【天天新视野】中科院院士、南科大副校长杨学明：努力打造世界上最亮的自由电子激光

读特客户端·深圳新闻网2023年5月17日讯（深圳特区报首席记者 闻坤）中科院院士、南方科技大学副校长、讲席教授杨学明因其研发新一代高分辨率和高灵敏度量子态分辨的交叉分子束科学仪器，揭示了化学反应中的量子共振现象和几何相位效应的成就，获得未来科学大奖“物质科学奖”。

“他的新发现将化学动力学领域拓展到了前所未有的深度和广度。”

勇于挑战新领域、善于发现重大科学问题、坚持做原创性工作，这是不少业界人士对杨学明的评价。在师生眼中，这位儒雅谦和、睿智严谨的学者在科研之路上一帆风顺，在相关领域取得了巨大的成就。杨学明却说，在求学和科研的道路上，也有很多困惑的时候，但几次转折都做出正确的选择。用他的话说，一辈子都在做自己特别喜欢的事，才能坚持走到今天。

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耳顺之年，杨学明仍选择在这个有活力、敢闯敢试的城市深圳，研发国际领先的大科学装置——自由电子激光，努力为深圳、大湾区乃至全国发展实验科学等基础研究以及产业升级作出自己的贡献。

切换赛道，做科研需要兴趣与执着

1962年10月，杨学明出生于浙江湖州市德清县新安镇。历史悠久、山林水秀的德清，孕育了一批历史文化名人，文化底蕴深厚。少年时的杨学明勤奋好学，特别是理科成绩非常出色，经常在班上给同学解难答疑。

杨学明常说，得益于有一位非常好的化学老师，他从中学开始就非常喜欢化学，并结下一辈子的缘分。

由于高考物理成绩比化学好，他在大学本科选择了物理系。大学毕业时，杨学明思考未来方向时又想到了化学，“主要是我觉得化学没有念够，所以要去继续念化学”。

考研时，杨学明坚定地选择了化学方向。他说：“一个人对自己的未来发展有没有兴趣是最重要的，有了兴趣才会更努力往这个方向走，也不会觉得做科研很枯燥或很苦，兴趣是从事科学研究工作的内在推动力。”

杨学明发现量子力学是考研的必考课程，而这门课排在最后一个学期，如若等到那时再学就会错过研究生考试。“所以老师建议我自学，还鼓励我说如果考过了，这门课可以免修。” 最后他通过了考试。从此，杨学明便领悟到自学能力是开展研究的必要技能。

1982年，杨学明考入中科院大连化学物理研究所攻读硕士研究生，师从张存浩和朱清时两位大科学家，从此进入分子动力学这个当时还非常新的领域。

不同的学科背景对杨学明整个科学生涯产生了非常深刻的影响。他认为，物理学科的思维非常严谨，有一套非常严格的体系。接受了物理学的训练，再去学化学，让他对化学的理解有了很大改变——真正做到从交叉角度看学科的发展，使得自己有更多机会发现别人不太关注的一些科学问题，“这是特别好的方向，走上这条道路我感到非常幸运”。

在这段时期，杨学明学会了独立思考寻找重要科学问题和解决问题的能力，树立了独立科研工作的信心，进一步加深了对实验科学研究的兴趣和热情。

另辟蹊径，坚持做新科学仪器

“人的发展不可能一帆风顺，虽然很多人看我一直很顺，但年轻的时候，我也有很多很困惑。”杨学明说。

1985年，杨学明在中科院大连化物所获得硕士学位后，便前往美国加州大学圣塔芭芭拉分校攻读博士学位，随后又在普林斯顿大学从事博士后研究，在团簇分子的高分辨红外光谱研究方面打下了很好的基础。

做完博士后，杨学明开始考虑未来要做什么，“光谱这条路看上去不是很好走”，在光谱领域找不到特别喜欢做的事情。

“怎么办？很简单，我当时的想法就是换一个跑道。”

杨学明认为，很少有人在某一个领域一条路走到底，在科研生涯中能做不同的东西，也是很有意思的事情。

一个明智的人总是抓住机遇，把它变成美好的未来。杨学明在美国劳伦斯伯克利国家实验室做博士后期间，师从诺贝尔化学奖得主李远哲教授，并第一次有机会亲自研制复杂的整套科学仪器。

“在分子光谱领域，我发了很多文章，感觉发展还是挺困难，没有找到一个新的方向。于是想转做科学仪器，就算不是那么成功，但学会了做高水平的科学仪器，比如做一名工程师或仪器工程师，这样也挺好。”杨学明说，他转到伯克利时，就只有一个单纯的想法——设计高端科学仪器。

