天問

屏幕上，一幅幅宇宙空間、日球空間、地球空間的圖片，交替變化著閃爍著。太陽風、磁層、電離層、中高層大氣，一串串聞所未聞的空間物理基本概念相繼進入聽眾的耳鼓。這是2012年歲末九三學社中央十二屆六中全會上院士報告會的精彩一幕：九三學社社員、中科院地質與地球物理研究所研究員萬衛星院士正在作“空間天氣災害與空間環境利用”講座。他從空間物理學的基本概念入手，生動闡釋了太陽風暴對地球產生的災害性的影響，介紹了空間天氣對人類技術系統的作用。

會場上一片寂靜。盡管深奧的科學語匯讓許多聽眾一時難以完全理解，但深入淺出的解讀，讓大家初步知曉了空間環境是人類的第四大環境，而且空間環境還可以開發利用。

寒門出俊杰

倘若從個人的履歷表來看，從1977年我國高考改革起，命運對萬衛星似乎格外垂青：大學生、研究生、助研、副研、研究員，有了自己的研究隊伍，有了研究室這個學術平臺......

然而，從1977年往前看，學子萬衛星，卻是腳下趟著家鄉的黃土，一路走來的農村娃。幼年喪父，與三個姐姐靠母親一人拉扯大，從小就嘗盡了生活的艱辛。

苦難是金。7歲那年進入小學開始接受正規教育。小小年紀的萬衛星自然懂得念書的不易，盡管當時正值十年動亂，可從小學到初中，萬衛星的啟蒙老師們，還是對這個品學兼優的孩子贊賞有加。那一年升學的名額有限，為了能讓沒有任何關系背景的萬衛星上高中，老師們想了好多辦法，他們違背領導的“旨意”，公布了所有學生的成績，采用按成績推薦的方法，使得沒有后門可走的萬衛星如愿以償上了高中。

高中期間，趕上“教育戰線”的“反回潮”運動，學生要學工學農學軍，批“孔老二”，唯有萬衛星埋頭讀書。他最喜歡數學、物理方面的書，不知從哪里搞來一套物理教材，讀得如饑似渴。一次老師讓大家交學工的體會，萬衛星誤把自己平日的物理自習習題交了上去。物理老師非常驚訝，想不到身邊還有這樣的學生！他一道題一道題認真地判了萬衛星的作業，還把錯處一一改過，這讓萬衛星大喜過望。此后，他的學習興趣更加強烈，少年時與黃牛為伴的萬衛星，邏輯思維的潛質被悄然激活了。那些年，《數理化自學叢書》是他的最愛。扎實的基本功，為日后的科研與創新積淀了豐厚的基礎。

天賦的聰慧并沒有給萬衛星的命運帶來轉機。1975年高中畢業，家里有關系的同學紛紛被安排了工作，而來自農村的萬衛星夢寐以求想當個老師的愿望也成了泡影。他卷起鋪蓋，悵然踏上了回鄉的路。

春耕秋收下大田，萬衛星像莊稼漢一樣在地里勞作。第二年當地政府組織勞力在工地修橋，萬衛星的文化知識派上了用場，他除了出苦力之外，能幫著工地寫個黑板報，搞搞宣傳。修橋工程部的總指揮看上了他，因為復雜的測量工作萬衛星搞得游刃有余，甚至超過了指揮部里的工程師！

1977年，中國迎來了科學的春天。高考恢復了！萬衛星考上了武漢大學，對于從未出過遠門的萬衛星來說，那可是心中最神圣的學府啦！

尋夢的一代

“三十年前的我們也曾是尋夢的一代，那些夢想象日出時的五彩云霞，也象夜空里的點點繁星，然而不同的是，我自己的夢在幻境中飄渺不定，而萬衛星的夢就象一顆北斗，永遠指著一個方向。”萬衛星大學時代的好友這樣寫道。

大學畢業后，萬衛星報考了中科院武漢物理所的研究生。復習的過程很辛苦，萬衛星投入了所有的精力。考試結束后，他發現有好幾道題都答錯了，心情格外糾結，以為沒有希望了。

一天，一位略顯消瘦的老人來到萬衛星的寢室，這令萬衛星驚詫不已，這是李鈞研究員啊！李鈞先生是著名的空間物理學家，后來成為我國第一個空間物理學院士，在電離層物理學和電離層電波傳播等研究領域中造詣頗深，對我國空間物理學的發展貢獻卓著，影響深遠。李鈞對萬衛星說，我看了你的試卷，雖然個別題的最后答案不正確，但是你的推導過程很獨到，很有想法……我已決定錄取你做我的研究生！

