少年雷電物理學家養成記

雷電，是大氣中發生的超強、超長的火花放電現象，通常在雷雨云的情況下出現，發生頻繁且非常壯觀。自從本杰明·富蘭克林（Benjamin Franklin，美國科學家、政治家）用風箏實驗揭開了雷電的秘密，人類就在不斷探索這一高功率放電現象的物理機制和對我們生活的影響。

“玩”電的少年

興趣是最好的導師。小時候的我就對收音機、鬧鐘等使用電池驅動的小設備感興趣，也因此擁有了一個喜歡“折騰”的童年，鍛煉了自己的動手能力。

1998年，我以第一志愿考入中國科學技術大學地球和空間科學學院，迎接我的第一門地球科學領域專業課是《地球和空間科學概論》，我以球形閃電作為課程調研大作業的主題。這是一種呈圓球形、通常在近地空活動的閃電。當時，國內外還沒有關于它的確鑿觀測證據。2012年，西北師范大學袁萍課題組在青海省做野外觀測時，首次獲得了球形閃電的視頻觀測記錄，并以光譜觀測數據分析了這種現象的形成過程，一定程度上支持了“球形閃電的產生與土壤中的成分有關”的理論。

大學期間，我系統地學習了《電磁學》和《電動力學》——如果想要深入研究雷電，這兩門課非常重要。因為雷電物理研究主要關注的是地球大氣中瞬時的放電發光現象，從能量角度看，雷電物理研究的很多現象都是地球系統同外界行星際空間之間的能量傳輸過程，而研究的核心內容之一就是研究脈沖放電的物理過程，及其產生的不同時空尺度的電磁效應。

求索的青年

大學最后一年，我進入雷電遙感實驗室，學習更多有關雷電物理的專業知識，并了解到了中高層放電現象（指對流層之上的大氣區域產生的一系列特殊的短時放電和發光現象，如“紅色精靈”“藍色噴流”“淘氣精靈”等）這個國際前沿研究領域。我決心遠渡重洋開啟新的求學生涯。

在大洋彼岸攻讀物理學博士期間，我繼續利用閑暇時間做中高層放電現象的研究工作，這也使得我能進入相關的課題組開展博士后研究，先后在閃電高能輻射、巨大噴流和“紅色精靈”（相關知識可詳見《知識就是力量》2021年9月刊）研究等領域取得了一些較有影響力的成果。更重要的是，基于大學期間學到的一些電磁學基礎理論知識，我改進了低頻磁場傳感器（一種用于檢測和測量低頻磁場信號的設備）的設計方法，這對我今后的研究工作起到了重要的作用。

每個人的成長經歷都是不同的，以興趣引導自己的人生規劃，讓主動性保持自己學習的勁頭，有了感興趣的研究方向后，一定要想辦法堅持下去，我相信機會總會留給有準備的人。

“電閃雷鳴”的未來

完成博士后研究后，我回國繼續開展中高層放電現象研究，同時還接觸了人工引雷（相關知識可詳見《知識就是力量》2021年10月刊），并將高靈敏度低頻磁場測量的技術應用到人工引雷綜合測量中，發現了一些前人在觀測中沒有注意到的現象。2019年，我如愿回到曾經學習的中國科學技術大學，成為一名教師，將自己這些年得到的知識再傳授給學生們。

這些年，臨近空間（距地面20～100千米的空間區域，包括大氣平流層區域、中間大氣層區域和部分電離層區域）的研究越來越重要，它與國防領域息息相關，是國際合作與競爭的新空域，而雷暴在中高層大氣中引發的諸多影響正在成為基礎研究的焦點。

雷電物理研究是一門交叉學科，想要從事相關領域的工作，需要你在中小學階段打下比較扎實的數學、物理和化學知識基礎，并對自然科學有濃厚的好奇心。同時，希望你擁有服務社會、報效祖國和人民的情懷，這正是我漫長求學路上的持久動力。

地球和空間科學研究的目的是了解整個地球體系中各個環節之間的相互關系，這些關系會受到許多元素的影響，是一個對復雜體系的研究工作，因此非常需要從系統的角度出發去看問題。民族的發展正需要我們，相信有朝一日，你也會進入這一領域，和我一起“追逐”雷電。

（責任編輯 / 牛一名" 美術編輯 / 胡美巖）