跨越时代的百位中国科学家：刘振兴（一）
刘振兴：太空“奕星”探物理（一）
人物简介刘振兴（1929—2016），生于山东昌乐。著名空间物理学家，中国科学院院士。1955年毕业于南京大学气象系，分配到中国科学院地球物理研究所工作，1961年在该所获得副博士学位。之后长期工作于地球物理研究所二部、应用地球物理所（国防科委空间物理及探测技术研究所、原七机部五院505研究所、中科院空间物理研究所）、中科院空间科学与应用研究中心。中国地球空间双星探测计划首席科学家。长期从事磁层物理研究，在地球辐射带理论、太阳风湍流结构、木星磁层磁盘模型、极光区粒子加速、磁层亚暴过程和磁场重联理论研究方面取得重要的成果。从近地物理到高空大气物理，再到磁层物理、行星际物理，刘振兴在多个专业方向纵横驰骋。其“双星计划”的提出与实施，在中国空间物理的发展中更是具有里程碑式的意义。艰难曲折的读书历程1929年9月14日，刘振兴出生在山东省昌乐县营子村一户农家，是一对双胞胎中的弟弟。出生时，他的父亲常年在外做工，当家的是他的爷爷—一位方圆几十里颇有名气的老中医。刘振兴从小就对各类自然现象表现出了强烈的好奇心与求知欲。每逢打雷闪电，他就向奶奶刨根问底关于雷电的来历。在帮母亲喂蚕以及跟大孩子去村前小河抓鱼时，他对蚕与青蛙的发育过程也十分好奇。从小养成的这种好奇心，对他后来在科学方面的观察和探索兴趣的养成至关重要。1953年，刘振兴（后排左一）和哥哥刘振隆（前排右一） 与同学的合影。6岁时，刘振兴和胞兄上了本村的小学。1938年1月，日本侵略军侵占昌乐城，小学被迫撤销，之后他们兄弟俩又在私塾学习了两年。1940年，县教育局派人到村里办起了新式学堂，他们又获得了读书机会。因使用抗日教材，学堂后来被鬼子突袭，老师赵立平被捕，学堂自然也停了课。后来，他们转到了村里新办的另一个类似于辅导班性质的学堂补习此前缺失课程。在此期间，他们经历了惊魂一劫：有一次，因为鬼子大扫荡，母亲带着他们兄弟俩前往姑妈家去避难。在半道上，他们亲眼见到同行的一位老人被日本鬼子的流弹击中，当即殒命。多年来，一提起日本鬼子，刘振兴都会恨得咬牙切齿。1941年的下半年，小哥俩考上了离家十几里地的高小。高小校舍的所有者王懿德在青岛经营企业，时常在回乡探视时鼓励孩子们努力学习，将来成为国家有用之材。这位王先生为刘家兄弟所敬佩，使他们从那时就树立了一个理想：好好学习，长大之后成为对国家和社会有用的人才。高小毕业之后，因为简易师范（初中层次，下文简称简师）对家庭困难而成绩优异的学生有生活补助，他们哥俩都考上昌乐中学就读简师。哥哥上的是总校，刘振兴则上了离家一二十里地的山唐分校。简师的学习并不顺利，常受日寇骚扰，甚至连在教室里上课都难以得到保证。日寇来袭时，大家都带着马扎到树林里去上课。就在这种环境下，刘振兴依然努力学习。由于成绩优异，他每月都能得到52斤（26千克）小米的奖励。简师毕业后，他们哥俩在家干了一段时间农活，又在附近的村小学里教了几个月的书。之后，他们又考入潍县师范学校（高中层次）。但没多久，学校因战乱而解散，他们又卷起铺盖回了家。此时已是1948年，为了继续求学，他们兄弟俩到青岛投奔父亲，之后进入青岛市辖临时中学就读。1949年6月，青岛解放，临时中学随即被合并入青岛市第四中学。刘振兴的成绩在四中仍然名列前茅，每次考试总在前5名之内。1950年，为提前报考大学，他们与几位同学租了一间小阁楼，自学物理、数学等课程，并复习此前所学各科。经过1个多月的努力，兄弟俩双双考入山东大学物理系。与刘家兄弟俩一同从青岛四中考入山东大学的一位同学孙世伦上了电机系， 经过一阶段学习后，他给刘家兄弟讲了电机系的专业学习情况：面向生产、生活中的实际问题，常做些制图之类的设计。这令兄弟俩逐渐心生向往。于是他们以家境贫寒为由申请休学1年，目的是复学后选择电机系。休学期间，他们哥俩在不同学校各自任教。