继续往上是暖层，此时已经离开地球表面八十多千米了（图中的第三个拐点处），既受不到地球自身的热辐射，也没有臭氧来吸收紫外线的能量，但大气的温度又一次上升了，而且随着高度的增加，开始呈现出一条迅速上扬的曲线。
经过科学家的认证，在地球上空300千米以上就没有传统意义上的空气了。那个高度以上大气的电离程度越来越高，以氢原子的电离为主。科学家也完全证实，在300千米以上不会有大气来吸收热量，而且也不会从地面吸收到热量。同时，科学家也证明了在地球中低纬度上空的高层大气也不可能从太阳风那里获得能量。那么这个能量是从哪来的呢？
20世纪60年代由人造地球卫星测得的高层大气温度的昼夜分布数据，使得这个疑问变得更加扑朔迷离。
高层大气温度的卫星观测值。实线为白天值，虚线为夜间值
从上图可以看出高层大气的昼夜温差变化很大。白天温度很高，在下午14时会达到极大值；晚上又变得比较低，大约在凌晨4点达到最小值，而且基本不随着高度的变化而变化，近似于一条直线。
这些都是观测得到的数据，也就是说都是实际发生的。为什么会有这么大的昼夜变化呢？这一定是跟太阳光线有关系的，因为白天有太阳光而夜里没有，这是我脑海中闪过的第一个念头。所以我就想到，因为地球高层大部分是带电粒子，假如光线能够对那里的带电粒子产生斥力的话，那就会给粒子一个动力。温度的升高实际上是表示能量的加大。光的能量传递给了粒子，再通过高层大气粒子间的碰撞，包括与中性粒子的碰撞，就相互传递了能量，那么必然会使那里的大气温度升高。这就是给予我启发的第二个重大自然现象。
原始宇宙线起源之谜
第三件给与我启示的自然现象就是“原始宇宙线的起源问题”。
宇宙射线（简称为宇宙线），指的是来自于宇宙中的一种具有相当大的能量，速度接近于光速的带电粒子。因为它是从太阳系之外的宇宙深处而来，所以也称为原始宇宙线。
原始宇宙线的穿透能力极强，不仅能穿透整个大气层直达地面，而且还能穿入很深的湖水中。有人通过实验发现在深达1000米的湖水中仍能观察到宇宙线所引发的电离现象。这也说明宇宙线具有极高的速度和能量。
目前，一般认为原始宇宙线产生于超新星的爆发过程，但这些粒子由爆炸获得的初始速度是有限的，在这之后一定有一个二次加速的过程来使原始宇宙射线的速度接近光速。根据爱因斯坦的相对论，一切速度都不可能超过光速。但是强大的宇宙射线为什么会如此接近光速呢？曾经有人提出过“宇宙加速器”理论，认为是汇集的磁场使粒子加速。不过，后来一直没由观测到这种磁场的存在。
但是从这里我进一步得到了启发。超新星的特征就是它能发出极强的光，其最大光度是太阳光度的109～1010倍，这种极强的光打到带电粒子上，就可能对这个粒子产生极大的加速作用。
同时，离我们最近的恒星——太阳也会放出太阳宇宙射线，虽然太阳宇宙射线的强度没有原始宇宙线大，但也会达到很高的速度。而太阳宇宙射线和大耀斑的爆发是紧密联系在一起的，只有大耀斑的爆发才会产生太阳宇宙线，而耀斑顾名思义，是会放射出耀眼的光线的。据科学家的观测估算，一次大耀斑的爆发可以在几秒内释放出1032尔格[9]的能量，即相当于2×1015吨TNT炸药的能量。这又使我加强了“光会对空间自由带电粒子产生斥力，会加速这些带电粒子”的想法。
两个大胆的假设
我所提出的“斥力论”讲的是光对空间自由带电粒子具有斥力作用，会加速它们，会供给它们能量。但这个能量的供给并不是指能量的吸收，而是指一种力的作用，是在自然界内提出了一种新的力。
由上一节的叙述可以看出：“斥力论”的由来并不是首先从数学上先推导得出。而是从观测结果到思索，再到观测，再到思索，如此反复，在实践中提炼出这一概念。
在科学研究的方法上，提出一个概念是非常重要的，而更进一步的是要把这个概念付诸实施，要来证明它。因此必须把它定量化，所谓定量就是给出计算这个“斥力”的方法和公式。
想要解释前人不能解释的东西，不能只靠已有的知识来生搬硬套。每一次知识的革新，特别是自然科学上的大发现，都是建立在对于传统观念的突破之上。所以为了把“斥力论”的理论定量化并证实，我在思想上突破了前人的观点，提出了两个大胆的假设。
因为太阳光包含有各种波长的光线比较复杂，所以我首先选择比较简单的单色平面光作为研究对象，并提出了第一个假设。
假设一：按光的电磁波理论[10]，在平面单色光波电场的作用下的空间自由带电粒子亦作相应的周期运动，但其速度位相始终与该电场的位相接近于一致。
什么叫位相接近一致呢？通俗的说法就是两者同步。比如说一个人在走路，左脚向前迈一步，右脚再向前迈一步就叫做一个周期。在他的左脚向前迈时，通常左臂后摆，右臂前摆，即右臂和左脚同步，也可以说它们同相位。而左臂和左脚刚好相反，也可以说相位相差π。如果手臂每次循环时间和脚循环时间相同，即所谓周期相同。
波是以周期的方式变化的，两个波峰（波谷）之间就是一个周期，即2π。那么π就表示半个周期，π/2就表示1/4个周期。如下图所示：
波的位相示意图
带电粒子受到电磁波的作用也是在振动着的。它振动的位相，按照经典的电动力学来说，一定要比电磁波的电场波动的位相落后π/2。这样粒子受到的洛伦兹力[11]会相互抵消为零。
我提出的假设就是说带电粒子振动的相位是与扰动它的电磁波的电场相位是同步的，并不落后π/2。这样，粒子受到的洛伦兹力就不会被抵消，而会沿着波的传播方向受到一个力的作用。
但这还远远不够，因为太阳光并不是单色光，它含有各种波长的光。从波长很短的X射线，一直到远红外线等等，在这么多不同波长的光的作用下，电子会受到怎样的力呢？
由这个疑问我又做出了第二个假设：几种不同频率的光对空间自由带电粒子的作用力是可以叠加的，或者说光在同一时刻可以表现出电磁波和粒子两种特性。为了清楚起见，我们对此作了更精确的表述。
假设二：按光的粒子性，当几种不同频率的光波，亦即不同能量的光子同时作用于空间自由带电粒子时，其在斥力上的效应，等效于它们分别作用所引起的能量变化的总和。
要解释这个假设，就要先介绍一下“光的波粒二象性”。
光具有粒子性的理论诞生于20世纪初，首先由普朗克提出，再由爱因斯坦推进并完善。两人均因此获得了诺贝尔物理学奖。这一理论的核心既是说：光是由一种称为光子的基本粒子组成，并且以光子的形式在空间传播。但另一些事实表明，光确实又具有波动性。比如在光发生光电效应等现象时体现出粒子性；发生衍射、干涉等现象时又体现出波动性。