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他,创建了一个方兴未艾的学科体系;
他,探明了一个充满谜团的力学领域;
他,破解了一个争论多年的世界难题。
2010年“陈嘉庚科学奖”获得者吴良镛、白以龙、杨学明三位不同领域的科学家,在各自专业中取得原创性成果。
2010年6月9日,2010“陈嘉庚科学奖”颁奖典礼在北京会议中心隆重举行,国务委员刘延东为五位本届获奖者颁发了奖章。“陈嘉庚科学奖”是以对我国科教事业发展作出杰出贡献的著名华侨领袖陈嘉庚先生的名字命名的。按照中国科学院的六个学部,分设数理科学、化学科学、牛命科学、地球科学、信息技术科学和技术科学六个奖项,旨在鼓励本土化、原创性的科学工作。
吴良镛谋万家居
北京市东城区菊儿胡同的改造工程,是建筑设计与城市规划大师吴良镛20世纪80年代末的得意之作。被公认为北京旧城改造方面的一个成功典范。在保持传统四合院风貌的基础上,吴良镛通过有机更新的方式从根本上改善了这里居民的居住环境。
两院院士吴良镛说,那时候,四十一号院是一个破庙,大部分是棚户。我们以绿地为核心,以四合院为原型,将古老的树木留下来,围着树木,将房屋做成二层、三层,每家有厨房、厕所。保持了传统城市原有的肌理,所以叫有机更新。
1992年,吴良镛由于菊儿胡同改造工程的成功,获得了联合国颁发的“世界人居奖”。第二年,他在中国科学院技术科学部的学术大会上式提出了“人居环境科学”的理念,在中国建筑界引起巨大反响。1995年,吴良镛在他参与创办的清华大学建筑学院,成立了人居环境科学研究中心,开始了这一新的科学体系的研究工作。
吴良镛感到这个工作有些难做,因为人居环境是新提出来的,有些专业的人,尤其是搞生物的、地理的、文化的不一定理解。他认为,必须要有理论性的指导。
1999年6月,国际建筑协会第20届建筑师大会在北京举行。吴良镛在会上作了主旨报告,提出“完美的环境要跟人类社会共同缔造”。大会通过了他负责起草的《北京宪章》。这是指导21世纪建筑发展的重要的纲领性文献,它标志着吴良镛的“广义建筑学”和“人居环境”学说得到国际建筑界的广泛认可,从而扭转了长期以来西方建筑理论占主导地位的局面。2001年,经过近10年的潜心探索,吴良镛出版了《人居环境科学导论》专著,对于“人居环境科学”的核心思想作了清晰的阐述。
吴良镛认为,人的活动不是单个人的,经常是一个群体,群体里互相之间工作是社会性的。建筑不仅仅是一个物质的东西,还有人、有社会。这是一个重大的思想改变。
《人居环境科学导论》的出版,标志着吴良镛的“人居环境”学说建立了相对完整的理论体系。在它的基础上,很多专家学者都开始涉足这一领域,一些高校也成立了相关专业。而在研究工作不断取得进展的同时,有关“人居环境”的课题也在世界范围内引起越来越广泛的关注。
吴良镛说,今年联合国成立了人居署,在全世界推广人居环境活动。
2010年上海世博会提出了“城市让生活更美好”的口号,吴良镛认为,这正是“人居环境科学”概念在现实生活中的折射。说明整个世界已经认识到城市中人的生活是一个主要问题,回归了关注人的生活,关注城市生活。上海世博会是很有意义的。
2007年,这位充满活力的老人因中风一度卧病在床,经过近两年的艰苦锻炼,他恢复了行走和写字的能力。对于88岁高龄的吴良镛来说,能够回到工作岗位是一件无比幸福的事情。目前,他正准备出版《人居环境科学研究进展》一书,总结近十年来的成果,进一步发展“人居环境科学”的理论。在这一领域近二十年的努力,使他成为2010年“陈嘉庚技术科学奖”的获得者。今年6月5日,他在广东云浮举行的“转变发展方式,建设人居环境”研讨会上,提议把人居环境建设列为国家战略。
