中国科学院院士杨学明：做世界上独一无二的原创科学仪器

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“我不太喜欢和别人做一模一样的事情。从自己独特的角度出发，这对科学的发展尤其自己的研究特别重要。”

遵循内心坚持的“原创”精神，南方科技大学副校长、中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员杨学明带领团队自行研制了一系列科学仪器，并在化学动力学领域取得多项突破性科研成果。

2022未来科学大奖周刚刚落幕。今年的未来科学大奖“物质科学奖”授予杨学明，奖励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。

杨学明在交叉分子束仪器旁边。中科院大连化物所供图

大学曾自学量子力学，读硕士期间“换跑道”研究化学

1962年，杨学明出生在浙江省德清县一个小村庄。初中时，他读书勤奋，理科成绩出色，并经常为同学补课。从那时起，他就展露出了非比寻常的学习能力。

中学时代，在化学老师的启蒙之下，他对化学产生了浓厚的兴趣。然而高考时，他的化学科目考得一般，物理成绩却高达95分，就这样，16岁的他考入浙江师范学院物理系。

在大学里，杨学明打下了坚实的物理基础，并萌生了考研究生的想法。当时，量子力学是考研的必考题，但课程排在了最后一个学期。他必须自学这门颇有难度的课程，考研才有胜算。在自学过程中，老师为了鼓励他，给他出了一张卷子，如果考试通过，就可以免修量子力学这门课。最终，杨学明不仅通过了考试，也顺利地考入中国科学院大连化学物理研究所（以下简称“大连化物所”），攻读硕士研究生。

这件事给了杨学明极大的感触和启发，在他看来，自学能力是今后开展研究的必要技能。

在大连化物所，杨学明回归兴趣“初心”，选择了化学激光专业。尽管自称没学够化学，但最初从物理转换到化学研究，他也曾历经不适，“物理和化学的‘语言’是不一样的。但我很幸运走上了这条道路，这对我的科学生涯发展产生了非常深刻的影响。”

他总结，学习物理会让人加深对事情本质的理解，物理的思维也是很严谨的，学完物理再去学化学，他对化学有了不一样的理解和感悟，能够从交叉角度看学科的发展，使他有更多新的机会，找到别人或许不太关注的科学问题。

1985年硕士研究生毕业后，杨学明远赴美国加州大学圣芭芭拉分校攻读博士。1991年至1995年，他在美国普林斯顿大学、加州大学伯克利分校从事博士后研究。在此期间，他意识到在自己所学的分子光谱学领域“找不到特别感兴趣的方向”，同时也领悟到先进的科研仪器对实验化学物理基础研究的重要作用，于是“换跑道”，集中精力研制科研仪器，转向化学反应动力学研究。“在这个过程中，不要把以前所学的东西抛掉了，要利用以前的基础，找到未来感兴趣的方向。”

2001年，杨学明接受母校中科院大连化物所时任所长包信和的邀请，回到祖国工作。

主持建成“全球最亮极紫外光源”

在距离大连市中心100公里的小岛“长兴岛”上，基于可调极紫外相干光源的综合实验研究装置（又称“大连相干光源”）每天24小时运行，许多国内外科学家来这里申请机时开展研究。“它确实是非常独特的光源，是世界上唯一工作在极紫外波段的自由电子激光装置。”杨学明说。

2018年，杨学明主持建成的大连相干光源通过验收，被喻为“照亮微观世界的超快超亮极紫外闪光灯”，这一“闪光灯”可准确捕捉到分子、原子等微观粒子在化学反应中的动态影像。

谈及研究的初衷，杨学明说，自己在美国做博士后时，从事同步辐射光源在化学中的应用研究，感觉到同步辐射光源的亮度不够，达不到做很多化学动力学实验的需求。他当时就希望研制一个高亮度极紫外自由电子激光光源。回国后，他积极推动自由电子激光技术的发展和应用。

自由电子激光是近年来国际科技界飞速发展的一类重大科技基础设施，被称为“第四代先进光源”，具有超高亮度、超短脉冲、全相干等优异特性，借助这些优异性能，科学家可以在全新的时间尺度和空间尺度上理解自然过程，开辟一个从未被探索的世界。