作者：李晨陽

11月27日，“科學(xué)點(diǎn)燃青春——2022未來科學(xué)大獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)邔?duì)話青少年”系列活動(dòng)全網(wǎng)播出，2022未來科學(xué)大獎(jiǎng)—物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)摺⒅袊茖W(xué)院院士楊學(xué)明教授青少年們線上線下對(duì)話，向他們講述科研故事、分享人生經(jīng)歷，激勵(lì)未來一代走上科研創(chuàng)新之路。

2022未來科學(xué)大獎(jiǎng)—物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)邨顚W(xué)明（未來論壇供圖 下同）

來自南方科技大學(xué)附屬中學(xué)、美麗中國支教項(xiàng)目合作學(xué)校云南保山市施甸縣小官市小學(xué)，以及來自西安高新一中實(shí)驗(yàn)中學(xué)、長沙市雅禮實(shí)驗(yàn)中學(xué)，未來論壇機(jī)構(gòu)理事科大訊飛的學(xué)生代表等青少年參與了此項(xiàng)活動(dòng)。

以下是他們的精彩問答：

好奇提問1：您認(rèn)為在物理化學(xué)方面的研究除了獨(dú)立思考之外，還要具備哪種思維？

楊學(xué)明：思考肯定是最重要的，只有思考了才能找到問題，你如果想都不想，就要去找問題是不可能。當(dāng)然我覺得還有一個(gè)是非常重要的，我們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中也好，或者未來做科學(xué)交流非常重要，人的交流實(shí)際上是特別重要的，因?yàn)楹芏嘈碌目茖W(xué)思想是通過交流之后的思想碰撞才真正發(fā)展出來。尤其是參與國際會(huì)議或?qū)W術(shù)會(huì)議過程中，聽到學(xué)者的演講或不同的觀點(diǎn)，就會(huì)引發(fā)你去思考，產(chǎn)生新的想法，所以這種交流以及思考都非常重要。在我所從事的科學(xué)領(lǐng)域里面，科學(xué)儀器的研制也非常重要。

向楊學(xué)明發(fā)問的學(xué)生

好奇提問2：您剛剛多次提到我們要尋找感興趣的研究，該如何尋找感興趣的研究領(lǐng)域并確定研究方向呢？

楊學(xué)明：這個(gè)問題很難回答，比如我對(duì)化學(xué)感興趣，但其實(shí)我到現(xiàn)在也不理解為什么我對(duì)化學(xué)感興趣。可能是因?yàn)橹袑W(xué)時(shí)候那位化學(xué)老師對(duì)我特別好，潛移默化地對(duì)我形成了引導(dǎo)。我想，在求學(xué)過程中遇到一位好老師，是非常幸運(yùn)的，會(huì)對(duì)你想要學(xué)習(xí)和探索的東西帶來深刻的影響，當(dāng)然自己也要對(duì)自己的興趣點(diǎn)有所覺察，進(jìn)一步了解自己。

另外你在所感興趣的領(lǐng)域看到了問題，你想要去找到這個(gè)問題的答案，可能這份好奇是很朦朧的，但是卻可以驅(qū)使你一直想要去探索未知，是這樣一種驅(qū)動(dòng)力。對(duì)于年輕人來講，尋找興趣是非常重要的事情：你覺得這個(gè)事情特別有意思，愿意花時(shí)間和精力來做這件事情。如果不是的話，那這應(yīng)該不是你的興趣點(diǎn)所在。

人生其實(shí)并不長，能夠找到自己的興趣，并為之奮斗是非常美好的事情，希望大家都能體會(huì)到這份快樂與幸福。

好奇提問3：科研工作中遇到困難時(shí)，您是用怎樣的心態(tài)克服的？

楊學(xué)明：其實(shí)一些沒有人研究過的問題，你在做研究的時(shí)候大多會(huì)遇到很多困難，因?yàn)闆]有人知道該怎么去做，但是隨著研究的慢慢深入，你會(huì)對(duì)這個(gè)領(lǐng)域不斷有新的認(rèn)識(shí)。比如，如果把所有的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)物的量子態(tài)全部測(cè)量到了，然后通過交叉分子束的儀器，而且改進(jìn)這樣的儀器，也許就有可能做到。

當(dāng)然在此過程中，我也同步在做一些其它的研究，在這些研究中也會(huì)不斷積累新的知識(shí)和思路，也許累積到某種程度，就發(fā)現(xiàn)可能有一個(gè)真正新的進(jìn)展，這是一個(gè)過程，不是一蹴而就突然克服的。

