“做些別人做不到的事情”
“想做好實驗科學研究,應該先把科學儀器做好,掌握關鍵技術?!?0多年來,中國科學院院士、中科院大連化學物理研究所研究員楊學明一直在研發(fā)先進科學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儀器,揭示了化學反應中的量子共振現(xiàn)象和幾何相位效應的成就而獲得2022年未來科學大獎“物質(zhì)科學獎”。
20多年前,楊學明決定回到中國科學院大連化學物理研究所工作,他至今仍覺得,這是一項正確的選擇!
自研儀器,取得系列科研成果
1985年,楊學明在中科院大連化物所獲得碩士學位,并于第二年繼續(xù)攻讀博士學位。此后多年,他一直在外地從事科研工作……2001年接到時任所長包信和的邀請,他欣然接受;當時,他剛獲得一家研究所終身研究員職位,做出這個決定意味著要放棄很多。
回來后,楊學明擔任中科院大連化物所分子反應動力學國家重點實驗室主任;所里為他提供了良好的科研環(huán)境,楊學明果然不負眾望,和團隊利用自行研制的、國際領先的分子束科學儀器,將反應散射動力學實驗研究推向全量子態(tài)分辨的高水平,在化學反應量子過渡態(tài)及共振態(tài)動力學研究方面取得重要系列成果,解決了反應動力學領域中一些國際公認的難題,對化學反應動力學的發(fā)展做出貢獻。
除了產(chǎn)出系列成果,科研生涯中讓楊學明感到自豪的,還有一件件由他自主設計研發(fā)的科研儀器。
楊學明第一次自己動手做復雜的科學儀器,是在國外做博士后時。當時,在導師的鼓勵下,他花了整整一年時間,跟著實驗室的工程師們,在計算機上做出了職業(yè)生涯中第一套復雜儀器的設計圖紙……他說:“科學儀器在現(xiàn)代科學技術發(fā)展中的作用越來越重要。在我從事的研究領域,幾乎沒有哪個重要成果是用現(xiàn)成儀器獲得的?!?/p>
遵循興趣,轉(zhuǎn)換科研跑道
1962年,楊學明出生于浙江德清的一個小村莊。中學時期,他對化學特別感興趣,但高考時化學沒考好,最終考入浙江師范學院物理系?!翱佳袝r,我堅定地選擇了化學方向?!睏顚W明說。
1982年,楊學明順利考上中科院大連化物所,由此叩開了化學物理的大門。大學時的物理專業(yè)背景,反而成為他在化學動力學研究領域的優(yōu)勢。
1985年,在獲得碩士學位后,楊學明出國深造,隨后,萌生了轉(zhuǎn)換科研跑道的想法,“此前,我做分子光譜學研究,當時沒有找到自己特別感興趣的方向,此后我開始轉(zhuǎn)向化學動力學研究。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?!?/p>
于是,楊學明開始嘗試學習利用計算機輔助設計先進的科學儀器,并利用同步輻射先進光源的方法研究化學動力學,“我特別喜歡做儀器設計,覺得這個方向很有意思。畫出設計圖紙,然后做成自己想要的儀器,很有成就感?!?/p>
尋找新工具新方法,做有特色研究
楊學明帶頭研發(fā)的國家重大科研儀器設備專項——大連相干光源已于2018年通過驗收。這是我國第一臺大型自由電子激光用戶裝置,也是全球唯一運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:“極紫外光源是對分子進行激發(fā)和軟電離最有效的光源,有助于科學家在原子分子水平上開展一系列研究?!?/p>
研制一個高亮度極紫外自由電子激光光源,是楊學明做博士后研究時就有的夢想。幸運的是,在國家自然科學基金委和研究所的大力支持下,這個夢想實現(xiàn)了!
目前,楊學明正在推動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的極紫外和軟X射線光源。
和當年建設大連相干光源一樣,高重頻X射線自由電子激光裝置的建設難度也異乎尋常,但楊學明的堅定一如既往。“我們想做些別人做不到的事情,做出非常有特色的研究?!睏顚W明說。這些年,他研發(fā)的10多臺套科學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,但楊學明依舊將至少一半時間留給科研?!白屛腋械阶羁鞓返模褪钦煸趯嶒炇依锼伎伎茖W問題,與同事和學生一起討論科研方向?!睏顚W明說。
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