吴良镛说,反思三十年来,我们取得进步和成就的同时,如何解决人居环境,任重道远。如果说这门学科在建立的过程中,遇到很多艰难困苦,其实这仅是一个开端,后面还要付出更多努力。
白以龙能猜会做
看过电影《2012》灾难片的人,对于山崩地裂、建筑坍塌的场面肯定不会陌生,一座座坚固的大桥、高耸的楼宇从出现裂缝到瞬间瓦解的过程令人触目惊心。这样剧烈的破坏究竟是怎样发生的呢?中国科学院院士、力学家白以龙,正是专门研究材料破坏的人。
白以龙说,材料是怎么坏的,是力学上也是科学上的一大难题。力学上两大难题:一个是湍流;一个是材料是怎么坏的。后来关键发现了,受载荷后,整个一块材料受力就集中在一个非常窄的条带里面。这个条带的宽度大概从几十微米至一百微米,跟头发丝差不多。所以一块材料,可能就因为一条小细缝,变形很剧烈,我们把这个叫作“剪切带”。
从20世纪中叶开始,剪切带现象引起国际学术界和工程界的关注。但对于发生的原因、条件和具体参数,科学家们还缺乏了解,这使得材料的破坏成为一个迷雾重重的领域。1958年,18岁的白以龙考上中国科技大学近代力学系,毕业后到中国科学院力学所攻读研究生。在这里,他听说钱学森先生在提倡一种十分新颖的治学方法,而这直接影响了白以龙日后几十年的科研工作。
白以龙说,钱先生提倡,你要想搞科研,既要会猜,又要会做。只会做不会猜,等于在地上乱爬,你很努力、很辛苦,但爬了很长时间,最后也没有什么结果。如果光会猜不会做,好像挺聪明,你不好好做,最后也是一场空。
在白以龙看来,所谓的“猜”,其实是一种洞察力,它需要科学家对实验和数据有真正深入的理解,对事物的本质有透彻的把握。从20世纪70年代步人材料破坏研究领域开始,白以龙就在不断猜测和反复实验中进行艰难的探索。
通过发展新的实验技术测量剪切带的产生和演变现象,白以龙渐渐推测出了一些新的概念,并在实验中得到了验证。20世纪80年代初,白以龙突破当时国际惯用的最大应力经验描述,建立了热塑剪切模型方程及变形局部化演化的一系列新结论,被国际上一些著名文献所引用,人们将之称为“白模型”、“白判据”。困扰国际力学界多年的热塑剪切带的原理问题终于得到解决,并在很多工程领域的材料选择和设计方面广泛应用。
白以龙说,比如认为很好的一种钛合金,飞机上也用得很多,各方面都很好,但它有一个弱项,对绝热剪切带非常敏感,比钢材都敏感。按原来的强度理论和断裂力学都是不知道的。
除了剪切带问题之外,材料破坏领域的另一个特殊现象也引起白以龙的兴趣,在武侠小说里,它通常被称为“隔山打牛”。
白以龙说,比如一块板,打过来后,它这边会飞出一块来。这也是挺怪的一个现象,按常规的力学理论是解释不通的。我们就用这套设备,看里面到底发生了什么事。可以发现,它开始时,生成很多很小的裂纹和小洞。很短的时间,甚至是亚微秒的时间里放大,非常剧烈,这些小洞就连起来了。从外表看,它没有坏,但是里边已经产生了很大的破坏,这也是相当致命的一种。 这种特殊的破坏现象涉及的是材料细观局域性损伤的问题,而在这个问题的研究方面,国际上有一个共同的瓶颈。由于载荷作用的时间极短,人们很难在转瞬即逝的实验过程中捕捉动态的参数,拍出的照片有很多混杂在一起的波形,根本无法据此还原实验中的真实状态。通过创造亚微秒应力脉冲技术,白以龙他们在这个问题上取得了关键的突破。
白以龙说,用我们这个办法可以控制幅度,也可以控制时间。这样就在一定时间里,把它承受的载荷的效果凝固下来。就可以知道在什么时间、什么载荷下剪切带出来了;在什么时间,剪切带里出来一个小洞;什么时间这些小洞连起来,然后整个垮了。