但复学后，由于学校关于专业调整的政策已变，他们未能如愿调入电机系，带着苦恼，不得已只能重新回到物理系就读。然而，就在物理系学生选专业时，学校新聘请的青岛观象台台长王彬华为学生做了一场关于鼓励学生报选气象专业的动员。他们兄弟俩为“呼风唤雨”的气象学所吸引，认为这是一个培养对国家和社会有用人才的好专业，毫不犹豫地选择了物理系气象专业组。但之后不久，该组就被合并到了南京大学气象系。在南京大学气象系就读期间，刘振兴经过刻苦努力，成绩很快就在班级名列前茅了，尤其是动力气象学课程。由于成绩突出，他被初定为保送赴苏联留学的第一人选。但由于身为工人的父亲此前有一次在填履历表时，误将自己家庭“成分”填为地主，导致刘振兴在保送赴苏的政审中因“出身”问题而被淘汰，只得抱憾毕业。在大师指导下潜心研究1955年大学毕业，刘家兄弟俩也就此分开。哥哥刘振隆被分配到沈阳中心气象台工作，刘振兴被分配到中国科学院地球物理研究所任研究实习员，从此聚少离多。1957年，刘振兴通过全国统考被录取为地球物理所所长赵九章的副博士研究生。起初，他的选题方向为近地层大气湍流结构特性。1958年5月，中科院组织了一个包括多学科的西北固沙考察队。在赵九章先生的建议下，刘振兴参加了这次固沙考察。在中科院宁夏中卫沙坡头固沙站，他阅览了该站积累数年的风沙观测资料，认识到风沙与近地层湍流有密切关系，于是用数据分析和理论相结合的方法，研究了沙的传输过程和不同风力与方向情况下沙丘的运动规律。在不到两个月的时间内就写出了关于我国西北风沙问题的两篇研究论文，后经赵九章先生推荐发表。这是首次对我国西北的风沙问题进行观测和理论相结合的研究，对当时的固沙工作有着一定的参考价值。1958年，中国科学院开始着手准备我国的人造卫星研制工作，为此成立了“581”组。赵九章为主要负责人，根据实际情况，他建议从火箭探测开始。1959年3月，赵九章将刘振兴调入“581”组，承担火箭探测数据处理工作。此后在刘振兴的要求下，他的副博士论文由近地层大气物理研究方向改为高空大气物理方向。赵先生还特地把他推荐给著名的空气动力学家郭永怀，请其指导课题研究。经过近两年的努力，刘振兴用稀薄气体动力学方法，完成了题为《流星与空间大气相互作用》的副博士学位论文，并得到了郭永怀先生的好评。1959年，赵九章根据当时空间物理发展的趋势，在地球物理研究所成立了磁暴研究组，并亲自指导这个组的工作。该组是我国磁层物理学发展的摇篮。刘振兴研究生毕业以后，在赵先生的安排下，从高层大气组转入了磁暴研究组， 从事磁暴期间地球辐射带变化的研究。从此，他又从高层大气跨入了磁层物理和太阳风的研究领域。带着地球辐射带研究的基础，1967年，刘振兴参加了我国第一颗卫星“东方红”一号空间粒子环境模拟试验的任务，所研究制定的空间粒子环境参数标准，对卫星的研制、发射和运行安全起了一定的作用。在此基础上，他撰写了《人造地球卫星环境手册》一书中的粒子辐射部分。1968年，恩师赵九章先生含冤去世，这使刘振兴悲伤欲绝。次年10月，他随空间物理及探测技术研究所到西安工作。当时研究所主要工作是探测空间粒子环境，包括地球辐射带和同步高度区粒子环境，为下一步卫星研制提供空间环境数据。他和另一同事负责探测器数据处理和分析工作。在“东方红”一号卫星上天后不到1年时间内，广大科研人员积极努力，于1971年3月成功发射了科学试验卫星“实践”一号。从1975年起，刘振兴开始在国内开展太阳风研究。从太阳风的卫星探测数据中，他发现太阳风中存在着湍流现象，而且与低层大气的湍流有些相似之处。在这一启示下，他将研究低层大气湍流的基础和方法，推广到太阳风湍流的研究中，从而得出了太阳风湍谱的普遍表达式，理论与探测结果符合得很好。此外， 他还提出了太阳风－磁层－电离层－高层大气耦合的概念。主编：张藜出处：《跨越时代的百位中国科学家》授权方：中国科学技术出版社
