diǎn)讓戴磊豁然開朗。他連夜勾勒出初步的唯象模型，隨后帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開啟了長達(dá)6個(gè)多月的攻堅(jiān)。他們將模擬數(shù)值與觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉驗(yàn)證，最終明確揭示了磁層對流的全新演化模式——太陽風(fēng)與磁層相互作用后，對流先在日側(cè)出現(xiàn)，之后逐步向夜側(cè)擴(kuò)展。

2024年初，相關(guān)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(yù)報(bào)提供了更可靠的科學(xué)依據(jù)。“科研不是為了顛覆傳統(tǒng)，而是為了拓展認(rèn)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(zé)任——領(lǐng)銜研制太陽風(fēng)—磁層相互作用全景成像衛(wèi)星（以下簡稱“‘微笑’衛(wèi)星”）科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)是“微笑”衛(wèi)星的“大腦”，承擔(dān)著科學(xué)數(shù)據(jù)處理、運(yùn)行計(jì)劃制定和預(yù)先研究三大核心任務(wù)，直接關(guān)系到衛(wèi)星科學(xué)價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。

從純粹的基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)向工程與科研深度融合的領(lǐng)域，對戴磊和團(tuán)隊(duì)而言是一個(gè)全新的挑戰(zhàn)。團(tuán)隊(duì)成員學(xué)術(shù)功底扎實(shí)，但工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，只能邊學(xué)邊干，把技術(shù)手冊當(dāng)成“枕邊書”。此外，團(tuán)隊(duì)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(zhuǎn)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(diào)試到系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，每一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)他都嚴(yán)格把關(guān)。

如今，好消息陸續(xù)傳來。“微笑”衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)順利通過軟硬件預(yù)驗(yàn)收，聯(lián)調(diào)測試一次成功，已具備任務(wù)實(shí)施能力。“我們已經(jīng)準(zhǔn)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(xué)的發(fā)展，戴磊既自豪又清醒。“這些年我們進(jìn)步很快，論文數(shù)量和質(zhì)量接近國際一流水平，雙星計(jì)劃、子午工程、‘微笑’衛(wèi)星這些項(xiàng)目，在國際上都有競爭力。”但戴磊也直言，“在這個(gè)領(lǐng)域，我國標(biāo)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(gè)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?qū)W者的尊重，是我畢生追求。”他說。

窗外夜色漸濃，實(shí)驗(yàn)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(xué)家正用每一次嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠^測、每一次精準(zhǔn)的推導(dǎo)、每一次執(zhí)著的堅(jiān)守，在空間物理的版圖上，刻下中國印記。

來源：《科技日報(bào)》2025-12-15 第5版：人才

歡迎關(guān)注我們，轉(zhuǎn)載授權(quán)、投稿事宜請
在文后留言，小編會(huì)盡快處理