人物簡(jiǎn)介
張東輝，中國科學(xué)院院士，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員，分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。
主要從事化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論研究。發(fā)展了多原子反應(yīng)量子含時(shí)波包理論方法，建立了高精度勢(shì)能面構(gòu)建方案，將反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的精確理論研究從三原子體系拓展到多原子體系：解決了四原子反應(yīng)體系量子散射問題，率先實(shí)現(xiàn)了一些代表性氣相六原子反應(yīng)的精確理論計(jì)算，解決了H2+OH, H+H2O, H/Cl+CH4 等多原子動(dòng)力學(xué)過程中反應(yīng)物的碰撞能、量子態(tài)、振動(dòng)局域模式、同位素取代等因素如何影響反應(yīng)幾率、產(chǎn)物量子態(tài)以及空間分布等科學(xué)問題。與實(shí)驗(yàn)同行緊密合作，在F/Cl+HD 反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)了新的反應(yīng)共振態(tài)，揭示了其準(zhǔn)束縛態(tài)本質(zhì)，并證實(shí)共振現(xiàn)象在振動(dòng)激發(fā)態(tài)反應(yīng)中廣泛存在。
發(fā)表研究論文230余篇，以唯一或共同通訊作者發(fā)表8篇Science、5篇PNAS。曾獲國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（排名第一）、遼寧省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，新加坡杰出青年科學(xué)家獎(jiǎng)、新加坡國家科學(xué)獎(jiǎng)以及國家自然科學(xué)基金杰出青年基金和國家自然科學(xué)基金海外及港澳青年學(xué)者合作研究基金。
一個(gè)真正的科學(xué)家在面對(duì)諸多影響選擇的因素時(shí)，他內(nèi)心的天平會(huì)傾向何方？張東輝給出的答案是，自己所從事研究的發(fā)展前景以及研究機(jī)構(gòu)的科研氛圍。
很多通過CUSPEA赴美留學(xué)的人都在用不同方式為社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值，從不同角度幫助中國科技發(fā)展、促進(jìn)學(xué)術(shù)交流。從這個(gè)意義上說，無論最終是否從事物理學(xué)研究、無論是否回國任職任教，CUSPEA都對(duì)世界和中國科學(xué)界做出了巨大貢獻(xiàn)。
1989年初秋，紐約曼哈頓。離華爾街只有15分鐘車程的紐約大學(xué)，一位剛剛從復(fù)旦大學(xué)物理系畢業(yè)的22歲年輕人前來報(bào)到，他即將在這里展開5年博士求學(xué)生涯，即將接觸到他天賦與熱愛之所在的分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域。
他是CUSPEA項(xiàng)目選拔赴美的最后一批中國大學(xué)生中的一員，他叫張東輝。
搭上CUSPEA末班車
20世紀(jì)七八十年代有一句流傳甚廣的名言，“學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕”。那時(shí)的學(xué)生，如果表現(xiàn)出在學(xué)習(xí)上的過人天賦，往往會(huì)選擇在大學(xué)讀理科。張東輝也不例外。
在舟山中學(xué)時(shí)，張東輝一直是名列前茅的學(xué)生，他的化學(xué)、物理兩科尤為突出。當(dāng)時(shí)的北京大學(xué)化學(xué)系是全國首屈一指的化學(xué)院系，這是張東輝夢(mèng)想去讀書的地方。
1985年，張東輝取得了保送上大學(xué)的機(jī)會(huì)，不過不是他心心念念的北京大學(xué)化學(xué)系，而是距離他的老家舟山并不遠(yuǎn)的復(fù)旦大學(xué)。 “復(fù)旦大學(xué)物理系有很好的學(xué)術(shù)口碑和傳統(tǒng)?！睆垨|輝最后選擇了物理學(xué)專業(yè)。