对于热塑剪切带和材料微损伤原理的破解,给白以龙带来了国内外很多学术奖励,其中包括2010年“陈嘉庚数理科学奖”。而他的研究成果也在航空航天等尖端领域中发挥了巨大的作用。
白以龙说,太空有很多垃圾,这些垃圾会对天上的卫星的安全形成威胁。因为太空垃圾运行速度很快,卫星打上去以后,会有很大的影响。我们的设备,做过一些模拟,这些事情都是挺重要的。
由于在材料破坏研究方面的成就,白以龙曾经被誉为“在航海图上还没有标记的水域中,一个可靠的领航员”,而作为一位“能猜会做”的科学家,他对于前沿的问题和原创性的工作始终兴致盎然。
白以龙认为,我国目前阶段,有很多提出的问题尖锐程度和重要程度,在国际上都是顶尖的。我们自己如果不把问题提出来,建立原创的东西,既不能满足国家的需求,也丢掉了自己在科学上探索的机会。
杨学明挑战前沿
2001年,39岁的海归杨学明被任命为中国科学院大连化物所分子反应动力学国家重点实验室主任。16年前,他就是在这里拿到硕士学位后出国深造的。而这次归来,是为了实现多年的梦想:破解一个与化学反应过程有关的世界级难题。
杨学明说,化学反应有反应物跟产物。但是,在化学反应发生的过程中,到底发生了什么事情,实际上这是一个非常快的过程,很少能够用方法捕捉它们。必须要有非常特殊的仪器来观测化学反应过程中的现象。
20世纪70年代,理论化学家提出在氟加氢化学反应过程中可能出现一个特殊的共振现象。这一说法,引起很多科学家的关注,却很久没有在实验中得到验证。1985年,杨学明进入美国加州大学圣巴巴拉分校攻读博士学位。第二年,加州大学的劳伦斯伯克利实验室在氟加氢反应分子束实验中有了重要的新发现,并因此获得了当年的诺贝尔化学奖。
杨学明说,这个发现是氟跟氢的反应过程中,看到氟抓了氢往前走,而不是往后走。我们一般理解,氟加氢的反应,通过碰撞,然后直接抓一个氢往后弹。但在实验里,他们看到了往前散射的现象,这一现象,引起相当大的轰动。很多人认为,这是反应共振现象的体现。
然而,到了20世纪90年代,劳伦斯伯克利实验室的实验结果却受到了质疑。随着共振理论的进一步发展,一些科学家认为,当年他们观测到的并不是真正的共振现象。而长期从事这一领域研究的杨学明则密切关注着这方面的学术争论,希望能够通过新的实验来揭开氟加氢化学反应中的秘密。
杨学明说,我们研究所实验室研制了一台新的科学仪器,用最精致的方法,把两个反应产物都放在分子束里面。在分子束里,通过碰撞,产生产物后,我们看这个化学反应的产物在整个空间的分布是什么样子。另外,我们想要知道,化学反应的这个产物在量子态的分布。
2004年11月,新建造的氢原子里德堡态飞渡时间谱仪通过了中科院验收。杨学明亲自完成仪器的关键部分一一真空腔体和分子束反应器的设计,并与同事一起对主要部件进行优化。在这台仪器上,杨学明小组进行了世界上最高分辨率的交叉分子束散射实验。2004年底,首次找到了氟加氢化学反应中共振现象问题的答案。
杨学明说,事实上,20世纪80年代伯克利实验室观测到的结果,并不是真正共振现象的体现。通过实验和理论的研究,我们在这方面确实取得了一些比较明显的进展,而且使得我们对化学反应共振的理解,提高到了一个更高的水平。
2005年1月,杨学明小组的研究成果在美国召开的高水平学术会议——高登会议上发表。自此之后,杨学明带领他的团队一再挑战新的巅峰。短短几年,他们的一些相关研究成果先后被评为2006、2007年度中国十大科技进展新闻,并被陆续发表在2008年的美国《国家科学院院刊》和《科学》杂志。作为一位物理化学家,杨学明把这些令人瞩目的科研成果都归功于他们自行设计的尖端仪器。
