第二十五届科协年会即将在安徽合肥举行，来自各个领域的众多院士、专家将共赴这场高层次、高水平、大规模的科技盛会。在年会召开之际，安徽商报融媒体记者与2022年度安徽省自然科学奖一等奖获奖者黄方进行了对话。

黄方，中国科学技术大学地球化学专业教授，作为创新精神的实践者和传承者，多年来，黄方与其团队致力于非传统稳定同位素的探索研究，创建了世界领先的同位素分析平台，建立了一大批高精度的同位素测量技术，在分析方法、示踪原理和重要应用上均取得了一系列开创性成果。

探索地球同位素的“指纹”和“基因”

安徽商报：可否介绍一下您获得2022年度安徽省自然科学奖一等奖的具体研究内容？

黄方：虽然获奖是令人高兴的事情，但实际上还有很多需要进一步完善和发展的地方。这个题目被称为非传统稳定同位素的分流机理研究。我从事地球化学工作。大家通常关注的是元素含量、成分等方面。实际上，在进行化学分析时，还有一个非常重要的信息，那就是同位素。关于分布信息，我可以将其称为同位素的指纹或基因。

举一个例子来说，一对双胞胎，这两个孩子可能爸爸妈妈会认识，但对于其他人来说，双胞胎孩子并不一定长得一模一样。在不同的环境下，他们的个头可能会有差别。除了大小差别之外，最重要的是他们的基因仍然存在差别。在一种极端特殊的情况下，我们只知道他们的外表完全相同。要鉴别这两个孩子的差别，要么依赖他们的基因，要么依赖他们的指纹。

我们想了解类似地球行星的形成、演化和发展，当我们到自然界观察到许多石头矿物时，我们可以对比月球和地球。我们想了解地球与月球之间的联系，尽管地球比月球大，但它们之间的关系是什么？

除了元素含量、矿物组成等，我们还需要获取同位素信息。

一个直接的例子就是地球与月球的许多元素成分存在差别，例如地球上的二氧化硅含量与月球的成分略有差别，这个不足以鉴别地球月球的成因联系，但是我们检查他们的同位素组成时，你会发现有一些非常奇妙的地方。存在一些同位素，风度或者比值与地球月球完全相同，例如氧同位素。有些则不一样，例如锌同位素，它体现的是在地球月球形成时有挥发过程，这也是为什么月球上面水非常少的一个原因之一，而地球上却是有水的。这个比方可能并不一定完全恰当，但是能够阐述这个同位素的用途就是能够简单对比的就是一个指纹信息。基因信息能告诉我们除了成分含量之外，一些重要信息、关键资料。

安徽商报：可否具体介绍一下您目前的地球科学研究？

黄方：我们现在的地球科学研究实际上是一个观察的研究。就像天文学一样，我们观察到那里的星星和黑洞，就能进行相应的研究。地球就像我们看到的那里的高山和大海，或者可以与行星进行对比，比较月球上是否有水，火星上是否有生命，因此更多地是一门观察学科。

现在一个极为重要的出发点是我们的观察手段，望远镜是天文学的观察手段。在地球化学中，测量同位素质谱仪是我们的手段。现在，如果我们能够分析同位素的组成。这些基因信息和指纹信息都测得很准确。我们已经能做到这一点，但我们需要了解其中的原因和具体情况。地球上会出现这样的指纹变化，原理是什么？

因此，我们的工作核心在于从基础原理出发，进行同位素变化机理的研究。

过去10年以来，自从我回到中国科大建设这个非传统领域实验室，我们从分析方法的开发角度考虑。从基本原理的探索到重要地球科学问题的应用。实际上，科学研究分为三步走。第一步是我看得准，第二步是我了解原因，第三步是它有什么作用。将这三步完成后，形成一个系统性的工作。

所以，这次安徽省自然科学奖，我们就讲述这样一件事。它目前在国际上的进展就是测准已经非常困难，想要了解它的机理变化需要从物理和化学方面入手。通过基础交叉学科的工具找到方法，目前在这方面的工作人员相对较少。

在这十年来，我们在中国科大的支持之下，首先建立了一个实验室，通过这个平台培养了一批学生。从原理方法上进行底层研究，最终取得了一些有趣的成果。因此，这项工作的科学意义在于开拓了地球化学研究的一个新领域。寻找一条新路径，帮助我们理解地球和行星的演化。我们提供了所有新工具和新事业，未来肯定会为我们带来许多重要的新观察。

