作者：李晨陽

11月27日，“科學點燃青春——2022未來科學大獎獲獎者對話青少年”系列活動全網播出，2022未來科學大獎—物質科學獎獲獎者、中國科學院院士楊學明教授青少年們線上線下對話，向他們講述科研故事、分享人生經歷，激勵未來一代走上科研創新之路。

2022未來科學大獎—物質科學獎獲獎者楊學明（未來論壇供圖 下同）

來自南方科技大學附屬中學、美麗中國支教項目合作學校云南保山市施甸縣小官市小學，以及來自西安高新一中實驗中學、長沙市雅禮實驗中學，未來論壇機構理事科大訊飛的學生代表等青少年參與了此項活動。

以下是他們的精彩問答：

好奇提問1：您認為在物理化學方面的研究除了獨立思考之外，還要具備哪種思維？

楊學明：思考肯定是最重要的，只有思考了才能找到問題，你如果想都不想，就要去找問題是不可能。當然我覺得還有一個是非常重要的，我們在學習過程中也好，或者未來做科學交流非常重要，人的交流實際上是特別重要的，因為很多新的科學思想是通過交流之后的思想碰撞才真正發展出來。尤其是參與國際會議或學術會議過程中，聽到學者的演講或不同的觀點，就會引發你去思考，產生新的想法，所以這種交流以及思考都非常重要。在我所從事的科學領域里面，科學儀器的研制也非常重要。

向楊學明發問的學生

好奇提問2：您剛剛多次提到我們要尋找感興趣的研究，該如何尋找感興趣的研究領域并確定研究方向呢？

楊學明：這個問題很難回答，比如我對化學感興趣，但其實我到現在也不理解為什么我對化學感興趣。可能是因為中學時候那位化學老師對我特別好，潛移默化地對我形成了引導。我想，在求學過程中遇到一位好老師，是非常幸運的，會對你想要學習和探索的東西帶來深刻的影響，當然自己也要對自己的興趣點有所覺察，進一步了解自己。

另外你在所感興趣的領域看到了問題，你想要去找到這個問題的答案，可能這份好奇是很朦朧的，但是卻可以驅使你一直想要去探索未知，是這樣一種驅動力。對于年輕人來講，尋找興趣是非常重要的事情：你覺得這個事情特別有意思，愿意花時間和精力來做這件事情。如果不是的話，那這應該不是你的興趣點所在。

人生其實并不長，能夠找到自己的興趣，并為之奮斗是非常美好的事情，希望大家都能體會到這份快樂與幸福。

好奇提問3：科研工作中遇到困難時，您是用怎樣的心態克服的？

楊學明：其實一些沒有人研究過的問題，你在做研究的時候大多會遇到很多困難，因為沒有人知道該怎么去做，但是隨著研究的慢慢深入，你會對這個領域不斷有新的認識。比如，如果把所有的化學反應產物與反應物的量子態全部測量到了，然后通過交叉分子束的儀器，而且改進這樣的儀器，也許就有可能做到。

當然在此過程中，我也同步在做一些其它的研究，在這些研究中也會不斷積累新的知識和思路，也許累積到某種程度，就發現可能有一個真正新的進展，這是一個過程，不是一蹴而就突然克服的。

南科大附中學生送給楊學明的畫作

好奇提問4：在您的科學實踐經歷中，理論學者是怎么樣和實驗學者合作的？

楊學明：我們在化學動力學領域，已經發展到理論與實驗相互競爭的水平。從90年代開始，量子理論的精確度開始受到重視，而且確實在一些反應體系里面得到了驗證，使得化學反應領域的研究人員找到了一些非常重要的方向。

大家在討論，怎么來理解化學反應？怎么來探測一些這些量子體系里面預測的一些重要的現象？預測是不是準確的？它的模型是不是對的？

通過互動才能真正找到我們對化學反應量子特性的理解。在過去25年到30年當中，實驗科學確實與理論科學有很好的互動。比如我在大連同事張東輝老師，在用量子力學薛定諤方程來解化學反應這一領域，張東輝老師是全球最優秀的科學家之一，他的研究已經達到了光譜的精度。

這也讓我們對化學反應的理解達到了一個非常高的高度，這也是過去幾十年這一領域有很大發展的原因。高水平的理論科學和高水平的實驗科學相互促進，共同在推動這一領域的發展，彼此給予啟發。像我很多朋友都是理論化學動力學專家，工作中我們經常要相互交流，給彼此啟發。另外國際交流也非常重要，最快接觸最新科研成果的辦法是去聽報告，翻閱文獻其實是有“時差”的，因為文章發表會比較慢，要從源頭上做交流，才能真正使得你走向科學前沿。

