提起核物理學(xué)，可能你并不陌生，核安全、核電站這些字眼立即出現(xiàn)在你的腦海。再問你見過核物理科學(xué)家嗎？也許你會(huì)搖頭，覺得他們離我們普通人很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)。今天，記者就帶你見識(shí)一位既年輕知性又成績(jī)卓然的女核物理科學(xué)家。

近日，國(guó)際純粹與應(yīng)用物理聯(lián)合會(huì)正式公布了2019年度核物理領(lǐng)域青年科學(xué)家獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)呙麊?，北京大學(xué)物理學(xué)院和核物理與核技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室楊曉菲研究員入選，以表彰她在高精度激光核譜技術(shù)以及不穩(wěn)定原子核基本性質(zhì)和結(jié)構(gòu)研究方面的杰出貢獻(xiàn)。該獎(jiǎng)項(xiàng)在國(guó)際上享有盛譽(yù)，在每個(gè)二級(jí)學(xué)科領(lǐng)域平均每年評(píng)選一人，在每三年一次的國(guó)際核物理大會(huì)（INPC）上頒獎(jiǎng)。楊曉菲也成為首位獲此獎(jiǎng)項(xiàng)的在中國(guó)工作的核物理學(xué)者。

楊曉菲

遵從內(nèi)心的選擇

從社會(huì)的刻板印象來說，你很難將一位文靜的姑娘與核物理聯(lián)系起來，而楊曉菲自從2009年本科畢業(yè)于蘭州大學(xué)原子核物理專業(yè)以來，一直在核物理這個(gè)領(lǐng)域?qū)W習(xí)、研究，并且在國(guó)際前沿的激光核譜學(xué)方面取得了一系列有重要影響的研究成果。

說起為什么選擇這個(gè)專業(yè)，楊曉菲的回答很簡(jiǎn)單，她說，其實(shí)都是跟隨內(nèi)心、順其自然。她中學(xué)一直對(duì)物理感興趣，成績(jī)也特別好，覺得原子核物理這個(gè)專業(yè)很酷，上大學(xué)就選擇了這個(gè)專業(yè)。她介紹說，原子核物理學(xué)是物理學(xué)的一個(gè)分支，研究原子核的結(jié)構(gòu)和變化規(guī)律，通過粒子束的作用與射線的探測(cè)分析，探索未知。同時(shí)核物理在核能、核技術(shù)的諸多方面有廣泛的應(yīng)用，影響著人類的生存與發(fā)展?！捌鋵?shí)，現(xiàn)在可以實(shí)際應(yīng)用到的核物理基本知識(shí)，大體是50年前就有的，比如用于核能源、核醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，都是基于對(duì)天然存在的300來種穩(wěn)定和長(zhǎng)壽命核素的認(rèn)知。而我們現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室的研究是對(duì)大量未知的新現(xiàn)象、新規(guī)律的探索，這種無眼前功利目的的基礎(chǔ)研究，引領(lǐng)著人類的進(jìn)步，充滿了技術(shù)和智慧挑戰(zhàn)的魅力，長(zhǎng)遠(yuǎn)看來對(duì)社會(huì)的影響更大。比如，上世紀(jì)七八十年代以來，由于新現(xiàn)象的偶然發(fā)現(xiàn)和加速器技術(shù)的進(jìn)步，我們開始可以在實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生大量的放射性核素，這些核素在自然界是不存在的。近30來年，放射性核素物理研究進(jìn)入一個(gè)比較活躍的時(shí)期。目前人們已經(jīng)能夠產(chǎn)生和運(yùn)用3000多種放射性核素。通過對(duì)這3000多種放射性核素的研究，我們發(fā)現(xiàn)原子核其實(shí)有很多性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的變化?！睏顣苑普f，她自己從事的就是這種探索未知的工作，與大家日常想象的可能不太一樣。

本科畢業(yè)后，楊曉菲來到北京大學(xué)物理學(xué)院攻讀博士學(xué)位，進(jìn)行放射性核素物理實(shí)驗(yàn)研究?！拔疫x擇實(shí)驗(yàn)核物理，是因?yàn)槲也粣邸畣未颡?dú)斗’——實(shí)驗(yàn)核物理需要實(shí)際操作各種類型的儀器設(shè)備、做復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理與物理模型分析等，是多種能力的結(jié)合，特別需要團(tuán)隊(duì)合作，這正是我很喜歡的工作方式?！?

