提起核物理學，可能你并不陌生，核安全、核電站這些字眼立即出現在你的腦海。再問你見過核物理科學家嗎？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家。

近日，國際純粹與應用物理聯合會正式公布了2019年度核物理領域青年科學家獎獲獎者名單，北京大學物理學院和核物理與核技術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以及不穩定原子核基本性質和結構研究方面的杰出貢獻。該獎項在國際上享有盛譽，在每個二級學科領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者。

楊曉菲

遵從內心的選擇

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系起來，而楊曉菲自從2009年本科畢業于蘭州大學原子核物理專業以來，一直在核物理這個領域學習、研究，并且在國際前沿的激光核譜學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，楊曉菲的回答很簡單，她說，其實都是跟隨內心、順其自然。她中學一直對物理感興趣，成績也特別好，覺得原子核物理這個專業很酷，上大學就選擇了這個專業。她介紹說，原子核物理學是物理學的一個分支，研究原子核的結構和變化規律，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、核技術的諸多方面有廣泛的應用，影響著人類的生存與發展。“其實，現在可以實際應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、核醫學等領域，都是基于對天然存在的300來種穩定和長壽命核素的認知。而我們現在實驗室的研究是對大量未知的新現象、新規律的探索，這種無眼前功利目的的基礎研究，引領著人類的進步，充滿了技術和智慧挑戰的魅力，長遠看來對社會的影響更大。比如，上世紀七八十年代以來，由于新現象的偶然發現和加速器技術的進步，我們開始可以在實驗室產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。目前人們已經能夠產生和運用3000多種放射性核素。通過對這3000多種放射性核素的研究，我們發現原子核其實有很多性質和結構上的變化。”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。

本科畢業后，楊曉菲來到北京大學物理學院攻讀博士學位，進行放射性核素物理實驗研究。“我選擇實驗核物理，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備、做復雜的數據處理與物理模型分析等，是多種能力的結合，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研究所聯合培養。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備，并完成了首次物理實驗。“剛去日本時，我對激光譜這個領域一竅不通，因為我以前是在北大核反應組工作。理化所的老師、同事耐心地一步步把我‘領進門’，并放手讓我去做這項沒有先例的工作。在不斷學習、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。這個設備成功的關鍵是將原子物理技術與加速器束流技術相結合，在其中我發揮了比較關鍵的作用。最后，整個團隊通力協作，完成了設備的在線實驗。”

談起其間遇到的困難，楊曉菲說“多了去了”。“離線搭建的設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。實驗之前的準備通常歷時數月甚至一年。”楊曉菲提到，此項設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是一年后了。這對于準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，遵從內心，因為喜歡所以堅守；回頭體會，挑戰和挫折也是一種人生的享受。

學成回國是自然的決定

2014年博士畢業后，楊曉菲到比利時魯汶大學和歐洲核子中心從事博士后研究，為國際領先的激光核譜技術的持續發展作出了重要貢獻，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，導致她后來的論文發表比較晚。這對于取得博士后位置是很不利的。“但是，魯汶大學的合作導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歷和掌握的新興技術。”楊曉菲說，這也許就是國內外的評價標準不同。在國內似乎更側重數論文、算項目經費等，因此外行也容易作出評判；而歐美研究機構可能更看中你的實際能力或者說發展潛力，當然這是只有依靠內行才能評判的。

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的研究機構之一，近二三十年在相關領域獨領風騷。第一年楊曉菲在ISOLDE和魯汶大學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的建設和升級優化工作。“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了激光譜測量高分辨率和高效率的結合。”整個過程涉及到激光和離子操控的很多關鍵技術，楊曉菲在其中作出了很大貢獻。以此為基礎，她也開展了豐中子雙幻核鎳-78（⁷⁸Ni）附近原子核新奇結構的物理研究。

2016年9月某天的凌晨5點，楊曉菲（后排左一）與同事在ISOLDE數據獲取和控制室

楊曉菲坦言，裝置建設的整個過程對她能力的提升起到了很大的促進作用。“實驗的準備和統籌等工作，主要是我們當地兩三個骨干在負責。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、協調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研究總體上優于國內，楊曉菲卻于2017年底欣然選擇入職北京大學實驗核物理團隊，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裝置的建設目標，她正在逐步創建激光核譜實驗室，同時帶領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。“就是希望為自己的國家，也是在迅速發展和充滿希望的地方作出自己的一份貢獻。”

“我國的核物理基礎研究起步比國外晚了幾十年，但是我們也一直在穩步快速發展。最近一些年來，我們在某些方向上也已經可以做到與國外比肩甚至領先，比如原子核質量測量、某些核反應測量等。”但是在楊曉菲所在的激光核譜學領域，國內的發展目前還比較欠缺。“國內也希望進入這個領域，需要發展相關技術和隊伍。”楊曉菲說，她已經和國內多家單位，比如中國原子能研究院、中國科學院近代物理研究所、蘭州大學等建立了密切的合作關系，共同為中國下一代核物理大科學裝置的建設目標而努力。當然，這同時也需要得到各方面的鼓勵和支持。“前面說過，我們現在的放射性核版圖才3000多個核，而理論預言有一萬多個，所以需要發展一代又一代的大科學裝置去擴大這個版圖，探索未知的核物質奧秘。”

激情投入教學工作

回到北大一年多以來，楊曉菲不但指導著3個博士研究生，還獨立主講一門國家精品課程、本科生基礎課“核物理與粒子物理導論”，并與其他老師一起新開設了一門給研究生提供專業基礎知識的課程“核反應與衰變”。

因為是剛開始授課，楊曉菲說她經常要為兩小時的課準備幾天時間，為教學投入了很大的激情。“上課不但讓我總結并展現自己已有的知識，而且為了結合國際上的前沿研究，我還要不斷擴展自己的知識。”持續的學習加上學生的反饋，也啟發了她的思維，楊曉菲認為教學和科研是相互促進的。

談起現在的北大學生與她當年讀本科時的不同，楊曉菲說，自己當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，學生與老師幾乎難以互動。如今，北大物理學院的課程已經從“桌餐”變成了“自助餐”，課程增加了很多，學生可以根據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論”為例，全班30人左右，她可以與學生進行很好的互動。按照近些年來形成的交互式授課模式，她會留給學生一些思考題，讓學生自己去查閱文獻，然后在課堂上討論。這些題沒有標準答案，學生可以獨立思考并相互交流啟發，“不是為尋求答案，而是尋求思考和發現新的問題”。“我本科時學了很多基礎知識，但是不知道怎么用，現在我可以結合自己的科研以及前沿進展和學生交流，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，現在新課開得很多，有些是互相重疊的，知識的系統性不如從前，容易造成學生學到的知識碎片化和學習效益降低。也許是因為學校太過強調對新體制教師教學的量化要求，大家為了完成一定學時或學分的要求，就去開很多的課。“我們科研壓力很大，面臨著幾年后的評估。教學也許更需要保證質量，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分。”頓了頓，楊曉菲又說：“其實我還是挺喜歡教學的。學生好的反饋對我也是激勵。”

對于研究生的培養，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重要，“我們的實驗不是一個人在做，大家有一個共同的目標，所以很多時候對個人得失不能計較得太多”。楊曉菲也特別希望學生要善于跟人交流，不但跟自己組內的人交流，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。

受傳統觀念和社會認知的影響，女性科研工作者人數相對較少，特別是在核物理這樣的領域，男女比例更為懸殊，楊曉菲在自己的求學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。“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。”楊曉菲因她出色的工作多次受邀在大型國際學術會議上作大會報告。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，同樣可以在科研領域綻放光彩。