楊學(xué)明：每個化學(xué)反應(yīng)過程都很特別，從反應(yīng)物到產(chǎn)物有一個過渡的狀態(tài)，就是過渡態(tài)。20世紀30年代，Eyring和Polanyi提出化學(xué)反應(yīng)過渡態(tài)理論，即化學(xué)反應(yīng)的關(guān)鍵在于理解其短暫的過渡態(tài)，在這千萬億分之一秒內(nèi)，原子之間舊鍵斷裂，新化學(xué)鍵形成。

這個過程決定了它屬于哪種化學(xué)反應(yīng)、反應(yīng)速率有多快、生成哪種產(chǎn)物。這是化學(xué)動力學(xué)研究中最重要的課題。直接觀察反應(yīng)過渡態(tài)被認為是化學(xué)研究中的圣杯。7名化學(xué)家因開發(fā)了闡明這些過程的科學(xué)工具和實驗，分別在1967年、1986年、1999年獲得諾貝爾獎。

過渡狀態(tài)也有一些特別的量子態(tài)存在，對化學(xué)反應(yīng)有非常重要的影響。我們的工作就是發(fā)展新的實驗方法，觀測這些量子態(tài)的特性，結(jié)合理論詮釋它們，使我們從量子層面對化學(xué)反應(yīng)過程了解得更透徹。

幾何相位效應(yīng)是一種特殊的量子現(xiàn)象，在物理和化學(xué)領(lǐng)域有廣泛和特別的意義。我們通過新的實驗方法和實驗儀器的發(fā)展，首次在世界上觀測到了化學(xué)反應(yīng)中的幾何相位效應(yīng)，從而研究化學(xué)反應(yīng)非常特殊的機理。

總的來說，這些工作是非?；A(chǔ)性的，化學(xué)動力學(xué)本身就是基礎(chǔ)性的學(xué)科。這些工作的意義也并不是在某一個反應(yīng)上，而是具有普遍的意義。對基本化學(xué)過程的理解，也能推動具體應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，比如大氣化學(xué)、燃燒化學(xué)、星際化學(xué)等。

新京報：由于有了一系列自行研制的原創(chuàng)科學(xué)儀器做支撐，你帶領(lǐng)團隊在化學(xué)動力學(xué)領(lǐng)域取得了很多重大科研成果。在研制科學(xué)儀器時曾遇到什么困難，如何攻破？

楊學(xué)明：我研制科學(xué)儀器，通常是想得很透了再去做。因為我們做儀器不容易，首先要籌措一筆經(jīng)費，還要想辦法做出好的儀器，解決想要研究的科學(xué)問題。這個過程中有很多挑戰(zhàn)，包括技術(shù)性的挑戰(zhàn)。

所以首先要提出非常好的設(shè)計方案，方案中提出關(guān)鍵的問題，比如技術(shù)性能，所以要對技術(shù)的前沿有充分的了解，比如技術(shù)發(fā)展到了什么水平？我們能用到什么水平？這是最關(guān)鍵的問題。

每個儀器都不一樣，怎么來凸顯我的儀器的獨特性和先進性，要能做其他人做不了的實驗，這也是研制儀器之前就必須要想好的。后續(xù)研制也遇到過很多問題，比如超高真空、激光技術(shù)等問題，每一個都需要去攻克，這樣才能做出世界最好、真正領(lǐng)先的科學(xué)儀器。需要注意的是，單項技術(shù)雖然很重要，但更關(guān)鍵的是把各種技術(shù)集成做好，因為現(xiàn)在的科學(xué)儀器是非常復(fù)雜的，是各種先進技術(shù)的集合。

研發(fā)科學(xué)儀器是系統(tǒng)工程，而最重要的需要與科學(xué)問題緊密結(jié)合，真正把技術(shù)和科學(xué)結(jié)合起來，這樣才能做出世界一流的科學(xué)儀器。

新京報：你在大學(xué)有自學(xué)量子力學(xué)的經(jīng)歷，對現(xiàn)在的年輕學(xué)子，你有哪些學(xué)習(xí)方法和經(jīng)驗可以分享？

楊學(xué)明：我認為自學(xué)能力的培養(yǎng)特別重要，年輕人在大學(xué)學(xué)習(xí)或者研究生學(xué)習(xí)時要有這樣的精神，而不是所有知識的獲得都依賴老師。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，大家獲得知識的渠道更加豐富、方式也更加便利，應(yīng)該充分利用這樣的環(huán)境去學(xué)習(xí)和探索，人的發(fā)展是累積的過程。

我在讀研究生的時候，導(dǎo)師張存浩院士給了我一個非常好的建議——剛開始讀研時，要花95%的時間做課題方面的研究和學(xué)習(xí)。但慢慢地，也應(yīng)該多花一點時間涉獵一些別的方向，這樣才能擴大自己的視野，對更多學(xué)科有更好的理解和把握，也會大大幫助自己的研究方向。我認為這非常有道理，多年來，我受益于這樣的思想，從更寬的視野和學(xué)科角度來認識化學(xué)和物理世界。

人物簡介

楊學(xué)明，南方科技大學(xué)副校長、中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員。

過去二十年，他利用自行研制和原創(chuàng)的一系列國際領(lǐng)先的科學(xué)儀器，在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)研究方面取得了系列性的、備受國際矚目的重要研究成果。他的系列性研究工作將化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)實驗研究推到了前所未有的高水平上，并通過與理論學(xué)者的合作，解決了化學(xué)動力學(xué)研究領(lǐng)域長期存在的一些科學(xué)難題，在反應(yīng)過渡態(tài)動力學(xué)以及非絕熱動力學(xué)研究方面作出了重要貢獻。

新京報記者 張璐

編輯 樊一婧 校對 劉軍