2022未来科学大奖周前夕,中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员、分子反应动力学国家重点实验室主任张东辉接受广州日报记者采访。张东辉介绍,我国在分子反应动力学领域的研究已处于世界领先水平。分子反应动力学研究的发展不仅提高我们对化学反应的认识,也推动着国防、生命健康、能源、大气环境、深空探测等领域的研究和技术发展。
张东辉回国已16年,他切身感受到我国10多年来在科研水平、科研环境、人才队伍建设各方面的明显提升。他向记者表示,如今在《Science》《Nature》上,中国科学家发表的文章数量比他刚回国时增加了许多倍,我国科研的进步有目共睹,相信再经数十年努力,中国科研将达到更高水平,届时获诺奖的中国科学家将不断涌现。
与杨学明院士组成“黄金搭档”
张东辉1967年出生于浙江舟山,1989年从复旦大学物理系毕业并前往美国攻读博士和做博士后研究,1997年他应聘到新加坡国立大学计算科学系任教并于2003年获得新加坡国家科学奖。2004年,在杨学明院士的力荐下,他受聘为中国科学院大连化学物理研究所研究员,2006年正式回国,2015年起担任化物所分子反应动力学国家重点实验室主任,并于2017年当选中国科学院院士。
张东辉主要从事分子反应动力学的理论研究。在大连化物所,他与杨学明院士一道将该学科提高到了世界顶尖水平,“无论在实验还是理论上,我们实验室都是国际领先的,实验和理论密切配合是我们实验室的最大特色,世界上再没有其他化学动力学实验室能有这么紧密的实验和理论配合。杨老师的办公室就在我的隔壁,我们几乎每天交流探讨,不断产生思想的火花。”
今年8月,中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员杨学明获得2022未来科学大奖物质科学奖,奖励他研发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。
张东辉院士(受访者提供)
谈到“黄金搭档”的获奖,张东辉由衷替他高兴。他说:“杨老师获奖实至名归,他做了许多出类拔萃的工作,极大提高了我们对化学反应的认识,是世界上这个领域做得最好的科学家。获奖是对他本人的高度认可,也是对我们实验室的认可,实验室的所有成员都感到非常自豪。我非常佩服杨老师,国际上能做交叉分子束实验实验的课题组不多,能做得这样好就更加少,杨老师在国际上应该说已经没有对手了。许多其他人做不出来的实验,他们能做出来。有的实验需要用很多台激光器,需要做很长的时间,非常困难,对实验装置稳定性的挑战特别大,但他们最终还是做了出来,我真的对他们的工作非常佩服。”
向其他学科渗透并提供支撑
分子反应动力学到底为何?张东辉用通俗的语言向记者介绍:“化学反应是旧化学键断裂和新化学键生成的过程。化学反应动力学就是要在原子分子水平,研究旧化学键如何断裂,新化学键如何生成,为什么会断这根键而不断那根键?以及我们是否有办法去控制它。由于化学反应是通过原子分子的重组实现的,并且断键成键过程一般都在飞秒数量级(10-15秒),因此观察化学反应非常困难。另一方面原子分子的运动是受量子力学支配的,但在化学反应中大多数的量子力学支配痕迹都被抹掉了,而杨老师则通过实验发现,确实还有痕迹留在那里。我的研究是通过理论计算来看化学反应是怎么进行的,跟杨老师的研究非常接近,只不过采用不同的研究手段。杨老师他们的实验发现了化学反应中的许多新奇量子现象,我们通过理论研究对这些现象给予解释,从而提高我们对化学反应的认识。”
张东辉介绍:“我们研究这门学科,其实对其他领域的渗透、支持、推动也非常大。比如有关南极上空臭氧洞的形成机理,科学家就是通过反应动力学研究发现了臭氧层是被氟利昂产生的氯原子破坏掉的。这样全世界才开始停用氟利昂,改用新的制冷剂,以减少对臭氧层的破坏,这个研究对人类的生存发展起到非常大的作用。目前,我国正投入很大的精力去探索月球乃至深空,这其中的化学反应动力学研究是非常重要的。对于深空,我们能得到的信息基本就是光谱,通过所观察到的光谱我们才能分析、了解空间物质到底由什么组成,怎样演变的。杨老师带领研制的自有电激光装置,我们的初衷是研究本领域的一些小分子反应,但我们现在发现这套实验装置对燃烧机理研究很有帮助,将有助于飞机发动机或者更高速度的航空器发动机的燃烧过程研究。”
科学研究是非常神圣的事业
