中国科学院院士杨学明：一定要强调科学仪器的重要性

编者按:科技兴邦，科技强国在党的二十大胜利召开之际，创新引擎正驱动着中国这艘巨轮驶向更加美好的未来面对世界科技前沿，经济主战场，国家和人民生命健康的重大需求，如何装和用好这台发动机为深入探讨，本报从即日起推出院士访谈录栏目，邀请两院院士就重点领域，重大任务，社会热点建言献策来听听他们的见解吧

科学发展需要探索新的现象，但使用旧的科学仪器通常很难发现新的现象一直以来，我都在问自己:科学仪器一定要自己设计只有自己设计的仪器才能真正达到自己想要的最高水平

最近几天，2022年未来科学奖获奖名单揭晓中国科学院院士，中国科学院大连化学物理研究所研究员，中国南方科技大学教授杨获得材料科学奖

多年来，科学仪器的设计与开发一直是杨科研生涯中的一个重要课题他说:我们必须强调科学仪器的重要性只有富有创造性，做出真正独特的科学仪器，才能引领科技创新

实验的科学发展离不开先进的科学仪器。

记者:您正在推动的新一代高重复率自由电子激光装置发展到了什么阶段。

杨:前一阶段我们主要是推动低重复率极紫外自由电子激光器的发展这个装置相当成功，是世界上唯一的极紫外自由电子激光用户装置现在它在科学应用方面取得了长足的进步

目前，我们正在积极推动高重复率自由电子激光技术的发展，希望在极紫外和软X射线波段开发出世界上最亮的光源这项技术的预研我们已经取得了一定的进展，希望能够尽快推进装置的建设，大幅提升我国先进光源技术水平

这个装置是基于超导加速器技术开发的，是目前世界上最先进的超导加速器装置，光源可以达到相当高的亮度如果完成，将对未来的基础科学和工业应用产生非常重要的影响

记者:您之前提到中国科研团队对科学仪器的重视程度较低为什么这么说

杨:最近几年来，我国对科学仪器的重视程度有所提高，但还没有达到理想状态我认为有几个原因

第一，观念不够就实验科学而言，没有最好的仪器和方法，很难做到实验观测的国际领先地位这个概念特别重要从科学发展的历史中，我们可以清楚地看到这一点比如英国著名物理学家卢瑟福及其同事发明的α粒子散射实验装置，在建立正确的原子模型中起到了关键作用在中国，我个人认为科学仪器的重要性还没有得到足够的重视很多领域的科学仪器研发没有人做或者研发水平不高，整体投入不够高端仪器的自主研发和制造能力还有很大的提升空间

二是政策体系不够完善做科学仪器不容易想成为科学仪器的人不得不冒一些风险但问题是，现有的科学评价体系能否容纳这样一群人，他们是高水平的科学仪器真正的科学发展必须有科学仪器的创新与一些西方国家相比，中国的政策体系在这方面还存在不足因此，需要完善相应的体制机制，发挥政策指挥棒的作用，加大投入，鼓励一大批有能力，有兴趣，有冒险精神的人投身到科学仪器的研发中来只有这样，才能真正克服我国各领域存在的卡脖子技术

做高水平仪器，解决重大科学问题。

记者:科学仪器的设计开发成本很高，很多情况下甚至会引发一些纠纷你如何平衡科学仪器的投入和产出成功设计开发科学仪器需要哪些支持

杨:对于科学家来说，制造科学仪器是一项艰巨的任务，而且肯定需要更多的资金但是我觉得还是值得的，因为做科学仪器有很多好处第一，你可以解决你想解决的重要科学问题我个人不想买别人的仪器，因为别人做的仪器解决不了我想解决的重要科学问题第二，做科学仪器可以培养人才第三，科学仪器本身也是非常重要的高科技产业，制造科学仪器涉及的产业规模至少有几十亿元

当然，正因为要投入大量资金研发科学仪器，科学家需要认真思考:要研发的科学仪器能否在重要的科研工作中发挥作用原创科学仪器能否发挥应有的作用国家的钱不是白来的让科学仪器好好工作，让它们发挥作用，这很重要所以我觉得要做科学仪器，必须是世界上最高水平的科学仪器

从我个人的经验来说，无论我是大连相干光源还是未来的高重复率自由电子激光器，我都会从重要领域的需求和我的兴趣出发在某个方向上，我想做的科学仪器必须是独一无二的如果我想做的仪器在一些重要指标上难以超越以前的同类装置，不能对解决科学问题起到关键作用，我就不做

总的来说，提高科学仪器的发展水平和效益，树立正确的科学仪器发展理念，培养科学仪器研发人才，对我国高端科学仪器的发展至关重要。

记者:原创科学仪器的设计开发需要人才这样的人才需要什么样的素质和素养

杨:在大多数实验室，普通学生很少真正设计和开发科学仪器但多年来，我们实验室一直保持着一个突出的特点，那就是几乎每个学生都能设计开发科学仪器前不久，一个刚博士毕业的学生告诉我，在实验室里培养学生设计开发科学仪器的能力，对他的发展非常重要

科学发展需要探索新的现象，但使用旧的科学仪器通常很难发现新的现象一直以来，我都在问自己:科学仪器一定要自己设计只有自己设计的仪器才能真正达到自己想要的最高水平

做科研重要的是找到感兴趣的方向。

记者:在你看来，从一个学术青椒成长为知名学者，最关键的因素是什么。

杨:我也是从一个年轻人成长起来的科研不是一条轻松的路，但也有很多机会

对于年轻人的发展来说，有几件很重要的事情:第一，找一个方向，也就是找一个自己真正感兴趣并且擅长的领域如果你觉得做科研太辛苦，可能是因为你对这个研究方向不是很感兴趣一般来说，我不要求我的学生获得最高分我更关注他们是否对研究方向感兴趣因为最重要的是他们是否对科学本身感兴趣我和我在科研生涯中遇到的老师都是对科学有高度热情，非常热爱科学的人如果做科研只是为了拿个奖或者和科学无关的东西，我觉得科研绝对不是一个快乐的职业

二是发现问题我的想法是，科学研究必须以重要的科学问题为导向做基础科学，必须提出和解决一些重要的科学问题有时候，提问是关键

第三是选择环境研究环境尤为重要好的环境会引导大家去做自己真正想做的事情，而不是整天强迫大家发论文这并不是说发论文不重要我的意思是，更加重视解决科技问题是根本

记者:你的专业是物理，硕士转到了化学研究不同的学术背景给你的后续研究带来了什么

杨:我中学的时候很喜欢化学，但是高考的时候化学和物理都没考好，所以上了大学以后学了物理大学毕业后，我报考了中科院大连化学物理研究所的研究生，因为我真的很喜欢研究化学

我觉得我大学毕业的时候找到了一个特别好的方向——化学激光，这个方向既包括激光，也包括化学虽然我没有具体从事化学激光的研究工作，但是我正式进入了物理化学或者化学物理的交叉领域

我很幸运选择了这条路大学的物理基础让我特别注重对事物本质的理解经过这种物理思维训练，我会对化学有一种和我去学化学之前截然不同的理解和感受这对我整个学术生涯的发展产生了深远的影响物理化学的跨学科背景使我能够从不同于传统化学的角度看待化学的发展，也让我有更多的机会发现化学科学中一些别人可能不太关注的重要科学问题，如量子共振态，几何相位效应等