少年雷电物理学家养成记

雷电，是大气中发生的超强、超长的火花放电现象，通常在雷雨云的情况下出现，发生频繁且非常壮观。自从本杰明·富兰克林（Benjamin Franklin，美国科学家、政治家）用风筝实验揭开了雷电的秘密，人类就在不断探索这一高功率放电现象的物理机制和对我们生活的影响。

“玩”电的少年

兴趣是最好的导师。小时候的我就对收音机、闹钟等使用电池驱动的小设备感兴趣，也因此拥有了一个喜欢“折腾”的童年，锻炼了自己的动手能力。

1998年，我以第一志愿考入中国科学技术大学地球和空间科学学院，迎接我的第一门地球科学领域专业课是《地球和空间科学概论》，我以球形闪电作为课程调研大作业的主题。这是一种呈圆球形、通常在近地空活动的闪电。当时，国内外还没有关于它的确凿观测证据。2012年，西北师范大学袁萍课题组在青海省做野外观测时，首次获得了球形闪电的视频观测记录，并以光谱观测数据分析了这种现象的形成过程，一定程度上支持了“球形闪电的产生与土壤中的成分有关”的理论。

大学期间，我系统地学习了《电磁学》和《电动力学》——如果想要深入研究雷电，这两门课非常重要。因为雷电物理研究主要关注的是地球大气中瞬时的放电发光现象，从能量角度看，雷电物理研究的很多现象都是地球系统同外界行星际空间之间的能量传输过程，而研究的核心内容之一就是研究脉冲放电的物理过程，及其产生的不同时空尺度的电磁效应。

求索的青年

大学最后一年，我进入雷电遥感实验室，学习更多有关雷电物理的专业知识，并了解到了中高层放电现象（指对流层之上的大气区域产生的一系列特殊的短时放电和发光现象，如“红色精灵”“蓝色喷流”“淘气精灵”等）这个国际前沿研究领域。我决心远渡重洋开启新的求学生涯。

在大洋彼岸攻读物理学博士期间，我继续利用闲暇时间做中高层放电现象的研究工作，这也使得我能进入相关的课题组开展博士后研究，先后在闪电高能辐射、巨大喷流和“红色精灵”（相关知识可详见《知识就是力量》2021年9月刊）研究等领域取得了一些较有影响力的成果。更重要的是，基于大学期间学到的一些电磁学基础理论知识，我改进了低频磁场传感器（一种用于检测和测量低频磁场信号的设备）的设计方法，这对我今后的研究工作起到了重要的作用。

每个人的成长经历都是不同的，以兴趣引导自己的人生规划，让主动性保持自己学习的劲头，有了感兴趣的研究方向后，一定要想办法坚持下去，我相信机会总会留给有准备的人。

“电闪雷鸣”的未来

完成博士后研究后，我回国继续开展中高层放电现象研究，同时还接触了人工引雷（相关知识可详见《知识就是力量》2021年10月刊），并将高灵敏度低频磁场测量的技术应用到人工引雷综合测量中，发现了一些前人在观测中没有注意到的现象。2019年，我如愿回到曾经学习的中国科学技术大学，成为一名教师，将自己这些年得到的知识再传授给学生们。

这些年，临近空间（距地面20～100千米的空间区域，包括大气平流层区域、中间大气层区域和部分电离层区域）的研究越来越重要，它与国防领域息息相关，是国际合作与竞争的新空域，而雷暴在中高层大气中引发的诸多影响正在成为基础研究的焦点。

雷电物理研究是一门交叉学科，想要从事相关领域的工作，需要你在中小学阶段打下比较扎实的数学、物理和化学知识基础，并对自然科学有浓厚的好奇心。同时，希望你拥有服务社会、报效祖国和人民的情怀，这正是我漫长求学路上的持久动力。

地球和空间科学研究的目的是了解整个地球体系中各个环节之间的相互关系，这些关系会受到许多元素的影响，是一个对复杂体系的研究工作，因此非常需要从系统的角度出发去看问题。民族的发展正需要我们，相信有朝一日，你也会进入这一领域，和我一起“追逐”雷电。

（责任编辑 / 牛一名  美术编辑 / 胡美岩）