一股暖流涌過全身，萬衛星激動得不知說什么好。這使他第一次領悟到，做科研，過程往往更勝于結果。

萬衛星有幸被李鈞先生錄取為他獨立指導的首批研究生中的一員，爾后又成為他指導的第一個博士研究生，并在畢業后一直跟隨先生工作。這段時間正是李鈞先生率領他的研究團組艱苦創業，組建我國第一個電離層聲重波擾動觀測臺陣的非常時期。

電離層聲重波擾動是一種比較常見的大尺度電離層擾動，早在上世紀30年代即為澳大利亞科學家所發現，當時稱為行擾——一種行波狀電離層擾動。直到60年代，加拿大著名的科學家C. O. Hinse指出，電離層行擾實際上是電離層對背景大氣中的聲波和重力波（合稱為“聲重波”）傳播的響應，由此揭開了這一領域中長達半個多世紀，直到今天仍經久不衰的研究熱潮。李鈞先生始終關注著電離層研究的國際前沿動態，并對電離層聲重波研究的進展產生了極大的興趣。70年代末期，李鈞先生預感到我國電離層研究快速發展的時代即將來臨，他更加珍惜光陰，加倍努力工作，查找文獻，提出方案，為組建我國自己的電離層聲重波觀測設施進行了大量的前期預研和準備工作。在觀測設備技術攻關的同時，李鈞先生還未雨綢繆，帶領學生一起開展了聲重波傳播理論和觀測分析方法的研究，為觀測設備建成后迅速開展數據分析和理論研究工作奠定了良好的基礎。

1994年4月5日，是萬衛星一個永生難忘的日子。這日凌晨，他陪同導師李鈞先生出差，在途中，先生心臟病突發，溘然長逝了。萬衛星一直是李鈞先生的助手，用他的話說，只是給先生“跑跑腿”，一直依靠著先生。而此時，聲重波研究課題組發展的重任正進行到關鍵時刻，恩師的突然離去，讓萬衛星一下子墜入云里霧里，一時間竟不知所措。

拭去淚水，調整精神，萬衛星很快便接過了先生留下的重擔。萬衛星的性格很內斂，平時寡言少語，不愛出頭露面。先生走后，他不僅要負責一大堆學生，還有一大堆課題和一個研究室的管理。

天降大任于斯人。他必須做過去沒做過的事。于是，他找到師母，查閱了先生生前記得密密麻麻的筆記本，吃透先生留下的資料，又抓緊聯系找到國內外在電離層研究方面的一位位專家，按照導師的“聯絡圖”，一個個做工作，終于得到相關前輩的理解和支持，他要把先生未竟的事業接過來，做下去，要為國家空間探測事業開拓出一片新天地。

值得欣慰的是，在李鈞先生去世后，他生前創建的聲重波研究組得到了長足發展，萬衛星等繼續沿著他提出的研究方向，利用他建立的聲重波觀測臺陣的觀測數據，做出了令國際學術界關注的研究成果。李鈞先生生前曾經斷言，我國西部青藏高原的地形隆起，可能是我國電離層地區特性的重要成因，證明這一科學預言也是他建立聲重波觀測臺站的初衷之一，更是他畢生所追求的重要科學目標。后來，萬衛星領導研究所通過分析積累多年的高頻多普勒陣觀測數據，從實驗中發現我國中部地區的電離層擾動具有明顯的地域特性；特別是采用射線追蹤方法進一步發現，我國中部地區電離層擾動的地面等效激發源與青藏高原鄰近地區的低渦天氣這兩類事件，在出現率的地理分布與季節變化等方面極其相似，從而證明了青藏高原地形隆起與我國電離層擾動之間的密切關系。這一系列研究結果發表后，受到了國內外同行的關注與好評。

攀登奮進之旅

發現中國電離層擾動的地域特性，成功揭示出這種地域特性來源于青藏高原地形隆起，是萬衛星學術早期研究生涯的牛刀小試。之后，他將研究工作進一步擴展到范圍更廣的大氣層與電離層耦合的領域。