杨学明认为,物理化学领域是一个很特殊的领域。它需要用物理的方法或者思想,研究化学过程中的一些重要问题。在物理化学界,第一个门槛就是需要研制一台能够研究这些过程的新的仪器。
在大学时代,学习物理专业的杨学明曾经接触过机械制图。当时他并不重视这门看似枯燥的课程,喜欢挑战和刺激的杨学明直到在研究中遇上了迫切需要解决的科学难题,才对机械制图产生了真正兴趣。杨学明说,因为它能够帮助我创造一些新的仪器,而且是别人所没有的。做这样的仪器,能够帮助我们工作,别人没法做到的。我慢慢地喜欢上了做仪器,觉得做仪器可以和我的研究工作很好地结合起来。
能够设计世界上独一无二的科学仪器,得到前人无法想象的实验成果,探索自己喜欢的研究方向,杨学明觉得非常幸运。回国后,他设计了多台先进仪器,却从未考虑过将其申请商业专利。
杨学明认为,在科学前沿,推动科学发展,我们需要有非常高水平、能够领先于国际的科学仪器。但不能孤零零地一个人做。因为一个领域的发展,需要很多人在这方面的研究,他希望这个领域有更多的人做得更好。
在2010年“陈嘉庚科学奖”的五位获奖者中,只有杨学明不是中国科学院院士。而这次获得2010年“陈嘉庚化学科学奖”,是对他科研工作的极大鼓励,使他更加充满信心地游弋在世界科学前沿,向一道道未解的难题发起新的挑战。
杨学明说,在过去的几十年里,我们国家科学技术取得了非常大的进步。我们可以说是生逢其时。第一,国家在进步过程中,我们能发挥自己的作用;第二,国家对我们科学的发展确实起到了推动作用。十年前,我们国家对科技的投入,对科技的重视,已经达到了一个相当高的水平。我觉得在中国做一流科学家的机会多起来了。
除了本期介绍的三位科学家外,获得2010年“陈嘉庚科学奖”的还有石油地质学家李德仁和细胞生物学家裴钢。
“陈嘉庚科学奖”的前身是1988年设立的“陈嘉庚奖”,2003年,中国科学院和中国银行共同出资创办了陈嘉庚科学奖基金会,两年进行一次评选。22年来,已有75位科学家荣获了这一奖项。
他,探明了一个充满谜团的力学领域;
他,破解了一个争论多年的世界难题。
2010年“陈嘉庚科学奖”获得者吴良镛、白以龙、杨学明三位不同领域的科学家,在各自专业中取得原创性成果。
2010年6月9日,2010“陈嘉庚科学奖”颁奖典礼在北京会议中心隆重举行,国务委员刘延东为五位本届获奖者颁发了奖章。“陈嘉庚科学奖”是以对我国科教事业发展作出杰出贡献的著名华侨领袖陈嘉庚先生的名字命名的。按照中国科学院的六个学部,分设数理科学、化学科学、牛命科学、地球科学、信息技术科学和技术科学六个奖项,旨在鼓励本土化、原创性的科学工作。
吴良镛谋万家居
北京市东城区菊儿胡同的改造工程,是建筑设计与城市规划大师吴良镛20世纪80年代末的得意之作。被公认为北京旧城改造方面的一个成功典范。在保持传统四合院风貌的基础上,吴良镛通过有机更新的方式从根本上改善了这里居民的居住环境。
两院院士吴良镛说,那时候,四十一号院是一个破庙,大部分是棚户。我们以绿地为核心,以四合院为原型,将古老的树木留下来,围着树木,将房屋做成二层、三层,每家有厨房、厕所。保持了传统城市原有的肌理,所以叫有机更新。
1992年,吴良镛由于菊儿胡同改造工程的成功,获得了联合国颁发的“世界人居奖”。第二年,他在中国科学院技术科学部的学术大会上式提出了“人居环境科学”的理念,在中国建筑界引起巨大反响。1995年,吴良镛在他参与创办的清华大学建筑学院,成立了人居环境科学研究中心,开始了这一新的科学体系的研究工作。
吴良镛感到这个工作有些难做,因为人居环境是新提出来的,有些专业的人,尤其是搞生物的、地理的、文化的不一定理解。他认为,必须要有理论性的指导。
