文 |《中國科學報》記者 張晴丹
2020年6月24日，一篇關於水中電子阿秒電離問題的稿子投遞到Nature編輯部。論文作者們原本以為很快會被接收，然而，卻陷入了漫長的等待。
論文經歷了三輪審稿，該科研團隊對審稿意見的回復竟累計長達99頁。最終，在今年6月28日，論文被Nature接收。兩周後，論文以加速預覽形式在線發表。
論文從投稿到發表，足足用了2年多的時間。論文一作、華東師範大學研究員宮曉春感觸頗深。
成果問世時「技驚四座」
水對於大多數人來說是再熟悉不過的事物了，但在科研工作者眼中，水卻是一個豐富多彩而又充滿神奇色彩的物質媒介。
水是液態的，而用來做研究的大多是孤立的水分子。從水分子到液態水如何演變的問題，實驗理論上已有很多探索。而其中，實驗上直接觀測電子結構是如何演化，尤其在電子本徵運動時間尺度上，是頗具挑戰性的。
比原子核運動更快的是電子，決定物質結構的也是電子，這意味着關於水電子結構部分的探測十分關鍵。像常見的一些靜態紅外光譜測量，都是慢尺度飛秒乃至皮秒量級的，而在電子電離一瞬間對電子狀態的測量卻是個空白領域。宮曉春與瑞士科研團隊主要探索的就是這部分內容。
此外，前期實驗已報道單分子水與液態水的電子特徵有着巨大差別，而究竟是哪些因素導致，是需要去努力解釋的基本科學問題。
在突破許多概念和方法上的挑戰後，科研團隊發展出阿秒尺寸分辨團簇光譜技術，用以觀測尺寸分辨的水團簇內的阿秒電子動力學，並測量依次增加分子數，對水團簇光電子電離延遲時間的影響，相關實驗結果在2018年年底便基本完成。
論文中提出阿秒尺寸分辨團簇光譜技術。依託的實驗室是怎樣從無到有，建設成最前沿的實驗室。受訪者供圖
論文通訊作者、蘇黎世聯邦理工學院（ETH）物理化學實驗室教授H. J. Wörner，於2019年第一次在會議上介紹相關成果時，一下子便「技驚四座」。
他們的研究成果，提供了一種觀察電子團簇結構演化的全新視角，從技術上彌補了團簇研究領域的空白，讓學術界有了新的技術和方法去探索未知的領域。
不過，在接受《中國科學報》採訪時，宮曉春看起來非常淡然。因為在他心裏，這件事早已畫上句號。
「這篇論文的發表，可能別人會覺得是非常新穎的工作。對我來說已經過去兩年，許多新的探索已經推進下去了。」宮曉春說。
審稿漫長，放緩發表進程
所有的研究工作早在2019年就全部完成，加上做理論和後期整理，最終論文在2020年6月24日投到Nature。起初，科研團隊都對研究結果信心十足，以為很快會被接收，然而，卻陷入了漫長的等待。
在第一輪同行評議環節，審稿人一未回復，審稿人二舉雙手贊成發表，並表示這項研究成果「意義非常驚人」，而審稿人三的意見則耐人尋味。
「他一開始懷疑我們實驗數據的分析方法和理論方法。但我們做這行很久了，在數據測量方面已處於領先水平。我們仔細地回復了他的實驗及理論問題，在第一輪迴復內容中就打消了他提出的實驗問題。」宮曉春說。
沒想到，這位審稿人在第二輪卻繼續圍繞理論問題發散思考。「他提的理論問題是這個領域一直沒有人能回答的、大家都在致力於解決的問題，超過了目前理論計算的承受力。」
等待審稿人三回復意見的時間有時長達數月。「我們每次都是一個月內回答審稿人提的問題，之後等待的過程着實比較艱難，心情猶如坐過山車一樣。」宮曉春說。
好在從第二輪開始，Nature編輯看出審稿人三所提的問題並不客觀。在仔細閱讀了審稿意見以及科研團隊的回復內容後，期刊編輯在第二輪結束後，重新找了第四位審稿人。
審稿人四雖然寫了很長的意見——涉及30多個問題，但都是一些細碎之處，比如激光參數、分辨率、分析方法等方面的問題。他表示非常讚賞這項研究工作，並希望科研團隊把普適性拓展一下。
