他走了，向着太阳迎着风…

2017年5月31日，帕克90岁生日前十天，帕克手持刚刚被以他的名字命名的“帕克号”模型站在该项空间探测任务的logo前 | 图源：Scott Olson/Getty。

当地时间3月15日，曾成功预言“太阳风”的美国著名太阳物理学家尤金·帕克（Eugene N. Parker）逝世，享年94岁。当时，“帕克号”——美国航空航天局（NASA）于2018年8月12日发射的同名太阳探测器——正承载着帕克的梦想，沐浴着太阳风的洗礼，努力完成它绕日飞行的第11圈。

“帕克号”是迄今唯一一颗以在世科学家名字命名的科学卫星，帕克本人则是史上首位亲眼目睹以自己名字命名的探测器发射升空的人。这是何等的荣耀啊！

91岁的帕克（前排坐者）亲临观看以自己名字命名的太阳探测器发射升空，发射时间为2018年8月12日美国东部时间凌晨3:31。| 图源：NASA/Glenn Benson

“看着它慢慢消失在茫茫夜空中，知道它永远也不会再回来，这样的经历实在令人感动。 ”

——尤金·帕克

尤金·帕克

1927年6月10日出生于美国密歇根州；

1948年毕业于密歇根州立大学物理系；

1951年博士毕业于加州理工大学；

1951年-1955年任犹他大学助教；

1955年起供职于芝加哥大学直至退休；

其间：

1962年起任教授；

1967年当选美国国家科学院院士；

1973年受聘杰出教授；

1987年荣膺钱德拉塞卡杰出服务教授；

1995年成为钱德拉塞卡杰出服务荣休教授。

在NASA的公告里，帕克是具有远见卓识的太阳物理学家；在芝加哥大学的报道中，他是太阳科学界的传奇人物；在NASA太阳物理学部主任福克斯博士眼里，帕克是那个每次看到新的图像或数据，眼睛都会闪闪发光的老小孩，总巴望着了解更多关于宇宙的信息；在“帕克号”的一块铭牌上写着：“献给专注于研究太阳和太阳风的尤金帕克博士，他的贡献彻底改变了我们对太阳和太阳风的认识。”

01成就与荣誉

细数帕克一生所获殊荣，便可一窥其贡献之非凡。

⊙克拉福德奖的遗憾

克拉福德奖的颁奖仪式通常在每年的“克拉福德日”（Crafoord Days）上举行，和诺贝尔奖一样，由瑞典国王亲自颁奖。2021年的颁奖仪式因受新冠疫情影响而被迫取消，与2022年的活动合并。帕克教授原本是受邀参加4月25-27日在瑞典隆德的克拉福德日，并作大会报告的，现在只能成为克拉福德奖的遗憾了。

1990年，时任美国总统老布什向帕克教授颁发美国国家科学奖章 | 图源：芝加哥大学

02帕克预言了太阳风

帕克最为有名的研究成果是他在1958年用数学的方法预测了“太阳风”。

太阳风是从太阳源源不断释放出的，裹挟在磁场中的超声速带电粒子流。它冲击着整个太阳系——如果没有行星大气、磁场的阻碍，可以一路吹到行星表面。

太阳风信息图 | 图源: NASA’s Goddard Space Flight Center/Mary Pat Hrybyk-Keith

⊙冲破旧识

不过在六十多年前，要认识到这些需要突破旧识的勇气和远见卓识，正如太阳风需要冲破太阳的束缚。因为当时普遍认为太阳大气和地球大气一样处于平衡状态，而太阳和地球之间则是无尽的真空。

帕克可能是第一个意识到太阳并不像之前认为的那样处于平衡状态的人。在帕克的理论模型里，太阳外层的日冕因温度高达百万摄氏度，产生完全电离的等离子体，相应的动能很大，足以冲破太阳的引力束缚，在我们的行星系统中蔓延。他仅用五个公式，就算出这些从太阳射出的粒子流会被加速至超声速。帕克给它起名“太阳风”。

帕克的理论表明，日地之间充满了这种超声速气流，而不是之前被认为的真空，这颠覆了人们对空间的认知，太阳风的概念成为理解各种日地现象的关键。

⊙一波三折

然而，挑战权威和普遍认知注定不会一帆风顺。

1958年，相关论文投给天体物理学杂志（ApJ）后，被两位审稿人一致嘲笑为“一派胡言”而拒稿，但却说不出数学推导和对观测的解释上到底错在哪里，当时实验室里把等离子体加速到超声速是难以想象的，他们仅仅是不相信而已。这已经不是帕克的第一次科学社会学经历了。

还是在加州理工读博期间就有过一次。当时，他在一张帕洛玛天文台巡天天图的昴星团照片中发现精细的尘埃纹路。他敏锐地意识到可能与磁场有关，并估算出磁场的强度在几个微高斯。要知道，当时人们对宇宙磁场的了解还仅限于地磁场、太阳黑子磁场和银河系磁场。帕克很快写就论文并投给了ApJ。然而，稿件被一个极端保守的主编直接退稿：“但凡懂点儿天体物理的人都知道这应该和磁场毫无关系”。帕克的结论挑战了当时的所谓权威认知。

好在这时的ApJ杂志主编早已易人，他虽也不相信“太阳风”，但是出于对文中严谨的数学推导挑不出任何毛病，最终以主编的特权同意发表。这位主编就是后来的诺奖得主苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar），他最终获得诺奖的工作——白矮星质量限制，当初也曾遭遇嘲笑和反对。

其实，帕克还在犹他大学当助教时，就曾因流体动力学湍动方面的工作和钱德拉塞卡有一些联系。后来帕克能拿到芝加哥大学辛普森研究组的工作机会，还承蒙钱德拉塞卡对其理论功底的美言。

