记者:我国研究团队中为何关注和重视科学仪器的研究较少?
杨学明:从科学发展史上我们都可以看到,科学仪器的研制在实验科学发展上特别重要。科学现象只有真正被观测到了才能有新的发展。比如,人类以前都觉得太阳是绕着我们地球转的,但是通过发明天文望远镜和天文观测,我们就认识到原来地球是在绕着太阳转的。实验观测在科学的整个发展过程中是特别重要的一环,但是我觉得各个层面对此的重视度还不够,或者说我们追寻这个方向的高水平科学工作者还不够,导致很多方向的实验仪器都是依赖国外。
现在,国家提出要加快建设科技强国,实现关键核心技术的自立自强。任何核心技术研发都必须有高水平的人才,这些人才不是大学一毕业就能找出来,而是要在非常高水平的大学实验室里面,经过很多的训练,做了很多的研究,这些人才能慢慢地变成优秀的技术研发人才,我自己是做实验科学的,我知道科学仪器特别重要,仪器做得不好,在这个领域你永远超不过别人,永远只能跟着别人走。
中国不缺人才、不缺资源,只要有世界领先的科学仪器,我们就能有新的科学发现。
记者:此次“物质科学奖”的获奖成果有哪些意义和应用场景?
杨学明:我先介绍一下化学反应中的量子共振现象和几何相位效应。每个化学反应过程都是很特别的,化学反应从反应物到产物有一个过渡的状态,过渡状态决定了化学反应的基本特性,这也是化学动力学研究最重要的课题。所有的化学反应事实上都是量子体系,所以在过渡状态也有一些非常特别的量子态存在,这些量子态的存在实际对化学反应有非常重大的影响,我们的工作实际上是发展新的实验方法,来观测这些量子态的特性,并和理论相结合,诠释这些量子态各种各样的特性,使得我们对化学反应过程真正能够从量子层面上了解得更透彻。
另外一项研究工作是通过新的实验方法的发展以及实验仪器的发展,观测到了几何相位效应。几何相位效应对化学反应有非常特殊的影响,而且能够用这样的几何相位效应研究化学反应中非常特殊的这些机理。这个工作是非常基础性的,推动我们从根本上理解化学反应的方向。
对量子科学来讲,我们其实用了很多量子测量的方法,量子科学里原子、分子很重要,怎么样理解原子、分子的过程也非常重要,所以量子科学本身也包含了化学的方方面面。推动量子科学实际上对推动整个物质科学,包括材料也好,化学反应也好,各种各样的分子也好,都有着非常重要的意义。比如说我们研究的“氟+氢”的体系,是非常重要的化学激光体系,研究这个体系使得我们可以做更好的化学激光的发展。
从基础学科来讲,我们对这些非常基本的化学过程的理解也能推动一些具体应用的发展,比如说大气化学、氢气化学,以及燃烧过程中非常重要的反应,这些复杂过程的理解和模拟,完全依赖于基础化学反应的研究,所以无论是基础的还是复杂体系的化学反应,化学动力学的研究都是至关重要的。
记者:如何平衡科学仪器的投入和产出?成功研发科学仪器需要哪些因素支持?
杨学明:做科学仪器对科学家来说其实是件很吃力的事情,做仪器肯定需要比较多的经费。我的理念就是做自己特别想做的科学仪器,来解决我想解决的重要科学问题,比如这次谈到的过渡态的问题,几何相位效应的问题,这些都需要比较特别的仪器。
我并不觉得做科学仪器花钱不值得。首先它培养人;第二,科学仪器事实上是在培养新的产业,至少在国内国际可能都是几十亿元的产业。我们如果不做并不是因为贵,而是担心我们的仪器能不能做得跟别人一样好,能否在市场上有竞争力。
从我个人来讲,做大连相干光源也好,自由电激光也好,都是从个人的研究兴趣出发,争取支持做仪器。总的来说,要做好科学仪器,一是国家支持,二是效率本身,还要有做科学仪器的理念以及人才培养,这些因素都是非常重要的。(来源:广州日报,文:武威)