空间科学

为什么飞船在航行中突然没有收到信号？为什么运行良好的卫星会在太空中燃烧？

54岁的宗秋刚能够给出答案。他来自江西省南昌市香塘镇的一个偏远的村庄，经过不懈的努力，他成为了北京大学地球与空间科学学院的教授。他的主要研究方向是磁层物理学、空间气象学和空间探索。

不久前，宗秋刚的团队在《自然通讯》上发表的一项研究揭示了空间等离子体物理中电子尺度磁洞的几何结构和机制。

他取得的成就不止于此。由于宗秋刚在磁层波-粒子相互作用和磁层对太阳风不连续性的响应方面做出了杰出贡献，他在2018年获得了由国际空间研究理事会和印度空间研究组织联合颁发的维克拉姆·萨拉巴海金奖。

这是八年后中国科学家第一次获得国际空间科学界的最高奖项。

去看一个更广阔的世界

宗秋刚年轻的时候，他不得不放牛、干农活和承担许多家务。虽然日子不好过，但宗秋刚并不觉得苦。“小时候，我家乡的天空非常蓝，每天晚上我都能看到美丽的银河。”喜欢仰望天空的宗秋刚认为世界很大。他想出去上大学，去看看更广阔的世界。

经过初步考试，宗秋刚被四川大学录取。他上高中时，许多媒体报道了物理学家李政道和杨振宁的事迹，这引发了物理学的热潮。他受此影响，在物理和数学方面表现出色，所以他选择了核物理专业。

15岁时，宗秋刚乘火车去了南方，并去了他的大学。因为他没钱买火车票，他在大学四年里只回家三次。

毕业后，宗秋刚被选中到中国科学院空间科学与应用研究中心工作。1989年，24岁的宗秋刚有机会去南极探险。同行业的一名记者带来了当时世界上性能最好的三台相机。

宗秋刚迷惑不解，问道:“有必要吗？”另一个回答说，“我已经有了世界上最好的三架相机。我只能责怪自己没有拍好照片。”宗秋刚深受启发:“有这么多外部条件进行研究，我只能责怪自己没有取得好的结果。”

在南极的两年里，宗秋刚一边参加天文台的磁场监测，一边努力学习英语。当时通讯技术还很落后，宗秋刚只能每两个月打一次卫星电话到他家。在业余时间，他经常和一位研究地质学的老教授一起敲石头，然后培养他研究石头的兴趣。

不合适的学者更喜欢做学生。

当时国内关于空间物理研究的数据非常有限，宗秋刚觉得有必要出国看看。1994年，他通过学者交流计划来到德国马克斯·普朗克研究所(以下简称马克斯·普朗克研究所)。

去了德国后，宗秋刚在德国北部城市不来梅学习了4个月的德语。在学习期间，同班的一位台湾商人请宗秋刚到公司工作——组装电脑。起初，他花了2个小时组装一个，然后只用了30分钟。"这位朋友建议我和他一起在电脑上工作，而不是在学术研究上。"宗秋刚说，“当时，互联网的发展还处于初级阶段。任何上过夜校的人基本上都可以进入互联网行业，但我仍然更喜欢空间物理。”

在他看来，与其成为组装电脑的“快手”，他还不如探索未知，做更具挑战性的事情。

几十年后，宗秋刚仍然坚持空间物理学的轨迹。“站在风口上的猪的确很容易被吹走，但是很多人会被这种风消灭。只有经过时间沉淀和打磨的东西才能在米卡长久存在。”宗秋刚说。

在马克斯·普朗克研究所，宗秋刚把研究生院完成的一项研究交给了他的导师威尔肯，他问道，“这个计算结果的上限是多少？”宗秋刚无法回答。

那时，我看见威尔肯从夹克口袋里拿出一个手掌大小的笔记本，上面密密麻麻地写着一些简化的公式。利用这个公式，威尔肯很快计算出上限，这大大刺激了宗秋刚。"我用了将近2年的时间来制作东西，威尔肯花了2分钟来完成."他说。

