戍天九思：里程碑式的突破！中国坐实“化学第一大国”交椅！

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　　如何精准调控化学反应是化学科学研究的核心目标之一。中国科学院大连化学物理研究所杨学明院士、肖春雷研究员实验团队联合张东辉院士、张兆军副研究员理论团队通过控制分子化学键方向，实现了化学反应的立体动力学精准调控。相关成果1月13日以长文的形式发表于《科学》杂志。审稿人对于该工作给予了高度评价，认为它是反应动力学领域里程碑式的突破。

▲研究人员在控制氢分子化学键取向的激光器前工作。

　　意味着化学反应从“抽盲盒”到“精准控制”的突破

　　化学反应无处不在。在化工生产过程中，工程师们通过添加催化剂、改变化学过程的温度、压力等宏观参数，可以在一定程度上控制化学反应，得到所需的化学反应产物。随着人类对化学反应的认识不断深入到原子分子尺度和量子态的层面，如何在微观水平上进一步发展精确调控化学反应的原理和方法，成为许多科学家孜孜以求的目标。

　　氢分子是最简单的分子，在与另一分子相互接近的过程中，不容易发生取向变化。因此，氢分子参与的基元化学反应是研究立体动力学效应的理想模型。但长期以来，人们难以在实验上制备足够数量的具有特定取向的氢分子，因此无法研究相关反应中的立体动力学现象。

　　针对这个挑战，杨学明、肖春雷实验团队研制了高能量、单纵模纳秒脉冲光参量振荡放大器，实现了对氢分子化学键取向的控制。

　　同时，为了理解其中的动力学过程，张东辉、张兆军理论团队开展了非绝热量子动力学模拟，精确重现了实验所观测到的现象，并详细分析了该反应中存在的立体动力学效应，揭示了量子干涉现象在垂直碰撞构型反应中发挥了重要的作用。

　　“之前的化学反应研究可能像‘抽盲盒’，它是由本来的量子属性决定好的，科研人员不能随便控制，我们只能有一定的概率抽取到想要的结果。”张东辉说，“但现在我们可以通过精确的控制，激发特定化学键并控制它的方向，直接得到自己想要的结果。”

　　由此可见，这次“里程碑式的突破”是理论团队和实验团队合作的结果，是从0到1的重大突破，既有理论和思路上的突破，也有研究方法和工具上的创新，开创了化学反应立体动力学精准调控的新领域！

　　杨学明院士，2022年8月还荣获了“2022未来科学大奖物质科学奖”。未来科学大奖设立于2016年，是由中国科学家、企业家群体共同发起的民间科学奖项，目前共评选出20余位获奖者。

　　中国连续三年保持“化学第一大国”

　　自然指数是国际公认的、能够衡量机构、国家和地区在自然科学领域的高质量研究产出与合作情况的重要指标，它于2014年11月首次发布，通过追踪82份顶级学术期刊，展示各国、研究机构和公司的高质量科研产出情况，主要分为化学、地球与环境科学、生命科学和物理学四类，每年发布年度排行榜。

　　2019年度榜单显示，中国2019年首次成为“化学第一大国”，把美国挤到了第二位。具体来说，中国的“自然指数化学榜”为6183.75，同比增长了17.9%，美国为5371.32，同比下降6.2%。中国还超过日本、韩国和印度这三个亚洲邻国之和。

　　2020年度榜单显示，在自然指数所追踪的全部四大学科中，中国在化学领域贡献份额全球最高，贡献度为7563.81，美国为5097.28。   图片

　　2021年度，美国在生命科学领域居于主导地位，其2021年该领域的贡献份额占全球44.8%。中国在化学、物理科学领域的贡献份额居全球首位，中国在化学领域贡献份额由2015年的21.6%增至2021年的35.8%。

　　总之，中国自然指数一直稳步提高、快速赶超！2012年度，中国自然指数只相当于美国的24.01%；2019年度，中国自然指数上升到美国的63.47%，居世界第二位；2020年度，中国自然指数稳居世界第二位，达到美国的68.9%；2021年度，中国自然指数上升到美国的84.4%。

　　从2019年到2021年，中国自然指数化学榜连续三年超越美国，成为“化学第一大国”。这种基础科学快速赶超美国，才是中国厚积薄发逐步强大的开始！这是非常了不起的突破！这就是这次反应动力学领域里程碑式的突破背后的底气。

　　国家基础科学强才是真的强

　　华为的核心竞争力是超强的研发能力，特别是还有至少有700名数学家、800多名物理学家、120多名化学家、六七千名基础研究的专家、六万多名工程师。任正非说“我们自己在编的15000多基础研究的科学家和专家是把金钱变成知识，我们还有60000多应用型人才是开发产品，把知识变成金钱。我们一直支持企业外的科学家进行科研探索。”

　　华为从2G到3G、从4G到5G关键性的超越，前者得益于华为俄罗斯数学所天才数学家数学研究上重大突破，后者得益于土耳其数学家极化码理论上的突破，华为是中国少有的真正尝到了研究基础科学甜头的企业！正因如此，任正非才多次向国家建议要重视基础科学研究。

　　实践反复证明，基础科学的探索每前进一小步，相关应用科学就会进步一大步！基础科学有多强，应用科学才能走多远！中国这种化学基础理论上的方向性原创性的重大突破，必将开创中国化学工业应用的新局面！