中國科（kē）學院院士楊學明：一定要強調科學儀器的重要性
發布時間：2022-09-21
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近日，2022未來科學大獎獲獎名單正式揭曉。中國科學院院士、中國科學院大連化學物理研（yán）究所研究員、南方科技大學講席（xí）教授楊學明獲得“物質科學獎（jiǎng）”。
多年來，科學儀（yí）器的設計和研發始終是楊學（xué）明科研生涯中的重要課（kè）題。他表示：“一定要強調科學儀器的重要性。隻有發揮創造力，做真正獨特（tè）的科學儀器，才有可能引領科技創新。”
實驗科學發展離不開先進科學儀器
Q1：您正在推進的新一代（dài）高重頻自由電子激光（guāng）裝置研製工作進展到什麽階（jiē）段了？
楊學明：前一階段，我們主要推動了低重頻極紫外自（zì）由電子激光的發展（zhǎn），這（zhè）個裝置還（hái）是相當成功的，是世界（jiè）上唯一的極紫外自由電子激光用戶（hù）裝置，現在（zài）在（zài）科學應用方（fāng）麵有了相當大的進展。
目前，我們正（zhèng）在積極（jí）推動高重頻自由電子激光技術發展，希望發展在極紫外和軟X射線波段世界上最亮的光源。這一技術的（de）預研工作，我們已取得（dé）了一定的進展，希望能盡快（kuài）推進（jìn）裝（zhuāng）置（zhì）建設，大幅提升（shēng）我國在先進光源技術方（fāng）麵的水平。
這個裝置是基於超導加速器技術研製的，是目前國際上最先進的超導加速器裝置，而且光源（yuán）能達到（dào）相當高的亮度（dù）。如果建成（chéng）的話，對未（wèi）來的基礎科學和產業應用都將有非常重要（yào）的影響（xiǎng）。
Q2：您之前提到，我國研究團（tuán）隊對科學儀器研究的關注和重視很少，為什麽（me）這麽說？
楊學明（míng）：近年來，我國對科學（xué）儀（yí）器的重視程度已明顯提升，但還沒有達到理想（xiǎng）狀態。我認為有幾（jǐ）個原因（yīn）。
一是觀（guān）念上還不夠重視。對實驗科學而（ér）言，沒有最好的儀器（qì）和方法很難在實驗觀（guān）測上做到國際領（lǐng）先，這個理念特（tè）別重要。從（cóng）科學發展史上，我們可以清楚地看到這一點，比如英國著名（míng）物理學家盧瑟福和（hé）同（tóng）事發明的α粒子散射實驗（yàn）裝置為正確原子模型的建立發（fā）揮了關鍵作用。在我國，我個人認為，科學儀器的重（chóng）要性一直強調得還不夠（gòu），很多（duō）領域的科學（xué）儀器研製工（gōng）作沒人做或研製（zhì）水平不高，整體投入（rù）也很不夠（gòu），高端儀器自主研發製造能（néng）力還（hái）有較大提升空間。
二（èr）是政策體係還不（bú）夠完善。做科學儀器並不容易，想做科學儀器的人要冒（mào）一點風險。但問題是，現有（yǒu）科學評（píng）價（jià）體係能不能容納這樣一批做高水平科學（xué）儀器的人？真正的科學發展必須要有科學儀器上的創新。相比西方一些國家，我國（guó）政策體（tǐ）係在這（zhè）方（fāng）麵還（hái）存在不足。所以，要健（jiàn）全相應的體製機製，發揮政策指揮棒作用（yòng），加大（dà）投入力度，鼓勵一大批有能力、有（yǒu）興趣和（hé）敢於（yú）冒險的人投身於科學（xué）儀器的研製和發展中。也隻有這樣，才能真正攻克我國各個領域存在的“卡脖子”技術。
要做高水（shuǐ）平儀（yí）器解決重大科學問題
Q3：設計研發科（kē）學儀器的成本很高，很多（duō）時候甚至會引起一些（xiē）爭議。您個人如何平衡（héng）科學儀器的投入（rù）和產（chǎn）出？成功（gōng）設計、研發科學（xué）儀器需要哪些支持？
楊學明：對科學家來說，做科學儀器是一件很吃力的事，做儀（yí）器肯定需要比較（jiào）多的經費。但我覺得這是值得的，因為做科學儀器有很多好處。第一（yī），能解決自己想解決的重要科學問題。我個人不想買別人的儀器，因為別（bié）人做的儀器不能解決我想要解決的（de）重要科學問題。第二，做科學儀器能培養人才。第三，科學儀器本身也（yě）是（shì）一個非常重要的高新科技產業，做科學儀器涉及的產業規模至少幾十億元。
當然，正因（yīn）為（wéi）研製科學儀器要投入很多（duō）錢，科學家更需要認真思考：要研製的科學（xué）儀器能否在重要的科研工作中發揮作用？是否能發揮原創性科學儀器應有的作用？國家的錢不是（shì）白來的，把科學儀器做好並讓它發揮（huī）作用非常（cháng）重要。所以，我覺得做科學儀（yí）器就一定要做世界最高水平的科學（xué）儀器。