“科学研究是对我们国家、对人类的发展至关重要。”张东辉表示,对于科学研究国人应该有更加平和的心态,不能仅看重科学研究在当下生活中有无“用处”。
他说:“人类所有物质方面的进步都是建立在科学发展之上的,我们能享受现在这样的生活,完全是我们人类发现自然并改造自然的结果。好多科学发现开始的时候也许根本想不到它会有用,比如说爱因斯坦的狭义相对论,当时确实看不出这个理论和我们的生活有什么关系,但100年后我们现在很多人每天在用的GPS导航就用到了这个理论。对科学研究来说,凡是对我们的认知有帮助,拓展我们的认识边界的发现,都是非常有意义的。”
谈到如何提高我国科研和科技创新水平,张东辉说:“第一,舍得给科研持续投入非常重要的,科研很花钱,要研制出一套套最为先进的科研仪器,没有足够的经费支持是不可能的。第二,科学研究的进步是一个非常长期的过程,许多科学发现都是通过科学家一代代的积累传承才得到的,所以我们培养崇尚科学研究的社会风气,让更多优秀的年轻人投身到科学研究上,这需要政府的努力和民间力量的支持。第三,需要进一步提高科研人才培养机制,我觉得现在已经有不少非常成功的机制,但还需要进一步加强。比如说基金委的杰出青年基金,通过研究基金的方式支持国内最为优秀的青年人,取得了非常好的效果。但随着国内科研队伍的日益扩大和总体科研水平的不断提升,可能需要不断增加名额,让更多年轻人有机会得到支持。我相信我们在这几方面再继续加强,我们的研究水平会进一步快速提高。”
张东辉院士(受访者提供)
张东辉勉励年轻的“学术青椒”:“做学术最关键的是要不要把它当成职业,而要把它当成事业。如果把学术当作负担,作为不得不去做的事情,那你的科研生活就会很痛苦。但如果你把学术当成自己追求、享受的事情,你就会乐在其中。你一定要喜欢这个你所从事的研究,莫把科研当作一个普通的工作,时间一到就下班,什么都不想了,那必然就很难做好。”
对诺奖国人应“静待花开”
谈到大家都十分关心的诺贝尔奖话题。张东辉表示,诺奖需要长期的积累和比较好的运气,未来随着国家科技水平的进一步提高,中国诺奖得主将不断涌现。
“现在社会上都很急,觉得为什么日本科学家这些年拿了这么多诺贝尔奖,而中国科学家却拿不到。我想我们应该认识到日本从明治维新开始,就对科学研究非常重视,并做了长期的投入。他们如今拿这么多诺贝尔奖,是经过近百年的积累以后才爆发的。”张东辉说,“我们要有信心,我国的科技实力经过几十年的发展就到达目前这么高的水平,如果再多给一段时间,我们应该不会比日本做得差。我觉得再过若干年,我国的诺贝尔奖一定会涌现出来,但这确实需要时间的等待。”
张东辉表示:“一个国家要想拿更多诺贝尔奖,一方面是科技整体的水平提高,第二也有偶然性。当一个国家的科技总体水平很高时,其中冒出来一些出类拔萃的工作就可能冲击诺奖。相应的,如果在整体科研水平比较低的情况下,要冒出诺奖成就的可能性还是比较小。未来随着国力的进一步增长,我对中国科学充满信心。”
科研进步得益于综合国力提升
“我回国十几年了,深切感受到国内在基础研究领域的进步非常大,国家的变化也日新月异。”张东辉表示,“虽然学术不能唯论文,但能在《science》《nature》这样的顶级期刊上发表文章,仍是体现学术水平的一个重要指标,代表在某一学术领域做出了重要的工作,并得到国际认可。我在2006年回国时,中国学者在《science》《nature》上发表的文章还很少。但现在再看《science》《nature》上的中国学者文章,我感觉多了很多倍,变化是非常明显的。”
张东辉认为:“我国的科研进步得益于综合国力的提高,做科研是很花钱的,发达国家为什么科研做得好?有经济做支撑是最重要的原因。改革开放后,我们很多领域的水平其实是从很低水平往上赶的。我们的科研经过最近几十年的发展能达到如今的样子,我觉得这和我们在经济上取得的奇迹是一样,所以我很欣慰自己那时做了回国的决定。”
张东辉介绍:“随着国家经济的进一步发展,我们获得国家层面的经费支持越来越大。我刚回国的时候拿到几百万元的经费就非常了不起,2012年杨老师从基金委申请到了一个1亿多的项目,研制了一个很大的自有电激光装置。这在过去是没法想象的,它对我们领域的研究推动作用是非常大的。最近几年,社会力量对科学研究的支持也在快速增加,这也将有力推动我国科学研究的发展。”
文/广州日报·新花城记者:武威
图/广州日报·新花城记者:武威
视频/广州日报·新花城记者:武威
原文来源:https://www.gzdaily.cn/amucsite/web/index.html#/detail/1948709