2023年，未来科学大奖以“Hello Scientists 你好科学家”为年度主题，计划陆续推出：未来科学大奖获奖者纪录片观影会、2023未来科学大奖新闻发布会、《‘未来’科学家——未来科学大奖获奖者访谈实录》第二册新书发布会、2023未来科学大奖周等系列活动。

在今年的未来科学大奖周期间，我们特邀国内外几十位知名科学家参与科学峰会，值此良机，我们梳理和整理了这些杰出科学家们的成长经历、生活感悟、工作成果与贡献，希望能为大家带来一丝启迪与触动。在这个专栏中，我们也将探寻科学的真谛，期待更多青年与科学家们一同追寻科学的奥秘，领略其无穷的魅力与奇妙。愿我们沐浴在科学的光芒中，让我们共同书写属于未来的壮丽篇章。

“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。”

——杨学明

杨学明，物理化学家。南方科技大学副校长，中国科学院大连化学物理研究所研究员。1962年10月出生于浙江省德清县。1982年7月毕业于浙江师范大学物理系，1985年3月获中国科学院大连化学物理研究所硕士学位，1991年8月获美国加州大学圣芭芭拉分校博士学位。曾在台湾原子与分子科学研究所任终身职研究员。现任《中国化学物理》主编。2011年当选为中国科学院院士，2022年未来科学大奖-物质科学奖获奖者。

在光与化学的交叉口探寻方向：漫漫求学路

1962年，杨学明出生于浙江省德清县，父母为他取名“学明”，即希望他能“学习道理，明晰事理”。而杨学明也没有辜负父母的期望，他自小学习能力出众，且学习认真刻苦，成绩一直名列前茅。高中时受化学老师的影响，他对化学产生了浓厚的兴趣。但由于高考时化学没能考出自己理想中的分数，而物理却成绩突出，于是杨学明便选择了浙江师范大学的物理系。

然而真正的热爱是无论经过多少时间都不会被磨灭的，四年的物理学习并没有让杨学明彻底放下心中热爱的化学，反而让他更加坚定、更加确定自己未来一定要找机会回到化学领域的想法。在经过仔细的权衡下，杨学明选择通过考研来改变自己的学习和研究方向，而中国科学院大连化学物理所的物理化学的交叉方向，成为了他的最佳选择。他总结说，“学习物理有助于加深对事物本质的理解，同时物理思维也非常的严谨。”通过学习物理后再学化学，让他对化学有了不同的理解和感悟，能够从跨学科的角度来看待学科的发展，为他找到了许多其他人可能忽视的科学问题，并为他提供了更多全新的机会。

1985年，杨学明完成硕士研究生学业后，前往美国加州大学圣芭芭拉分校化学系攻读博士学位。随后，在1991年，他开始了在美国普林斯顿大学的博士后研究生活。从大连化学物理研究所到普林斯顿大学，杨学明这些年来一直在从事分子光谱学的研究，但他逐渐对自己的研究领域产生了更高的期待：“在高分辨光谱研究方面我做了很多工作，但一直没有找到特别大的兴趣点，没有找到让我很满意或是激动人心的工作，这样走下去好像有点不对路。”此时的杨学明，如同在分子光谱学领域蛰伏了多年的“蝉”，等待着那阵能够唤醒他心中科研热情的春风，去迎接一个充满未知与挑战的新研究方向。

（杨学明和他设计的科学仪器）

科学仪器引领新发展：

以创新力铸就“国之大器”

1993年的一阵春风将杨学明心中的科研热情复燃——他找到了那个激发内心最原始科研动力的“缪斯”。带着对新的研究方向的希冀，在结束了普林斯顿大学博士后的研究后，杨学明获得了在加州大学劳伦斯伯克利国家实验室Yuan Tseh Lee教授实验室进行化学动力学研究的机会。与过去的研究不同的是，杨学明这次换了“跑道”——他决定依托先进光源研制科学仪器，并利用这些科学仪器进行化学反应动力学研究。杨学明当时想着：“做几年科学仪器研制工作，即使科学上没有太大进展，将来做个好的工程师也不错。”而这一做，便做了近30年。

