中科院院士、南方科技大學(xué)副校長、講席教授楊學(xué)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(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，獲得未來科學(xué)大獎(jiǎng)“物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”。

“他的新發(fā)現(xiàn)將化學(xué)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域拓展到了前所未有的深度和廣度?！?/p>

勇于挑戰(zhàn)新領(lǐng)域、善于發(fā)現(xiàn)重大科學(xué)問題、堅(jiān)持做原創(chuàng)性工作，這是不少業(yè)界人士對(duì)楊學(xué)明的評(píng)價(jià)。在師生眼中，這位儒雅謙和、睿智嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)者在科研之路上一帆風(fēng)順，在相關(guān)領(lǐng)域取得了巨大的成就。楊學(xué)明卻說，在求學(xué)和科研的道路上，也有很多困惑的時(shí)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(jiān)持走到今天。

耳順之年，楊學(xué)明仍選擇在這個(gè)有活力、敢闖敢試的城市深圳，研發(fā)國際領(lǐng)先的大科學(xué)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(shí)驗(yàn)科學(xué)等基礎(chǔ)研究以及產(chǎn)業(yè)升級(jí)作出自己的貢獻(xiàn)。

切換賽道，做科研需要興趣與執(zhí)著

1962年10月，楊學(xué)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(yùn)深厚。少年時(shí)的楊學(xué)明勤奮好學(xué)，特別是理科成績非常出色，經(jīng)常在班上給同學(xué)解難答疑。

楊學(xué)明常說，得益于有一位非常好的化學(xué)老師，他從中學(xué)開始就非常喜歡化學(xué)，并結(jié)下一輩子的緣分。

由于高考物理成績比化學(xué)好，他在大學(xué)本科選擇了物理系。大學(xué)畢業(yè)時(shí)，楊學(xué)明思考未來方向時(shí)又想到了化學(xué)，“主要是我覺得化學(xué)沒有念夠，所以要去繼續(xù)念化學(xué)”。

考研時(shí)，楊學(xué)明堅(jiān)定地選擇了化學(xué)方向。他說：“一個(gè)人對(duì)自己的未來發(fā)展有沒有興趣是最重要的，有了興趣才會(huì)更努力往這個(gè)方向走，也不會(huì)覺得做科研很枯燥或很苦，興趣是從事科學(xué)研究工作的內(nèi)在推動(dòng)力?！?/p>

楊學(xué)明發(fā)現(xiàn)量子力學(xué)是考研的必考課程，而這門課排在最后一個(gè)學(xué)期，如若等到那時(shí)再學(xué)就會(huì)錯(cuò)過研究生考試?！八岳蠋熃ㄗh我自學(xué)，還鼓勵(lì)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(xué)明便領(lǐng)悟到自學(xué)能力是開展研究的必要技能。

1982年，楊學(xué)明考入中科院大連化學(xué)物理研究所攻讀碩士研究生，師從張存浩和朱清時(shí)兩位大科學(xué)家，從此進(jìn)入分子動(dòng)力學(xué)這個(gè)當(dāng)時(shí)還非常新的領(lǐng)域。

不同的學(xué)科背景對(duì)楊學(xué)明整個(gè)科學(xué)生涯產(chǎn)生了非常深刻的影響。他認(rèn)為，物理學(xué)科的思維非常嚴(yán)謹(jǐn)，有一套非常嚴(yán)格的體系。接受了物理學(xué)的訓(xùn)練，再去學(xué)化學(xué)，讓他對(duì)化學(xué)的理解有了很大改變——真正做到從交叉角度看學(xué)科的發(fā)展，使得自己有更多機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)別人不太關(guān)注的一些科學(xué)問題，“這是特別好的方向，走上這條道路我感到非常幸運(yùn)”。

在這段時(shí)期，楊學(xué)明學(xué)會(huì)了獨(dú)立思考尋找重要科學(xué)問題和解決問題的能力，樹立了獨(dú)立科研工作的信心，進(jìn)一步加深了對(duì)實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究的興趣和熱情。

另辟蹊徑，堅(jiān)持做新科學(xué)儀器

“人的發(fā)展不可能一帆風(fēng)順，雖然很多人看我一直很順，但年輕的時(shí)候，我也有很多很困惑。”楊學(xué)明說。

1985年，楊學(xué)明在中科院大連化物所獲得碩士學(xué)位后，便前往美國加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校攻讀博士學(xué)位，隨后又在普林斯頓大學(xué)從事博士后研究，在團(tuán)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(xué)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(dāng)時(shí)的想法就是換一個(gè)跑道?！?/p>

楊學(xué)明認(rèn)為，很少有人在某一個(gè)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(gè)明智的人總是抓住機(jī)遇，把它變成美好的未來。楊學(xué)明在美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室做博士后期間，師從諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主李遠(yuǎn)哲教授，并第一次有機(jī)會(huì)親自研制復(fù)雜的整套科學(xué)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(gè)新的方向。于是想轉(zhuǎn)做科學(xué)儀器，就算不是那么成功，但學(xué)會(huì)了做高水平的科學(xué)儀器，比如做一名工程師或儀器工程師，這樣也挺好?！睏顚W(xué)明說，他轉(zhuǎn)到伯克利時(shí)，就只有一個(gè)單純的想法——設(shè)計(jì)高端科學(xué)儀器。

