2008年春天,中国科学院2007年度杰出科学成就奖授予了一名个人和6个科研集体。这名惟一的个人奖获得者就是德清籍的科学家杨学明。多年来,杨学明在化学反应动力学上的成果受到了学术界广泛关注和高度评价,是我国重点基础研究发展规划“973”项目首席科学家。现任中科院大连化学物理研究所研究员、博士生导师、分子反应动力学国家重点实验室主任。笔者特地电话采访了他,还通过其中学老师的口述,科学家杨学明的形象在我脑中渐渐变得生动鲜活了。
以中国的名义公布科研成果
杨学明1982年考入了中科院大连化学物理研究所,师从我国著名化学家张存浩和朱时清教授,并开始走上科学研究的道路,1985年获得理学硕士学位。
1986年,杨学明进入美国加州大学圣巴巴拉分校化学系,1991年获哲学博士学位。1991至93年,他在美国普林斯顿大学化学系做博士后。1993至95年在美国加州大学伯克莱分校化学系及美国劳伦斯伯克莱国家实验室做博士后。应诺贝尔化学奖获得者李远哲教授的邀请,杨学明在台湾中央研究院原子与分子科学研究所任副研究员,并成为终身研究员。
杨学明在科学研究的道路上走得比较顺利,这跟他所处的环境有关。无论在中国还是在美国,他遇到的都是一流的科学家。他们对科学的痴迷,对科学研究充满兴趣,潜移默化影响了他。杨学明说:“在美国求学期间使我真正学会了独立做研究的能力,给了我一种冲击科学前沿的信心和能力。这是我今后研究工作的一个重要基础。”
2001年杨学明回到祖国大陆,担任中国科学院大连化物所研究员、分子反应动力学国家重点实验室主任。在短短的6年时间内,杨学明带领他的科研团队步入国际先进行列。他和他的团队取得的科研成就“在量子水平上观察到化学反应共振态”和“发现波恩—奥本海默近似在氟加氘反应中完全失效”,分别入选2006年度和2007年度中国十大科技进展。他的研究成果突破解决了30多年来化学研究中一个悬而未决的国际公认难题。2006年他被选为美国物理学会会士。
杨学明还曾经获得海外华人物理学会亚洲成就奖、国家杰出青年基金等。
他说,他深深地体会到“科学无国界,科学家有国籍”这句话的深刻含义。他就是想把自己的技术和成果以中国的名义公之于世界。
游弋在学科领域最前沿
在实验室里,杨学明经常和研究生讨论问题。他常挂在嘴边的一句话是:“嗯,这个很有意思。”兴趣,正是他从事科研的基础。
杨学明认为在科研上有很好的想法,并能作深入的研究,这就是自己人生的追求。他经常很晚才离开实验室,没有人逼迫你这么做,因为自己有兴趣才会这么做,如果有兴趣就不觉得累了。
杨学明对国际上的同行十分熟悉,并且建立了很好的合作交流氛围,能够很快捕捉他们的想法,作他们想不到的研究。
“跟他们接触对我很有帮助,尤其是做研究做得好的人,大家都很投入,整天都在想问题。经常在国际会议上碰到同领域的专家,有不懂的问题就去问他们。他们也不会做的话,这个问题就很有意思,值得去探索。”杨学明说。
凭借着对学科前沿领域科学问题的精准把握,以及在实验领域独到的设计能力,杨学明往往能够获得高水平的实验数据。同时,杨学明特别注意与优秀的理论学家合作,形成良性互动,使实验和理论能够在最高水平上结合起来。
“成功的关键,就是对科学问题进行深层次的思考和研究。对我来说,最好的工作可能就是整天在实验室里面,和学生一起讨论问题。”杨学明说。
在大连化物所,杨学明对实验精益求精、一丝不苟是出名的。
2006年杨学明带领团队“啃”下了“F+H2反应”这块硬骨头,但整个探索过程充满艰辛、坎坷。当大家通过不懈的努力克服一个个难点,使分辨率有所提高并获得了不错的实验数据时,一般人都有“松了口气”的感觉,认为“可以写文章了”。而杨学明对结果还不满意,认为分辨率还需提高,有些地方还待改进。
于是整个团队马不停蹄,继续战斗。他们深入钻研,进一步搞清了放电过程,重新精确确定了交叉分子束碰撞角度。经过数月的努力,终于使新装置的分辨率得到了显著提高,在杨学明的严格把关下,课题组获得了该反应的全量子态分辨谱,实验数据达到了国际上有分子束技术以来的最好水平。在杨学明主持下,这一突破性成果被撰写成论文,很快在国际权威刊物《Science》上发表。2006年杨学明本人也被美国物理学会选为会士。
他的口头禅有两句,除了“嗯,这个很有意思”,另一句是:“要做就要做得最好。”
做别人没有的仪器
杨学明一提到实验室的科学仪器,就立刻精神焕发。“几乎所有的实验用仪器都是我自己设计的。”他骄傲地说。
“你能做出别人没有的仪器,就能看到别人看不到的现象,得到别人得不到的结果。”杨学明坚信,做实验研究的人如果做不了仪器,绝对做不出出色的研究。
与大多数人不同,杨学明乐于亲自设计仪器的技术图纸,时间长了,实验室里摞起了一大堆。他会到车间和工人们一块讨论,对制作仪器的每一个细节他都十分关注。对于仪器设计制造,杨学明总是不吝惜时间,而且保持着一份工匠般朴素的热情。
