祝傳海

作為中國(guó)科學(xué)院院士、南方科技大學(xué)副校長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員，楊學(xué)明自行設(shè)計(jì)研制和發(fā)展了一系列具有國(guó)際領(lǐng)先水平的科學(xué)儀器，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功研制的中國(guó)首個(gè)自由電子激光用戶(hù)裝置，也為世界提供了一個(gè)國(guó)際、獨(dú)特且領(lǐng)先的實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究平臺(tái)。

楊學(xué)明堅(jiān)持“不做跟別人一模一樣的東西”，“就算是同類(lèi)儀器，也一定要在某一方面做到超越”。正是這種“不一樣”，令他獲得2022未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)—“物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”。在他看來(lái)，這一獎(jiǎng)項(xiàng)把中國(guó)科學(xué)家得到國(guó)際認(rèn)可的工作在社會(huì)上傳播開(kāi)來(lái)，展示出這樣的思想：“我們中國(guó)人要有膽識(shí)來(lái)推動(dòng)世界科學(xué)的發(fā)展，真正為人類(lèi)文明的發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)?！?/p>

“我感到非常幸運(yùn)”

《科學(xué)中國(guó)人》：您因研發(fā)新一代高分辨率和高靈敏度量子態(tài)分辨的交叉分子束科學(xué)儀器，揭示了化學(xué)反應(yīng)中的量子共振現(xiàn)象和幾何相位效應(yīng)，獲得2022未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)—“物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”。這項(xiàng)工作的重要性體現(xiàn)在哪些方面？

楊學(xué)明：我是做基礎(chǔ)科學(xué)研究的，探索未知科學(xué)領(lǐng)域，對(duì)我特別重要。從很早前我就有一個(gè)堅(jiān)持：我們做實(shí)驗(yàn)科學(xué)最重要的一件事，就是如何探索未知的科學(xué)現(xiàn)象，或者還沒(méi)有真正被認(rèn)識(shí)的一些科學(xué)領(lǐng)域。

楊學(xué)明在交叉分子束儀器旁

比如在化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中，為什么能產(chǎn)生這種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物，而不是那種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物？為什么這個(gè)反應(yīng)在這種條件下能反應(yīng)，在別的條件下不反應(yīng)？非常關(guān)鍵的一點(diǎn)就是要找到化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中間狀態(tài)的特色，也就是所謂的“過(guò)渡態(tài)”。

過(guò)渡態(tài)的特性，是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程研究中的核心科學(xué)問(wèn)題，我認(rèn)為也是最重要的科學(xué)問(wèn)題之一。但長(zhǎng)期以來(lái)，我們對(duì)它的研究不夠深入，也沒(méi)有很好的方法。因?yàn)檫^(guò)渡態(tài)的“壽命”特別短，是飛秒（10-15秒）量級(jí)，所以需要非常特別的方法來(lái)研究。

我們利用散射的方法，就是用兩個(gè)分子束碰撞的方法，通過(guò)整個(gè)空間的反應(yīng)的散射圖像來(lái)看化學(xué)反應(yīng)的根本特征。因?yàn)槊恳粋€(gè)化學(xué)反應(yīng)，就像每一個(gè)人一樣，都有自己非常獨(dú)到的地方。幾乎沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)是完全一模一樣的，所以找尋其中的規(guī)律，也就是化學(xué)反應(yīng)過(guò)渡態(tài)有哪些基本特性，特別重要。

我們知道，化學(xué)反應(yīng)是遵循量子力學(xué)的基本原理。因此，過(guò)渡態(tài)本身應(yīng)該也有非常明顯的量子特性。過(guò)渡態(tài)的這些量子特性，很多都是我們以前沒(méi)有認(rèn)識(shí)到的，或者用以前的實(shí)驗(yàn)方法看不到的。而我們利用自己發(fā)展的科學(xué)儀器，就能夠去研究量子共振態(tài)、幾何相位效應(yīng)等，并且通過(guò)和理論學(xué)家合作，對(duì)這些過(guò)程產(chǎn)生更深刻的認(rèn)識(shí)。

