本文转自：天目新闻
8月21日，2022未来科学大奖获奖名单正式揭晓，三位科学家各获奖金675万元。其中“物质科学奖”由中国科学院院士、南方科技大学副校长、理学院院长、化学系讲席教授杨学明获得，奖励他研发的新一代高分辨率和高灵敏度量子态分辨的交叉分子束科学仪器，揭示了化学反应中的量子共振现象和几何相位效应。
天目新闻记者采访了杨学明，跟他聊了聊有关获奖成果和科研的那些事。
如同人的个性，每个化学反应过程都有其特性，有的快、有的慢，有的剧烈、有的平缓。想要理解或控制一个化学反应，离不开对其过渡态的深入研究，而这也是化学动力学最重要的课题之一。
“从反应物到产物的中间过程，被称作‘过渡态’，也就是我们常说的化学反应过程。”杨学明解释，过渡态的特性决定了化学反应的特性，如它的反应速率、化学产物。
如果说化学学科是一座巍峨的大厦，作为基础研究的化学动力学就犹如其中的地基。化学动力学能从根本上推动科学家们对化学反应的理解，进而帮助他们通过化学方法，创造更好的材料或发展新的物质。
在微观层面，化学反应中的两个分子碰撞，如同两个小球对撞，它们对撞后是向前冲撞，还是往后反弹，都影响着化学反应的特性。仅凭借肉眼，显然无法观测到化学反应在分子、原子、量子态上的“运动轨迹”。因而，加深对化学反应“过渡态”的理解，离不开科学仪器的发展。
杨学明正在接受采访 图源：未来科学大奖
杨学明介绍，交叉分子束是从根本上理解气相化学反应的重要手段。科学家们让分子束在真空仪器中碰撞，再探测其化学产物在空间散射的分布。随着科技的进步，这种交叉分子束真空仪器得到发展。与此同时，科学家们还发展了新的探测方法，用激光探测代替了此前用电子碰撞电离的方法。
“这能提高观测的灵敏度和时间分辨率，其中时间分辨率至少可以提升将近一个量级，使我们可以在量子态分辨的水平上研究基元化学反应动力学，开展以前科学家很难做到的研究工作。”杨学明说。
在此基础上，杨学明带领团队开发了新一代高分辨率和高灵敏度的交叉分子束科学仪器，还发展了量子态分辨的后向散射谱学技术、高分辨的交叉分子束反应成像技术，为反应动力学领域进一步理解化学反应的量子特性提供了强有力的工具。
借助新的技术和科学仪器，杨学明团队在化学反应共振态、化学反应中的几何相位效应以及量子干涉等方面的研究取得了重大突破，首次在实验上发现了化学反应中的几何相位效应以及自旋-轨道共振分波之间的量子干涉现象。这将化学动力学领域拓展到了前所未有的深度和广度。
回溯过去的科研经历，杨学明表示，自己似乎走了不少弯路，但正是在兴趣驱动下，他才走的深、走得远。
中学时期，在化学老师的引导下，杨学明开始爱上化学。不料高考时物理学科发挥极佳，他阴差阳错进入浙江师范学院攻读物理系。大学毕业之际，杨学明站在人生的岔路口，开始思考未来前进的方向，“我又想到了化学，我觉得还没有念够化学，要继续学化学。”
此前播撒的兴趣种子就此萌芽。1982年，杨学明进入中国科学院大连化学物理研究所攻读硕士，开始走上分子反应动力学的研究道路。而交叉学科背景也对他的科学生涯产生了深远影响。
“接受了物理学的训练，再去学化学，让我对化学的理解和感悟是不一样的。这也是我感到非常幸运的地方，能从交叉角度找到别人也许不太关注的一些科学问题。”杨学明说。
时至今日，杨学明仍然相信“兴趣”的力量。他表示，科研之路蜿蜒曲折，挑战与机遇并行，“年轻人要找到真正感兴趣也比较擅长的方向，才能在某个领域取得较好的发展。”
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