好奇提問5：愛因斯坦說偉大的科學家都是藝術家，對此您有什么看法？

楊學明：愛因斯坦小提琴拉的很棒，但是我不是藝術家，我覺得這兩個之間有共通性，藝術它也是需要創造，科學更需要創造。所以從這一點上來講二者應該是共通的。

做科學的人一般都是喜歡美的人。就像楊振寧先生這樣，他覺得物理特別美，看這個方程就很著迷，對我來講我是看到這個科學儀器太好了，雖然別人看這個好像覺得沒什么感覺，但我覺得很漂亮，從這一點上來講，藝術跟科學是相通的，一個是美，還有一個是要有創造性。

比如說我們演奏一個曲子，如果世界上都是千篇一律的，我覺得藝術就沒有意義，大家錄一個片子就可以了。但是每個人他都有不同的表現方法，繪畫更是這樣。像我們做科學工作的人，每個人也都有自己的個性，希望通過能夠發揮自己的創造力和想象力，去挖掘和發現更多科學問題，這是我們做科學人的特色，創造性。

好奇提問6：我比較喜歡理科，在未來學習理科的道路上有什么方法和技巧？

楊學明：現在的學習方法我不知道是不是跟我們那時候一樣，因為我覺得理科是比較有系統的，所以在基礎知識學習過程中，要真正去掌握它，學理科最重要的是理解。不是題目是否會做，而是對于這道題，我是否理解它背后的邏輯，當然解題也很重要，但理解更重要，持續去深究題目背后的邏輯，你會形成自己的知識體系。當然也有化學家對化學的理解和我是不一樣的，但是我希望學理科的人能夠真正掌握到物質世界最根本的原理，這是最重要。

好奇提問7：剛才聽到您有關于化學動力學的研究，我想請問您的是當代化學前沿領域的研究能夠對中國社會發展做出一些怎樣的貢獻呢？

楊學明：我覺得化學實際上被稱為是一個中性科學，很多問題是需要化學領域給出答案的。我們的生活實際上與化學息息相關，制藥、工業、生物、電子、能源等都離不開化學。但是社會中其實對于化學有一些誤導性的聲音，比如化學污染、化學爆炸，化學物質有害等等，其根本原因是人們缺乏對化學的理解，這也是我們要學好化學的意義。通過你的研究，去解決污染、爆炸、有毒等問題，讓人們的生活更加安全。

楊學明向現場提問同學贈送《“未來”科學家—未來科學大獎獲獎者訪談實錄》叢書

好奇提問8：您還記得你第一次研發的科學儀器嗎？當時用了多長時間？

楊學明：我記得，我在讀碩士的時候，開始做一些小的儀器，當初是因為化學里面有很多吹玻璃的，所以我就設計了一些玻璃的管子，然后用到我要做的分子光譜中去。雖然當時做的并不是特別成功，但我覺得通過自己對儀器的搭建，這種動手能力的培養和提升，讓自己很有成就感，過程也非常有趣。

現在的中學教育階段，很多同學還是沒有見過或接觸過我國的高端科學儀器，我覺得有一種很好的形式是把科學儀器拆掉，然后同學們再組裝回去，或者完全重新去做一個科學儀器，雖然這是一個很復雜的過程，但是在組裝過程中，相信同學們會對科學知識和原理有更加直觀和深刻的理解。如果能夠將其納入到我國的教育體系當中，相信會對我們的實驗教育以及未來發展帶來積極的影響。

好奇提問9：您認為物理學習、化學學習有什么相通之處？請您給我們初中生一些學習的建議，謝謝。

楊學明：其實學習物理與化學在我們認知中是有很大差別的。比如學習化學的時候，大部分記住的是化學反應，以及元素周期表。在中學階段會有這樣的區別。但其實就科學本身，物理與化學有很多天然的聯系，化學的每一個分子和原子組成的是什么？它到底是怎么樣反應產生新的物質？這個過程與物理學當中的原子分子問題是一樣的，但化學可能更側重研究物質的變化，以及變化的規律。物理更強調規律本身，是最基本、最根本層面。

所以我覺得要對世界有真正理解，光學物理是不夠，也要學化學，二者之間有差別也有連通。物理化學這樣的學科，可以利用物理的原理來理解化學的過程，當然也可以利用物理的方法來研究化學結構，以及化學反應的過程。當你理解到這個問題的時候，你對科學的認識就提高了一點。