▲张杰在未来科学大奖周活动上接受采访。新京报记者 张璐 摄
第一次物理实验和化学实验
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。”
1958年1月，张杰生于山西省太原市。他8个月大时，父母前往内蒙古支边。
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。
用淘汰镀膜机做成真空靶室
1989年1月，张杰在中科院物理所取得博士学位后前往欧洲进行X射线激光的研究。10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。
激光是人类最伟大的发明之一，但由于激光波长在可见波段，其应用受到局限。多年来，科学家们有一个梦想，希望激光波长可以深入X射线波段。“如果在2.2纳米-4.4纳米（水窗波段）实现X射线激光，就有可能对生命过程做出深入解析，解开生命之谜。”
1989年到1995年，张杰所在团队不断产生更短波长的X射线激光，1993年到1995年，团队保持着世界上最短波长的饱和X射线激光纪录——5.8纳米，做到了“水窗”的边缘。“后来我们意识到，当时的生命科学还没有达到运用‘水窗’X射线激光解开生命之谜的阶段，所以团队将研究方面转向快点火激光聚变领域。”张杰说。
1998年，在时任国家自然科学基金委主任张存浩的感召下，张杰回到祖国，回到中科院物理研究所，组建起自己的研究团队。他回忆说，彼时，我国科研条件相对落后，科研经费申请的周期很长。求贤若渴的张存浩和几位副主任商议，动用了主任基金，为张杰凑了100万元科研启动经费。