⊙终得实锤

文章虽然发表了，但是“太阳风”并没有得到公认，几乎没人相信日冕会跨音速膨胀。帕克独守这一领域4年，深耕细作，详细研究并阐述了日冕扩张的分析理论，根据是否存在星际风，创建了两个日球层流体动力学模型，并给出了简单球对称激波解，再推广到“恒星风”。

这期间，人类开始拥有了航天发射能力，1959年苏联发射的“月球1号”和1961年美国发射的“探索者10号”等探测器不断从太空中传回的实测数据，其实都是支持帕克的预言，但是相关的一些研究在很大程度上都因普遍的怀疑论而被忽略了。人们似乎总是倾向于相信他们愿意相信的。直到1962年，NASA的“水手2号”（Mariner II）在前往金星的旅程中，确凿发现被称为「太阳风」的带电粒子流，“太阳风”才得以实锤。

“所有的真理都要经过三个阶段：首先，被嘲笑；然后，被激烈反对；最后，被理所当然地接受。 ”

——亚瑟·叔本华

03太阳风成就了帕克

此后，帕克教授将磁流体力学理论应用于更广泛的现象，包括“恒星风”和“银河系风”，他还对行星磁场的发电机理论这一个老大难问题做出了重要贡献。帕克还研究过其它现象，例如宇宙射线、星系的磁场等。1979年出版的帕克教授专著《宇宙磁场：起源和活动》是公认的宇宙磁流体力学和相关领域的“圣经”。

1979年出版的帕克专著《宇宙磁场：起源和活动》封面：1977年，帕克指着一张日全食照片中的日冕，解释什么是太阳风。| 图源：Hanna Holborn Special Collections Research Center

他的名字在天体物理学中随处可见：描述了星系气体和磁场动力学的帕克不稳定性；描述粒子在等离子体中运动的帕克方程；定量研究等离子体磁重联的斯威特-帕克模型；以及关于磁单极子磁通量的帕克极限。

帕克一生发表科学期刊论文达300多篇，值得一提的是，其中十之有九他都是唯一作者。影响最广泛的当属那篇1958年发表的预言“太阳风”的文章，截至他去世该文被引用近2500次（ADS数据）。这篇开创性研究论文还被写在一个芯片里，随“帕克号”一起去“触摸”太阳。

根据帕克的回忆，他一生曾指导过14位博士生：“回忆只是一扇通往过去的窗，而我的这些博士生就像是通往未来的路。每当他们有所感悟时，我都可以随时和他们讨论，但他们得对自己的研究负责，他们的博士论文是他们自己的。”

2020年，92岁的帕克还在《自然·天文》上发表了生前最后一篇文章，依然是唯一作者。足见其不为盛名所累，终生求索不止的精神。

04侧记：南京讲学

1979年9月，帕克在中美建交、邓小平访美、中美两国政府签署《中美科技合作协定》后不久，应邀来紫金山天文台讲学两周，来自全国各天文单位的50多人参加，当时的情况小结中这样记载：

帕克教授讲了天体磁场的起源，造成不平衡现象的磁场特点，磁力线管动力学和黑子理论及其他一些有关问题。在讨论中也谈了超磁场下的等离子问题。但原来希望他讲关于太阳风的问题，这次没有讲。据他自己解释，太阳风虽然最初是他提出来的，但是以后观测事实越来越多，一时很难讲清楚。

帕克教授认真讲学，数学运算简明，物理概念清楚，观测和实验事实确切，得到听众的好评，大家感到受益不少。他对提问，也是有问必答，共同探讨了许多问题。

帕克教授的这次讲学分量较重，但他是严肃认真的，正如他自己说的：“我到这里来的主要任务就是讲课。”甚至当他感冒时，也不愿减少讲课或讨论时间。

他在离开南京前，还为他自己和夫人以及他的父亲购买了中式服装。

05“意想不到”的致敬

帕克虽然成功预言了太阳风的产生，但即使六十多年后的今天，高速太阳风的加速机制仍是未解之谜，而解锁这些奥秘需要探测器飞得尽可能靠近太阳，而这正是人类首个“触摸”太阳的探测器帕克号所承担的前所未有的光荣使命。

帕克在观看“帕克号”发射后曾说：“太空任务令人着迷之处就在于它总会带来意想不到，随着任务的进行，航天器会进入以前从未涉足的区域，它的每一步都会很迷人，也更加令人兴奋。”

“帕克号”探测太阳的艺术想象图 | 图源：NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

帕克走了，向着太阳迎着风。“帕克号”还在前行，它最终将完成24圈绕日飞行，目前行程近半。它将于2024年圣诞节前后以约70万公里的时速，到达距离太阳表面620万公里范围内（约9倍太阳半径），成为史上飞得最快和最靠近太阳的探测器。期待“帕克号”带来更多意想不到的发现，那将是对帕克教授最好的致敬。

参考资料：

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-mourns-passing-of-visionary-heliophysicist-eugene-parker

https://news.uchicago.edu/story/eugene-parker-legendary-figure-solar-science-and-namesake-parker-solar-probe-1927-2022

Parker, E. N. Dynamics of the Interplanetary Gas and Magnetic Fields. 1958, ApJ, 128, 664

Parker, E. N. Reminiscing my sixty year pursuit of the physics of the Sun and the Galaxy. 2004, RAA, 14, 1, DOI:10.1088/1674-4527/14/1/001

https://www.kyotoprize.org/en/laureates/eugene_newman_parker/

https://www.scientificamerican.com/article/eugene-parker-namesake-of-nasas-sun-touching-spacecraft-dies-at-age-94/

https://www.crafoordprize.se/

紫金山天文台档案

封面图源：Getty images

轮值主编：苏杨

审校：赵金松

编辑：王科超

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