電離層是位于大氣層之上的、含有帶電粒子的高層大氣，其高度范圍大約從五六十公里直到一兩千公里。長期以來，人們一直相信，我們頭頂上的這倆鄰居一定存在著相互聯系，在學術上稱之為相互作用相互耦合。眾所周知，無論是電離層還是大氣層中，它們的運動狀態都主要表現為所謂太陽同步潮汐運動。由于這些運動都與太陽日出日落的視在運動同步，因此很難從電離層觀測中辨別和分離出來自大氣層的作用，這是研究大氣層與電離層的耦合的最大難題。可以說，此前大氣層與電離層耦合研究所欠缺的正是實際觀測證據。

萬衛星及相同研究領域的國內外同行們一直致力于尋找大氣層與電離層耦合的直接觀測證據。一個契機發生在2005年前后，當時的衛星觀測發現，電離層中可能存在一種與太陽不同步的潮汐運動，這類運動以前只在大氣層中發現，由大氣中的太陽同步潮汐與固體地球的作用所產生。盡管電離層中的非同步太陽潮汐帶有明顯的大氣層與固體地球的印記，但這還遠遠不是大氣層與電離層耦合的直接觀測證據。

利用這一個契機，萬衛星收集了大量的全球電離層和中高層大氣觀測資料。他采用抓主要矛盾的辦法，從全球電離層數據中提煉出一種能反映電離層潮汐運動的指數，并提出了一種經度周期譜分析的方法，從而有效提取了電離層中的非同步太陽潮汐信息。通過對大量觀測數據的分析，萬衛星首先揭示了電離層中的非同步太陽潮汐的主要變化規律，并與大氣層中的非太陽同步潮汐進行對比，發現了二者之間的相關性，從而給出了大氣層與電離層耦合的強有力觀測證據。在此基礎上，萬衛星通過進一步的理論分析，揭示出大氣層與電離層耦合的主要機理，并據此提出了一種電離層和大氣層中非太陽同步潮汐之間的耦合模型。萬衛星的這些研究工作受到了國內外同行的廣泛好評，他撰寫的論文成為這一領域的研究中必備提及的文獻。

萬衛星長期從事電離層物理、電離層電波傳播、高層大氣物理等領域的理論、觀測和應用研究，是我國空間物理電離層研究領域的學術帶頭人，已正式發表學術論文260 篇，還撰寫了20余篇國防高技術研究報告。他的研究成果被國內外學者大量引用，還7次獲省部級以上獎勵。1992年獲得中國青年科技獎，1995年獲國家杰出青年科學基金資助，1996年進入國家“百千萬人才工程”第一、二層次人選。

他帶領科學團隊在研究中開拓進取， 銳意創新，取得了豐富的成果，在國際學術界有相當的影響。近年來該團隊在所在領域頂級刊物JGR的“電離層和高層大氣”版塊上發表了60多篇高水平學術論文，是全球發表論文最多的研究團隊，被譽為“全世界最大的電離層組”。

孜孜不倦的追求、鍥而不舍的努力，萬衛星的人生之路就象一片帆船，一直追逐著那盞雖然模糊，卻一直存在的燈塔，盡管也曾驚濤駭浪，卻終于到達了輝煌的彼岸。

……

人類對宇宙的認識可以追溯到遙遠的古代，古代屈原的《天問》，從來被認為是首難懂的詩，因為整個詩都是由歷史、神話、傳說交織而成。這里記錄著楚民族先人的歷史，也有許多奇奇怪怪的事物，由此引起了一連串的質詢……

而科學發展到今天，面對浩瀚無垠的宇宙，人類仍然充滿了好奇，不停地翹首觀星問天。

依靠先進的科學技術，宇宙空間的謎底也在一步步解開。萬衛星院士等中國科學家的足跡，從此印進寥廓而深邃的星空，當他們問候世界的時候，給未來留下了深遠的回聲。這傲拓天疆的研究軌跡，幫助人們更確切地了解宇宙，揭開其神秘的面紗。然而充分利用宇宙空間與資源，還需要人類付出更多的努力來探尋、發現。

責任編輯 陳晰