南科大附中學(xué)生送給楊學(xué)明的畫作

好奇提問4：在您的科學(xué)實(shí)踐經(jīng)歷中，理論學(xué)者是怎么樣和實(shí)驗(yàn)學(xué)者合作的？

楊學(xué)明：我們?cè)诨瘜W(xué)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域，已經(jīng)發(fā)展到理論與實(shí)驗(yàn)相互競(jìng)爭(zhēng)的水平。從90年代開始，量子理論的精確度開始受到重視，而且確實(shí)在一些反應(yīng)體系里面得到了驗(yàn)證，使得化學(xué)反應(yīng)領(lǐng)域的研究人員找到了一些非常重要的方向。

大家在討論，怎么來理解化學(xué)反應(yīng)？怎么來探測(cè)一些這些量子體系里面預(yù)測(cè)的一些重要的現(xiàn)象？預(yù)測(cè)是不是準(zhǔn)確的？它的模型是不是對(duì)的？

通過互動(dòng)才能真正找到我們對(duì)化學(xué)反應(yīng)量子特性的理解。在過去25年到30年當(dāng)中，實(shí)驗(yàn)科學(xué)確實(shí)與理論科學(xué)有很好的互動(dòng)。比如我在大連同事張東輝老師，在用量子力學(xué)薛定諤方程來解化學(xué)反應(yīng)這一領(lǐng)域，張東輝老師是全球最優(yōu)秀的科學(xué)家之一，他的研究已經(jīng)達(dá)到了光譜的精度。

這也讓我們對(duì)化學(xué)反應(yīng)的理解達(dá)到了一個(gè)非常高的高度，這也是過去幾十年這一領(lǐng)域有很大發(fā)展的原因。高水平的理論科學(xué)和高水平的實(shí)驗(yàn)科學(xué)相互促進(jìn)，共同在推動(dòng)這一領(lǐng)域的發(fā)展，彼此給予啟發(fā)。像我很多朋友都是理論化學(xué)動(dòng)力學(xué)專家，工作中我們經(jīng)常要相互交流，給彼此啟發(fā)。另外國際交流也非常重要，最快接觸最新科研成果的辦法是去聽報(bào)告，翻閱文獻(xiàn)其實(shí)是有“時(shí)差”的，因?yàn)槲恼掳l(fā)表會(huì)比較慢，要從源頭上做交流，才能真正使得你走向科學(xué)前沿。

好奇提問5：愛因斯坦說偉大的科學(xué)家都是藝術(shù)家，對(duì)此您有什么看法？

楊學(xué)明：愛因斯坦小提琴拉的很棒，但是我不是藝術(shù)家，我覺得這兩個(gè)之間有共通性，藝術(shù)它也是需要?jiǎng)?chuàng)造，科學(xué)更需要?jiǎng)?chuàng)造。所以從這一點(diǎn)上來講二者應(yīng)該是共通的。

做科學(xué)的人一般都是喜歡美的人。就像楊振寧先生這樣，他覺得物理特別美，看這個(gè)方程就很著迷，對(duì)我來講我是看到這個(gè)科學(xué)儀器太好了，雖然別人看這個(gè)好像覺得沒什么感覺，但我覺得很漂亮，從這一點(diǎn)上來講，藝術(shù)跟科學(xué)是相通的，一個(gè)是美，還有一個(gè)是要有創(chuàng)造性。

比如說我們演奏一個(gè)曲子，如果世界上都是千篇一律的，我覺得藝術(shù)就沒有意義，大家錄一個(gè)片子就可以了。但是每個(gè)人他都有不同的表現(xiàn)方法，繪畫更是這樣。像我們做科學(xué)工作的人，每個(gè)人也都有自己的個(gè)性，希望通過能夠發(fā)揮自己的創(chuàng)造力和想象力，去挖掘和發(fā)現(xiàn)更多科學(xué)問題，這是我們做科學(xué)人的特色，創(chuàng)造性。

好奇提問6：我比較喜歡理科，在未來學(xué)習(xí)理科的道路上有什么方法和技巧？

楊學(xué)明：現(xiàn)在的學(xué)習(xí)方法我不知道是不是跟我們那時(shí)候一樣，因?yàn)槲矣X得理科是比較有系統(tǒng)的，所以在基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)過程中，要真正去掌握它，學(xué)理科最重要的是理解。不是題目是否會(huì)做，而是對(duì)于這道題，我是否理解它背后的邏輯，當(dāng)然解題也很重要，但理解更重要，持續(xù)去深究題目背后的邏輯，你會(huì)形成自己的知識(shí)體系。當(dāng)然也有化學(xué)家對(duì)化學(xué)的理解和我是不一樣的，但是我希望學(xué)理科的人能夠真正掌握到物質(zhì)世界最根本的原理，這是最重要。