有一次,杨学明专程从台北驱车至新竹的一家机械加工厂去看自己设计的仪器。他去了之后,原本应该工人做的对仪器进行超声波清洗、水洗、风干之类的工作,他都亲自去做。
“自己设计仪器很重要,必须把做实验的来龙去脉都想清楚,因为只有自己才最清楚实验对仪器精细程度的要求,才知道如何优化自己的设计。”杨学明说,“很多人做仪器没有成功的原因,就是图纸设计好了或者画个草图就给工厂,对于怎么做实验并没完全想透,最后仪器是做出来了,但用起来结果不一定很好。”
杨学明说,他坚持自己设计仪器的原因还在于,他想求解的科学问题所需要的仪器是买不到的,只好自己去做。
化学反应共振态研究是30多年来化学研究中的一个经典难题。从20世纪70年代初,美国科学家推测在氟加氢分子反应中可能存在这种反应共振现象以来,科学家们始终未能从实验中直接观测到它的存在。杨学明在美国读研究生的时候就密切注意这一领域的研究动态,直至回到分子反应动力学国家重点实验室时,他决定向这个“世界级难题”发起冲击。
2004年11月,新建造的里德堡态飞渡时间谱仪通过了中科院验收。杨学明亲自完成仪器的关键部分——真空腔体和分子束反应器的设计,并与同事一起对主要部件进行优化。正是借助本领域这一最得力的实验手段,杨学明团队旗开得胜,于2004年底在新装置上首次获得了氟加氢反应产物转动分辨的微分反应截面,完成了一个极具挑战性的课题。该成果发表在2005年1月于美国召开的国际高水平学术会议———高登(Gordon)会议上。同样在这台仪器上,杨学明团队不断优化提高装置的分辨率,并最终成功观测到氟加氢反应的全量子态分辨谱,观测到反应共振态,取得的实验数据达到了有分子束技术以来的历史最高水平。
目前,杨学明自己设计制造的科学仪器已达7台,放满了整整一层实验室。在杨学明的影响下,他的学生也迷上了亲自动手设计制造科学仪器。
当有人询问这些填补国内空白的仪器是否进行了知识产权保护时,杨学明斩钉截铁地说:“不需要保护,反倒希望更多人应用。基础研究领域的成果如果封闭起来,科学便无法进步。”
德清下舍———成长的摇篮
1974—1978年,杨学明在当时的德清县“下舍五七中学”读完了初中和高中(初中、高中都是两年制)。我在采访其高中班主任陈朝晖老师时,对他如此评介:杨学明好不容易才争取到了上高中的机会,所以他很珍惜,学习上也是爱钻研、肯吃苦。杨学明参加体育活动和劳动都很积极,与同学相处也很融洽,是一个品学兼优的好学生。
杨学明的高中物理老师王新泉说:印象中杨学明在听课时,参加活动时都是一副笑眯眯的神情,他对化学、物理都很感兴趣。比较突出的一点就是听课、做作业、考试都显得很轻松,而且在考试时答卷的速度很快,常常要比同学们早半个多小时答完,还经常拿满分。王老师还说,杨学明对家乡、对老师、对同学是怀有深厚感情的,记得有一次,他需要一本教学参考资料,托正在浙师大读书的杨学明帮助寻找。没多久,杨学明就把书寄来了。前几年学生们搞过一次同学会,当时杨学明远隔重洋在美国,但还是不辞劳苦赶回来参加聚会。
陈月鸣老师曾教过杨学明初中、高中阶段的化学,她回忆说,杨学明学习很刻苦,尽管他家离学校很远,但他上学从不迟到。让她印象最深的是,杨学明还在上初中时,有一次上数学课老师没来,她就说:“杨学明,你去给同学们上一课吧。”结果,杨学明真的像模像样地给同学们上了一堂数学课。
杨学明回忆中学时代时说:陈月鸣老师对于我最终选择从事与化学相关的研究起到了非常关键的作用。在中学时,我对化学特别感兴趣,这与陈老师对我的关心和鼓励有很大的关系。虽然我高考时由于某些原因化学没有考的很好,大学念的是物理学,但是在中学时代我对化学的兴趣使我最终选择了与化学相关的研究领域作为我的职业。王新泉老师是我高中的物理老师,教书育人非常认真,他对我物理课的学习有非常大的帮助。而今天我所从事的正是化学和物理交叉学科的研究,这与当初打下的基础和兴趣有密切的关联。
虽然我在上中学时还很幼稚,但是我对老师们的关心和爱护是记忆犹新的。在初、高中时期,我其实是一个不太自信的学生,许多老师给了我很大的鼓励,特别是班主任陈朝晖老师,他对我的学习和其他方面给予了许多帮助和鼓励。陈老师对于我的要求也是很严格的。记得有一次,由于我没有认真书写毛笔字,被陈老师叫到办公室。正是因为陈老师的这种帮助,使得我一直很喜欢书法。
杨学明还满怀深情地说,在我的心目中,陈月鸣老师更是一位慈母般的老师。在我毕业高考复习期间,我住在学校复习。有一次,我穿的衬衣被我用开水给泡的非常皱,不知道该怎么办,非常着急。陈老师知道后,主动帮我将衬衣洗干净,并用熨斗将我的衬衣烫好。当时我觉得非常神奇,内心非常感动。也许陈老师已经不记得这件事,但这事对我的触动非常之大。此外,其他许多老师如王新泉老师、蔡业老师等在我中学时期都给过我许许多多的关心和帮助,我的中学时代留下了许多美好回忆。
无数在外的德清游子、莘莘学子为家乡和老师赢得了莫大的荣誉和骄傲,这也是一笔宝贵的精神财富,值得我们珍藏。