从此，宗秋刚开始努力学习。阅读英语教科书和专著。半年来，他一直住在凌晨两点的住所和办公室里。这段时间的沉积为他后来的研究打下了坚实的基础。

在此期间，宗秋刚有了在德国攻读学位的想法。威尔肯说，“你考虑过了吗？当一个学生的工资比在马克斯·普朗克工作的工资低得多的时候宗秋刚非常执着，威尔肯把他介绍到德国的布伦瑞克科技大学攻读博士学位。1999年，宗秋刚成功获得博士学位。

宗秋刚在马普研究所的头两年，北京大学地球与空间科学学院的教授杜传义也在这里做了访问研究。作为家里唯一的两个中国人，他们每周挤出半天时间去散步。这两个人经常争论国内外的热点问题，有时还会吵架。"走完之后，屠老师会回去检查题目的材料，然后在下周讨论。"宗秋刚说，“每个星期一”已经逐渐使他养成独立思考的习惯。

成功的秘诀是努力工作。

为了使卫星尽可能轻，卫星的外层骨架结构，即外壳，只有1毫米厚。太空中有一个能量约为100，000伏特的非常小的电子，它可以轻易地穿透皮肤到达卫星内部并沉积在里面。随着时间的推移，沉积的电子达到临界状态，这可能导致卫星自燃。这就是著名的“杀手电子”。

以前，一些学者认为是磁场抖动导致了“杀手电子”的产生。2007年，宗秋刚发现“杀手电子”被太阳风“吹”走了。当太阳风震动时，会产生超低频波，超低频波会使“杀手电子”突然加速，从而加快其在卫星中的沉积速度。

2008年1月，美国著名杂志《发现》发表了《2007年世界100大科技与趋势》的进展。宗秋刚在“杀手电子”快速形成机制的研究成果中排名第37位。

2009年，欧洲航天局宣布了为实施双星——星团ⅱ计划做出突出贡献的10名科学家，该计划的合作科学家宗秋刚名列榜首。在第二组卫星进入轨道后的10年里，欧洲航天局(欧空局)评估了与会科学家发表的论文数量及其研究成果。宗秋刚以16篇第一作者的文章排名第一。

宗秋刚说他的秘密是努力学习。他要求自己每周至少工作100个小时，“你很难证明自己比别人聪明，但你很容易证明自己比别人努力。”

致力于国内期刊建设

2007年，波士顿大学空间物理中心的研究科学家宗秋刚应邀返回北京大学任教。“我非常感激国家资助我完成大学学业。现在是我回报祖国的时候了。”他说。

回家后，宗秋刚住在北京大学提供的临时宿舍里。在国外呆了十多年后，他开始并不习惯，但生活中的困难很快就被克服了。“我小时候受了那么多苦，这些都不算什么。不要问国家给了你什么，而要问你给国家带来了什么。”他说。

“我非常自豪地看到我们的学生非常优秀，我们有自己的监控设备，可以收集第一手数据。”宗秋刚说，困难总是存在的，科学家的任务就是去迎接它们。

2016年，宗秋刚利用自主研发的卫星探测器“北大成像电子能谱仪(BD-IES)”揭示了磁层亚暴能量电子注入的径向传播模式。2016年，他申请了国家重大科学仪器设备开发项目，目标是开发下一代粒子成像仪器——1000线阵列中性原子成像仪。在面试的时候，这个项目已经进入了中期阶段。

除了研发任务，宗秋刚还是6家学术杂志的编委会成员。最近，他开始关注期刊。他说，“我想做好我国的期刊工作。”

在学生们的眼里，宗秋刚是非常严格的。他非常重视学生是否“努力学习”。他说，现代人很冲动，大多数人只想摸摸门，但事实上，在长时间的“拆砖”后，他们会有一瞬间摸门。

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宗秋刚，1965年10月出生，北京大学空间物理与应用技术研究所所长，北京大学地球与空间科学学院长江学者奖励计划主任，北京大学空间科学与探索中心主任，著名教授。他主要从事磁层物理学、空间气象学和空间探索方面的研究工作。