從我個人經曆來講，無論（lùn）做大連相幹（gàn）光源還是未來的高重頻自由電子激光，都是從重要領域的需求和我（wǒ）的興趣出發。在某一方向，我要做的（de）科學儀（yí）器必須是獨特的。如果我要做的儀器在某些重要指（zhǐ）標上難以超越以前（qián）的類似裝（zhuāng）置，並（bìng）且（qiě）不能在解決科學問（wèn）題方麵發揮關鍵作（zuò）用，我就不會去做。
總體來說，提升（shēng）科學儀器研製（zhì）水平和使用效率，樹立科學儀（yí）器發展的正確理念，以及培養科學儀器（qì）研發人才等方麵對我（wǒ）國高端科學儀器的發展至關重要。
Q4：設計和研發原（yuán）創性科學（xué）儀器需要人（rén）才，這類人才需要具備什麽（me）樣的品質和素養？
楊學明（míng）：在大部分實驗（yàn）室，一般學（xué）生很少能真正設計和研製科學儀器。但這麽多年來，我們實驗室都保持著一個突出的特色，那就是幾（jǐ）乎每個學生都會設計和研製科學儀器。不久前，一位剛博士畢業的學生跟我說，實驗室培養學生設計和研製科學儀器的能力對他的發展太重要了。
實（shí）驗科學（xué）發展需（xū）要探索新現象，而使用老舊的科學儀器通常很難發現新現（xiàn）象。一直以來，我都要求自己：科學儀器一定要自己設計（jì）。隻有自己設計（jì）的儀器才能真正達到自己想（xiǎng）要的最高水平。
做科研重（chóng）要的是找到（dào）感興趣（qù）的（de）方向
Q5:您認為，從“學術青椒”成長為（wéi）知（zhī）名學者，最關鍵的要（yào）素是（shì）什麽？
楊（yáng）學明：我也是從年輕人成長起來（lái）的，科研不是一條容（róng）易（yì）走的道路，但也有很多機會（huì）。
對年輕人（rén）的發（fā）展來說，有幾件重要的事：一是找方向（xiàng），就是找（zhǎo）到真正感興趣也比較擅長的領域。如果覺得做科（kē）研（yán）太苦，可能是因為對這（zhè）個研究方向不太感興趣。我一般不要求我的學生（shēng）成績必須名列（liè）前茅，我更重視他們對研究方向是否感（gǎn）興趣。因為，能否在科學上有（yǒu）所發現、有所發展，最重要的是看他們對（duì）科學本（běn）身是否有興趣。我自己以及我（wǒ）科研生涯中遇到的（de）老師都是對科學有高度熱情、非常愛科學的人。如果做（zuò）科研隻是為了拿某個獎，或得到一件跟科學無關的東西，我想科研一定不是一個快樂的職業。
二是找問題（tí）。我的理念是，做科學研究一定要以重要科學問題為導向。做基礎科學（xué）必（bì）須要提出並解決一些重要的科學問題。有時候，提問題最關（guān）鍵。
三是選環境。研究（jiū）環境（jìng）特別重要，好的環境會引導大家做真正想要做的東西，而不是整天“逼”著大（dà）家發論文。這並不是說發論文不重要，我的（de）意思是（shì），要更強調解決科學技術問題，這才是根（gēn）本。
Q6：您本科學的是物理（lǐ），碩（shuò）士（shì）轉向化學研究。不同學（xué）科背景給您後續的研究帶來（lái）了什麽？
楊學明：我上中學時非常喜（xǐ）歡（huān）化學（xué），但高（gāo）考化學沒有考得很好，物（wù）理考得特別好，所（suǒ）以上大學（xué）後就念了物理。大學畢業後報考中國科學院大連化學物理（lǐ）研（yán）究所的研究生，也是因為我真（zhēn）的喜歡學化學。
我（wǒ）覺得自己（jǐ）大學畢業（yè）時找到了特別好（hǎo）的方向（xiàng）——化學激（jī）光，有激光又有化學，雖然後來沒有具體從事化學激光方向的研究工作，但也算正式進入了物理化學或化學物（wù）理（lǐ）這一交叉領域。
我很幸運選（xuǎn）了這條道路，大（dà）學的物理基礎使（shǐ）我（wǒ）特別重視對事物本質的理解（jiě），經過這種物（wù）理思想訓（xùn）練後再去學化（huà）學，對化學會有非常不（bú）一樣的理解和感悟。這對我整個學術生涯（yá）發展產生了深刻的（de）影響。物理和化學的交叉學科背景，使我能從不同於傳統化（huà）學的角度看化學學科的發展，也使我有更（gèng）多機會發現化學科學（xué）中別人也許不（bú）太關注的（de）一些重要科學（xué）問題，比如量子共振態和幾何相位效（xiào）應（yīng）等。
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