本刊记者  严永红

　　 这是一个学科交叉融合，百花齐放，百家争鸣的时代。
　　 若干年以前，物理、化学是分开的两家，计算机尚未问世。但如今，随着学科的发展融合，人类已经能将三者集于一身，并且开拓出一个崭新的研究领域。
　　 杨新征，中国科学院化学研究所研究员，正以他积极而独特的步调，融入在学科交叉的海洋里，开辟出一片属于他自己的新天地。

“众里寻他千百度”

　　 2013年10月9日，诺贝尔奖委员会将“2013年度诺贝尔化学奖”授予三位美国科学家，以表彰他们在发展多尺度模型研究复杂化学体系中的贡献。理论化学在上世纪90年代获得诺贝尔奖后，再一次走入公众视野。
　　 但您知道吗？在中国，也有一批致力于用理论与计算方法研究化学问题的科学家，杨新征就是其中的一员。这位典型的“70后”海归，性格爽朗，有着一股科学家特有的睿智和光芒。他在2013年入选中国科学院“百人计划”全职回国，加入中国科学院化学研究所分子动态与稳态结构国家重点实验室任研究员和课题组长。
　　 谁又知道，这样一位从事理论金属有机化学研究的科学家，却出身于物理学科。杨新征，本科毕业于南开大学物理系，之后在南开大学现代光学研究所获得博士学位。2004年起，他跨出国门，先后在美国德克萨斯大学奥斯汀分校化学与生物化学系、德克萨斯A&M大学化学系和加州大学伯克利分校化学学院从事博士后研究和工作。
　　 走过许多世界级科学殿堂，丰满羽翼的同时，杨新征在各种机缘巧合和自主选择下，从最初单纯的物理研究跨进了化学的大门，并最终向理论催化研究行进。“众里寻他千百度”，在学科交叉的背景下，他走出了一条特色的研究之路。
　　 “如果让我总结多年科研的感悟，我认为理论化学虽然是基础研究，但也不能脱离实践。就算是做理论工作的人也要随时思考你的研究将来能够解决什么实际问题。”机遇总是留给有所准备的人，朝着这一目标，杨新征在积极探寻的过程中，与计算“深情相遇”。
　　 2010年，凭借出色的表现，他有机会到美国加州大学伯克利分校化学学院计算中心工作。在那里，他不仅仅承担一些教学和管理工作，更借助于计算中心拥有的软硬件资源独立开展理论研究，并且和多个实验课题组进行深入的合作。“计算就像是连接起理论和实验之间的一条‘纽带’、一座‘桥梁’，通过计算，我们不仅可以在电脑里分析化学实验的结果，而且还能对化学反应进行演绎和预测，从而指导实验工作的进行，少走弯路。”意识到理论计算对于化学研究的重要性，杨新征笃定要借助这一现代“武器”来完成自己的科学研究。
　　 正因为找准了这一方向，站在理论化学浪潮的前沿，杨新征迎来了他科学事业新的征途。

“把催化反应搬进计算机”

　　 “把化学反应搬进计算机”——自2013年度诺贝尔化学奖揭晓以来，这一句话被各大媒体频繁使用。它通俗易懂地揭示了科研领域的一个重要方向和成果。
　　 而杨新征的科研方向与此有着紧密的联系，只是他的方向更为具体，可以理解为是“把催化反应搬进计算机”。那么，它究竟是如何实现的？通过杨新征的研究，我们进入到一个“神奇奥妙”的计算化学世界——
　　 氢化酶是一种可高效催化氢分子活化和制备的金属酶。在针对这一物质的催化反应研究中，杨新征及其团队构建了适用于量子化学计算的结构模型，并通过计算模拟，提出了一种“trigger”式的催化机理。该工作被认为是单铁氢化酶催化机理研究的“先驱”；
　　 二氧化碳的清洁转化和高效利用对能源、环境和绿色化学的发展均具有重要意义。杨新征研究了钳形铱配合物催化二氧化碳加氢生成甲酸反应，提出了“direct-reduction”的机理。并通过理论计算构建了一种新型铁配合物。这一铁配合物随后被证实是迄今为止最高效的铁基二氧化碳还原反应催化剂；
　　 醇类分子的脱氢反应是生物质能转化为氢能的关键环节。在最近对脂肪钳形钌配合物催化醇类分子脱氢反应的理论研究中，杨新征及其团队提出了“self-promotion”的催化机理，并预测了脂肪钳形铁配合物催化醇类分子脱氢的潜力。这个理论预测现在已经被Beller教授课题组在实验上证实。
　　 可以看出，随着研究工作的深入，杨新征在理论催化领域的研究逐步从单纯的反应机理探索和分析，拓展到以理论研究为指导的计算设计，并已成功预测了一系列新型非贵金属配合物的结构和催化特性。这种从现象解释到理论预测的进展，不仅仅体现了他个人的研究特色和创新性，同时也使得他的研究工作处在理论催化领域的最前沿。

热情洋溢的“探索者”

　　 “科研最主要的还是热情”，杨新征如是总结自己多年的科研体会。而这，也是他多年积极探寻的根源所在。
　　 杨新征是一个充满激情的人，这样的性格同样贯穿在他的科研生涯中。正是这种对科研的热情帮助他跨过了人生的每一个重要转折阶段，不论是最初做实验时的缺乏资金和资源，还是远渡重洋置身世界级科研殿堂时像“海绵”一样吸取先进知识……他都做到了对科研“不抛弃不放弃”。“有激情就有动力，有动力才有创新”，秉持着一原则，他一直努力地向前走。
　　 2012年，在友人的介绍下，他获悉中国科学院化学研究所需要一些从事化学理论研究的人才，“国内近些年来在基础研究投入加大，发展十分迅速，特别是中国科学院的百人计划给我们提供了一个很好的科研平台。”就这样，乘着理论计算化学掀起的一股“清风”，这位激情洋溢的年轻学者在一年后成为化学所的一员，迈出了自己科研生涯中“最有价值的一步”。
　　 虽然回国的时间并不算长，但杨新征的工作在各方帮助和他自己的努力推进下，进展得十分顺利，目前已经获得了“百人计划”的择优支持。除了“百人计划”的资助，现正在主持国家自然科学基金面上项目1项，参与化学所“一三五”规划前沿交叉重点项目1项。
　　 通过多年不断尝试和探索，杨新征注意到目前大多数的理论研究仍局限于对实验现象的解释，较少见利用计算方法设计新型催化剂的研究报道。因此，他逐渐形成了自己新的研究思路，即以实际问题为导向，以催化机理研究和电子结构分析为指导，有针对性地计算设计可用于能量储存与转化的非贵金属催化剂。目前，他和他的团队正在对羰基化合物加氢、醇类分子脱氢，以及二氧化碳的催化转化等一系列与氢能开发密切相关的反应进行深入的理论研究。
　　 带着新的发展目标，杨新征踌躇满志向前走。虽然生在国内，长在国内，但毕竟出国时间已长，他对国内的科研体制还在慢慢熟悉和适应的过程中，力求将自己多年在外的所学、所长能够更好地发挥出来。为此，他笑称自己目前还是个“学习者”。虽然在新的体制下，也有过彷徨，也有过困惑，但杨新征还是对国家、对自己的未来充满信心，“一切都在不断调整中慢慢前进”。
　　 如今，杨新征将他向来秉持的“科研以热情为主导”的工作模式也带到了他的科研团队里，这个逐渐成长起来的团队正积极营造着属于他们所特有的快乐科研氛围，朝着目标，他们一起前进。杨新征，以他特有的方式和步调，朝着他自己认定的科研方向，“扬帆启新征”。