浙师大校友杨学明院士又有新发现：世界首次观测到化学反应中的“日冕环”现象

金华新闻客户端5月22日消息 记者  王健

这两天，浙师校友杨学明院士以获得３．１４亿国家自然科学基金总经费排名中国第一的消息不胫而走。５月２１日晚，记者联系到了正在北京开会的杨学明，他听说金华读者为他获得这个“第一”高兴，表示感谢。“不过，这不算什么新的东西，只是一个统计吧，我现在比较新的东西另有一个。”他开心地介绍了他和科研团队近来的新发现。

原来，就在上个月月底，杨学明院士和中国科学技术大学王兴安教授、大连物化所孙志刚研究员及张东辉院士合作，首次观测到化学反应中的“日冕环”现象，而且是利用自主发展的目前最高分辨率的交叉分子束离子成像技术观测到的，他们结合量子分子反应动力学理论分析，在世界上首次揭示了该现象所隐藏的反应动力学机理。这项研究成果４月２６日发表在《自然化学》（Ｎａｔｕｒｅ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）上。

“日冕环”与水滴的大小

“当大气中的微小水滴被阳光照射时，如果气象条件良好，人们可以在太阳周围观察到一系列美丽的光环，大气光学中称之为日冕环。大气光学的研究表明，这一自然现象的产生源于光在水滴表面前向衍射所产生的光干涉图像。就物理角度而言，其产生的原理与著名的杨氏双狭缝干涉现象极为类似，均是由光量子的波动特性而产生的干涉现象。更值得一提的是，日冕环的结构可帮助人们直接分析推测出空气中水滴的大小……”

这是大连物化所的官方网站上对“日冕环”的一段描述。杨学明说，与大气光散射相似，气相化学反应从严格意义上来说是原子与分子的散射过程，比较独特的是，在这一散射过程中伴随着旧化学键的断裂和新化学键的形成。反应产物的空间散射结构，直接反映了化学反应进程的微观机制。因此，对分子态－态分辨的散射动力学的研究是深入理解气相分子反应机理的重要方法。近年来，速度成像技术逐渐成为研究化学反应机理的重要实验方法。为了能够更加准确地获得反应态－态信息，研究人员一直致力于提高成像实验的分辨率。

杨学明和他的团队有一个很大的优势，就是他们总是使用自己研发的实验仪器和装置来做最前沿的科学实验，这不，他和王兴安等科学家领导的团队自主研制了一台独特的结合阈值激光电离技术以及速度成像技术的交叉分子束反应动力学研究装置，使得实验上获得的Ｈ原子产物的速度分辨率达到了世界上同类仪器的最好水平。利用这一装置，研究小组开展了对化学中最经典的Ｈ＋ＨＤ→Ｈ２＋Ｄ反应的实验动力学研究，首次测得了这一反应产物全量子态分辨的产物速度影像，并且在实验上首次观测到了反应前向散射产物中存在的角分布振荡现象。

通过观测光与水滴的日冕环散射，我们可以了解自然界中的水滴的大小；而通过观测化学发应中的前向角分布振荡结构，我们可以清晰地研究化学反应的过渡态结构以及动力学。”杨学明讲得有些学术化。

研制实验器材与科学发现

杨学明介绍，他和他的团队得到了国家的巨大科研经费扶持，尤其是作为我国基础科学研究最主要的支持渠道之一国家自然科学基金，曾多次获得，但总数额他自己并没有统计过。他说：“我们赶上了非常好的时代，国家认识到基础科学的重要性，同时国家经济的快速发展也为基础科学提供了有力支撑，使得科学家的科研能力得到充分发挥。”

这位浙江师范大学的１９７８级校友，平时非常忙，但对母校感情很深，兼任着母校的客座教授。２０１１年，杨学明当选中国科学院院士。记者在采访他时，就发现他与众不同，在学生时代就有很强的动手能力，之后的科研中也一直把这一优势发扬光大。２００１年，他回国到大连物化所工作，用自己研制的科学仪器深入研究，带领科研团队屡创佳绩，步入国际先进行列。

杨学明说，他第一次自己动手做复杂的科学仪器是在美国加州大学劳伦斯伯克利国家实验室做博士后期间。有一次，在同步辐射光束线上设计非常复杂的分子束仪器时，导师李远哲对他说：“我建议你首先跟着工程师们好好学一学怎样设计仪器。”于是，杨学明花了整整一年时间跟着实验室的工程人员，在计算机上做出了人生中的第一套复杂仪器设计图纸。

此后，由于求解的科学问题所需要的仪器常常买不到，杨学明一直坚持自己做仪器。他说：“科学仪器在现代科学技术发展中的作用越来越重要，在我这个研究领域还没发现哪个重要成果是用现成仪器获得的。”

兴趣是推动力　创新力是根本

杨学明有两句口头禅，一句是“嗯，这个很有意思”，另一句是“要做就要做得最好”。他对记者说，如果仅仅是为了生存而从事科研工作，可能就会感觉很枯燥辛苦，但如果有兴趣，那就完全不一样，“兴趣是科研的内在推动力。”

说到科研素质，他认为最重要的是两条，一是兴趣，一是创新能力。所以，他建议青年学生要寻找自己的兴趣，忠实于自己的内心，不要被人逼着做事情，而是要勇敢地追求自己想要的东西。

说到创新能力，他说，其实互联网和人工智能都只是手段，科研的核心还是要靠人的创造力。”对创造力进行分解，其中又有两点极其重要，那就是思考力和动手能力。

“一是要有批判精神，要有好奇心，要想那些别人还没有解决的问题，找到新思路和新方法。”杨学明郑重地说。“而且，创造力需要从小培养。”

怎么培养呢？他认为，基础教育固然重要，但每一个孩子的发展都需要留有一定的空间和时间，让孩子自我发展。而不是用过多的机械练习占满所有的时间。

“创新需要勇气，要敢于去想、去做。”杨学明说，创新首先要突破的是自己，社会要进步，肯定要有一批人来推动社会的发展，要有一批人来提升国家竞争力，这些人肩负着社会使命，就要走出自己的舒适区，去尝试和创造新的事物。