彼時(shí)，CUSPEA項(xiàng)目已實(shí)行6年，其間，數(shù)百名中國學(xué)子通過該項(xiàng)目赴美攻讀物理專業(yè)研究生。比張東輝大幾屆的復(fù)旦大學(xué)物理系學(xué)生王菁因在CUSPEA考試中名列全國前茅，成為學(xué)弟學(xué)妹眼中“特別厲害的人”。同學(xué)們的口口相傳讓張東輝第一次知道，原來還有這樣一個(gè)項(xiàng)目，如果考取的話就可以赴美讀博士了！
事實(shí)上，在CUSPEA開始實(shí)施之后，全國名校的物理學(xué)專業(yè)學(xué)生中的佼佼者都希望可以一試身手。張東輝也在這股風(fēng)潮的帶動(dòng)下開始認(rèn)真?zhèn)淇肌?/p>
1988年，CUSPEA考試像往年一樣進(jìn)行了筆試和面試，由于張東輝在大學(xué)里一直保持學(xué)業(yè)優(yōu)勢(shì)，筆試對(duì)他來說難度并不大。面試階段，李政道委托了一名來中國進(jìn)行學(xué)術(shù)訪問的美國學(xué)者對(duì)筆試合格者進(jìn)行英文面試。
“面試題目是用英文講述自己做過的物理學(xué)實(shí)驗(yàn)?！睆垨|輝回憶說，他的實(shí)驗(yàn)課成績一直是優(yōu)，只是實(shí)在不擅長英語口語。面試前，張東輝準(zhǔn)備了幾個(gè)近代物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的英文闡述，其中最熟練的是核磁共振，最生疏的是塞曼效應(yīng)（Zeeman effect）。誰知，美國教授恰恰選擇了塞曼效應(yīng)作為題目，張東輝只能用不熟練的專業(yè)英語詞匯盡量表述。
語言劣勢(shì)讓張東輝的面試發(fā)揮不盡如人意，幸運(yùn)的是他還是被紐約大學(xué)錄取，和其他七八個(gè)同學(xué)一道踏上了前往紐約的求學(xué)之旅。
與分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的奇妙相遇
不同于國內(nèi)先定導(dǎo)師的研究生培養(yǎng)制度，張東輝在赴美之初并未確定導(dǎo)師。經(jīng)過一年的課程學(xué)習(xí)，張東輝順利通過了博士生資格考試。在正式選擇導(dǎo)師和研究方向之前，張東輝經(jīng)歷了一個(gè)摸索期。
當(dāng)時(shí)的紐約大學(xué)物理系在實(shí)驗(yàn)方面有激光冷卻方向，這是當(dāng)時(shí)物理學(xué)界的前沿領(lǐng)域。張東輝開始嘗試著進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)?！拔液芸彀l(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)物理不太適合我。”張東輝說，科研階段的物理實(shí)驗(yàn)需要長時(shí)間盯在實(shí)驗(yàn)儀器旁，“時(shí)間和行動(dòng)都不自由”。
思來想去，張東輝還是覺得理論物理，尤其是需要計(jì)算方案的研究方向更符合自己的研究興趣。
當(dāng)時(shí)，1981年通過CUSPEA考試、1982年赴美留學(xué)的張?jiān)鲚x剛好來紐約大學(xué)執(zhí)教。相似的背景、僅差一字的名字，預(yù)示著一段奇妙的相遇即將發(fā)生。
一天，張東輝像往常一樣來到物理系大樓，門口的公告欄上貼著張?jiān)鲚x對(duì)分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究的介紹?！胺肿臃磻?yīng)動(dòng)力學(xué)！”這是一個(gè)對(duì)張東輝而言似曾相識(shí)的名詞。
1987年，剛剛獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)一年的李遠(yuǎn)哲到復(fù)旦大學(xué)作了一場(chǎng)關(guān)于“分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)”的報(bào)告，這是張東輝第一次近距離接觸諾獎(jiǎng)獲得者。盡管當(dāng)時(shí)并未對(duì)報(bào)告內(nèi)容有更深入的理解，但“分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)”在當(dāng)時(shí)尚讀大二的張東輝心里留下了很深的印象。