我剛開(kāi)始進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域時(shí)，化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究還是一個(gè)比較經(jīng)典的動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域；慢慢地它開(kāi)始走向量子水平的化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究。在量子水平上研究化學(xué)動(dòng)力學(xué)才能使我們對(duì)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)有根本性的理解，并達(dá)到更加精準(zhǔn)的水平，推動(dòng)化學(xué)成為一門(mén)更精準(zhǔn)和更可預(yù)測(cè)的科學(xué)，我認(rèn)為這非常有意義。

我身在其中，能夠?yàn)橥苿?dòng)這樣一個(gè)方向的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量，并且在交叉分子束反應(yīng)動(dòng)力學(xué)上做出了一些非常獨(dú)到、大家也比較認(rèn)可的工作，這讓我覺(jué)得非常幸運(yùn)。

《科學(xué)中國(guó)人》：一路走來(lái)，您覺(jué)得哪些是您人生中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)？這些節(jié)點(diǎn)對(duì)您有怎樣特殊的意義？

楊學(xué)明：人生中的每一步，都會(huì)烙下一個(gè)腳印，對(duì)后來(lái)走向的結(jié)果有影響，所以每一步都很重要。

我在浙江農(nóng)村長(zhǎng)大。很幸運(yùn)，我在中學(xué)時(shí)遇到一位很好的化學(xué)老師，他的鼓勵(lì)讓我對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了朦朧的興趣。如果當(dāng)初沒(méi)有對(duì)化學(xué)感興趣，可能我現(xiàn)在走的就是完全不同的道路。早期埋下的種子對(duì)我來(lái)說(shuō)太重要了。

我大學(xué)是在浙江師范學(xué)院（現(xiàn)浙江師范大學(xué)）物理系度過(guò)的，在那里，我打下了很好的物理基礎(chǔ)，但還是覺(jué)得應(yīng)該繼續(xù)追求化學(xué)。所以，我找到了一個(gè)學(xué)化學(xué)的機(jī)會(huì)，到中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“大連化物所”）讀碩士研究生，跟隨張存浩老師和朱清時(shí)老師學(xué)習(xí)光譜。

學(xué)了物理再去學(xué)化學(xué)，我自己認(rèn)為是一個(gè)很好的知識(shí)架構(gòu)。因?yàn)榻嵌炔煌?，看?wèn)題的方式就會(huì)不一樣。我其實(shí)非常幸運(yùn)地走上了這條道路。

在大連化物所畢業(yè)后，我去美國(guó)留學(xué)。這一步對(duì)我來(lái)說(shuō)也非常重要，真正讓我見(jiàn)識(shí)到世界最先進(jìn)的科學(xué)是怎樣的狀態(tài)。尤其在加州大學(xué)圣巴巴拉分校讀博士時(shí)，遇到了阿萊克·沃特克（Alec Wodtke）教授。從他身上我學(xué)到了很多，讓我真正產(chǎn)生了做科學(xué)研究的熱情，也讓我感受到做前沿科學(xué)是“觸摸得到”的，是有可能一步一步把自己的研究想法實(shí)現(xiàn)的。對(duì)做科學(xué)研究來(lái)說(shuō)，除了興趣，另一件非常重要的事就是“想法”——因?yàn)橛辛讼敕ú拍苡袉?wèn)題，有了問(wèn)題才能解決問(wèn)題。

到那時(shí)，我做的還都是光譜。其實(shí)1991年之后，我去普林斯頓大學(xué)做博士后研究本來(lái)也是要做光譜。但后來(lái)遇到了一些困難，或者說(shuō)我沒(méi)有找到特別讓我激動(dòng)的方向。于是，我有了要轉(zhuǎn)變一下研究方向的想法，就選擇轉(zhuǎn)到加州大學(xué)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，跟隨李遠(yuǎn)哲先生利用同步輻射光源開(kāi)展化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究。

這是一個(gè)嶄新的研究，而且要研制一套全新、非常復(fù)雜的交叉分子束科學(xué)儀器，也正是這一點(diǎn)吸引我走進(jìn)了這一個(gè)方向。我就是從這里真正開(kāi)始并且學(xué)會(huì)做復(fù)雜的科學(xué)儀器，走到了化學(xué)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域。對(duì)我后面的學(xué)術(shù)生涯來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非常關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

