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？也許你會搖頭，覺得他們離我們普通人很遠很遠。今天，記者就帶你見識一位既年輕知性又成績卓然的女核物理科學(xué)家。

近日，國際純粹與應(yīng)用物理聯(lián)合會正式公布了2019年度核物理領(lǐng)域青年科學(xué)家獎獲獎?wù)呙麊?，北京大學(xué)物理學(xué)院和核物理與核技術(shù)國家重點實驗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。該獎項在國際上享有盛譽，在每個二級學(xué)科領(lǐng)域平均每年評選一人，在每三年一次的國際核物理大會（INPC）上頒獎。楊曉菲也成為首位獲此獎項的在中國工作的核物理學(xué)者。

楊曉菲

遵從內(nèi)心的選擇

從社會的刻板印象來說，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，一直在核物理這個領(lǐng)域?qū)W習(xí)、研究，并且在國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專業(yè)，楊曉菲的回答很簡單，她說，其實都是跟隨內(nèi)心、順其自然。她中學(xué)一直對物理感興趣，成績也特別好，覺得原子核物理這個專業(yè)很酷，上大學(xué)就選擇了這個專業(yè)。她介紹說，原子核物理學(xué)是物理學(xué)的一個分支，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分析，探索未知。同時核物理在核能、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。“其實，現(xiàn)在可以實際應(yīng)用到的核物理基本知識，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，都是基于對天然存在的300來種穩(wěn)定和長壽命核素的認知。而我們現(xiàn)在實驗室的研究是對大量未知的新現(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)著人類的進步，充滿了技術(shù)和智慧挑戰(zhàn)的魅力，長遠看來對社會的影響更大。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)的進步，我們開始可以在實驗室產(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入一個比較活躍的時期。目前人們已經(jīng)能夠產(chǎn)生和運用3000多種放射性核素。通過對這3000多種放射性核素的研究，我們發(fā)現(xiàn)原子核其實有很多性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的變化。”楊曉菲說，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，進行放射性核素物理實驗研究?！拔疫x擇實驗核物理，是因為我不愛‘單打獨斗’——實驗核物理需要實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，特別需要團隊合作，這正是我很喜歡的工作方式。”

楊曉菲和同事在做實驗

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驗?！皠?cè)ト毡緯r，我對激光譜這個領(lǐng)域一竅不通，因為我以前是在北大核反應(yīng)組工作。理化所的老師、同事耐心地一步步把我‘領(lǐng)進門’，并放手讓我去做這項沒有先例的工作。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，運用到對整個裝置的改進、測試等。這個設(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，整個團隊通力協(xié)作，完成了設(shè)備的在線實驗。”

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)備需要做大量的測試，很多時候周末或者大半夜一個人在實驗室工作，渾然不覺時間的流逝，熬通宵一點不稀奇。”“而且我們的在線實驗依靠加速器提供的束流。使用加速器需要提前申請、答辯并得到批準(zhǔn)。實驗之前的準(zhǔn)備通常歷時數(shù)月甚至一年。”楊曉菲提到，此項設(shè)備的首輪物理實驗一共做了3次。他們的第一次實驗安排在2月，直到中國的春節(jié)那天她還在實驗室忙碌，可是沒想到最后時刻，束流快來的時候，他們的裝置壞了，雖然實驗室所有人員全力補救還是無功而返，只好取消實驗。那時已是凌晨兩三點鐘。下一次使用加速器束流已經(jīng)是一年后了。這對于準(zhǔn)備了大半年的她來說真是個不小的挫折。但不論挫折多大，楊曉菲都會選擇堅持，她說，遵從內(nèi)心，因為喜歡所以堅守；回頭體會，挑戰(zhàn)和挫折也是一種人生的享受。

學(xué)成回國是自然的決定

2014年博士畢業(yè)后，楊曉菲到比利時魯汶大學(xué)和歐洲核子中心從事博士后研究，為國際領(lǐng)先的激光核譜技術(shù)的持續(xù)發(fā)展作出了重要貢獻，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)歷中還有一個小插曲。前面提到，使用加速器的實驗可能一年才能做一次，而楊曉菲的第一次實驗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。這對于取得博士后位置是很不利的。“但是，魯汶大學(xué)的合作導(dǎo)師很快就給了我一個錄取函，因為他們特別看中的是我的實驗室經(jīng)歷和掌握的新興技術(shù)。”楊曉菲說，這也許就是國內(nèi)外的評價標(biāo)準(zhǔn)不同。在國內(nèi)似乎更側(cè)重數(shù)論文、算項目經(jīng)費等，因此外行也容易作出評判；而歐美研究機構(gòu)可能更看中你的實際能力或者說發(fā)展?jié)摿Γ?dāng)然這是只有依靠內(nèi)行才能評判的。

