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杨学明教授对话青少年:为兴趣与梦想奋斗,是人生最美好的事情|未来科学大奖-物质科学奖获奖者

2022-12-02| 发布者: 新市信息社| 查看: 144| 评论: 3|来源:互联网

摘要: 做科学家好玩吗?科研过程中最有趣的一次发现是什么?遇到困难您是怎样克服的?在学习中,除了独立思考能力之外,...

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做科学家好玩吗?科研过程中最有趣的一次发现是什么?遇到困难您是怎样克服的?在学习中,除了独立思考能力之外,还需要培养哪些素质?怎样看待科学与艺术的融合……

11月27日,“科学点燃青春——2022未来科学大奖获奖者对话青少年”系列活动全网播出,2022未来科学大奖-物质科学奖获奖者杨学明教授青少年们线上线下对话,向他们讲述科研故事、分享人生经历,激励未来一代走上科研创新之路。

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科学点燃青春

为梦想做最好的自己

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未来论坛机构理事高层代表,科大讯飞股份有限公司高级副总裁杜兰女士在致辞中表示:“未来科学大奖创立的七年来,激励了无数科学家和科技工作者,在源头技术创新的道路上砥砺前行。而每年的‘未来科学大奖获奖者对话青少年’活动,让青少年与大科学家们面对面交流,激发起了很多同学对科学世界的热爱,在青少年中形成了广泛影响。希望通过每年未来科学大奖周系列活动,能够在同学们心中埋下科学的种子、奋斗的种子以及快乐的种子,在最美好的年龄,为最纯粹的梦想,尽最大的努力!”

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南方科技大学附属中学党委书记、创校校长王佩东在致辞中表示:“党的二十大报告指出,科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力。高水平科技自立自强关乎国家未来发展,希望同学们热爱科学,投身科学,志存高远、笃行不怠,在科学家们的引领下,成为最好的自己,让青春在求知、奋斗和奉献中绽放绚丽之花。”

杨学明教授分享科研人生经历

强调兴趣是一切的起点

活动中,2022未来科学大奖-物质科学奖获奖者杨学明教授以“追求卓越 从发现和发展自己的兴趣开始”为题,为同学作报告。结合人类的发展历史与历次重大科学变革,杨学明教授指出当前已经进入科学高速发展的时代,全新的科学世界观不断涌现。作为改革开放以来的一批科学工作者,时代的发展为自己的求学与科研经历带来了很多机遇。

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杨学明教授谈到,自己中学时非常喜欢化学,但高考化学没有考得很好,物理考得特别好,所以上大学后就念了物理。大学毕业后报考中国科学院大连化学物理研究所的研究生,也是因为自己真的喜欢学化学。“大学毕业时找到了特别好的方向——化学激光,有激光又有化学,正式进入了物理化学或化学物理这一交叉领域。”在他看来,不同学科背景求学经历,为前沿科学问题的探索带来更为宽阔的思路与视角。

他表示,在任何领域当中,兴趣都是最原始的驱动力,有了兴趣,就有动力去学习和研究;在此过程中持续建立自信,可以在不断发展中超越自己;另外,有意识的培养自学与独立思考的能力,会让我们在面对机遇的时候做出最适合自己的选择。

谈到科学仪器的制造,杨学明教授指出,“工欲善其事,必先利其器”, 科学仪器的创新对科学的发展而言至关重要,这是科学研究不断进步的动力所在。“在实验科学领域,科学仪器做不好,很难超越别人,唯一的办法就是先把科学仪器做好,掌握核心技术。也只有这样,我们才能真正在国际上真正成为一个科技强国。”

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回答青少年好奇提问

鼓励年轻人投入科学事业

活动中,来自南方科技大学附属中学、美丽中国支教项目合作学校云南保山市施甸县小官市小学,以及来自西安高新一中实验中学、长沙市雅礼实验中学,未来论坛机构理事科大讯飞的学生代表等青少年带着对于科学与人生的热忱与疑惑,与杨学明教授线上线下畅聊未来。

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杨学明教授结合自己的人生经验与科研历程,围绕同学们提出的“量子力学与生活的联系”、“学习物理化学的思维培养”、“兴趣与研究方向”、“科研中的理论与实践”、“科学与艺术的融合”、“我国化学领域所处的世界水平”、“理科的学习方法与技巧”、“化学前沿科学与国家发展的联系”、“第一次仪器研制经历”、“科研历程中最有趣的发现”、“物理化学学习的相通之处”、“物理领域尚未被证实的结论”等好奇提问作出解答,鼓励同学们投入到科学技术发展事业当中。

