而极紫外区域光源是探测分子、原子及其外壳层电子结构最重要的光子能量区域，有助于科学家在原子、分子水平上开展一系列重大科学问题研究，对能源、化学、物理、材料以及光刻技术等领域都具有显著的应用。
“从科学发展史上看，科学仪器的研制特别重要。以前人们觉得太阳是绕着地球转的，因为人们的直觉是这样的。有了天文望远镜以后，科学家通过观测才首次意识到，地球是绕着太阳在转。”他说，实验科学没有最好的仪器和方法，就做不到国际领先，永远只能跟着别人走。“长期以来，我们最先进的科学仪器大多是在国外购买的，这使得我们的科技硬实力落后于别人。”
杨学明认为要想做好的实验科学研究，就要先把科学仪器做好，掌握核心技术。然而，研发科学仪器并非易事。
2014年冬天，长兴岛园区建设起步，水电等设施不全，也没有暖气，杨学明成了第一个来这里入驻和“装修”的人。很多想法真正实施起来困难超乎想象，但他还是带领团队打拼，完成了大连相干光源主要基建工程和主体光源装置的研制。值得一提的是，大连相干光源中90%的仪器设备均由我国自主研发。
如今，大连相干光源正持续产出重量级成果。就在今年，科研人员利用自主研制的基于大连相干光源的中性团簇红外光谱实验方法，在类冰中性水团簇七聚体中发现了多个棱柱状和笼状结构，为揭开液态水至微冰的氢键网络演化机制提供了新的思路。最近，研究人员发现极紫外自由电子激光可以用于小分子药物和生物大分子相互作用研究，为新药研制提供了新的工具。
建议推动高端科研仪器发展
2017年11月，杨学明担任南方科技大学理学院院长，参与理学院的发展和建设。目前，他正在推动我国新一代高重频自由电子激光装置的发展，推进软X射线和极紫外自由电子激光计划。
杨学明说，自由电子激光是基于常温加速器的装置，但常温加速器的技术有一定限制性，散热能力不强，所以每秒能够承受电子束脉冲的能力比较低，只能产生大约100个脉冲，很难产生平均亮度非常高的光源。
过去十年，超导加速器的发展使加速器技术有了很大进展，超导加速器的优势是加速电子产生的热量少，每秒钟加速电子束的频率可以大幅提高，从100赫兹变成100万赫兹，平均亮度乘1万倍。这使得发展高亮度的极紫外和X射线光源成为可能。
“这也是我们在下一代高重频自由电子激光最重要的核心技术。”他说，这一国际领先的装置亮度很高，在能源、材料、半导体加工等方面将有重要应用，“使我们做一些别人做不了的研究工作。装置未来在深圳落地，将对大湾区的基础科学、应用科学和平台建设发挥很大的推动作用。”
实现这一目标充满难度和挑战，但杨学明抱有极大的耐心和热忱。
杨学明研发的大科学仪器，是从个人的研究兴趣出发，希望得到解决重要科学问题的工具，也希望这样的科学仪器助力解决国家重要的卡脖子技术。但他也关注到我国科研仪器研发底子相对薄弱的现象。作为全国人大代表，杨学明近几年来也在两会上呼吁加强国产高端科研仪器的研发和大科学设施的发展。
他坦言，做科学仪器对科学家来说，其实是很吃力的一件事情，科学仪器是科学和工程相结合，科学家也要面临争取较大经费的难题。
未来应该如何促进原创科学仪器的设计研发？杨学明认为，要有鼓励的政策环境和资源，科学体系里也应能容纳这样一批专门做仪器研发的人。“现在的考核体系大部分是看发表文章，这就导致大家倾向于使用现成的仪器做研究写文章。但真正的科学是要有仪器上的创新，这才能更有利于推动科学的发展。科学仪器就是一个国家科技硬实力的代表。”
他指出，要注重科学仪器的效率问题，真正发挥发展原创性科学的作用。同时，要通过科学仪器的研发培养人才。在他的研究组里，很多学生都有拆装仪器、设计和研制仪器的经验，“我们迫切需要培养更多的高水平的科学仪器研发人才。”
对话杨学明：研发科学仪器要注意集成问题
新京报：你因揭示了化学反应中的量子共振现象和几何相位效应的成就获得未来科学大奖物质科学奖，请解读这项研究的背景和意义。