可以說(shuō)，這一路上我經(jīng)歷了很多“點(diǎn)”，每個(gè)點(diǎn)在我人生中發(fā)揮的作用不一樣。但它們令我一步一步走上了一條能夠追尋夢(mèng)想又能發(fā)揮價(jià)值的科學(xué)道路，我感到非常幸運(yùn)。遇到對(duì)的人、對(duì)的事情，又是自己喜歡的，人生能夠這樣“對(duì)”起來(lái)，很不容易。

當(dāng)然，這當(dāng)中不是沒(méi)有困難，每到要做決定往哪個(gè)方向上走的時(shí)候，我就問(wèn)自己走上這方向，我會(huì)不會(huì)后悔？如果不后悔做了這樣的選擇，那我就一往直前。

“我跟南方科大有點(diǎn)緣分”

《科學(xué)中國(guó)人》：您2017年11月南下，出任南方科技大學(xué)理學(xué)院院長(zhǎng)，當(dāng)時(shí)選擇南方科技大學(xué)的機(jī)緣是什么？

楊學(xué)明：我是2017年來(lái)到南方科技大學(xué)（簡(jiǎn)稱(chēng)“南方科大”）幫助創(chuàng)建理學(xué)院的。

南方科大是一個(gè)很年輕的學(xué)校，2010年才開(kāi)始創(chuàng)建。我跟南方科大有一點(diǎn)緣分，它的創(chuàng)校校長(zhǎng)朱清時(shí)是我的碩士生導(dǎo)師。所以在南方科大創(chuàng)建的過(guò)程中，我也很關(guān)注。朱清時(shí)老師很早就邀請(qǐng)我來(lái)訪問(wèn)、作報(bào)告。我還參加了第一個(gè)教改班的開(kāi)學(xué)典禮。

當(dāng)時(shí)只有40幾個(gè)學(xué)生，他們非常有理想，有挑戰(zhàn)未來(lái)、挑戰(zhàn)自己的精神和勁頭，讓我覺(jué)得我們國(guó)家的年輕人比我膽子還大，如果是我，也許還沒(méi)有膽量去做這樣的選擇。我被他們感動(dòng)，南方科大也留給我一個(gè)敢闖、敢干的深刻印象。我覺(jué)得，這種精神值得我來(lái)為學(xué)校做一點(diǎn)事情。

但那幾年我特別忙，沒(méi)有機(jī)會(huì)來(lái)南方科大。2014年之后，我有段時(shí)間身體不是很好，基本恢復(fù)之后感覺(jué)到人生很短暫，還應(yīng)該要做點(diǎn)什么有意義的事。所以當(dāng)陳十一校長(zhǎng)問(wèn)我愿不愿意來(lái)幫助創(chuàng)建理學(xué)院時(shí)，我感到這是一個(gè)非常難得的機(jī)遇。

南方科大是一個(gè)創(chuàng)新的學(xué)校，是一個(gè)非常有理想的學(xué)校。而我們國(guó)家在創(chuàng)新型人才建設(shè)上也確實(shí)有一些短板，我特別希望能在這方面做一點(diǎn)工作。

我本人學(xué)了物理和化學(xué)，懂一點(diǎn)儀器，對(duì)生物科學(xué)問(wèn)題也非常感興趣?？梢哉f(shuō)，我自己就是做交叉學(xué)科的，也希望在理學(xué)的學(xué)科交叉上有所貢獻(xiàn)。所以建理學(xué)院這件事，非常對(duì)我的興趣和胃口。

《科學(xué)中國(guó)人》：南方科技大學(xué)有哪些優(yōu)勢(shì)和特色？

楊學(xué)明：南方科大的優(yōu)勢(shì)在于“新”。有的時(shí)候新可能不是好事，但新最大的好處是沒(méi)有包袱。

南方科大在吸引海外人才方面有較大作為，最近的就是在2022年引進(jìn)了菲爾茲獎(jiǎng)獲得者埃菲·杰曼諾夫（Efim Zelmanov）。同時(shí)，國(guó)內(nèi)很多優(yōu)秀學(xué)者對(duì)南方科大也很認(rèn)可。這些優(yōu)秀人才的加入，對(duì)學(xué)校培養(yǎng)創(chuàng)新人才等方面有很大的推動(dòng)作用。