歐洲核子中心在線同位素分離裝置（ISOLDE）是國際上最早利用激光譜來研究核性質(zhì)的研究機構(gòu)之一，近二三十年在相關(guān)領(lǐng)域獨領(lǐng)風(fēng)騷。第一年楊曉菲在ISOLDE和魯汶大學(xué)同時進行她的研究工作，第二年她開始作為ISOLDE所在地的兩三個骨干之一進行新技術(shù)的建設(shè)和升級優(yōu)化工作。“2014—2017年的3年間，我們不斷地探索和實驗，一步步在新裝置上實現(xiàn)了激光譜測量高分辨率和高效率的結(jié)合。”整個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。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，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)的整個過程對她能力的提升起到了很大的促進作用。“實驗的準(zhǔn)備和統(tǒng)籌等工作，主要是我們當(dāng)?shù)貎扇齻€骨干在負責(zé)。而且我們不僅是同裝置打交道，還要參與和支撐整個國際合作組的實驗工作，與各種各樣的人打交道。在ISOLDE有來自幾十個國家的科研工作者，對語言、溝通交流、協(xié)調(diào)組織等綜合能力的提高以及知識面的擴大都非常有幫助。”

盡管國外的實驗條件以及核物理基礎(chǔ)研究總體上優(yōu)于國內(nèi)，楊曉菲卻于2017年底欣然選擇入職北京大學(xué)實驗核物理團隊，并入選國家青年海外高層次人才引進計劃。針對我國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)建激光核譜實驗室，同時帶領(lǐng)課題組在激光核譜方面開展系列物理實驗研究。對于回國這個選擇，楊曉菲說這是一個很自然的決定?！熬褪窍Ｍ麨樽约旱膰遥彩窃谘杆侔l(fā)展和充滿希望的地方作出自己的一份貢獻。”

“我國的核物理基礎(chǔ)研究起步比國外晚了幾十年，但是我們也一直在穩(wěn)步快速發(fā)展。最近一些年來，我們在某些方向上也已經(jīng)可以做到與國外比肩甚至領(lǐng)先，比如原子核質(zhì)量測量、某些核反應(yīng)測量等?！钡窃跅顣苑扑诘募す夂俗V學(xué)領(lǐng)域，國內(nèi)的發(fā)展目前還比較欠缺。“國內(nèi)也希望進入這個領(lǐng)域，需要發(fā)展相關(guān)技術(shù)和隊伍?！睏顣苑普f，她已經(jīng)和國內(nèi)多家單位，比如中國原子能研究院、中國科學(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，這同時也需要得到各方面的鼓勵和支持。“前面說過，我們現(xiàn)在的放射性核版圖才3000多個核，而理論預(yù)言有一萬多個，所以需要發(fā)展一代又一代的大科學(xué)裝置去擴大這個版圖，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個博士研究生，還獨立主講一門國家精品課程、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)知識的課程“核反應(yīng)與衰變”。

因為是剛開始授課，楊曉菲說她經(jīng)常要為兩小時的課準(zhǔn)備幾天時間，為教學(xué)投入了很大的激情?！吧险n不但讓我總結(jié)并展現(xiàn)自己已有的知識，而且為了結(jié)合國際上的前沿研究，我還要不斷擴展自己的知識。”持續(xù)的學(xué)習(xí)加上學(xué)生的反饋，也啟發(fā)了她的思維，楊曉菲認為教學(xué)和科研是相互促進的。

談起現(xiàn)在的北大學(xué)生與她當(dāng)年讀本科時的不同，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。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)生進行很好的互動。按照近些年來形成的交互式授課模式，她會留給學(xué)生一些思考題，讓學(xué)生自己去查閱文獻，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”。“我本科時學(xué)了很多基礎(chǔ)知識，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展和學(xué)生交流，讓他們明白某些課堂知識點可以用到實際研究的某些方面?！?

2017年7月，楊曉菲在法國肖蒙城堡留影

但是，楊曉菲也認為，現(xiàn)在新課開得很多，有些是互相重疊的，知識的系統(tǒng)性不如從前，容易造成學(xué)生學(xué)到的知識碎片化和學(xué)習(xí)效益降低。也許是因為學(xué)校太過強調(diào)對新體制教師教學(xué)的量化要求，大家為了完成一定學(xué)時或?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，不是簡單靠增加課時學(xué)分。”頓了頓，楊曉菲又說：“其實我還是挺喜歡教學(xué)的。學(xué)生好的反饋對我也是激勵。”

對于研究生的培養(yǎng)，楊曉菲也談到自己的要求。最重要的是潛心做事，不要算計太多才能收獲多多。而且要能吃苦耐勞，“對于我們做實驗的人，熬夜加班很正常。而一個真正有興趣的人，是不怕吃苦的”。還有團隊合作也至關(guān)重要，“我們的實驗不是一個人在做，大家有一個共同的目標(biāo)，所以很多時候?qū)€人得失不能計較得太多”。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，跟國外的人交流。她也非常鼓勵并支持學(xué)生到國外去做實驗，既能鍛煉語言能力又能刺激思維。

受傳統(tǒng)觀念和社會認知的影響，女性科研工作者人數(shù)相對較少，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？對于記者提出的這個問題，楊曉菲說，外界總是會有干擾的，每個人有每個人的想法，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得到別人的理解和支持，這就是所謂天道酬勤吧?！皠e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H學(xué)術(shù)會議上作大會報告。今年她已被邀請在每三年一次的國際核物理大會（INPC2019）上作大會特邀報告，這對任何一位核物理工作者都是很大的肯定和榮譽。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。