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仰望辽阔星空 走好脚下的路

发布时间:2020-01-15 作者:宗秋刚 来源:《北京教育》杂志

宗秋刚,1965年生,江西南昌人。北京大学地球与空间科学学院长江学者奖励计划特聘教授,北京大学空间科学与探测中心主任,北京大学空间物理与应用技术研究所所长,北京大学行星与空间科学研究中心主任,国家国务院特殊津贴专家,亚洲大洋洲地球科学学会(AOGS)日地科学(ST)分会主席。牛牛_[官网入口]直接参加欧洲空间局(ESA)和美国国家宇航局(NASA)等单位的多项国际空间计划,并积极参与中国国家地球空间双星探测计划。担任Cluster,BepiColombo水星探测计划等六个大型国际空间计划的合作科学家,主要研究方向为磁层物理、空间天气学和空间探测。

开启空间科学研究之路

我出生在江西南昌附近的农村,少时家里条件并不好。家里兄弟姐妹5人,我排行中间,因此父母的关注点并不总在我身上。牛牛_[官网入口]好在南昌周边水系丰富,物产丰饶,下了课的业余时间,我经常到河边徜徉,有时还捕鱼、采野菜给自己加餐。夜晚就躺在河畔,吹着习习晚风,仰望没有雾霾和灯光的星空,心中漫无边际遐想的主题总离不开天空中的群星和它们寓于其中的黑暗广袤的空间。现在回想起来,这也许是我走上空间科学研究道路的开端。

年少求学的时光总是美好而短暂的,有欢笑有泪水。我求学生涯中最重要的一段时光,便是在德国的Max-Planck研究所(马普所—当时国际上最顶尖的空间物理学研究机构之一)攻读博士研究生的时候。这段时光的开始阶段是极为艰难的,今天回想起来,日历仿佛只是轻轻翻过几页,这段求学时光记录和见证了我走上学术道路的艰辛与收获。首先是语言关,在国内学的英语完全不够用,更不要说还要与德国人用德语交谈了。

而与语言关这道难题相比,更加令我焦虑的是,我的博士导师威尔肯(Wilken)教授的“放养”政策。在德国的教育体系下,威尔肯教授对于一名博士研究生的期望是有一定的科研基础,可以自己提出感兴趣的课题,只需要导师帮助提意见和建议并加以把关即可。但是,当时的我对空间物理学的科研工作了解有限,没有自己的研究思路。在最初的几个月时间里,我焦头烂额地寻找思路,想做出一个可以拿得上台面的成果以换得导师的眷顾。当我把自己绞尽脑汁鼓捣出来的文章拿给威尔肯教授看时,他只扫了几眼就对我说:“你就站在丰饶的矿藏之上,为何对它们视而不见?”我不解其意,于是威尔肯教授继续对我说,“我们这里有大量的高质量卫星探测数据,好比等着人们去挖掘的金子。牛牛_[官网入口]”我终于意识到,尽管国内还没有空间科学探测卫星,但欧洲人和美国人已经领先许多。那一瞬间,我恍然大悟,仿佛新世界的大门在我眼前开启。

牛牛_[官网入口]从此,我开始极其勤奋地做科研工作。牛牛_[官网入口]在马普所读博士的第一年,我的活动范围仅限在办公室方圆一英里以内。牛牛_[官网入口]毫不夸张地说,我每周工作100小时,夜以继日、不知疲倦,积极参与由多颗国际人造卫星组成的Cluster星座的建造、发射与数据校准工作,最终顺利拿到博士学位。每当回忆起在德国攻读博士学位的经历,我都心怀感恩,正是德式教育严格苛刻的标准和德国人严谨认真的作风培养了我的思维方式,为我日后从事空间物理学研究奠定了坚实的基础。