好奇提問7：剛才聽到您有關(guān)于化學(xué)動(dòng)力學(xué)的研究，我想請(qǐng)問您的是當(dāng)代化學(xué)前沿領(lǐng)域的研究能夠?qū)χ袊鐣?huì)發(fā)展做出一些怎樣的貢獻(xiàn)呢？

楊學(xué)明：我覺得化學(xué)實(shí)際上被稱為是一個(gè)中性科學(xué)，很多問題是需要化學(xué)領(lǐng)域給出答案的。我們的生活實(shí)際上與化學(xué)息息相關(guān)，制藥、工業(yè)、生物、電子、能源等都離不開化學(xué)。但是社會(huì)中其實(shí)對(duì)于化學(xué)有一些誤導(dǎo)性的聲音，比如化學(xué)污染、化學(xué)爆炸，化學(xué)物質(zhì)有害等等，其根本原因是人們?nèi)狈?duì)化學(xué)的理解，這也是我們要學(xué)好化學(xué)的意義。通過你的研究，去解決污染、爆炸、有毒等問題，讓人們的生活更加安全。

楊學(xué)明向現(xiàn)場(chǎng)提問同學(xué)贈(zèng)送《“未來”科學(xué)家—未來科學(xué)大獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)咴L談實(shí)錄》叢書

好奇提問8：您還記得你第一次研發(fā)的科學(xué)儀器嗎？當(dāng)時(shí)用了多長時(shí)間？

楊學(xué)明：我記得，我在讀碩士的時(shí)候，開始做一些小的儀器，當(dāng)初是因?yàn)榛瘜W(xué)里面有很多吹玻璃的，所以我就設(shè)計(jì)了一些玻璃的管子，然后用到我要做的分子光譜中去。雖然當(dāng)時(shí)做的并不是特別成功，但我覺得通過自己對(duì)儀器的搭建，這種動(dòng)手能力的培養(yǎng)和提升，讓自己很有成就感，過程也非常有趣。

現(xiàn)在的中學(xué)教育階段，很多同學(xué)還是沒有見過或接觸過我國的高端科學(xué)儀器，我覺得有一種很好的形式是把科學(xué)儀器拆掉，然后同學(xué)們?cè)俳M裝回去，或者完全重新去做一個(gè)科學(xué)儀器，雖然這是一個(gè)很復(fù)雜的過程，但是在組裝過程中，相信同學(xué)們會(huì)對(duì)科學(xué)知識(shí)和原理有更加直觀和深刻的理解。如果能夠?qū)⑵浼{入到我國的教育體系當(dāng)中，相信會(huì)對(duì)我們的實(shí)驗(yàn)教育以及未來發(fā)展帶來積極的影響。

好奇提問9：您認(rèn)為物理學(xué)習(xí)、化學(xué)學(xué)習(xí)有什么相通之處？請(qǐng)您給我們初中生一些學(xué)習(xí)的建議，謝謝。

楊學(xué)明：其實(shí)學(xué)習(xí)物理與化學(xué)在我們認(rèn)知中是有很大差別的。比如學(xué)習(xí)化學(xué)的時(shí)候，大部分記住的是化學(xué)反應(yīng)，以及元素周期表。在中學(xué)階段會(huì)有這樣的區(qū)別。但其實(shí)就科學(xué)本身，物理與化學(xué)有很多天然的聯(lián)系，化學(xué)的每一個(gè)分子和原子組成的是什么？它到底是怎么樣反應(yīng)產(chǎn)生新的物質(zhì)？這個(gè)過程與物理學(xué)當(dāng)中的原子分子問題是一樣的，但化學(xué)可能更側(cè)重研究物質(zhì)的變化，以及變化的規(guī)律。物理更強(qiáng)調(diào)規(guī)律本身，是最基本、最根本層面。

所以我覺得要對(duì)世界有真正理解，光學(xué)物理是不夠，也要學(xué)化學(xué)，二者之間有差別也有連通。物理化學(xué)這樣的學(xué)科，可以利用物理的原理來理解化學(xué)的過程，當(dāng)然也可以利用物理的方法來研究化學(xué)結(jié)構(gòu)，以及化學(xué)反應(yīng)的過程。當(dāng)你理解到這個(gè)問題的時(shí)候，你對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)就提高了一點(diǎn)。