楊學(xué)明花了整整一年的時(shí)間，跟著實(shí)驗(yàn)室的工程技術(shù)人員，在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)出人生第一套復(fù)雜儀器的圖紙，并成功把設(shè)計(jì)圖紙變成世界上首套利用同步輻射的交叉分子束科學(xué)儀器。

在伯克利的兩年半，楊學(xué)明做了一套復(fù)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(cái)富。楊學(xué)明認(rèn)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(xué)儀器，真正做化學(xué)動(dòng)力學(xué)里最尖端的實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究。

實(shí)驗(yàn)科學(xué)對(duì)科學(xué)儀器的需求度、依賴度非常高。在美國，他看到很多年輕學(xué)者因?yàn)闆]有好的儀器，最終沒能做出成果來。他意識(shí)到，自己研制儀器要做到有的放矢，兼具獨(dú)特性，才有可能做出原創(chuàng)且領(lǐng)先的科研工作。這點(diǎn)思想上的轉(zhuǎn)變對(duì)他來說至關(guān)重要。

“當(dāng)初的義無反顧選擇做科學(xué)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(xué)儀器和科學(xué)研究的發(fā)展更上一層樓?！睏顚W(xué)明在接受記者采訪時(shí)說。

勇于挑戰(zhàn)，南下深圳追逐夢(mèng)想

在美國做研究時(shí)，楊學(xué)明覺得當(dāng)時(shí)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(tái)特性和亮度達(dá)到自己要求的極紫外或自由電子激光來開展科學(xué)研究。

正是基于這個(gè)想法，楊學(xué)明回國后和中科院上海應(yīng)用物理研究所的團(tuán)隊(duì)一起推動(dòng)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(tái)大型自由電子激光科學(xué)研究用戶裝置，這是世界上唯一運(yùn)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(shí)驗(yàn)科學(xué)領(lǐng)域就永遠(yuǎn)只能跟著別人走?！睏顚W(xué)明說，目前一些高端科學(xué)儀器仍依賴進(jìn)口，不僅需要花大量資金購買，而且也受制于人。在這個(gè)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(xué)儀器上實(shí)現(xiàn)突破，增強(qiáng)科學(xué)研究和技術(shù)發(fā)展的“硬實(shí)力”。

“在我整個(gè)學(xué)術(shù)生涯里，有一個(gè)基本遵循，就是做科學(xué)儀器不能跟別人一樣。這個(gè)科學(xué)儀器能對(duì)某個(gè)領(lǐng)域有一個(gè)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(xué)明說，中國科學(xué)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(xué)明受邀來到深圳南方科技大學(xué)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(diǎn)?！睏顚W(xué)明說，他希望在耳順之年在深圳做一些實(shí)實(shí)在在的事情，延續(xù)自己的科學(xué)生命，除了推動(dòng)南科大理學(xué)院的建設(shè)，還有大科學(xué)裝置的設(shè)計(jì)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(dǎo)加速器技術(shù)的高重復(fù)頻率自由電子激光。楊學(xué)明認(rèn)為，目前只有少數(shù)發(fā)達(dá)國家正在推動(dòng)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(shí)現(xiàn)在國際上領(lǐng)跑，具有深遠(yuǎn)的影響。

“大科學(xué)裝置對(duì)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(xué)科范圍之廣也遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(xué)也好，還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展也好，都有非常重要的促進(jìn)作用。”楊學(xué)明說，深圳作為一個(gè)國際化創(chuàng)新型城市，正在大力建設(shè)大科學(xué)裝置，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，打造原始創(chuàng)新的“策源地”，一方面將會(huì)提升深圳的應(yīng)用科學(xué)研究水平，實(shí)現(xiàn)城市創(chuàng)新能力躍升；另一方面，大科學(xué)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(dòng)整個(gè)大灣區(qū)的基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)的發(fā)展，而且對(duì)整個(gè)大灣區(qū)的未來產(chǎn)業(yè)促進(jìn)都有重要意義。

“一路走來，我從化學(xué)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(gè)極紫外光源用于自己的科學(xué)研究，到現(xiàn)在希望發(fā)展我們最先進(jìn)的儀器和方法，為國家在該領(lǐng)域‘補(bǔ)課’，實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)。只有這樣，我們才能真正成為一個(gè)科技強(qiáng)國?！?楊學(xué)明如是說。

院士檔案：

楊學(xué)明，中國科學(xué)院院士，南方科技大學(xué)副校長兼理學(xué)院院長，化學(xué)系講席教授。楊學(xué)明院士是國際頂尖的物理化學(xué)專家，主要從事氣相與表面化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)研究，通過與理論學(xué)者的合作，解決了化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究領(lǐng)域長期存在的一些科學(xué)難題，在反應(yīng)過渡態(tài)動(dòng)力學(xué)以及非絕熱動(dòng)力學(xué)研究方面作出了重要貢獻(xiàn)。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(jìn)展新聞”，“實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到化學(xué)反應(yīng)中的量子干涉現(xiàn)象”入選2020年中國十大科學(xué)進(jìn)展。

（原標(biāo)題《中科院院士、南科大副校長楊學(xué)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(bào)首席記者 聞坤）