在宮曉春看來，審稿人四的確體現了一位審稿人該有的價值。
「我們猜測他應該是研究水相關問題的專家，因為他對水局域化或者電子離域化問題認識得很透徹，所以他知道我們的實驗結果確實是對的。他指出我們應該在一開始就把研究亮點展示清楚。」宮曉春說。
審稿人四客觀公正的分析，贏得了編輯的信任。科研團隊基於審稿人意見對論文多次「精雕細琢」，論文終於在今年6月28日被Nature接收。
科研團隊針對全部審稿意見的回復加起來竟有99頁，宮曉春打趣說，「都可以出本書了！」他們選擇對外公開發表回復意見，附在論文後面。
三輪「歷劫」下來，使得大家從最初的充滿期待和心潮澎湃，到後面逐漸被消磨殆盡。宮曉春也在這場煎熬里練出了「佛系」，之後的任何事情都能泰然處之。
兩次參與組建實驗室
宮曉春 受訪者供圖
和許多人一樣，宮曉春從小就一個科學家的夢想。
2012年本科畢業後，宮曉春被保送到華東師範大學，跟着剛回國不久的吳健教授一起建實驗室。組儀器、做實驗、分析數據、研讀論文……他逐漸找到了科研工作的節奏和樂趣。
兩年間，他跟隨導師一同搭建了分子多維動量精密符合測量實驗系統，其中涉及到超高真空技術、超聲分子束源、時間飛行譜儀、電子離子符合探測、數據採集等多項複雜技術。基於該實驗系統，他結合時間頻率域精密控制的飛秒激光脈衝，開展分子超快行為測控方面的實驗研究，並取得累累碩果。
宮曉春對ETH一直有種執念，尤其是對H. J. Wörner和U. Keller兩位教授特別敬重，他們都是阿秒領域的頂尖專家。讀博期間，宮曉春多次出國交流。在2015年去維也納科技大學交流學習時，他給兩位教授發郵件，表達想去實驗室參觀學習的意願，最終如願以償。
博士畢業後，宮曉春獲得了留校資格。機緣巧合與H. J. Wörner再次聯繫，並以博後的身份在ETH物理化學系參與工作。
「H. J. Wörner在阿秒領域的研究正好是我博士期間沒有涉足的，而我在符合測量方面的研究又正是他缺乏的。所以我倆一拍即合，正好可以優勢互補，開啟新領域。」宮曉春說。
合作第一步就是要建實驗室。宮曉春回憶，當時H. J. Wörner給了一個很空曠的實驗室，裏面只有幾張檯子和一堆廢棄的物品。他就從這裡「白手起家」，沒日沒夜潛心鑽研、一周七天地循環工作着。
「建實驗室時，ETH教授Hans Jakob對我的支持很大，擁有最高的優先權。只要我需要，他會第一時間滿足我的各項需求，並提供指導。所以我僅僅用半年時間就在那裡建出一個實驗室，當然也投入了大量的經費。」宮曉春說。
當H. J. Wörner拿着這項成果出去作報告時，其他同行都為半年之內蹦出個實驗室而驚嘆不已，並稱該成果簡直「從天而降」。而H. J. Wörne則很高興地表示，「一切都是在對的時間遇到對的人。」
兩次建實驗室的經歷，宮曉春從頭到尾都參與了，這讓他的各方面能力快速得到提升。2019年初，宮曉春回到華東師範大學任教，現已是一位博士生導師，並在去年獲選國家優秀青年科學基金。
不過，宮曉春並不覺得自己有多麼出色。他表示自己只是科研隊伍里普通的一員，只是喜歡埋頭做實驗，遨遊在探索科學的世界裏。
「這篇論文的發表已成往事，我只想着眼於未來，還有太多未知領域等着我去探索，以後還要做出更多更好的成果，這才是重點。」宮曉春表示。
參考鏈接：
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05039-8
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