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4月15日中午,beat365在逸夫二樓3331舉辦了2022年第三次學術午餐會。這次的學術午餐會邀請到了來自空間物理與應用技術研究所的何建森老師。

在活動的開始,何老師向同學們介紹了自己的經曆。何老師談到,他99年考入beat365,本科階段正值院校、專業合并的改革時期,經曆了合并成立地空學院這一重大時間節點。這讓他對地球科學有進一步的認識,認識到空間物理學、固體地球物理學、地質學、遙感科學與技術等各個學科在地球系統科學中的作用和意義。他鼓勵同學們多了解、學習地學框架内的不同知識,做到地學内部知識體系的交流與融合。

聽了何老師的經曆,有同學想進一步了解廣泛學習地學框架下不同學科的好處。何老師談到,首先這些學科都是研究自然界中物質組成與演化的科學,不同的學科隻是規定了它研究的區域與對象。接着,何老師用氣象學家提出闆塊理論,核物理學家提出同位素定年法的生動例子向同學說明了學科是沒有固定的邊界的,跨學科的背景在很大程度上促進着學科的發展。在前人的框架下繼續工作可以将現有理論深入發展但卻很難将學科擴展。空間物理的發展便是如此,地磁學家從空間尋找地磁場快速變化的原因,氣象學家突破傳統轉向研究高層大氣,天文學家将觀測聚焦日地空間等因素促進了空間物理的産生。随着研究不斷深入,加上數學物理等理論方法的使用,探測手段從高空氣球到探空火箭,從探空火箭到衛星,一步一步發展成了今天的空間物理。

有同學想了解自己所學《空間等離子體物理》課程中的空間等離子體物質有什麼應用。何老師談到,空間等離子體本身是自然界中一種普遍存在的電離氣體物質,它廣泛存在于電離層之上。結合空間物理注重觀測的性質,空間等離子體為我們觀測空間提供了很好的手段,能夠豐富我們的觀測方式,增進我們對地球空間、行星空間、行星際空間乃至星際空間的了解。

有同學想了解空間物理研究的方法和過程,以及這些方法是如何被人們發現并利用的。何老師談到,任何一個學科、一種富有生命力的方法都是需要經過長時間的發展與沉澱,在解決舊問題,發現新問題的過程中不斷推進的。

有同學對科研的步驟與經過很感興趣,想知道如何處理理論與數據的關系。在何老師看來,這與科研者本身的背景有很大關系,理論物理學家會從理論的角度推演,而觀測物理學家則會用不同的手段實現對目标的觀測。像研究電離層和中高層大氣的問題,觀測物理學家可以被動式的接收電磁信号,也可以主動發射電磁波或激光等信号從而推測它的結構;而理論物理學家則會用平衡态的理論分析電子産生與消亡的機制、推測電子密度随高度的變化。因此,為了全面的研究一個問題,需要大量的學習與交流,從書本、從實驗學習,向同行、老師和同學們學習。接着,何老師舉了尤金·帕克提出太陽風的例子,帕克在報告會中發現彗星彗尾的問題,并且他有流體力學知識的鋪墊,有豐富的想象力假設太陽風促使彗尾的形成,以及在理論研究過程中做了恰當的簡化。向同行學習以及帕克本人的科學素養都是這一突破産生的條件。

聽了不同物理學家的研究方法,有同學想知道如何找到适合自己的方法。何老師認為,在開始階段,不要限定自己的方向,可以嘗試去試錯。更為重要的是,首先是需要學會尋找問題,并評估問題的重要性,找到它在科研領域的地位。其次,要詢問自己是否對這一問題感興趣,能不能找到合适的方法解決這個問題。繼續談到理論與實驗,何老師認為這是相輔相成、同時進行的關系。空有觀測,難以對數據進行很好的解釋與利用,也不能在理論的指導下觀測。空有理論,難以在自然界中尋找新的問題,找到科研發展的新方向。

有同學對行星科學這一新方向感興趣。何老師同樣認為學科沒有邊界,這是空間物理的一次拓展。具體到空間所宗秋剛老師水星磁暴的工作,何老師認為這是一種突破研究邊界的意識。水星作為類地行星和地球有很多相似之處,同時,水星離太陽距離最近,受太陽活動影響更為劇烈,因此研究水星是研究行星現象的一個突破口。從曆史上看,美國曾有過“信使号”用于觀測水星;在未來,歐洲和日本也在水星軌道部署了衛星用于觀測。因此為服務我國深空探測、建設航天強國的計劃,研究水星,研究行星現象也是必不可少的内容。

在活動的最後,何老師鼓勵同學們在學有餘力的前提下,積極參與本科生科研,體驗科研過程,全方位提升自己的能力。無論是專業知識、方法手段還是審美能力、總結歸納能力、語言表達能力都可以在參與科研的過程中得到相應提升。

學術午餐會在輕松愉快的氛圍中結束了,在這一次的午餐會中,同學們不僅對空間物理學科有了更深的了解,而且對科研過程中的一些方式與手段有了簡單的體會,更收獲了學習、思考問題的一些建議。相信這一次學術午餐會都能讓每位同學收獲頗豐、滿載而歸。

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