楊學明：每個化學反應過程都很特別，從反應物到產物有一個過渡的狀態，就是過渡態。20世紀30年代，Eyring和Polanyi提出化學反應過渡態理論，即化學反應的關鍵在于理解其短暫的過渡態，在這千萬億分之一秒內，原子之間舊鍵斷裂，新化學鍵形成。

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

過渡狀態也有一些特別的量子態存在，對化學反應有非常重要的影響。我們的工作就是發展新的實驗方法，觀測這些量子態的特性，結合理論詮釋它們，使我們從量子層面對化學反應過程了解得更透徹。

幾何相位效應是一種特殊的量子現象，在物理和化學領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展，首次在世界上觀測到了化學反應中的幾何相位效應，從而研究化學反應非常特殊的機理。

總的來說，這些工作是非常基礎性的，化學動力學本身就是基礎性的學科。這些工作的意義也并不是在某一個反應上，而是具有普遍的意義。對基本化學過程的理解，也能推動具體應用領域的發展，比如大氣化學、燃燒化學、星際化學等。

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

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

所以首先要提出非常好的設計方案，方案中提出關鍵的問題，比如技術性能，所以要對技術的前沿有充分的了解，比如技術發展到了什么水平？我們能用到什么水平？這是最關鍵的問題。

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。后續研制也遇到過很多問題，比如超高真空、激光技術等問題，每一個都需要去攻克，這樣才能做出世界最好、真正領先的科學儀器。需要注意的是，單項技術雖然很重要，但更關鍵的是把各種技術集成做好，因為現在的科學儀器是非常復雜的，是各種先進技術的集合。

研發科學儀器是系統工程，而最重要的需要與科學問題緊密結合，真正把技術和科學結合起來，這樣才能做出世界一流的科學儀器。

新京報：你在大學有自學量子力學的經歷，對現在的年輕學子，你有哪些學習方法和經驗可以分享？

楊學明：我認為自學能力的培養特別重要，年輕人在大學學習或者研究生學習時要有這樣的精神，而不是所有知識的獲得都依賴老師。隨著互聯網的發展，大家獲得知識的渠道更加豐富、方式也更加便利，應該充分利用這樣的環境去學習和探索，人的發展是累積的過程。

我在讀研究生的時候，導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習。但慢慢地，也應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，從更寬的視野和學科角度來認識化學和物理世界。

人物簡介

楊學明，南方科技大學副校長、中國科學院院士、中國科學院大連化學物理研究所研究員。

過去二十年，他利用自行研制和原創的一系列國際領先的科學儀器，在化學反應動力學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反應動力學實驗研究推到了前所未有的高水平上，并通過與理論學者的合作，解決了化學動力學研究領域長期存在的一些科學難題，在反應過渡態動力學以及非絕熱動力學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