張東輝敲開了張?jiān)鲚x的辦公室?！拔覀兺ㄟ^程序計(jì)算方法做分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究?！币宦牭健俺绦蛴?jì)算”這個(gè)詞，張東輝更興奮了，這是他擅長且有興趣的研究方法。
沒有了語言障礙，張東輝得以更加清晰和精準(zhǔn)地表達(dá)自己的想法。這使得他和導(dǎo)師之間的討論更加容易、高效和深入，科研進(jìn)度推進(jìn)得非常順利。
20世紀(jì)90年代初正是美國計(jì)算機(jī)大發(fā)展的時(shí)代，張?jiān)鲚x用近6萬美元科研經(jīng)費(fèi)為課題組購置一臺(tái)IBM大型工作站，并配置幾個(gè)大屏幕顯示器給張東輝等學(xué)生寫程序。
張東輝沉迷于寫程序，直到現(xiàn)在，他仍然花很多時(shí)間在親自寫程序上。當(dāng)年通過CUSPEA項(xiàng)目留美的中國學(xué)生，很多選擇了離開物理學(xué)領(lǐng)域，其中不乏進(jìn)入計(jì)算機(jī)領(lǐng)域者。但張東輝的研究方向幾乎沒有發(fā)生過大的轉(zhuǎn)向。
“可能是我當(dāng)時(shí)的科研進(jìn)展比較順利吧?！痹趶垨|輝看來，似乎還不能用“堅(jiān)持”這個(gè)詞形容他的選擇， “我覺得研究越做越有意思”。
讀博期間，張東輝和導(dǎo)師在分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的研究已經(jīng)處于世界頂尖水平，這種學(xué)術(shù)生涯早期的積累為張東輝將研究進(jìn)行下去提供了充足信心。
找到實(shí)驗(yàn)同行
1994年，張東輝取得紐約大學(xué)博士學(xué)位，隨后在紐約大學(xué)和芝加哥大學(xué)進(jìn)行了3年博士后研究，后入職新加坡國立大學(xué)。
2000年前后，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（以下簡(jiǎn)稱大連化物所）分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、973項(xiàng)目首席科學(xué)家離所。彼時(shí)在中國臺(tái)灣原子與分子科學(xué)研究所任研究員的楊學(xué)明接受大連化物所的邀請(qǐng)，回到大連化物所接任國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任職位。
楊學(xué)明的研究偏實(shí)驗(yàn)方向，他需要與理論研究同行合作?！笆裁磿r(shí)候有空來大連看看吧？”這是楊學(xué)明第一次“含蓄”地向張東輝發(fā)出回國邀請(qǐng)。
當(dāng)時(shí)世界上從事分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的基本上是李遠(yuǎn)哲的學(xué)術(shù)后輩，張東輝任職的新加坡國立大學(xué)沒有相關(guān)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)團(tuán)隊(duì)。他意識(shí)到，要想讓自己的研究上一個(gè)臺(tái)階，與實(shí)驗(yàn)同行的合作必不可少，而楊學(xué)明回到大連化物所后組建了一支規(guī)模較大的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，這正好與其理論研究形成互補(bǔ)。
大連化物所背靠大連市著名的星海廣場(chǎng)，面朝大海，四季宜人。這對(duì)從小在舟山長大的張東輝來說，也有一種環(huán)境上的親切感。所以盡管面臨再一次遷徙時(shí)有略微的糾結(jié)，張東輝最終還是下定決心來到大連化物所。
一個(gè)真正的科學(xué)家在面對(duì)諸多影響選擇的因素時(shí)，他內(nèi)心的天平會(huì)傾向何方？張東輝給出的答案是，自己所從事研究的發(fā)展前景以及研究機(jī)構(gòu)的科研氛圍。
2006年初，張東輝正式入職大連化物所。他和楊學(xué)明理論與實(shí)驗(yàn)工作的合作也卓有成效地開展起來，很長時(shí)間內(nèi)每年都差不多有一篇論文發(fā)表在《科學(xué)》上?！霸诜肿臃磻?yīng)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域，楊學(xué)明的實(shí)驗(yàn)研究和我的理論研究基本都在世界頂尖水平，因此，我們的合作可以說是1+1大于2。”
