中科院院士、南方科技大學副校長、講席教授楊學明因其研發(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儀器，揭示了化學反應(yīng)中的量子共振現(xiàn)象和幾何相位效應(yīng)的成就，獲得未來科學大獎“物質(zhì)科學獎”。
“他的新發(fā)現(xiàn)將化學動力學領(lǐng)域拓展到了前所未有的深度和廣度。”
勇于挑戰(zhàn)新領(lǐng)域、善于發(fā)現(xiàn)重大科學問題、堅持做原創(chuàng)性工作，這是不少業(yè)界人士對楊學明的評價。在師生眼中，這位儒雅謙和、睿智嚴謹?shù)膶W者在科研之路上一帆風順，在相關(guān)領(lǐng)域取得了巨大的成就。楊學明卻說，在求學和科研的道路上，也有很多困惑的時候，但幾次轉(zhuǎn)折都做出正確的選擇。用他的話說，一輩子都在做自己特別喜歡的事，才能堅持走到今天。
耳順之年，楊學明仍選擇在這個有活力、敢闖敢試的城市深圳，研發(fā)國際領(lǐng)先的大科學裝置——自由電子激光，努力為深圳、大灣區(qū)乃至全國發(fā)展實驗科學等基礎(chǔ)研究以及產(chǎn)業(yè)升級作出自己的貢獻。
切換賽道，做科研需要興趣與執(zhí)著
1962年10月，楊學明出生于浙江湖州市德清縣新安鎮(zhèn)。歷史悠久、山林水秀的德清，孕育了一批歷史文化名人，文化底蘊深厚。少年時的楊學明勤奮好學，特別是理科成績非常出色，經(jīng)常在班上給同學解難答疑。
楊學明常說，得益于有一位非常好的化學老師，他從中學開始就非常喜歡化學，并結(jié)下一輩子的緣分。
由于高考物理成績比化學好，他在大學本科選擇了物理系。大學畢業(yè)時，楊學明思考未來方向時又想到了化學，“主要是我覺得化學沒有念夠，所以要去繼續(xù)念化學”。
考研時，楊學明堅定地選擇了化學方向。他說：“一個人對自己的未來發(fā)展有沒有興趣是最重要的，有了興趣才會更努力往這個方向走，也不會覺得做科研很枯燥或很苦，興趣是從事科學研究工作的內(nèi)在推動力?！?/p>
楊學明發(fā)現(xiàn)量子力學是考研的必考課程，而這門課排在最后一個學期，如若等到那時再學就會錯過研究生考試?！八岳蠋熃ㄗh我自學，還鼓勵我說如果考過了，這門課可以免修?！?最后他通過了考試。從此，楊學明便領(lǐng)悟到自學能力是開展研究的必要技能。
1982年，楊學明考入中科院大連化學物理研究所攻讀碩士研究生，師從張存浩和朱清時兩位大科學家，從此進入分子動力學這個當時還非常新的領(lǐng)域。
不同的學科背景對楊學明整個科學生涯產(chǎn)生了非常深刻的影響。他認為，物理學科的思維非常嚴謹，有一套非常嚴格的體系。接受了物理學的訓練，再去學化學，讓他對化學的理解有了很大改變——真正做到從交叉角度看學科的發(fā)展，使得自己有更多機會發(fā)現(xiàn)別人不太關(guān)注的一些科學問題，“這是特別好的方向，走上這條道路我感到非常幸運”。
在這段時期，楊學明學會了獨立思考尋找重要科學問題和解決問題的能力，樹立了獨立科研工作的信心，進一步加深了對實驗科學研究的興趣和熱情。
另辟蹊徑，堅持做新科學儀器
“人的發(fā)展不可能一帆風順，雖然很多人看我一直很順，但年輕的時候，我也有很多很困惑?！睏顚W明說。
1985年，楊學明在中科院大連化物所獲得碩士學位后，便前往美國加州大學圣塔芭芭拉分校攻讀博士學位，隨后又在普林斯頓大學從事博士后研究，在團簇分子的高分辨紅外光譜研究方面打下了很好的基礎(chǔ)。
做完博士后，楊學明開始考慮未來要做什么，“光譜這條路看上去不是很好走”，在光譜領(lǐng)域找不到特別喜歡做的事情。
“怎么辦？很簡單，我當時的想法就是換一個跑道?！?/p>
楊學明認為，很少有人在某一個領(lǐng)域一條路走到底，在科研生涯中能做不同的東西，也是很有意思的事情。
一個明智的人總是抓住機遇，把它變成美好的未來。楊學明在美國勞倫斯伯克利國家實驗室做博士后期間，師從諾貝爾化學獎得主李遠哲教授，并第一次有機會親自研制復雜的整套科學儀器。
“在分子光譜領(lǐng)域，我發(fā)了很多文章，感覺發(fā)展還是挺困難，沒有找到一個新的方向。于是想轉(zhuǎn)做科學儀器，就算不是那么成功，但學會了做高水平的科學儀器，比如做一名工程師或儀器工程師，這樣也挺好?！睏顚W明說，他轉(zhuǎn)到伯克利時，就只有一個單純的想法——設(shè)計高端科學儀器。
楊學明花了整整一年的時間，跟著實驗室的工程技術(shù)人員，在計算機上設(shè)計出人生第一套復雜儀器的圖紙，并成功把設(shè)計圖紙變成世界上首套利用同步輻射的交叉分子束科學儀器。
在伯克利的兩年半，楊學明做了一套復雜的分子束儀器，發(fā)的論文也比以前少了，但這段經(jīng)歷卻成為他人生中的一筆財富。楊學明認為，正是這段轉(zhuǎn)折，讓他真正找到了未來的方向，就是發(fā)展科學儀器，真正做化學動力學里最尖端的實驗科學研究。