做中国的空间科学研究

在德国获得博士学位后,2000年1月,受日本学术促进会(JSPS)的邀请赴日本早稻田大学做访问教授;2000年3月至2001年6月,任马普高空大气所研究科学家;2001年6月,我又远赴美国继续科研工作,担任波士顿大学空间物理中心研究科学家。八年的时光转瞬即逝,随着研究不断深入,论文一再发表,何时能够主持自己的科学项目成为一个亟须解决的现实问题。然而,多年的异国工作和生活经历,使我逐渐意识到:空间科学对国家发展具有重要战略作用,推动空间科学发展是国家重大战略性需求,世界未来的发展必将是向太空进行探索,而中国空间科学的发展正面临重要的历史性机遇。所以,我毅然放弃国外的优越条件回到祖国,主动了解国情国策,不再随心所欲地凭个人兴趣进行科学研究,而是从服务国家战略的角度出发开展工作,为提升中国空间科学领域的国际竞争力作出自己的贡献。

2007年,回到祖国后,我进入北京大学地球与空间科学学院工作,担任北京大学空间科学与探测中心主任、北京大学空间物理与应用技术研究所所长。牛牛_[官网入口]作为北京大学的教授,讲授“地球科学概论”“磁层物理”“地球与空间”等课程。在做好教学工作的同时,我逐步深入开展自己的科研工作,主持多个国家自然科学基金项目。在积累一定的经验后,我开始着手实现在德国初具雏形、在美国逐步完善的研究方案,即打造中国自主研发的用于空间科学研究的有效载荷。经过不懈努力,我们科研团队自己研制的粒子探测器借用其他卫星的平台成功发射上天,并返回了高质量的科学数据。近十年来,团队在磁层超低频波动的性质及其与磁层粒子相互作用领域开展深度研究,利用欧空局(ESA)的Cluster卫星、美国宇航局(NASA)的范艾伦探测器等国际卫星计划以及自主研发的北大成像电子谱仪(BeiDa-IES)的观测数据,在超低频波的激发机制、时间演化、空间分布及其与电子和离子相互作用的共振理论等多个方向取得一系列突破性成果。尤其是团队在“杀手电子快速形成机制”“热流异常激发磁层ULF波”取得突破性进展,系统地推进学界对于磁层粒子动力学过程的认识。2010年10月,在希腊科孚岛召开的欧洲空间局Cluster发射十周年纪念会议上,我获得欧空局颁发的“杰出科学家”奖,成为首位获此荣誉的中国科学家。那次纪念大会上,欧空局还选出了Cluster卫星在轨十年来的五大里程碑式的科学成果,我关于在地球磁层空间中“杀手电子”产生机制的科研成果成功入选。2014年,我带领的研究团队入选国家自然科学基金委员会“创新研究群体”,并承担国家重大科研仪器研制任务。由于在地球内磁层波粒相互作用以及磁层对太阳风间断面响应领域作出的贡献,2018年7月,我荣获国际空间研究委员会(COSPAR)颁发的Vikram Sarabhai金质奖章。国际空间研究委员会(COSPAR)奖项是国际空间科学家的最高奖项,Vikram Sarabhai奖章是COSPAR的重要奖项,COSPAR负责评审,印度空间研究组织提供资助,面对全球空间科学学者,每两年评审一次、每次奖励一人,这是时隔八年中国科学家再获此奖项。个人荣誉无关紧要,但能够使“中国科学家”这一称号不断出现在国际空间科学研究的舞台上,我备感振奋和欣慰。