大連化物所的科研氛圍寬松而緊張，說寬松是研究所盡可能給研究人員自由的研究環(huán)境，說緊張是研究所實(shí)行嚴(yán)格的考評(píng)機(jī)制和末位淘汰。這種寬松與緊張的結(jié)合，讓大連化物所成為張東輝繼續(xù)科研事業(yè)的理想平臺(tái)。
CUSPEA將中國學(xué)生帶到世界前沿
從用庚子賠款送出的近代第一批留學(xué)生開始，百年來，像CUSPEA這樣大規(guī)模的留學(xué)生派遣，讓我國一批批優(yōu)秀學(xué)子站到了更高的平臺(tái)上，得以觸摸世界科學(xué)前沿。
回首剛走出國門的那幾年，當(dāng)時(shí)中美之間科研條件和科研水平的巨大差距帶給張東輝很大震撼?！拔耶厴I(yè)論文的很多東西都是用美國的超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)算出來的，那時(shí)國內(nèi)才剛開始使用個(gè)人計(jì)算機(jī)，用超級(jí)計(jì)算機(jī)做有關(guān)理論化學(xué)的并行計(jì)算在90年代初的中國是很難想象的?！?/p>
在科研水平上，留學(xué)紐約大學(xué)讓張東輝迅速觸摸到世界學(xué)術(shù)前沿。“中國學(xué)生讀書很厲害，但往往出國后才知道我們和發(fā)達(dá)國家在科研方面的差距?！?/p>
張東輝回憶說，在參加博士生資格考試之前的一年留學(xué)生活中，課業(yè)內(nèi)容讓他覺得較為輕松，也并未覺得中國學(xué)生的學(xué)業(yè)水平與美國學(xué)生有很大差距。但進(jìn)入科研之后，他還是明顯感覺到國內(nèi)外的水平差異。
張?jiān)鲚x教授的研究當(dāng)時(shí)處于世界頂尖水平，張東輝在他導(dǎo)師的帶領(lǐng)下也很快將研究做到了世界前沿?！叭绻麤]有CUSPEA提供的機(jī)會(huì)，我的研究道路將會(huì)完全不同。如果沒有這次觸摸世界學(xué)術(shù)前沿的經(jīng)歷，我也很難做出世界水平的研究?！?/p>
在CUSPEA項(xiàng)目運(yùn)行的十年期間，共有900多名全國各高校物理專業(yè)學(xué)子赴美留學(xué)，其中有人中途轉(zhuǎn)讀其他專業(yè)、有人在拿到物理學(xué)博士學(xué)位后進(jìn)入其他領(lǐng)域工作、有人沒有選擇回國任職任教。張東輝是始終走在這條道路上的人，但他卻拒絕為此貼上“高大上”的標(biāo)簽。
“很多通過CUSPEA赴美留學(xué)的人都在用不同方式為社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值，從不同角度幫助中國科技發(fā)展、促進(jìn)學(xué)術(shù)交流。從這個(gè)意義上說，無論最終是否從事物理學(xué)研究、是否回國任職任教，CUSPEA都對(duì)世界和中國科學(xué)界做出了巨大貢獻(xiàn)?！睆垨|輝評(píng)價(jià)說。
從人才培養(yǎng)的角度，CUSPEA挖掘了一批“潛在”的科研新生力量，這對(duì)我們今天的物理學(xué)人才培養(yǎng)模式仍然有啟迪作用。
張東輝認(rèn)為，物理學(xué)研究人才的培養(yǎng)不能走向兩個(gè)極端，要遵循學(xué)科發(fā)展和人才發(fā)展的規(guī)律?！氨热缜靶┠甑母呖几母镌圏c(diǎn)中，由于制度設(shè)計(jì)的缺陷導(dǎo)致很多學(xué)生不選考物理，這肯定不對(duì)。物理學(xué)是很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)發(fā)明和工程應(yīng)用的基礎(chǔ)，理工科相關(guān)專業(yè)不學(xué)物理必然會(huì)造成知識(shí)結(jié)構(gòu)的缺陷。但從另一方面說，也沒有必要讓所有學(xué)生都去做數(shù)理化研究?！?/p>
科學(xué)研究終歸是一項(xiàng)小眾事業(yè)，需要天賦、興趣和熱愛的支撐，這些是看似偶然機(jī)會(huì)背后的必然因素。如果能發(fā)現(xiàn)真正具備這些條件的人才，并給予他們適當(dāng)機(jī)會(huì)，對(duì)科研領(lǐng)域來說，已是一大幸事。
張東輝搭上了CUSPEA十年的末班車，但只要有這樣的人才培養(yǎng)理念，物理學(xué)家將源源不斷涌現(xiàn)出來。
?。?a >原載于《中國科學(xué)報(bào)》2019-08-28 第05版）