楊曉菲和同事在做實(shí)驗(yàn)

博士生期間，楊曉菲被推薦去日本理化學(xué)研究所聯(lián)合培養(yǎng)。2011—2014年3年間，她和合作組在那里建成了獨(dú)特的用于彈核破碎（PF）型放射性束裝置的激光核譜設(shè)備，并完成了首次物理實(shí)驗(yàn)。“剛?cè)ト毡緯r(shí)，我對(duì)激光譜這個(gè)領(lǐng)域一竅不通，因?yàn)槲乙郧笆窃诒贝蠛朔磻?yīng)組工作。理化所的老師、同事耐心地一步步把我‘領(lǐng)進(jìn)門’，并放手讓我去做這項(xiàng)沒有先例的工作。在不斷學(xué)習(xí)、探索和解決問題的過程中，我也摸索出一些新的想法，運(yùn)用到對(duì)整個(gè)裝置的改進(jìn)、測(cè)試等。這個(gè)設(shè)備成功的關(guān)鍵是將原子物理技術(shù)與加速器束流技術(shù)相結(jié)合，在其中我發(fā)揮了比較關(guān)鍵的作用。最后，整個(gè)團(tuán)隊(duì)通力協(xié)作，完成了設(shè)備的在線實(shí)驗(yàn)?！?

談起其間遇到的困難，楊曉菲說“多了去了”?！半x線搭建的設(shè)備需要做大量的測(cè)試，很多時(shí)候周末或者大半夜一個(gè)人在實(shí)驗(yàn)室工作，渾然不覺時(shí)間的流逝，熬通宵一點(diǎn)不稀奇?！薄岸椅覀兊脑诰€實(shí)驗(yàn)依靠加速器提供的束流。使用加速器需要提前申請(qǐng)、答辯并得到批準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)之前的準(zhǔn)備通常歷時(shí)數(shù)月甚至一年?！睏顣苑铺岬剑隧?xiàng)設(shè)備的首輪物理實(shí)驗(yàn)一共做了3次。他們的第一次實(shí)驗(yàn)安排在2月，直到中國(guó)的春節(jié)那天她還在實(shí)驗(yàn)室忙碌，可是沒想到最后時(shí)刻，束流快來的時(shí)候，他們的裝置壞了，雖然實(shí)驗(yàn)室所有人員全力補(bǔ)救還是無功而返，只好取消實(shí)驗(yàn)。那時(shí)已是凌晨?jī)扇c(diǎn)鐘。下一次使用加速器束流已經(jīng)是一年后了。這對(duì)于準(zhǔn)備了大半年的她來說真是個(gè)不小的挫折。但不論挫折多大，楊曉菲都會(huì)選擇堅(jiān)持，她說，遵從內(nèi)心，因?yàn)橄矚g所以堅(jiān)守；回頭體會(huì)，挑戰(zhàn)和挫折也是一種人生的享受。

學(xué)成回國(guó)是自然的決定

2014年博士畢業(yè)后，楊曉菲到比利時(shí)魯汶大學(xué)和歐洲核子中心從事博士后研究，為國(guó)際領(lǐng)先的激光核譜技術(shù)的持續(xù)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)，并取得一系列有重要影響的研究成果。

這段歐洲工作的經(jīng)歷中還有一個(gè)小插曲。前面提到，使用加速器的實(shí)驗(yàn)可能一年才能做一次，而楊曉菲的第一次實(shí)驗(yàn)因裝置突然出故障而被迫取消，導(dǎo)致她后來的論文發(fā)表比較晚。這對(duì)于取得博士后位置是很不利的?！暗牵斻氪髮W(xué)的合作導(dǎo)師很快就給了我一個(gè)錄取函，因?yàn)樗麄兲貏e看中的是我的實(shí)驗(yàn)室經(jīng)歷和掌握的新興技術(shù)?！睏顣苑普f，這也許就是國(guó)內(nèi)外的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不同。在國(guó)內(nèi)似乎更側(cè)重?cái)?shù)論文、算項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)等，因此外行也容易作出評(píng)判；而歐美研究機(jī)構(gòu)可能更看中你的實(shí)際能力或者說發(fā)展?jié)摿?，?dāng)然這是只有依靠?jī)?nèi)行才能評(píng)判的。

歐洲核子中心在線同位素分離裝置（ISOLDE）是國(guó)際上最早利用激光譜來研究核性質(zhì)的研究機(jī)構(gòu)之一，近二三十年在相關(guān)領(lǐng)域獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。第一年楊曉菲在ISOLDE和魯汶大學(xué)同時(shí)進(jìn)行她的研究工作，第二年她開始作為ISOLDE所在地的兩三個(gè)骨干之一進(jìn)行新技術(shù)的建設(shè)和升級(jí)優(yōu)化工作?！?014—2017年的3年間，我們不斷地探索和實(shí)驗(yàn)，一步步在新裝置上實(shí)現(xiàn)了激光譜測(cè)量高分辨率和高效率的結(jié)合。”整個(gè)過程涉及到激光和離子操控的很多關(guān)鍵技術(shù)，楊曉菲在其中作出了很大貢獻(xiàn)。以此為基礎(chǔ)，她也開展了豐中子雙幻核鎳-78（⁷⁸Ni）附近原子核新奇結(jié)構(gòu)的物理研究。