1999年6月,国际建筑协会第20届建筑师大会在北京举行。吴良镛在会上作了主旨报告,提出“完美的环境要跟人类社会共同缔造”。大会通过了他负责起草的《北京宪章》。这是指导21世纪建筑发展的重要的纲领性文献,它标志着吴良镛的“广义建筑学”和“人居环境”学说得到国际建筑界的广泛认可,从而扭转了长期以来西方建筑理论占主导地位的局面。2001年,经过近10年的潜心探索,吴良镛出版了《人居环境科学导论》专著,对于“人居环境科学”的核心思想作了清晰的阐述。
吴良镛认为,人的活动不是单个人的,经常是一个群体,群体里互相之间工作是社会性的。建筑不仅仅是一个物质的东西,还有人、有社会。这是一个重大的思想改变。
《人居环境科学导论》的出版,标志着吴良镛的“人居环境”学说建立了相对完整的理论体系。在它的基础上,很多专家学者都开始涉足这一领域,一些高校也成立了相关专业。而在研究工作不断取得进展的同时,有关“人居环境”的课题也在世界范围内引起越来越广泛的关注。
吴良镛说,今年联合国成立了人居署,在全世界推广人居环境活动。
2010年上海世博会提出了“城市让生活更美好”的口号,吴良镛认为,这正是“人居环境科学”概念在现实生活中的折射。说明整个世界已经认识到城市中人的生活是一个主要问题,回归了关注人的生活,关注城市生活。上海世博会是很有意义的。
2007年,这位充满活力的老人因中风一度卧病在床,经过近两年的艰苦锻炼,他恢复了行走和写字的能力。对于88岁高龄的吴良镛来说,能够回到工作岗位是一件无比幸福的事情。目前,他正准备出版《人居环境科学研究进展》一书,总结近十年来的成果,进一步发展“人居环境科学”的理论。在这一领域近二十年的努力,使他成为2010年“陈嘉庚技术科学奖”的获得者。今年6月5日,他在广东云浮举行的“转变发展方式,建设人居环境”研讨会上,提议把人居环境建设列为国家战略。
吴良镛说,反思三十年来,我们取得进步和成就的同时,如何解决人居环境,任重道远。如果说这门学科在建立的过程中,遇到很多艰难困苦,其实这仅是一个开端,后面还要付出更多努力。
白以龙能猜会做
看过电影《2012》灾难片的人,对于山崩地裂、建筑坍塌的场面肯定不会陌生,一座座坚固的大桥、高耸的楼宇从出现裂缝到瞬间瓦解的过程令人触目惊心。这样剧烈的破坏究竟是怎样发生的呢?中国科学院院士、力学家白以龙,正是专门研究材料破坏的人。
白以龙说,材料是怎么坏的,是力学上也是科学上的一大难题。力学上两大难题:一个是湍流;一个是材料是怎么坏的。后来关键发现了,受载荷后,整个一块材料受力就集中在一个非常窄的条带里面。这个条带的宽度大概从几十微米至一百微米,跟头发丝差不多。所以一块材料,可能就因为一条小细缝,变形很剧烈,我们把这个叫作“剪切带”。
从20世纪中叶开始,剪切带现象引起国际学术界和工程界的关注。但对于发生的原因、条件和具体参数,科学家们还缺乏了解,这使得材料的破坏成为一个迷雾重重的领域。1958年,18岁的白以龙考上中国科技大学近代力学系,毕业后到中国科学院力学所攻读研究生。在这里,他听说钱学森先生在提倡一种十分新颖的治学方法,而这直接影响了白以龙日后几十年的科研工作。
白以龙说,钱先生提倡,你要想搞科研,既要会猜,又要会做。只会做不会猜,等于在地上乱爬,你很努力、很辛苦,但爬了很长时间,最后也没有什么结果。如果光会猜不会做,好像挺聪明,你不好好做,最后也是一场空。
在白以龙看来,所谓的“猜”,其实是一种洞察力,它需要科学家对实验和数据有真正深入的理解,对事物的本质有透彻的把握。从20世纪70年代步人材料破坏研究领域开始,白以龙就在不断猜测和反复实验中进行艰难的探索。
