在我国自主研制的大型激光装置——神光二号升级激光装置上，2018年至今，张杰团队已经做了6轮验证实验，通过1万焦耳激光实验证实了该方案中分解物理过程的可行性。

　　卸任行政职务后，张杰回归物理学家本色。目前，他正致力于激光核聚变快点火研究，希望为人类未来能源问题的解决做出贡献。

　　“之前任上海交通大学校长和中科院副院长时，我也很快乐。在任何职位上，都要敬畏自己的职业，投入100%甚至200%的精力。”

　　在刚刚闭幕的未来科学大奖周上，2021未来科学大奖物质科学奖获奖者张杰分享了他的乐观人生和科研进展。他表示，2018年至今，团队已经做了6轮验证实验，通过1万焦耳激光实验证实了激光核聚变快点火方案中分解物理过程的可行性。今年11月底，团队将开始进行第7轮实验。

　　“磁约束聚变和激光聚变研究都已经走到了‘门槛儿’，即核聚变输出能量已经接近于输入能量。未来的共同目标是要达到聚变输出能量是输入能量的10倍、100倍，当输出能量是输入能量百倍时，就离建立核聚变电站很近了。”张杰说。

　　2021未来科学大奖9月12日公布获奖名单，主持人在新闻发布会现场连线张杰，宣布了这一喜讯。被问及最想和谁分享喜悦时，张杰说，“当然是我的父母，他们在极其艰难的情况下，培养了我对科学的热爱和对生活的乐观。”

　　张杰的父亲是个勤奋好学的人，他跟小张杰说，“咱们来一起帮你妈妈，改善一点儿家里的经济状况。”父亲的乐观让张杰的童年记忆并不全是生活的不易，还有探索知识的乐趣。

　　当时，内蒙古有一种“懒”鸡，下的蛋个头大，但经常隔几天才下一个。父亲和小张杰商量，要改良鸡的品种。在父亲的引导下，张杰看了很多书，了解了保温、加热等知识后，决定先从改善孵化条件入手，尝试用家里的土炕孵鸡蛋。

　　为了使保温箱保持恒温37.8℃，父子动手用双金属片做了一个恒温器，测试了双金属片的温度特性。一旦温度超过40℃，金属片就会弹开，并接通电扇将热空气排出。然而实验做了20多天，一只小鸡也没孵出来。

　　父亲说，咱们得知道哪个环节出了问题，于是父子二人把鸡蛋一个个打开看。“实验虽然失败了，但我在过程中学到了很多。”后来张杰意识到，这是他人生中的第一个物理实验，他学会了如何设计实验、测试数据、分析数据，更关键的是如何对待失败。

　　孵小鸡失败后，父亲又带着小张杰生产盐酸。家里没有实验器材，他们就将鱼缸放满水，将家里220V的交流电整流变压，转化成直流电电解水中的氯化钠，收集氯气和氢气，然后通过玻璃喷嘴混合燃烧后用水冷却。家里的橡皮气球、废旧日光灯管也成了二人的实验工具。

　　这个实验仍然没有成功，实验的后果还有点严重——家里所有的铁器都被氯气腐蚀生锈。但这也成了张杰的科学启蒙，点燃了他对科学的热爱。

　　用淘汰镀膜机做成线月，张杰在中科院物理所取得博士学位后前往欧洲进行X射线年间，他先后在德国马普量子光学研究所和英国著名的卢瑟福实验室工作，科研成果丰硕，他所在的团队在X射线激光领域和快点火激光聚变领域的研究中走到了世界最前沿。

　　此次未来科学大奖的颁奖词中提到，物质科学奖奖励张杰通过调控强激光与物质相互作用，产生精确可控的超短脉冲快电子束，并将其应用于实现激光核聚变的快点火研究。“物理学家有责任解决人类社会面临的最具有挑战的问题。”张杰如此“解读”他的研究项目。