对话教育工作者

共话青少年科学兴趣培养

活动中,杨学明教授与多位教师工作者围绕“青少年科学兴趣培养”、“自制实验设备中的科学奥秘”以及“物理学习中学生动手能力的培养”等话题展开交流对话。

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美丽中国支教项目2022级项目教师王雪芸在视频连线中提到:“目前我是云南省小官市小学三到六年级的科学老师,在科学课和航模社团活动中,孩子们动手设计和搭建了许多静态模型,虽然一些比较复杂的模型孩子们耗时两个月时间才拼装完毕,但大家都非常喜欢科学课,他们在创造和搭建模型过程中收获了满满成就感。”她谈到,希望在未来的科学实验与活动中,让孩子们通过模型搭建的活动,亲身感受到科学之美。

南方科技大学附属中学的李冰老师在活动中展示了自制的实验设备,并就相关物理学知识与杨学明教授进行交流。

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杨学明教授指出,一些比较简单的科学仪器可以在中学阶段普及推广起来,因为高中阶段同学们已经学习了一些基础的物理知识,如果在实验中能够在真正的科学仪器中进行,相信可以更好地帮助同学们理解科学知识及其原理。同时,通过自制实验设备或让同学们动手参与实验设备的制作,对于科学兴趣与技能培养也起到非常重要的作用。

李冰老师表示,南方科技大学附属中学物理组教师们将在基础学科教学方法多样化等方面持续作出努力,积极培养孩子们的科学兴趣与动手能力,为我国科学事业添砖加瓦,为校争光,为国争光。

获奖者对话青少年精彩问答(节选)

好奇提问1:您认为在物理化学方面的研究除了独立思考之外,还要具备哪种思维?

杨学明:思考肯定是最重要的,只有思考了才能找到问题,你如果想都不想,就要去找问题是不可能。当然我觉得还有一个是非常重要的,我们在学习过程中也好,或者未来做科学交流非常重要,人的交流实际上是特别重要的,因为很多新的科学思想是通过交流之后的思想碰撞才真正发展出来。尤其是参与国际会议或学术会议过程中,听到学者的演讲或不同的观点,就会引发你去思考,产生新的想法,所以这种交流以及思考都非常重要。在我所从事的科学领域里面,科学仪器的研制也非常重要。

好奇提问2:您刚刚多次提到我们要寻找感兴趣的研究,该如何寻找感兴趣的研究领域并确定研究方向呢?

杨学明:这个问题很难回答,比如我对化学感兴趣,但其实我到现在也不理解为什么我对化学感兴趣。可能是因为中学时候那位化学老师对我特别好,潜移默化地对我形成了引导。我想,在求学过程中遇到一位好老师,是非常幸运的,会对你想要学习和探索的东西带来深刻的影响,当然自己也要对自己的兴趣点有所觉察,进一步了解自己。

另外你在所感兴趣的领域看到了问题,你想要去找到这个问题的答案,可能这份好奇是很朦胧的,但是却可以驱使你一直想要去探索未知,是这样一种驱动力。对于年轻人来讲,寻找兴趣是非常重要的事情:你觉得这个事情特别有意思,愿意花时间和精力来做这件事情。如果不是的话,那这应该不是你的兴趣点所在。

人生其实并不长,能够找到自己的兴趣,并为之奋斗是非常美好的事情,希望大家都能体会到这份快乐与幸福。

好奇提问3:科研工作中遇到困难时,您是用怎样的心态克服的?

杨学明:其实一些没有人研究过的问题,你在做研究的时候大多会遇到很多困难,因为没有人知道该怎么去做,但是随着研究的慢慢深入,你会对这个领域不断有新的认识。比如,如果把所有的化学反应产物与反应物的量子态全部测量到了,然后通过交叉分子束的仪器,而且改进这样的仪器,也许就有可能做到。

当然在此过程中,我也同步在做一些其它的研究,在这些研究中也会不断积累新的知识和思路,也许累积到某种程度,就发现可能有一个真正新的进展,这是一个过程,不是一撮而就突然克服的。

南科大附中学生送给杨学明院士的画作

好奇提问4:在您的科学实践经历中,理论学者是怎么样和实验学者合作的?

杨学明:我们在化学动力学领域,已经发展到理论与实验相互竞争的水平。从90年代开始,量子理论的精确度开始受到重视,而且确实在一些反应体系里面得到了验证,使得化学反应领域的研究人员找到了一些非常重要的方向。

大家在讨论,怎么来理解化学反应?怎么来探测一些这些量子体系里面预测的一些重要的现象?预测是不是准确的?它的模型是不是对的?

通过互动才能真正找到我们对化学反应量子特性的理解。在过去25年到30年当中,实验科学确实与理论科学有很好的互动。比如我在大连同事张东辉老师,在用量子力学薛定谔方程来解化学反应这一领域,张东辉老师是全球最优秀的科学家之一,他的研究已经达到了光谱的精度。

这也让我们对化学反应的理解达到了一个非常高的高度,这也是过去几十年这一领域有很大发展的原因。高水平的理论科学和高水平的实验科学相互促进,共同在推动这一领域的发展,彼此给予启发。像我很多朋友都是理论化学动力学专家,工作中我们经常要相互交流,给彼此启发。另外国际交流也非常重要,最快接触最新科研成果的办法是去听报告,翻阅文献其实是有“时差”的,因为文章发表会比较慢,要从源头上做交流,才能真正使得你走向科学前沿。

好奇提问5:爱因斯坦说伟大的科学家都是艺术家,对此您有什么看法?