杨学明在普林斯顿大学做研究时，一年多就可以发十多篇文章。而在加州大学劳伦斯伯克利国家实验室进行研究的这两年半，他只研制出了一套复杂的分子束仪器，发出去的文章更是寥寥无几。虽然新的研究方向进展不大，却让杨学明萌生了巨大的科研兴趣：“我特别喜欢做仪器做设计，那个时候用电脑做设计是比较新兴的，我觉得这个方向特别有意思。画出设计图纸，然后做成自己想要的科学仪器，很有成就感。所以我就义无反顾地做了这件事。”

同步辐射光源在化学中的应用是杨学明在加州大学伯克利分校最重要的研究方向之一。同步辐射是一种能为各相关科学研究提供连续谱、高强度、高准直性光束的优质光源，为研究物质的微观动态结构和各种瞬态的过程提供前所未有的手段和机会，是物理学、化学、材料科学、生命科学、医学等领域又不可替代的工具。在研究的过程中，杨学明最常使用的是极紫外波段的光束，但他发现当时同步辐射在极紫外波段的亮度不够高，而更高亮度的自由电子激光技术已经快速发展起来了。于是，他梦想着，如果未来能够研制出一台工作在极紫外波段的自由电子激光装置，那就太好了，这样的光亮度才能满足更多的科研要求。带着这样的梦想，回国后的杨学明展开了与中国科学院上海应用物理研究所的合作，共同完成了由他主持设计的我国第一台大型自由电子激光科学研究装置，这也是世界上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光装置。

“新的仪器的发展是科学研究发展最为重要的基础，如果没有新的科学仪器的研制，物理化学领域的发展将会受到很大的限制。”杨学明院士说道。杨学明在科学仪器的设计、研制和发展方面取得了卓越的成就，在国际上处于领先水平。他借助这些先进科学仪器，在化学反应动力学领域取得了一系列重要的研究成果，尤其在化学反应共振态和几何相位效应等方面的研究引起了国际学术界的高度关注和赞誉。杨学明的贡献不仅在于他设计和研制出具有国际水平的科学仪器，更重要的是他以自己的切实行动去做青年科研工作者的引领，鼓励年轻人在科学上要有“反叛”精神，在研究中要勇于创造“不一样”的事物：“年轻人和学者要勇于发展自己的技术和先进仪器，特别是做实验科学，不要限于从一个仪器上拿到数据就够了，而是要真正从根本上发展自己最先进的仪器和方法。也只有这样，我们才能真正在国际上真正成为一个科技强国。”

（杨学明在交叉分子束仪器旁边）

挖掘量子世界的化学奇迹：

荣获“未来科学大奖”

2022年，杨学明因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，并揭示了化学反应中的量子共振现象和几何相位效应而荣获 “未来科学大奖”的物质科学奖。

自从 Eyring和Polanyi 在 20 世纪 30 年代提出化学反应过渡态理论以来，化学动力学研究取得了多个里程碑式的进展，并多次获得诺贝尔化学奖。杨学明开发了新一代高分辨率和高灵敏度的交叉分子束科学仪器，在基元化学反应动力学研究领域，尤其是化学反应共振态、化学反应中的几何相位效应以及量子干涉现象等方面的研究取得了重大突破。他发展了量子态分辨的后向散射谱学技术，通过高分辨的散射实验与精确理论研究相结合，揭示了多类化学反应共振现象，大力推动了在量子水平上化学反应过渡态的研究。此外，他还发展了高分辨的交叉分子束反应成像技术，首次在实验上发现了化学反应中的几何相位效应以及自旋-轨道共振分波之间的量子干涉现象。