　　随着全球变暖，找到可以替代化石能源的未来能源迫在眉睫。聚变能，就是未来的清洁、高效、安全的终极能源之一。聚变能是氢的两个同位素——氘和氚发生融合反应所释放出的巨大能量。海水中蕴藏着大约40万亿吨氘，一升水能够提炼0.03克的氘，其发生聚变反应释放的能量相当于燃烧300升汽油。1立方公里海水中的氘氚聚变反应所释放出的能量，就相当于全球石油储量燃烧的能量。因此，聚变能原料几乎取之不尽，用之不竭。

　　“激光核聚变快点火方案中有一个非常重要的物理过程，需要使用超短脉冲的高能电子束携带能量到高密度等离子体中实现点火。”早在1997年，张杰就提出了双锥对撞点火的新型激光聚变方案雏形。“快速点火方案将燃料点火与压缩分开，使这两个过程可以独立优化，同时避免不稳定性。从理论上说，这个方案有优越性，但真正通过实验证实这个方案是非常难的。”张杰说，过去20年间，他和团队为此做了很多预备性的实验和理论研究。

　　中国科学院院士、德国科学院院士、第三世界科学院院士、英国皇家工程院外籍院士、美国科学院外籍院士……除了“五院院士”头衔，张杰还有一个为学子津津乐道的身份——“杰哥”校长。

　　在接受新京报记者采访时，张杰表示，研究团队在2020年正要验证一个关键的物理过程时，碰上了新冠疫情。经过各方努力，在疫情得到初步控制时，团队完成了非常少有的、完全由团队老师完成的实验。目前，团队已经完成6轮验证实验， 2026年之前，团队将完成一共18轮验证实验。

　　比如小时候看妈妈煮饺子，锅一旦开始沸腾，要点3-4次凉水，饺子才能煮成。为什么要点凉水？后来我意识到，煮饺子主要是要将饺子馅煮熟，水无论沸腾程度如何，其实温度都是100℃，对于饺子馅来说，温度的供给是一样的，但是水如果沸腾得太厉害，就会给饺子很大的动能，这样带着很大动能的饺子互相碰撞，饺子内部还有大量加热后产生的气体，在高压的状态下就很容易碰破。而加入些许凉水可以让水的沸腾程度降低，饺子的动能变小，饺子就可以很完整地被煮熟。

　　张杰：我发自内心地喜欢和欣赏青年学生。我2006年开始在任校长，2007年4月的BBS晚会，我现场发表了即兴讲演。学生们很嗨，跟我握手，也正是从那时候起叫我“杰哥”。我认为这反映了学生们的期待，他们希望的校长不是一个高高在上训导式的父辈或领导，他们更需要的兄长和朋辈的平视与陪伴，以及对他们正确思维方式的培养。

　　要想在地球上造一个“小太阳”，最重要的有两方面，一是极高的温度，以使氘氚原子核发生量子隧穿的概率变大；二是极高的密度，以使聚变反应可以实现自持燃烧。目前利用激光内爆，已经可以产生极高的密度，但要把温度提到这么高非常难。过去十多年间，激光聚变的主要研究的重点就是在于提高高度压缩燃料的温度。

　　张杰：我们的团队从2018年开始实验，2020年正要验证一个关键的物理过程时，碰上了新冠疫情。我们使用的神光二号升级激光装置是全国最大的激光装置之一，像足球场那么大，平常用户排得非常满，而我们的第四轮实验时间恰好遇到了新冠疫情。为了不浪费实验机会，在全国疫情得到初步控制的二月底，上海光机所经过层层报批，恢复了激光装置的运行，我们实验团队终于在3月初得以进场实验。

　　张杰：物理学家的责任之一就是探索自然界中最不可思议的奥秘。除了用于激光核聚变研究以外，性能精确可控的高能电子束还可以作为探针，用于物质微观结构的探测。从2002年起，我们开始将精确可控的电子束应用于超高时空分辨的电子衍射的研究。这项研究是要回答物质微观结构中原子尺度的时间特性和空间特性是什么。