發布時間：2023年1月18日
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【人物簡介】
張東輝，中國科學院院士，中國科學院大連化學物理研究所研究員，分子反應動力學國家重點實驗室主任。
主要從事化學反應動力學理論研究。發展了多原子反應量子含時波包理論方法，建立了高精度勢能面構建方案，將反應動力學的精確理論研究從三原子體系拓展到多原子體系：解決了四原子反應體系量子散射問題，率先實現了一些代表性氣相六原子反應的精確理論計算，解決了H2+OH, H+H2O, H/Cl+CH4 等多原子動力學過程中反應物的碰撞能、量子態、振動局域模式、同位素取代等因素如何影響反應幾率、產物量子態以及空間分布等科學問題。與實驗同行緊密合作，在F/Cl+HD 反應中發現了新的反應共振態，揭示了其準束縛態本質，并證實共振現象在振動激發態反應中廣泛存在。
發表研究論文230余篇，以唯一或共同通訊作者發表8篇Science、5篇PNAS。曾獲國家自然科學獎二等獎（排名第一）、遼寧省自然科學獎一等獎2項，新加坡杰出青年科學家獎、新加坡國家科學獎以及國家自然科學基金杰出青年基金和國家自然科學基金海外及港澳青年學者合作研究基金。
一個真正的科學家在面對諸多影響選擇的因素時，他內心的天平會傾向何方？張東輝給出的答案是，自己所從事研究的發展前景以及研究機構的科研氛圍。
很多通過CUSPEA赴美留學的人都在用不同方式為社會創造價值，從不同角度幫助中國科技發展、促進學術交流。從這個意義上說，無論最終是否從事物理學研究、無論是否回國任職任教，CUSPEA都對世界和中國科學界做出了巨大貢獻。
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，一位剛剛從復旦大學物理系畢業的22歲年輕人前來報到，他即將在這里展開5年博士求學生涯，即將接觸到他天賦與熱愛之所在的分子反應動力學領域。
他是CUSPEA項目選拔赴美的最后一批中國大學生中的一員，他叫張東輝。
搭上CUSPEA末班車
20世紀七八十年代有一句流傳甚廣的名言，“學好數理化，走遍天下都不怕”。那時的學生，如果表現出在學習上的過人天賦，往往會選擇在大學讀理科。張東輝也不例外。
在舟山中學時，張東輝一直是名列前茅的學生，他的化學、物理兩科尤為突出。當時的北京大學化學系是全國首屈一指的化學院系，這是張東輝夢想去讀書的地方。
1985年，張東輝取得了保送上大學的機會，不過不是他心心念念的北京大學化學系，而是距離他的老家舟山并不遠的復旦大學。 “復旦大學物理系有很好的學術口碑和傳統。”張東輝最后選擇了物理學專業。
彼時，CUSPEA項目已實行6年，其間，數百名中國學子通過該項目赴美攻讀物理專業研究生。比張東輝大幾屆的復旦大學物理系學生王菁因在CUSPEA考試中名列全國前茅，成為學弟學妹眼中“特別厲害的人”。同學們的口口相傳讓張東輝第一次知道，原來還有這樣一個項目，如果考取的話就可以赴美讀博士了！
事實上，在CUSPEA開始實施之后，全國名校的物理學專業學生中的佼佼者都希望可以一試身手。張東輝也在這股風潮的帶動下開始認真備考。
1988年，CUSPEA考試像往年一樣進行了筆試和面試，由于張東輝在大學里一直保持學業優勢，筆試對他來說難度并不大。面試階段，李政道委托了一名來中國進行學術訪問的美國學者對筆試合格者進行英文面試。
“面試題目是用英文講述自己做過的物理學實驗。”張東輝回憶說，他的實驗課成績一直是優，只是實在不擅長英語口語。面試前，張東輝準備了幾個近代物理學實驗的英文闡述，其中最熟練的是核磁共振，最生疏的是塞曼效應（Zeeman effect）。誰知，美國教授恰恰選擇了塞曼效應作為題目，張東輝只能用不熟練的專業英語詞匯盡量表述。
語言劣勢讓張東輝的面試發揮不盡如人意，幸運的是他還是被紐約大學錄取，和其他七八個同學一道踏上了前往紐約的求學之旅。
與分子反應動力學的奇妙相遇
不同于國內先定導師的研究生培養制度，張東輝在赴美之初并未確定導師。經過一年的課程學習，張東輝順利通過了博士生資格考試。在正式選擇導師和研究方向之前，張東輝經歷了一個摸索期。
當時的紐約大學物理系在實驗方面有激光冷卻方向，這是當時物理學界的前沿領域。張東輝開始嘗試著進實驗室做實驗。“我很快發現，實驗物理不太適合我。”張東輝說，科研階段的物理實驗需要長時間盯在實驗儀器旁，“時間和行動都不自由”。
思來想去，張東輝還是覺得理論物理，尤其是需要計算方案的研究方向更符合自己的研究興趣。
當時，1981年通過CUSPEA考試、1982年赴美留學的張增輝剛好來紐約大學執教。相似的背景、僅差一字的名字，預示著一段奇妙的相遇即將發生。
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增輝對分子反應動力學研究的介紹。“分子反應動力學！”這是一個對張東輝而言似曾相識的名詞。
1987年，剛剛獲得諾貝爾化學獎一年的李遠哲到復旦大學作了一場關于“分子反應動力學”的報告，這是張東輝第一次近距離接觸諾獎獲得者。盡管當時并未對報告內容有更深入的理解，但“分子反應動力學”在當時尚讀大二的張東輝心里留下了很深的印象。
張東輝敲開了張增輝的辦公室。“我們通過程序計算方法做分子反應動力學研究。”一聽到“程序計算”這個詞，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地表達自己的想法。這使得他和導師之間的討論更加容易、高效和深入，科研進度推進得非常順利。
