戴磊：捕捉太空“气流”变幻

来源：滚动播报

（来源：科创中国）

当被问及可以用哪个词形容自己时，中国科学院国家空间科学中心研究员戴磊毫不犹豫地给出“笃定”二字。他解释道，自己名字中“磊”字由“三块石头”稳稳堆叠而成，恰如其性格特质——一旦确定方向，便深耕不辍。

　　前不久，戴磊获得2025年度赵九章优秀中青年科学奖（空间物理奖）。过去20余年，他在空间物理的星辰大海中，一步一个脚印走出自己的探索之路。

　　锚定逐梦方向

　　戴磊与空间物理的缘分，始于儿时一套被翻至封皮泛白的《十万个为什么》。书中有关太阳系的内容让他着迷，一颗探索宇宙的种子在其心中扎根。

　　上初高中时，戴磊在物理学科的天赋逐渐显露，物理成绩名列前茅。高中毕业后，他如愿考入中国科学技术大学空间物理专业。从踏入大学校门的那一刻，他便暗下决心，要将空间物理研究作为毕生事业，揭开宇宙深处的奥秘。

　　彼时，我国空间物理研究处于“跟跑”阶段，国际顶尖期刊上相关领域的论文大多由国外学者所写，领域内的经典理论、核心模型也几乎都是欧美科学家的成果。“那时候上课，老师讲的案例全是国外的研究成果，我们就像踩着别人的脚印走路，在国际学术舞台上缺少话语权。”戴磊回忆道，这让他内心备受触动，也让他萌生了一个想法——通过自己的研究，改变中国空间物理“跟跑”的现状，让世界看到中国学者的力量。

　　2004年，凭借优异的成绩，戴磊获得了深造的机会。入学后，他总是天不亮就赶到图书馆，在堆积如山的文献中一本本翻找，一待就是一整天。“有一次为了找一篇经典论文，我跑了三个校区的图书馆，最后在一个地下室的藏书室里才找到。”他说。

　　数据分析也不容易。那时，观测数据都存在光盘里，存一批数据常需几十张光盘，每次读取都需将光盘一张张插入电脑，等待系统慢慢载入。为了赶进度，戴磊偶尔会通宵待在实验室，实在困了就趴在桌子上眯一会儿。“有时数据载入完了，天都亮了。”戴磊说，那段日子虽然苦，但每多掌握一个知识点、每多分析一组数据，都让他觉得离“让中国空间物理拥有国际话语权”的梦想更近了一步。

　　求学十年间，戴磊身边不少同学转到金融、计算机领域，放弃了基础研究。曾有人劝戴磊：“为啥研究空间物理呀？不如趁年轻转行。”戴磊却笑着说：“我总觉得，每个人来到这个世界上，都有自己该做的事。我从小就喜欢星空，大学学了空间物理，现在又有机会深入研究，这辈子做好这一件事就不错了。”

　　拓展认知边界

　　2015年，戴磊进入中国科学院国家空间科学中心，投入地球磁层动态演化的研究中。“你知道吗？地球有一个看不见的‘保护罩’——磁层。它能挡住太阳风中的高能粒子，保护地球上的生命。我的工作，就是搞清楚‘保护罩’是怎么变化的，从而提前预警风险。”戴磊用通俗的语言解释着自己的研究。

　　2022年，戴磊团队启动磁层对流宏观尺度演化研究项目。“磁层对流就像太空中的‘气流’，而我们的任务是捕捉这种‘气流’的变幻。它看不见、摸不着，只能通过卫星观测数据间接推断其运动规律。”他介绍，磁层对流的演化模式直接关系到太阳风能量向地球空间的传输效率，是理解磁暴、亚暴等空间天气事件的关键。

　　研究初期，团队便发现观测结果与国际上沿用数年的经典磁层对流模型存在明显矛盾。

　　“经典模型的核心内容是，太阳风的扰动通过夜侧磁层来驱动磁层内部的对流，因此夜侧磁层的对流首先出现。而我们的观测结果显示，日侧磁层的对流要比夜侧早10到20分钟出现，这与经典模型的核心内容不符。”戴磊解释道。

　　论文投稿后，审稿人问道：“为什么你们的数据和经典模型不符？”

　　为了回应审稿质疑，团队反复核验观测设备、复盘数据分析流程，最终确认数据无误。

　　“难道是经典模型错了？”这一念头在戴磊心中萌生。为了验证自己的猜想，戴磊带领团队开启了新一轮攻坚。他们每天“泡”在实验室里，与海量的观测数据打交道，常常一坐就是十几个小时。同事们都说：“戴老师办公室的灯，总是亮得最早、熄得最晚的。”

　　转机来自一本名为《对流与亚暴》的书。该书中关于“磁层响应存在时空差异”的观点让戴磊豁然开朗。他连夜勾勒出初步的唯象模型，随后带领团队开启了长达6个多月的攻坚。他们将模拟数值与观测数据进行交叉验证，最终明确揭示了磁层对流的全新演化模式——太阳风与磁层相互作用后，对流先在日侧出现，之后逐步向夜侧扩展。

　　2024年初，相关成果在国际期刊《自然·通讯》上发表，为磁暴、亚暴等空间天气事件的预报提供了更可靠的科学依据。“科研不是为了颠覆传统，而是为了拓展认知的边界。”戴磊说。

　　刻下中国印记

　　如今的戴磊，肩上多了一份沉甸甸的责任——领衔研制太阳风—磁层相互作用全景成像卫星（以下简称“‘微笑’卫星”）科学应用系统。这个系统是“微笑”卫星的“大脑”，承担着科学数据处理、运行计划制定和预先研究三大核心任务，直接关系到卫星科学价值的实现。

　　从纯粹的基础研究转向工程与科研深度融合的领域，对戴磊和团队而言是一个全新的挑战。团队成员学术功底扎实，但工程实践经验不足，只能边学边干，把技术手册当成“枕边书”。此外，团队以往研究多聚焦局地过程，而“微笑”卫星以宏观尺度演化观测为核心，研究思路需彻底转变。“做科研就是要解难题，啃‘硬骨头’才有意思。”戴磊说，从软硬件调试到系统联调，每一个关键节点他都严格把关。

　　如今，好消息陆续传来。“微笑”卫星科学应用系统顺利通过软硬件预验收，联调测试一次成功，已具备任务实施能力。“我们已经准备好了，就等2026年卫星发射。”戴磊说。

　　谈及中国空间物理科学的发展，戴磊既自豪又清醒。“这些年我们进步很快，论文数量和质量接近国际一流水平，双星计划、子午工程、‘微笑’卫星这些项目，在国际上都有竞争力。”但戴磊也直言，“在这个领域，我国标志性成果还不够多。我们要加把劲，取得更多具有世界影响力的突破性科研成果。”

　　从童年捧读《十万个为什么》的少年，到如今站在空间物理前沿的科研人员，戴磊的初心从未改变。“让中国空间物理研究赢得全球学者的尊重，是我毕生追求。”他说。

　　窗外夜色渐浓，实验室的灯依旧亮着。戴磊坐在电脑前，分析屏幕上的磁层演化模拟图，手指在键盘上快速敲击。这位科学家正用每一次严谨的观测、每一次精准的推导、每一次执着的坚守，在空间物理的版图上，刻下中国印记。

（来源：科技日报 作者：宗诗涵）