2016年9月某天的凌晨5點(diǎn)，楊曉菲（后排左一）與同事在ISOLDE數(shù)據(jù)獲取和控制室

楊曉菲坦言，裝置建設(shè)的整個(gè)過程對(duì)她能力的提升起到了很大的促進(jìn)作用?！皩?shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備和統(tǒng)籌等工作，主要是我們當(dāng)?shù)貎扇齻€(gè)骨干在負(fù)責(zé)。而且我們不僅是同裝置打交道，還要參與和支撐整個(gè)國(guó)際合作組的實(shí)驗(yàn)工作，與各種各樣的人打交道。在ISOLDE有來自幾十個(gè)國(guó)家的科研工作者，對(duì)語言、溝通交流、協(xié)調(diào)組織等綜合能力的提高以及知識(shí)面的擴(kuò)大都非常有幫助?！?

盡管國(guó)外的實(shí)驗(yàn)條件以及核物理基礎(chǔ)研究總體上優(yōu)于國(guó)內(nèi)，楊曉菲卻于2017年底欣然選擇入職北京大學(xué)實(shí)驗(yàn)核物理團(tuán)隊(duì)，并入選國(guó)家青年海外高層次人才引進(jìn)計(jì)劃。針對(duì)我國(guó)下一代核物理大科學(xué)裝置的建設(shè)目標(biāo)，她正在逐步創(chuàng)建激光核譜實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)帶領(lǐng)課題組在激光核譜方面開展系列物理實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)于回國(guó)這個(gè)選擇，楊曉菲說這是一個(gè)很自然的決定?！熬褪窍Ｍ麨樽约旱膰?guó)家，也是在迅速發(fā)展和充滿希望的地方作出自己的一份貢獻(xiàn)?！?

“我國(guó)的核物理基礎(chǔ)研究起步比國(guó)外晚了幾十年，但是我們也一直在穩(wěn)步快速發(fā)展。最近一些年來，我們?cè)谀承┓较蛏弦惨呀?jīng)可以做到與國(guó)外比肩甚至領(lǐng)先，比如原子核質(zhì)量測(cè)量、某些核反應(yīng)測(cè)量等。”但是在楊曉菲所在的激光核譜學(xué)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)的發(fā)展目前還比較欠缺。“國(guó)內(nèi)也希望進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域，需要發(fā)展相關(guān)技術(shù)和隊(duì)伍?！睏顣苑普f，她已經(jīng)和國(guó)內(nèi)多家單位，比如中國(guó)原子能研究院、中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所、蘭州大學(xué)等建立了密切的合作關(guān)系，共同為中國(guó)下一代核物理大科學(xué)裝置的建設(shè)目標(biāo)而努力。當(dāng)然，這同時(shí)也需要得到各方面的鼓勵(lì)和支持?！扒懊嬲f過，我們現(xiàn)在的放射性核版圖才3000多個(gè)核，而理論預(yù)言有一萬多個(gè)，所以需要發(fā)展一代又一代的大科學(xué)裝置去擴(kuò)大這個(gè)版圖，探索未知的核物質(zhì)奧秘?！?

激情投入教學(xué)工作

回到北大一年多以來，楊曉菲不但指導(dǎo)著3個(gè)博士研究生，還獨(dú)立主講一門國(guó)家精品課程、本科生基礎(chǔ)課“核物理與粒子物理導(dǎo)論”，并與其他老師一起新開設(shè)了一門給研究生提供專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的課程“核反應(yīng)與衰變”。

因?yàn)槭莿傞_始授課，楊曉菲說她經(jīng)常要為兩小時(shí)的課準(zhǔn)備幾天時(shí)間，為教學(xué)投入了很大的激情。“上課不但讓我總結(jié)并展現(xiàn)自己已有的知識(shí)，而且為了結(jié)合國(guó)際上的前沿研究，我還要不斷擴(kuò)展自己的知識(shí)?！背掷m(xù)的學(xué)習(xí)加上學(xué)生的反饋，也啟發(fā)了她的思維，楊曉菲認(rèn)為教學(xué)和科研是相互促進(jìn)的。