通过发展新的实验技术测量剪切带的产生和演变现象,白以龙渐渐推测出了一些新的概念,并在实验中得到了验证。20世纪80年代初,白以龙突破当时国际惯用的最大应力经验描述,建立了热塑剪切模型方程及变形局部化演化的一系列新结论,被国际上一些著名文献所引用,人们将之称为“白模型”、“白判据”。困扰国际力学界多年的热塑剪切带的原理问题终于得到解决,并在很多工程领域的材料选择和设计方面广泛应用。
白以龙说,比如认为很好的一种钛合金,飞机上也用得很多,各方面都很好,但它有一个弱项,对绝热剪切带非常敏感,比钢材都敏感。按原来的强度理论和断裂力学都是不知道的。
除了剪切带问题之外,材料破坏领域的另一个特殊现象也引起白以龙的兴趣,在武侠小说里,它通常被称为“隔山打牛”。
白以龙说,比如一块板,打过来后,它这边会飞出一块来。这也是挺怪的一个现象,按常规的力学理论是解释不通的。我们就用这套设备,看里面到底发生了什么事。可以发现,它开始时,生成很多很小的裂纹和小洞。很短的时间,甚至是亚微秒的时间里放大,非常剧烈,这些小洞就连起来了。从外表看,它没有坏,但是里边已经产生了很大的破坏,这也是相当致命的一种。 这种特殊的破坏现象涉及的是材料细观局域性损伤的问题,而在这个问题的研究方面,国际上有一个共同的瓶颈。由于载荷作用的时间极短,人们很难在转瞬即逝的实验过程中捕捉动态的参数,拍出的照片有很多混杂在一起的波形,根本无法据此还原实验中的真实状态。通过创造亚微秒应力脉冲技术,白以龙他们在这个问题上取得了关键的突破。
白以龙说,用我们这个办法可以控制幅度,也可以控制时间。这样就在一定时间里,把它承受的载荷的效果凝固下来。就可以知道在什么时间、什么载荷下剪切带出来了;在什么时间,剪切带里出来一个小洞;什么时间这些小洞连起来,然后整个垮了。
对于热塑剪切带和材料微损伤原理的破解,给白以龙带来了国内外很多学术奖励,其中包括2010年“陈嘉庚数理科学奖”。而他的研究成果也在航空航天等尖端领域中发挥了巨大的作用。
白以龙说,太空有很多垃圾,这些垃圾会对天上的卫星的安全形成威胁。因为太空垃圾运行速度很快,卫星打上去以后,会有很大的影响。我们的设备,做过一些模拟,这些事情都是挺重要的。
由于在材料破坏研究方面的成就,白以龙曾经被誉为“在航海图上还没有标记的水域中,一个可靠的领航员”,而作为一位“能猜会做”的科学家,他对于前沿的问题和原创性的工作始终兴致盎然。
白以龙认为,我国目前阶段,有很多提出的问题尖锐程度和重要程度,在国际上都是顶尖的。我们自己如果不把问题提出来,建立原创的东西,既不能满足国家的需求,也丢掉了自己在科学上探索的机会。
杨学明挑战前沿
2001年,39岁的海归杨学明被任命为中国科学院大连化物所分子反应动力学国家重点实验室主任。16年前,他就是在这里拿到硕士学位后出国深造的。而这次归来,是为了实现多年的梦想:破解一个与化学反应过程有关的世界级难题。
杨学明说,化学反应有反应物跟产物。但是,在化学反应发生的过程中,到底发生了什么事情,实际上这是一个非常快的过程,很少能够用方法捕捉它们。必须要有非常特殊的仪器来观测化学反应过程中的现象。
20世纪70年代,理论化学家提出在氟加氢化学反应过程中可能出现一个特殊的共振现象。这一说法,引起很多科学家的关注,却很久没有在实验中得到验证。1985年,杨学明进入美国加州大学圣巴巴拉分校攻读博士学位。第二年,加州大学的劳伦斯伯克利实验室在氟加氢反应分子束实验中有了重要的新发现,并因此获得了当年的诺贝尔化学奖。
杨学明说,这个发现是氟跟氢的反应过程中,看到氟抓了氢往前走,而不是往后走。我们一般理解,氟加氢的反应,通过碰撞,然后直接抓一个氢往后弹。但在实验里,他们看到了往前散射的现象,这一现象,引起相当大的轰动。很多人认为,这是反应共振现象的体现。