杨学明:爱因斯坦小提琴拉的很棒,但是我不是艺术家,我觉得这两个之间有共通性,艺术它也是需要创造,科学更需要创造。所以从这一点上来讲二者应该是共通的。

做科学的人一般都是喜欢美的人。就像杨振宁先生这样,他觉得物理特别美,看这个方程就很着迷,对我来讲我是看到这个科学仪器太好了,虽然别人看这个好像觉得没什么感觉,但我觉得很漂亮,从这一点上来讲,艺术跟科学是相通的,一个是美,还有一个是要有创造性。

比如说我们演奏一个曲子,如果世界上都是千篇一律的,我觉得艺术就没有意义,大家录一个片子就可以了。但是每个人他都有不同的表现方法,绘画更是这样。像我们做科学工作的人,每个人也都有自己的个性,希望通过能够发挥自己的创造力和想象力,去挖掘和发现更多科学问题,这是我们做科学人的特色,创造性。

好奇提问6:我比较喜欢理科,在未来学习理科的道路上有什么方法和技巧?

杨学明:现在的学习方法我不知道是不是跟我们那时候一样,因为我觉得理科是比较有系统的,所以在基础知识学习过程中,要真正去掌握它,学理科最重要的是理解。不是题目是否会做,而是对于这道题,我是否理解它背后的逻辑,当然解题也很重要,但理解更重要,持续去深究题目背后的逻辑,你会形成自己的知识体系。当然也有化学家对化学的理解和我是不一样的,但是我希望学理科的人能够真正掌握到物质世界最根本的原理,这是最重要。

好奇提问7:刚才听到您有关于化学动力学的研究,我想请问您的是当代化学前沿领域的研究能够对中国社会发展做出一些怎样的贡献呢?

杨学明:我觉得化学实际上被称为是一个中性科学,很多问题是需要化学领域给出答案的。我们的生活实际上与化学息息相关,制药、工业、生物、电子、能源等都离不开化学。但是社会中其实对于化学有一些误导性的声音,比如化学污染、化学爆炸,化学物质有害等等,其根本原因是人们缺乏对化学的理解,这也是我们要学好化学的意义。通过你的研究,去解决污染、爆炸、有毒等问题,让人们的生活更加安全。

杨学明院士向现场提问同学赠送《“未来”科学家—未来科学大奖获奖者访谈实录》丛书

好奇提问8:您还记得你第一次研发的科学仪器吗?当时用了多长时间?

杨学明:我记得,我在读硕士的时候,开始做一些小的仪器,当初是因为化学里面有很多吹玻璃的,所以我就设计了一些玻璃的管子,然后用到我要做的分子光谱中去。虽然当时做的并不是特别成功,但我觉得通过自己对仪器的搭建,这种动手能力的培养和提升,让自己很有成就感,过程也非常有趣。

现在的中学教育阶段,很多同学还是没有见过或接触过我国的高端科学仪器,我觉得有一种很好的形式是把科学仪器拆掉,然后同学们再组装回去,或者完全重新去做一个科学仪器,虽然这是一个很复杂的过程,但是在组装过程中,相信同学们会对科学知识和原理有更加直观和深刻的理解。如果能够将其纳入到我国的教育体系当中,相信会对我们的实验教育以及未来发展带来积极的影响。

好奇提问9:您认为物理学习、化学学习有什么相通之处?请您给我们初中生一些学习的建议,谢谢。

杨学明:其实学习物理与化学在我们认知中是有很大差别的。比如学习化学的时候,大部分记住的是化学反应,以及元素周期表。在中学阶段会有这样的区别。但其实就科学本身,物理与化学有很多天然的联系,化学的每一个分子和原子组成的是什么?它到底是怎么样反应产生新的物质?这个过程与物理学当中的原子分子问题是一样的,但化学可能更侧重研究物质的变化,以及变化的规律。物理更强调规律本身,是最基本、最根本层面。

所以我觉得要对世界有真正理解,光学物理是不够,也要学化学,二者之间有差别也有连通。物理化学这样的学科,可以利用物理的原理来理解化学的过程,当然也可以利用物理的方法来研究化学结构,以及化学反应的过程。当你理解到这个问题的时候,你对科学的认识就提高了一点。

用科学点燃青春,唤起全社会对科学的热爱和关注。希望通过科学家与青少年的线上线下的交流互动,让青少年像科学家一样思考,在同学们的心中播撒科学梦想的种子。



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