“想做好實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究,應(yīng)該先把科學(xué)儀器做好,掌握關(guān)鍵技術(shù)。”20多年來,中國科學(xué)院院士、中科院大連化學(xué)物理研究所研究員楊學(xué)明(見上圖,中科院大連化物所供圖)一直在研發(fā)先進(jìn)科學(xué)儀器的道路上努力探索和前行。
2022年末,他因研發(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)的成就而獲得2022年未來科學(xué)大獎(jiǎng)“物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”。
20多年前,楊學(xué)明決定回到中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所工作,他至今仍覺得,這是一項(xiàng)正確的選擇!
自研儀器,取得系列科研成果
1985年,楊學(xué)明在中科院大連化物所獲得碩士學(xué)位,并于第二年繼續(xù)攻讀博士學(xué)位。此后多年,他一直在外地從事科研工作……2001年接到時(shí)任所長包信和的邀請(qǐng),他欣然接受;當(dāng)時(shí),他剛獲得一家研究所終身研究員職位,做出這個(gè)決定意味著要放棄很多。
回來后,楊學(xué)明擔(dān)任中科院大連化物所分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任;所里為他提供了良好的科研環(huán)境,楊學(xué)明果然不負(fù)眾望,和團(tuán)隊(duì)利用自行研制的、國際領(lǐng)先的分子束科學(xué)儀器,將反應(yīng)散射動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究推向全量子態(tài)分辨的高水平,在化學(xué)反應(yīng)量子過渡態(tài)及共振態(tài)動(dòng)力學(xué)研究方面取得重要系列成果,解決了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域中一些國際公認(rèn)的難題,對(duì)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
除了產(chǎn)出系列成果,科研生涯中讓楊學(xué)明感到自豪的,還有一件件由他自主設(shè)計(jì)研發(fā)的科研儀器。
楊學(xué)明第一次自己動(dòng)手做復(fù)雜的科學(xué)儀器,是在國外做博士后時(shí)。當(dāng)時(shí),在導(dǎo)師的鼓勵(lì)下,他花了整整一年時(shí)間,跟著實(shí)驗(yàn)室的工程師們,在計(jì)算機(jī)上做出了職業(yè)生涯中第一套復(fù)雜儀器的設(shè)計(jì)圖紙……他說:“科學(xué)儀器在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的作用越來越重要。在我從事的研究領(lǐng)域,幾乎沒有哪個(gè)重要成果是用現(xiàn)成儀器獲得的。”
遵循興趣,轉(zhuǎn)換科研跑道
1962年,楊學(xué)明出生于浙江德清的一個(gè)小村莊。中學(xué)時(shí)期,他對(duì)化學(xué)特別感興趣,但高考時(shí)化學(xué)沒考好,最終考入浙江師范學(xué)院物理系。“考研時(shí),我堅(jiān)定地選擇了化學(xué)方向。”楊學(xué)明說。
1982年,楊學(xué)明順利考上中科院大連化物所,由此叩開了化學(xué)物理的大門。大學(xué)時(shí)的物理專業(yè)背景,反而成為他在化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究領(lǐng)域的優(yōu)勢。
1985年,在獲得碩士學(xué)位后,楊學(xué)明出國深造,隨后,萌生了轉(zhuǎn)換科研跑道的想法,“此前,我做分子光譜學(xué)研究,當(dāng)時(shí)沒有找到自己特別感興趣的方向,此后我開始轉(zhuǎn)向化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究。這次轉(zhuǎn)向啟示我,不要放棄以往的積累,而是要充分利用其去開拓新方向。”
于是,楊學(xué)明開始嘗試學(xué)習(xí)利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)先進(jìn)的科學(xué)儀器,并利用同步輻射先進(jìn)光源的方法研究化學(xué)動(dòng)力學(xué),“我特別喜歡做儀器設(shè)計(jì),覺得這個(gè)方向很有意思。畫出設(shè)計(jì)圖紙,然后做成自己想要的儀器,很有成就感。”
尋找新工具新方法,做有特色研究
楊學(xué)明帶頭研發(fā)的國家重大科研儀器設(shè)備專項(xiàng)——大連相干光源已于2018年通過驗(yàn)收。這是我國第一臺(tái)大型自由電子激光用戶裝置,也是全球唯一運(yùn)行在極紫外波段的自由電子激光裝置,是世界上最亮的極紫外光源。他說:“極紫外光源是對(duì)分子進(jìn)行激發(fā)和軟電離最有效的光源,有助于科學(xué)家在原子分子水平上開展一系列研究。”
研制一個(gè)高亮度極紫外自由電子激光光源,是楊學(xué)明做博士后研究時(shí)就有的夢想。幸運(yùn)的是,在國家自然科學(xué)基金委和研究所的大力支持下,這個(gè)夢想實(shí)現(xiàn)了!
目前,楊學(xué)明正在推動(dòng)我國新一代高重頻自由電子激光裝置的發(fā)展,旨在為科研工作者提供世界上最先進(jìn)的極紫外和軟X射線光源。
和當(dāng)年建設(shè)大連相干光源一樣,高重頻X射線自由電子激光裝置的建設(shè)難度也異乎尋常,但楊學(xué)明的堅(jiān)定一如既往。“我們想做些別人做不到的事情,做出非常有特色的研究。”楊學(xué)明說。這些年,他研發(fā)的10多臺(tái)套科學(xué)儀器都遵循這樣的原則。
如今,雖已過耳順之年,手頭各種事情頗多,但楊學(xué)明依舊將至少一半時(shí)間留給科研。“讓我感到最快樂的,就是整天在實(shí)驗(yàn)室里思考科學(xué)問題,與同事和學(xué)生一起討論科研方向。”楊學(xué)明說。
《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2023年01月04日 06 版)