杨学明的科学研究和他研发的新一代分子束科学仪器为化学动力学领域进一步理解化学反应的量子特性提供了强有力的工具，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。在接受媒体采访时，杨学明指出，这些工作的意义远超出某一个具体反应的范畴，而是具有普遍的基础意义。化学动力学作为基础学科，对于基本化学过程的理解具有重要影响。同时，这些研究成果也有助于推动应用领域的发展，如大气化学、燃烧化学和星际化学等。

未来科学大奖设立于2016年，是由科学家、企业家群体共同发起。未来科学大奖关注原创性的基础科学研究，奖励在中国内地（大陆）、香港、澳门、台湾取得杰出科学成果的科学家（不限国籍）。对于自己获得的这项荣誉，杨学明表示：“未来科学大奖能够把中国科学家得到国际认可的工作在社会上广泛传播，鼓励高水平的科学研究，这对我国基础科学的发展特别重要。”

(2022未来科学大奖颁奖典礼，左起：沈向洋、杨学明）

对未来的规划：

继续在有意义的科学领域“耕耘”

回望从事科研工作的几十年，杨学明数十年如一日地坚守在自己的科研岗位，用毕生所学突破各种卡脖子问题：他澄清了势垒型量子过渡态与反应共振态在动力学上的差异；在量子态水平上观测到氟加氢反应的共振现象；证明了物理化学领域常用的基础手段——玻恩-奥本海默近似在氟加氘反应和氯加氢反应中的有效性；得到了水分子及其同位素光分解过程非绝热动力学机理；研究了甲醇在二氧化钛表面的光催化解离机理；发现了化学反应中的几何相位效应和量子干涉现象；揭示了电子角动量对化学反应微分截面的影响。他的系列性研究工作将化学反应动力学实验研究推到了前所未有的高水平上，并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。

当人们为他在科学上的成就赞叹不已的时候，杨学明却依然保持着对科学最纯粹的兴趣、对真理最崇尚的追求。如今已经到了耳顺之年的杨学明以质朴的期望表达了他对未来的规划：科研成果方面，他希望在现在的基础上能把问题做得更深、更透；基础理论方面，他希望有时间去写过渡态研究方面的专著，来帮助大家提高对于过渡态量子特性的认识；人才教育方面，他希望能有更多年轻人才脱颖而出，去挑战比较重要的问题；科研仪器方面，他希望能够加快推动超导型自由电子激光装置（包括极紫外和软X射线区域）的建设。杨学明表示：“也许再过10年，我也没有那么大的精力来做科研了。因此，我特别希望在余下的10多年里，能够做一些更有意义的科学和技术研发工作。”

杨学明

南方科技大学副校长，中国科学院院士，2022未来科学大奖-物质科学奖获奖者，2023未来科学大奖周Program Committee联席主席

杨学明博士，讲席教授，中国科学院院士，现任国家自然科学基金委化学科学部主任，中国化学会副理事长，第十三届全国人大代表。杨教授是国际顶尖的物理化学专家，曾获国家杰出青年科学基金资助，入选国家首批万人计划、全国优秀科技工作者，研究成果两次入选“中国十大科技进展新闻”，一次入选“中国十大科学进展”，曾获国家自然科学二等奖(两次)、国务院政府特殊津贴、何梁何利基金科技进步奖、长江学者成就奖、陈嘉庚科学奖、布罗依达奖、洪堡研究奖、全国创新争先奖等。现任中国化学物理杂志(CJCP)主编，中国化学会CCS Chemistry副主编。曾主持国家自然科学基金科学中心项目、国家重大科研仪器设备专项等20余项科技项目。主持研制成功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。已经发表研究论文440多篇，其中15篇Science论文、1篇Nature论文。培养了一批优秀的博士研究生，其中有7人获得中国科学院院长特别奖，1人获得全国百篇优秀博士论文奖。

关键词:杨学明 科学仪器 基础研究

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来 源：未来科学论坛

编辑：清风

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