在過(guò)去的多年發(fā)展過(guò)程中，南方科大建立了不錯(cuò)的聲譽(yù)，我們也希望各界能夠?qū)δ戏娇拼笥懈嗟闹С?，?lái)推動(dòng)這一新型研究型大學(xué)的發(fā)展，真正把我國(guó)建設(shè)高水平研究型大學(xué)這件事做好。

這對(duì)我國(guó)整個(gè)研究體系的發(fā)展具有根本性的意義。只有具備了高水平的科研人才，我國(guó)科研整體水平才有可能真正做到引領(lǐng)的高度。當(dāng)然這是一個(gè)長(zhǎng)期的工作，不是一天兩天能做成的。我相信在大家的努力下，還是很有希望實(shí)現(xiàn)的。

在“不一樣”中體現(xiàn)創(chuàng)新價(jià)值

《科學(xué)中國(guó)人》：科學(xué)的發(fā)展離不開(kāi)創(chuàng)新，您認(rèn)為自主創(chuàng)新對(duì)一個(gè)國(guó)家、一個(gè)民族乃至一個(gè)人具有怎樣的意義？

沈向洋（左）為楊學(xué)明頒發(fā)2022未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)—“物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”

楊學(xué)明：做科學(xué)，沒(méi)有創(chuàng)新是沒(méi)有辦法生存的。創(chuàng)新的意義在于突破現(xiàn)有框架，去做別人做不到的事情。

我自己做實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究從不想完全跟著別人做，可能會(huì)用到一些前人發(fā)展的實(shí)驗(yàn)方法，但是從來(lái)不做跟別人一模一樣的事情。我們實(shí)驗(yàn)室做科學(xué)儀器，哪怕是做同類(lèi)的科學(xué)儀器，也一定要在某一方面超越，做到跟別人不一樣。“不一樣”不一定是全新的，但是如果跟別人一模一樣，肯定不是新的。我們就是在那些“不一樣”中體現(xiàn)創(chuàng)新的價(jià)值。

《科學(xué)中國(guó)人》：您對(duì)我國(guó)自主創(chuàng)新體系的建設(shè)有何真知灼見(jiàn)？在您看來(lái)，如何培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神的學(xué)生？

楊學(xué)明：在美國(guó)讀博士研究生時(shí)，我得到了一個(gè)啟發(fā)：研究生必須有自己的創(chuàng)新思想。

我們一直在強(qiáng)調(diào)原創(chuàng)。原創(chuàng)的思想和勇氣特別重要。不要直接告訴學(xué)生他要往哪個(gè)方向發(fā)展，要鼓勵(lì)他們?nèi)フ业教剿鞯囊饬x，從而去做一些真正不一樣的東西。別人告訴你的東西怎么能叫創(chuàng)新呢？創(chuàng)新是要從你自己內(nèi)心迸發(fā)出來(lái)的。

為什么我覺(jué)得自己能做科研，就是在讀博士期間意識(shí)到自己有很多新的想法，并且有能力去實(shí)現(xiàn)它們的一部分。我們要鼓勵(lì)和創(chuàng)造這種環(huán)境。不管是大學(xué)還是研究所，不能去培養(yǎng)老師讓干什么就干什么的學(xué)生，乖乖的，跟綿羊似的。在研究體系中，這是沒(méi)有希望的，肯定會(huì)導(dǎo)致一代不如一代。

科學(xué)研究的發(fā)展就是要一代超越一代。我們要鼓勵(lì)年輕人在科學(xué)上要有一些“反叛”精神，要敢于發(fā)出合理的質(zhì)疑，要敢于超越他們的老師，只有這樣科學(xué)領(lǐng)域才能興旺發(fā)達(dá)。我們國(guó)家在基礎(chǔ)科學(xué)探索上需要提倡這種精神。

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不是孤立的

《科學(xué)中國(guó)人》：作為2022未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)—“物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”獲得者，對(duì)于中國(guó)民間科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)推動(dòng)科學(xué)的作用，您有怎樣的看法？

楊學(xué)明：這次獲獎(jiǎng)后，我對(duì)未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)的理念和做法進(jìn)行了深入了解。我感到這是一個(gè)有特殊意義的科學(xué)大獎(jiǎng)。它聚焦中國(guó)人的科學(xué)研究成果在世界的影響。