20世紀90年代初正是美國計算機大發展的時代，張增輝用近6萬美元科研經費為課題組購置一臺IBM大型工作站，并配置幾個大屏幕顯示器給張東輝等學生寫程序。
張東輝沉迷于寫程序，直到現在，他仍然花很多時間在親自寫程序上。當年通過CUSPEA項目留美的中國學生，很多選擇了離開物理學領域，其中不乏進入計算機領域者。但張東輝的研究方向幾乎沒有發生過大的轉向。
“可能是我當時的科研進展比較順利吧。”在張東輝看來，似乎還不能用“堅持”這個詞形容他的選擇， “我覺得研究越做越有意思”。
讀博期間，張東輝和導師在分子反應動力學領域的研究已經處于世界頂尖水平，這種學術生涯早期的積累為張東輝將研究進行下去提供了充足信心。
找到實驗同行
1994年，張東輝取得紐約大學博士學位，隨后在紐約大學和芝加哥大學進行了3年博士后研究，后入職新加坡國立大學。
2000年前后，中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱大連化物所）分子反應動力學國家重點實驗室主任、973項目首席科學家離所。彼時在中國臺灣原子與分子科學研究所任研究員的楊學明接受大連化物所的邀請，回到大連化物所接任國家重點實驗室主任職位。
楊學明的研究偏實驗方向，他需要與理論研究同行合作。“什么時候有空來大連看看吧？”這是楊學明第一次“含蓄”地向張東輝發出回國邀請。
當時世界上從事分子反應動力學實驗研究的基本上是李遠哲的學術后輩，張東輝任職的新加坡國立大學沒有相關領域實驗團隊。他意識到，要想讓自己的研究上一個臺階，與實驗同行的合作必不可少，而楊學明回到大連化物所后組建了一支規模較大的實驗團隊，這正好與其理論研究形成互補。
大連化物所背靠大連市著名的星海廣場，面朝大海，四季宜人。這對從小在舟山長大的張東輝來說，也有一種環境上的親切感。所以盡管面臨再一次遷徙時有略微的糾結，張東輝最終還是下定決心來到大連化物所。
一個真正的科學家在面對諸多影響選擇的因素時，他內心的天平會傾向何方？張東輝給出的答案是，自己所從事研究的發展前景以及研究機構的科研氛圍。
2006年初，張東輝正式入職大連化物所。他和楊學明理論與實驗工作的合作也卓有成效地開展起來，很長時間內每年都差不多有一篇論文發表在《科學》上。“在分子反應動力學領域，楊學明的實驗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境，說緊張是研究所實行嚴格的考評機制和末位淘汰。這種寬松與緊張的結合，讓大連化物所成為張東輝繼續科研事業的理想平臺。
CUSPEA將中國學生帶到世界前沿
從用庚子賠款送出的近代第一批留學生開始，百年來，像CUSPEA這樣大規模的留學生派遣，讓我國一批批優秀學子站到了更高的平臺上，得以觸摸世界科學前沿。
回首剛走出國門的那幾年，當時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。“我畢業論文的很多東西都是用美國的超級計算機計算出來的，那時國內才剛開始使用個人計算機，用超級計算機做有關理論化學的并行計算在90年代初的中國是很難想象的。”
在科研水平上，留學紐約大學讓張東輝迅速觸摸到世界學術前沿。“中國學生讀書很厲害，但往往出國后才知道我們和發達國家在科研方面的差距。”
張東輝回憶說，在參加博士生資格考試之前的一年留學生活中，課業內容讓他覺得較為輕松，也并未覺得中國學生的學業水平與美國學生有很大差距。但進入科研之后，他還是明顯感覺到國內外的水平差異。
張增輝教授的研究當時處于世界頂尖水平，張東輝在他導師的帶領下也很快將研究做到了世界前沿。“如果沒有CUSPEA提供的機會，我的研究道路將會完全不同。如果沒有這次觸摸世界學術前沿的經歷，我也很難做出世界水平的研究。”
在CUSPEA項目運行的十年期間，共有900多名全國各高校物理專業學子赴美留學，其中有人中途轉讀其他專業、有人在拿到物理學博士學位后進入其他領域工作、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”的標簽。
“很多通過CUSPEA赴美留學的人都在用不同方式為社會創造價值，從不同角度幫助中國科技發展、促進學術交流。從這個意義上說，無論最終是否從事物理學研究、是否回國任職任教，CUSPEA都對世界和中國科學界做出了巨大貢獻。”張東輝評價說。
從人才培養的角度，CUSPEA挖掘了一批“潛在”的科研新生力量，這對我們今天的物理學人才培養模式仍然有啟迪作用。
張東輝認為，物理學研究人才的培養不能走向兩個極端，要遵循學科發展和人才發展的規律。“比如前些年的高考改革試點中，由于制度設計的缺陷導致很多學生不選考物理，這肯定不對。物理學是很多科學發現、技術發明和工程應用的基礎，理工科相關專業不學物理必然會造成知識結構的缺陷。但從另一方面說，也沒有必要讓所有學生都去做數理化研究。”
科學研究終歸是一項小眾事業，需要天賦、興趣和熱愛的支撐，這些是看似偶然機會背后的必然因素。如果能發現真正具備這些條件的人才，并給予他們適當機會，對科研領域來說，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理念，物理學家將源源不斷涌現出來。
（原載于《中國科學報》 2019-08-28 第5版 學人)