談起現(xiàn)在的北大學(xué)生與她當(dāng)年讀本科時(shí)的不同，楊曉菲說，自己當(dāng)年的課程都是被安排好的，自由選擇的余地很小，而且70人左右的大班上課，學(xué)生與老師幾乎難以互動(dòng)。如今，北大物理學(xué)院的課程已經(jīng)從“桌餐”變成了“自助餐”，課程增加了很多，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣來選擇上哪門課。以她主講的“核物理與粒子物理導(dǎo)論”為例，全班30人左右，她可以與學(xué)生進(jìn)行很好的互動(dòng)。按照近些年來形成的交互式授課模式，她會(huì)留給學(xué)生一些思考題，讓學(xué)生自己去查閱文獻(xiàn)，然后在課堂上討論。這些題沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，學(xué)生可以獨(dú)立思考并相互交流啟發(fā)，“不是為尋求答案，而是尋求思考和發(fā)現(xiàn)新的問題”?！拔冶究茣r(shí)學(xué)了很多基礎(chǔ)知識(shí)，但是不知道怎么用，現(xiàn)在我可以結(jié)合自己的科研以及前沿進(jìn)展和學(xué)生交流，讓他們明白某些課堂知識(shí)點(diǎn)可以用到實(shí)際研究的某些方面。”

2017年7月，楊曉菲在法國(guó)肖蒙城堡留影

但是，楊曉菲也認(rèn)為，現(xiàn)在新課開得很多，有些是互相重疊的，知識(shí)的系統(tǒng)性不如從前，容易造成學(xué)生學(xué)到的知識(shí)碎片化和學(xué)習(xí)效益降低。也許是因?yàn)閷W(xué)校太過強(qiáng)調(diào)對(duì)新體制教師教學(xué)的量化要求，大家為了完成一定學(xué)時(shí)或?qū)W分的要求，就去開很多的課?！拔覀兛蒲袎毫艽螅媾R著幾年后的評(píng)估。教學(xué)也許更需要保證質(zhì)量，真正把課講好是需要投入大量精力的，不是簡(jiǎn)單靠增加課時(shí)學(xué)分?！鳖D了頓，楊曉菲又說：“其實(shí)我還是挺喜歡教學(xué)的。學(xué)生好的反饋對(duì)我也是激勵(lì)?！?

對(duì)于研究生的培養(yǎng)，楊曉菲也談到自己的要求。最重要的是潛心做事，不要算計(jì)太多才能收獲多多。而且要能吃苦耐勞，“對(duì)于我們做實(shí)驗(yàn)的人，熬夜加班很正常。而一個(gè)真正有興趣的人，是不怕吃苦的”。還有團(tuán)隊(duì)合作也至關(guān)重要，“我們的實(shí)驗(yàn)不是一個(gè)人在做，大家有一個(gè)共同的目標(biāo)，所以很多時(shí)候?qū)€(gè)人得失不能計(jì)較得太多”。楊曉菲也特別希望學(xué)生要善于跟人交流，不但跟自己組內(nèi)的人交流，還要跟組外的人交流，跟國(guó)外的人交流。她也非常鼓勵(lì)并支持學(xué)生到國(guó)外去做實(shí)驗(yàn)，既能鍛煉語言能力又能刺激思維。

受傳統(tǒng)觀念和社會(huì)認(rèn)知的影響，女性科研工作者人數(shù)相對(duì)較少，特別是在核物理這樣的領(lǐng)域，男女比例更為懸殊，楊曉菲在自己的求學(xué)和研究中是否遇到過更多的阻力或者困難呢？對(duì)于記者提出的這個(gè)問題，楊曉菲說，外界總是會(huì)有干擾的，每個(gè)人有每個(gè)人的想法，但是你不要去想這么多，只管做自己喜歡的事情，“對(duì)自己喜歡的事情我有足夠的激情，并且努力地去工作”。而努力工作的人也會(huì)得到別人的理解和支持，這就是所謂天道酬勤吧。“別人怎么看你不重要，主要還是看你自己做得怎么樣，你自己怎么看待自己更重要?！睏顣苑埔蛩錾墓ぷ鞫啻问苎诖笮蛧?guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上作大會(huì)報(bào)告。今年她已被邀請(qǐng)?jiān)诿咳暌淮蔚膰?guó)際核物理大會(huì)（INPC2019）上作大會(huì)特邀報(bào)告，這對(duì)任何一位核物理工作者都是很大的肯定和榮譽(yù)。像楊曉菲這樣的女性，因自己的刻苦努力和自信，同樣可以在科研領(lǐng)域綻放光彩。