杨学明花了整整一年的时间，跟着实验室的工程技术人员，在计算机上设计出人生第一套复杂仪器的图纸，并成功把设计图纸变成世界上首套利用同步辐射的交叉分子束科学仪器。

在伯克利的两年半，杨学明做了一套复杂的分子束仪器，发的论文也比以前少了，但这段经历却成为他人生中的一笔财富。杨学明认为，正是这段转折，让他真正找到了未来的方向，就是发展科学仪器，真正做化学动力学里最尖端的实验科学研究。

实验科学对科学仪器的需求度、依赖度非常高。在美国，他看到很多年轻学者因为没有好的仪器，最终没能做出成果来。他意识到，自己研制仪器要做到有的放矢，兼具独特性，才有可能做出原创且领先的科研工作。这点思想上的转变对他来说至关重要。

“当初的义无反顾选择做科学仪器，如今看来这条路走得十分正确。也适合自己的兴趣和发展，使我在科学仪器和科学研究的发展更上一层楼。”杨学明在接受记者采访时说。

勇于挑战，南下深圳追逐梦想

在美国做研究时，杨学明觉得当时的同步辐射光的亮度不够，作为一名研究者，他一直很想拥有一台特性和亮度达到自己要求的极紫外或自由电子激光来开展科学研究。

正是基于这个想法，杨学明回国后和中科院上海应用物理研究所的团队一起推动了极紫外自由电子激光技术的发展。他主持研制了我国第一台大型自由电子激光科学研究用户装置，这是世界上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光装置。

“如果仪器做得不好，在实验科学领域就永远只能跟着别人走。”杨学明说，目前一些高端科学仪器仍依赖进口，不仅需要花大量资金购买，而且也受制于人。在这个领域还需要长期、持续加大投入，只有掌握关键核心技术，培养一批核心技术人才，才能在自研高端科学仪器上实现突破，增强科学研究和技术发展的“硬实力”。

“在我整个学术生涯里，有一个基本遵循，就是做科学仪器不能跟别人一样。这个科学仪器能对某个领域有一个特别的视角，在方向上或者某些研究上能够做得非常有特色。”杨学明说，中国科学家应该发挥自己的创造能力，真正做一些开创性原创性的工作。

2017年，杨学明受邀来到深圳南方科技大学工作，翻开人生新的篇章。

“深圳是一座创新之城，有活力、敢闯敢试是这座城市最大的特点。”杨学明说，他希望在耳顺之年在深圳做一些实实在在的事情，延续自己的科学生命，除了推动南科大理学院的建设，还有大科学装置的设计研发工作——中能X射线自由电子激光装置。

近几年，国际上兴起一种更新的光源技术，那就是基于超导加速器技术的高重复频率自由电子激光。杨学明认为，目前只有少数发达国家正在推动发展，如果我们能率先布局，就意味着我国在这一领域能真正实现在国际上领跑，具有深远的影响。

“大科学装置对于科技发展的作用是常规仪器和手段不可比拟的，其所覆盖的学科范围之广也远远超出人们的想象。我们非常希望这样的装置能够在深圳建成，不管是发展基础科学也好，还是产业发展也好，都有非常重要的促进作用。”杨学明说，深圳作为一个国际化创新型城市，正在大力建设大科学装置，加强基础研究，打造原始创新的“策源地”，一方面将会提升深圳的应用科学研究水平，实现城市创新能力跃升；另一方面，大科学装置集群像“磁铁”一样，将吸引一大批前沿技术与科技人才，为产生高水平的科研成果提供有力支撑。自由电子激光在深圳建成后，不仅有力推动整个大湾区的基础科学和应用科学的发展，而且对整个大湾区的未来产业促进都有重要意义。

“一路走来，我从化学家慢慢变成自由电子激光的专家了。从最开始希望研制一个极紫外光源用于自己的科学研究，到现在希望发展我们最先进的仪器和方法，为国家在该领域‘补课’，实现高水平科技自立自强。只有这样，我们才能真正成为一个科技强国。” 杨学明如是说。

院士档案：

杨学明，中国科学院院士，南方科技大学副校长兼理学院院长，化学系讲席教授。杨学明院士是国际顶尖的物理化学专家，主要从事气相与表面化学反应机理和动力学研究，通过与理论学者的合作，解决了化学动力学研究领域长期存在的一些科学难题，在反应过渡态动力学以及非绝热动力学研究方面作出了重要贡献。其研究成果于2006年和2007年连续两年入选“中国十大科技进展新闻”，“实验观测到化学反应中的量子干涉现象”入选2020年中国十大科学进展。

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