然而,到了20世纪90年代,劳伦斯伯克利实验室的实验结果却受到了质疑。随着共振理论的进一步发展,一些科学家认为,当年他们观测到的并不是真正的共振现象。而长期从事这一领域研究的杨学明则密切关注着这方面的学术争论,希望能够通过新的实验来揭开氟加氢化学反应中的秘密。
杨学明说,我们研究所实验室研制了一台新的科学仪器,用最精致的方法,把两个反应产物都放在分子束里面。在分子束里,通过碰撞,产生产物后,我们看这个化学反应的产物在整个空间的分布是什么样子。另外,我们想要知道,化学反应的这个产物在量子态的分布。
2004年11月,新建造的氢原子里德堡态飞渡时间谱仪通过了中科院验收。杨学明亲自完成仪器的关键部分一一真空腔体和分子束反应器的设计,并与同事一起对主要部件进行优化。在这台仪器上,杨学明小组进行了世界上最高分辨率的交叉分子束散射实验。2004年底,首次找到了氟加氢化学反应中共振现象问题的答案。
杨学明说,事实上,20世纪80年代伯克利实验室观测到的结果,并不是真正共振现象的体现。通过实验和理论的研究,我们在这方面确实取得了一些比较明显的进展,而且使得我们对化学反应共振的理解,提高到了一个更高的水平。
2005年1月,杨学明小组的研究成果在美国召开的高水平学术会议——高登会议上发表。自此之后,杨学明带领他的团队一再挑战新的巅峰。短短几年,他们的一些相关研究成果先后被评为2006、2007年度中国十大科技进展新闻,并被陆续发表在2008年的美国《国家科学院院刊》和《科学》杂志。作为一位物理化学家,杨学明把这些令人瞩目的科研成果都归功于他们自行设计的尖端仪器。
杨学明认为,物理化学领域是一个很特殊的领域。它需要用物理的方法或者思想,研究化学过程中的一些重要问题。在物理化学界,第一个门槛就是需要研制一台能够研究这些过程的新的仪器。
在大学时代,学习物理专业的杨学明曾经接触过机械制图。当时他并不重视这门看似枯燥的课程,喜欢挑战和刺激的杨学明直到在研究中遇上了迫切需要解决的科学难题,才对机械制图产生了真正兴趣。杨学明说,因为它能够帮助我创造一些新的仪器,而且是别人所没有的。做这样的仪器,能够帮助我们工作,别人没法做到的。我慢慢地喜欢上了做仪器,觉得做仪器可以和我的研究工作很好地结合起来。
能够设计世界上独一无二的科学仪器,得到前人无法想象的实验成果,探索自己喜欢的研究方向,杨学明觉得非常幸运。回国后,他设计了多台先进仪器,却从未考虑过将其申请商业专利。
杨学明认为,在科学前沿,推动科学发展,我们需要有非常高水平、能够领先于国际的科学仪器。但不能孤零零地一个人做。因为一个领域的发展,需要很多人在这方面的研究,他希望这个领域有更多的人做得更好。
在2010年“陈嘉庚科学奖”的五位获奖者中,只有杨学明不是中国科学院院士。而这次获得2010年“陈嘉庚化学科学奖”,是对他科研工作的极大鼓励,使他更加充满信心地游弋在世界科学前沿,向一道道未解的难题发起新的挑战。
杨学明说,在过去的几十年里,我们国家科学技术取得了非常大的进步。我们可以说是生逢其时。第一,国家在进步过程中,我们能发挥自己的作用;第二,国家对我们科学的发展确实起到了推动作用。十年前,我们国家对科技的投入,对科技的重视,已经达到了一个相当高的水平。我觉得在中国做一流科学家的机会多起来了。
除了本期介绍的三位科学家外,获得2010年“陈嘉庚科学奖”的还有石油地质学家李德仁和细胞生物学家裴钢。
“陈嘉庚科学奖”的前身是1988年设立的“陈嘉庚奖”,2003年,中国科学院和中国银行共同出资创办了陈嘉庚科学奖基金会,两年进行一次评选。22年来,已有75位科学家荣获了这一奖项。