過(guò)去幾十年，我國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究水平有了大幅度提升，相當(dāng)一部分學(xué)者的研究成果已經(jīng)在國(guó)際上得到了認(rèn)可。但國(guó)內(nèi)在科學(xué)傳播時(shí)講得比較多的是“科學(xué)有用”。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不是孤立的，“科學(xué)有用”很重要，但基礎(chǔ)科學(xué)的突破哪怕目前看不到用處，它也是很重要的。

基礎(chǔ)科學(xué)能推動(dòng)人類(lèi)知識(shí)疆界的突破。在這一方向上，極具代表性的、中國(guó)人做的東西，我們能數(shù)出來(lái)的不是那么多。但是，我相信隨著我國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展，中國(guó)科學(xué)家的突破一定會(huì)越來(lái)越多。我認(rèn)為未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)充分展示了這樣一種思想：我們中國(guó)人要有膽識(shí)來(lái)推動(dòng)世界科學(xué)的發(fā)展，真正對(duì)人類(lèi)科學(xué)文明的發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。

基礎(chǔ)科學(xué)研究也推動(dòng)重要技術(shù)的發(fā)展。比如，我們現(xiàn)在用于醫(yī)學(xué)的核磁共振、X射線(xiàn)等技術(shù)，最開(kāi)始就是做基礎(chǔ)科學(xué)研究的科學(xué)家發(fā)展起來(lái)的。如果他們不來(lái)鉆研，這些方法也發(fā)展不到現(xiàn)今的大規(guī)模應(yīng)用。因此，我認(rèn)為科學(xué)工具的發(fā)展水平，如實(shí)驗(yàn)技術(shù)、科學(xué)儀器、科學(xué)軟件等，都是一個(gè)國(guó)家科技硬實(shí)力的體現(xiàn)，是基礎(chǔ)科學(xué)研究的重要組成部分，需要得到高度重視。

我國(guó)目前在基礎(chǔ)科學(xué)上的重視程度和資金投入都應(yīng)該繼續(xù)加大，尤其是先進(jìn)科學(xué)儀器和方法。高水平基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展，是成為世界強(qiáng)國(guó)的一個(gè)重要條件。未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)能夠把中國(guó)科學(xué)家得到國(guó)際認(rèn)可的工作在社會(huì)上廣泛傳播，鼓勵(lì)高水平的科學(xué)研究，這對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展特別重要。

《科學(xué)中國(guó)人》：一路走來(lái)，您的科研理想是什么？對(duì)于未來(lái)的3到5年，人才培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)等方面，您有何規(guī)劃？

楊學(xué)明：我們團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)做了一些初步比較好的成果，在此基礎(chǔ)上，我希望我們能把問(wèn)題做深、做透。比如，對(duì)過(guò)渡態(tài)有更加系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。只有這樣，我們對(duì)整個(gè)化學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)性理解，才能達(dá)到更全面、更系統(tǒng)的水平。

我也希望未來(lái)幾年，我能有時(shí)間去寫(xiě)過(guò)渡態(tài)研究方面的專(zhuān)著，總結(jié)過(guò)去我?guī)资曛械难芯抗ぷ骱徒?jīng)驗(yàn)，希望能夠幫助大家提高對(duì)于過(guò)渡態(tài)量子特性的認(rèn)識(shí)。

同時(shí)，我特別希望能有更多的年輕人才脫穎而出，去挑戰(zhàn)一些比較重要的問(wèn)題。我認(rèn)為國(guó)內(nèi)已經(jīng)有一批非常高水平的人了，希望這一批人能夠發(fā)展成為世界頂尖的水平。我們中國(guó)人能夠培養(yǎng)世界頂尖的科學(xué)家，也是非常重要的事情。我也非常努力地希望成就一些事。

未來(lái)，我希望能加快推動(dòng)超導(dǎo)型自由電子激光裝置（包括極紫外和軟X射線(xiàn)區(qū)域）的建設(shè)，因?yàn)槲覐男牡桌镎J(rèn)為新一代自由電子激光光源的建設(shè)在推動(dòng)我國(guó)關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)的發(fā)展上意義重大。

也許再過(guò)十年，我也沒(méi)有那么大的精力來(lái)做科研了。因此，我特別希望在余下的十多年里，能夠做一些更有意義的科學(xué)和技術(shù)研發(fā)工作。