为孩子们打开科学研究大门

虽然教学、科研任务繁重,但我仍牢记“教书育人”的本分,不敢有丝毫懈怠。讲授课程时,注意激发学生的创造力和主观能动性,授课内容由浅入深,引发学生深入思考,甚至结业考试也是学生们根据自己的兴趣和研究方向自行选题,进行原创的小科研,有的学生直接深入到磁层物理研究中的前沿领域,并通过进一步研究,在国际期刊上发表高水平的文章。由于学生们对我所授课程的喜爱和肯定,2015年,我获得了“北京大学十佳教师”荣誉称号。在培养研究生的过程中,我同样注重因材施教,尊重学生个性,激发学生创造活力,挖掘创新潜能,为每位学生“量身定制”适合的研究方向,并悉心指导。我们研究组的学生曾获评全国优秀博士学位论文和美国地球物理协会颁发的“杰出学生论文奖”等荣誉。在本职工作之外,我还主动担任班主任,定期组织班会和一对一谈心谈话,对班级每个学生的情况都如数家珍。对于学习有困难的学生,不仅安排同班同学互助交流,而且邀请高年级同学辅导。将自己收藏的书籍提供给学生们阅读,引导学生在专业上的成长,班级学生在空间领域最优秀的GRL和JGR等杂志发表多篇文章。在班上的学生面临毕业择业问题时,与他们深入交谈,帮助他们明确自身定位和未来规划,为他们奔波举荐,建立融洽的师生关系。所带的班级获得“北京大学优秀班集体”荣誉称号。

现在学生的学习和生活条件比我们当时好很多。我读中学时,一个星期两罐咸菜,要是到了夏天,咸菜还会发霉长毛,不过也只能继续吃。三年中学一直如此,这就是我们当年读中学时的真实生活。希望今天的学子们能够珍惜美好的求学时光,要有远大的志向,你们的征途是星辰大海,不要计较一时的得与失。近两年来,我受学校有关部门的邀请,前往青海省西宁市、甘肃省敦煌市等地为高中生介绍北大地球空间科学的前沿研究和魅力。在与大西北广袤地区的孩子们交流的过程中,我深切感受到国家基础教育任重道远。我国幅员辽阔,不同地区基础教育面临的历史积淀、物质条件、师资力量和支持力度各有不同,造成了千差万别的局面。好在大家普遍认识到“再穷不能穷教育、再苦不能苦孩子”,都在力所能及的范围内对基础教育给予一定的照顾,“少年强,则国家强”。国家对于基础教育的支持和一系列方针政策要进一步加强,只有从上而下的高度重视,才能激发自下而上的热情和干劲,更多的人力、物力、财力需要投入到基础教育事业中。

每个科研工作者都可以用自己的方式为国家的基础教育事业添砖加瓦。就我个人而言,每次报告会,我力求用深入浅出的语言,把高深的地球空间科学研究用孩子们喜闻乐见的方式展示出来,从动画片、漫画人物和传统故事入手,一点点激发和吸引孩子们的关注。“仰望星空,脚踏实地”,看着一双双求知若渴的眼睛,我深深感动并且坚信,这其中一定有未来的地球空间研究的科学家!对于孩子们来说,这一堂课、两个小时的报告会,也许只会在他们记忆中留下模糊的印象。但是,未来的大门一旦打开,一定会给他们开阔的视野,使他们的眼光不再停留于眼前的课本和狭窄的课桌,而是飞向无穷的太空和宇宙,从而开启未来无限可能的人生。以空间物理专业为例,他们的目光将随着人类发射的航天器轨道,如20世纪70年代发射的Voyager(旅行者)飞船,从地球出发,延伸到太阳系边缘,乃至更遥远的星际空间。在这漫长征途中,即使暂时处于波谷,也不代表将来就不可能立于巅峰。再者,要脚踏实地,切忌好高骛远走捷径。正确的途径应当是根据自己的水平制定切实可行的方案,稳步前进,一步一个脚印,坚持不懈,必将成功。

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。我在漫天冰雪的南北两极工作中明白这样一个道理:如果你在雪地里沿着前人的脚印行走,会更加轻松容易,但是你却永远没有自己的印迹,没有自己独立的道路,只是走在别人的影子里。年轻人要立足当下,着眼未来,开阔眼界,学会思考,勇于创新。改革开放40多年来,中国创造了全球发展奇迹,贡献给世界最生动的“中国故事”。希望我的故事能够激励更多的年轻学子艰苦奋斗,奋发图强,勇于担当,抒写自己的精彩故事!(作者:宗秋刚,单位:北京大学地球与空间科学学院)

《北京教育》杂志

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