實驗科學對科學儀器的需求度、依賴度非常高。在美國，他看到很多年輕學者因為沒有好的儀器，最終沒能做出成果來。他意識到，自己研制儀器要做到有的放矢，兼具獨特性，才有可能做出原創(chuàng)且領(lǐng)先的科研工作。這點思想上的轉(zhuǎn)變對他來說至關(guān)重要。
“當初的義無反顧選擇做科學儀器，如今看來這條路走得十分正確。也適合自己的興趣和發(fā)展，使我在科學儀器和科學研究的發(fā)展更上一層樓?！睏顚W明在接受記者采訪時說。
勇于挑戰(zhàn)，南下深圳追逐夢想
在美國做研究時，楊學明覺得當時的同步輻射光的亮度不夠，作為一名研究者，他一直很想擁有一臺特性和亮度達到自己要求的極紫外或自由電子激光來開展科學研究。
正是基于這個想法，楊學明回國后和中科院上海應(yīng)用物理研究所的團隊一起推動了極紫外自由電子激光技術(shù)的發(fā)展。他主持研制了我國第一臺大型自由電子激光科學研究用戶裝置，這是世界上唯一運行在極紫外波段的自由電子激光裝置。
“如果儀器做得不好，在實驗科學領(lǐng)域就永遠只能跟著別人走。”楊學明說，目前一些高端科學儀器仍依賴進口，不僅需要花大量資金購買，而且也受制于人。在這個領(lǐng)域還需要長期、持續(xù)加大投入，只有掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，培養(yǎng)一批核心技術(shù)人才，才能在自研高端科學儀器上實現(xiàn)突破，增強科學研究和技術(shù)發(fā)展的“硬實力”。
“在我整個學術(shù)生涯里，有一個基本遵循，就是做科學儀器不能跟別人一樣。這個科學儀器能對某個領(lǐng)域有一個特別的視角，在方向上或者某些研究上能夠做得非常有特色?！睏顚W明說，中國科學家應(yīng)該發(fā)揮自己的創(chuàng)造能力，真正做一些開創(chuàng)性原創(chuàng)性的工作。
2017年，楊學明受邀來到深圳南方科技大學工作，翻開人生新的篇章。
“深圳是一座創(chuàng)新之城，有活力、敢闖敢試是這座城市最大的特點?！睏顚W明說，他希望在耳順之年在深圳做一些實實在在的事情，延續(xù)自己的科學生命，除了推動南科大理學院的建設(shè)，還有大科學裝置的設(shè)計研發(fā)工作——中能X射線自由電子激光裝置。
近幾年，國際上興起一種更新的光源技術(shù)，那就是基于超導加速器技術(shù)的高重復頻率自由電子激光。楊學明認為，目前只有少數(shù)發(fā)達國家正在推動發(fā)展，如果我們能率先布局，就意味著我國在這一領(lǐng)域能真正實現(xiàn)在國際上領(lǐng)跑，具有深遠的影響。
“大科學裝置對于科技發(fā)展的作用是常規(guī)儀器和手段不可比擬的，其所覆蓋的學科范圍之廣也遠遠超出人們的想象。我們非常希望這樣的裝置能夠在深圳建成，不管是發(fā)展基礎(chǔ)科學也好，還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展也好，都有非常重要的促進作用。”楊學明說，深圳作為一個國際化創(chuàng)新型城市，正在大力建設(shè)大科學裝置，加強基礎(chǔ)研究，打造原始創(chuàng)新的“策源地”，一方面將會提升深圳的應(yīng)用科學研究水平，實現(xiàn)城市創(chuàng)新能力躍升；另一方面，大科學裝置集群像“磁鐵”一樣，將吸引一大批前沿技術(shù)與科技人才，為產(chǎn)生高水平的科研成果提供有力支撐。自由電子激光在深圳建成后，不僅有力推動整個大灣區(qū)的基礎(chǔ)科學和應(yīng)用科學的發(fā)展，而且對整個大灣區(qū)的未來產(chǎn)業(yè)促進都有重要意義。
“一路走來，我從化學家慢慢變成自由電子激光的專家了。從最開始希望研制一個極紫外光源用于自己的科學研究，到現(xiàn)在希望發(fā)展我們最先進的儀器和方法，為國家在該領(lǐng)域‘補課’，實現(xiàn)高水平科技自立自強。只有這樣，我們才能真正成為一個科技強國?！?楊學明如是說。
院士檔案：
楊學明，中國科學院院士，南方科技大學副校長兼理學院院長，化學系講席教授。楊學明院士是國際頂尖的物理化學專家，主要從事氣相與表面化學反應(yīng)機理和動力學研究，通過與理論學者的合作，解決了化學動力學研究領(lǐng)域長期存在的一些科學難題，在反應(yīng)過渡態(tài)動力學以及非絕熱動力學研究方面作出了重要貢獻。其研究成果于2006年和2007年連續(xù)兩年入選“中國十大科技進展新聞”，“實驗觀測到化學反應(yīng)中的量子干涉現(xiàn)象”入選2020年中國十大科學進展。
（原標題《中科院院士、南科大副校長楊學明：努力打造世界上最亮的自由電子激光》）
（作者：深圳特區(qū)報首席記者 聞坤）
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