这样对于我们来说，从小到身边的环境土壤，大到整个过程。地球月球类地行星和太阳系的形成，都具有很好的推动作用。

此外，在原理和方法的基础上，我们进行一些重要的探索性工作。例如，地球内部的地壳地幔形成问题，以及月球整个岩浆洋的冷却问题，都需要进行相应的工作。

安徽商报：去年2月25日，由国家航天局、安徽省、中国科学技术大学三方共建的深空探测实验室（天都实验室）在安徽揭牌，我了解到您也是深空探测实验室中的一员，想问下关于您目前的成果研究是否可以与深空探测实验室相结合，将其应用于未来深空探测领域？

黄方：是的，我们的工作主要关于地球科学基础。这是一个基础方法的研究，既可以应用于地球科学，同样也可以应用于深空探测。例如，我们可以分析月球样品，在我们自己的实验室进行实验。通过理论研究深空地月形成及地球月球演化的问题。也可以研究地球，例如深空和深海研究。从这个基础研究成果出发，都可以得到较好的应用。

包括我们最近还在进行一些工作，地球极热事件让大家关注全球变暖的问题，实际上在5,000万年前地球就曾经出现过温度在一两万年内快速升高至10℃的极端天气。因此，在短时间内，地球温度升高至10摄氏度，导致地球表面的生态受到巨大影响。我可以通过同位素手段来研究当时温度变高的机理。关于地球生态的影响，以及采用何种方式使地球恢复到正常气候。

因此，类似的探测方式是对深空探测，如深空、深海、深地以及深时。因为地球年龄是45亿年，我们从现在向回反溯到45亿年前，这段历史称为深时研究。在研究过程中，我们确实需要一些高精尖端的技术，这个非传统稳定同位素也是为我们提供了一个良好的机会。

用地球科学的眼光审视世界

安徽商报：在您来看这门科学它的最大的魅力在什么地方？

黄方：其实做基础研究它最大的魅力就是每天都在做新东西，都有那种好奇心驱使的新东西等着我们发现，我提出好的问题，通过我的努力来解决好的问题，这种成就感是无与伦比的。我相信无论是做地球科学、做物理化学、生物，它都有这样的一种来自人类本能的好奇心的趋势。另外一个很有意思的地方就是我们这儿做地球科学，所以经常会用地球科学的眼光去审视我们周围的环境，周围的景物。

我去看看黄山，大家可能看美景，我就会想为什么是花岗岩在这地方能分化成这种圆形的地貌，为什么是黄山长这个样子？比如说西北的这些花岗岩风化为什么就不一样？我们去看河流，想的是这些营养元素，怎么通过这种风化水流进入生态系统，看土地想的是植物在里面怎么生长，会不会有一些重金属污染怎么治理它，做这些很有意思的一些角度，因为这是相当于是我们自己做专业的角度看这些事很好玩。

安徽商报：您对目前国内的科研环境有什么建议？

黄方：在我看来，对学生的培养，其实某种程度上应该是比科研更重要一些。我们一方面做科研是为国家提供科研成果，为国家的强大提供技术支持，另外一方面也是通过科学研究来培养最优质的科技人才，方方面面的人才。所以如果说在更多其他的场合能够强调教育科技人才的一体化，对于国家未来的发展会非常有用。

现在的孩子们本来就很聪明，要给予足够好的引导和鼓励，滋养他们，他们迸发出来的这种动力和能力是不可小看的，是让人惊喜的那种。从他们身上我看到了中国科技发展的未来，希望将来的我们的学术生态能够继续保护鼓励这样优秀的人才成长。

安徽商报：身为一个科研人员，您对安徽近年来的科创氛围和科研环境的提升有什么直观的感受？

黄方：安徽的科创环境非常棒，整个安徽省都很看重创新，甚至是把创新驱动发展当做安徽省发展的一个核心推动理念。从老百姓从咱们的科研院所到政府的管理人员，都是发自内心的认同这一点。所以这种文化这种生态这是非常难的，这是最宝贵的事情。所以我得益于政府的支持，使得安徽在科技创新这块非常有特色，甚至是变成了安徽省在全国发展的一张最亮丽的名片。

在这过程中间，包括中国科大也是享受到发展的红利，也希望将来能够做出更大的贡献，未来深空探测实验室也希望能做到这一点，这种文化生态非常宝贵。（安徽商报融媒体记者 刘晓然）