三位獲未來科學大獎的化學家對話青少年,給了哪些“催化劑”

“比起馬老師和馮老師,我的早期經歷還更為不幸一些。”11月17日,2018“未來科學大學”的三位物質科學獎得主在頒獎典禮暨F科學峰會上對話4名中學生,南開大學化學學院教授周其林最後登臺演講,一開口就引發了臺下眾多年輕學子善意的笑聲。

因在發明新催化劑和新反應方面的創造性貢獻,為合成藥物分子提供了新途徑,周其林和上海有機化學研究所副所長馬大為、四川大學化學學院教授馮小明共享價值100萬美元的民間科學大獎。除了研究領域的交集,翻閱這三人的履歷,不難發現他們學術生涯的起點相去不遠:1978年,周其林考入蘭州大學化學系;1980年,馬大為考入山東大學化學系;1981年,馮小明考入蘭州大學化學系。

可以說,他們都恰好踩上了“科學的春天”,完整經歷了中國科研環境從恢復到繁榮的過程。

三位獲未來科學大獎的化學家對話青少年,給了哪些“催化劑”

周其林

而年紀稍長一些的周其林口中的“更為不幸”,指的是他在高中畢業後曾下鄉務農,荒廢過四個青春年華。

或許正因如此,三位催化劑專家不約而同地與在座的青少年分享了那段獨特的歲月,催化年輕一代的科學精神。

從白卷英雄到科學春天

1964年出生的馮小明在小學時深受“白卷英雄”張鐵生等“反潮流勇士”的影響。他笑著將自己濃重的川普也歸咎於此:“拼音也是ABC,那時候老師都不敢教。”

幸而進入初中後,科學的春天降臨,“學好數理化,走遍天下都不怕”的口號開始響徹全國,數學家陳景潤和張廣厚成為民族偶像。馮小明順利地考入蘭州大學,但從家鄉四川武勝前往蘭州的道路卻殊為不易。

他在PPT上展示了當時的鐵路交通圖,詳細講述了6次換乘的曲折旅途,揹包裡還被母親塞進了兩斤白糖,生怕他遠去蘭州飲食不服。

三位獲未來科學大獎的化學家對話青少年,給了哪些“催化劑”

小明

終於抵達目的地後,馮小明迎來了蘭州大學特別的入學教育:校長劉冰帶領大學一起挖人工湖。在隨後的本科和研究生階段,馮小明一直是“勤奮努力”學生的代表。

1957年出生的周其林是比馮小明高三級的師兄。他也回憶道,當時的學生都十分珍惜來之不易的讀書機會,蘭州大學在晚上不僅宿舍熄燈,還不得不關掉路燈。“因為一旦不關,就要有人不睡覺看書。”

從無心插柳到有心栽花

現在高中生普遍苦惱的選專業問題,大科學家們也曾經歷過。1963年出生的馬大為同樣景仰過陳景潤和張廣厚。在中學時代,數學是他最愛的學科。但高考給他開了一個陰差陽錯的玩笑。“我考完數學出門就發現壞了:等號兩邊移項後忘記變符號了。”

但他的化學接近滿分,得以進入山東大學化學系就讀。經歷了高考失誤的馬大為糾結了半年轉專業,直到真正喜歡上化學,發覺那是一門奇妙的學科。

三位獲未來科學大獎的化學家對話青少年,給了哪些“催化劑”

馬大為

“不要因自己一時的失意或不如意而放棄。”這是馬大為想開導青少年的。這種心態也為他今後的化學研究奠定了基礎。畢竟,探索有機合成的新催化劑和新反應是一種不斷試誤的過程,“大多數時間是失敗的、無望的 ,成功也就那麼一霎那的事 。”

從偶然發現氨基酸可以作為銅催化偶聯的配體,到最終尋找到廉價的草酰二胺作為配體,馬大為研究生涯的兩次重要發現間隔了10年。

“如果說前一個是無心插柳,那麼後一個就是有心栽花。這說明,那句俗語說的也不一定對。大家要好好堅持,有心栽花花還是會開的。”馬大為總結道。

周其林在中學時代最愛的學科也並非化學,而是物理。他高考報考南京大學物理系不中後,被調劑到了蘭州大學化學系。

不過,周其林很快就喜歡上了化學:“越上越喜歡,後來我也發現我適合做化學。因為做數學和物理只需要腦子好,化學還需要手巧。”

周其林十分享受有機合成過程中探索試誤的過程:“化學帶來無窮的樂趣。如果做化學很容易成功,好多問題老早就解決了,輪不到我們去解決。”

他從另一個角度看待實驗失敗:失敗也創造了新的東西,只是沒有得到你想要的東西。

“我們化學家天天都在創造上帝沒創造的東西。”周其林“大言不慚”,臺下響起了掌聲。

寄語

在演講的結尾,三位有機化學家獻上了對有志於科學的年輕一代的寄語。

馬大為謙稱自己不夠格提建議,只敢抬出愛因斯坦的名言:

“研究人員分為三種:一種人從事科學工作是因為科學工作給他們提供了施展他們特殊才能的機會,他們之所以喜好科學正如運動員喜好表現自己的技藝一樣;一種人把 科學看成是謀生的工具,如非機遇也可能成為成功的生意人;最後一種人是真正的獻身者。這種人為數不多,但對科學知識所做的貢獻卻極大。”

周其林則強調“遇事多問為什麼”的樸素原則。他認為,中國科學仍面臨一些問題,全民科學素養過低乃是其中最為嚴重的一個。“我們民族判斷是非的能力還不夠,所以導致上社會上一些亂七八糟的現象。”他說道。

周其林認為,遇事多問為什麼是一種培養科學思維的簡單而有效的方法。很多事情其實只要多想一步就能見明。

馮小明講述了他與諾貝爾化學獎得主霍夫曼的一個小故事:2015年霍夫曼受邀來西南交大講課時,主動給馮小明發郵件,來到他的辦公室與他討論了兩小時。“這就是化學的魅力。一個70多歲的老爺子,不遠萬里,只要這東西他感興趣,就不覺得勞累。”

“江山代有才人出。”馬大為引用了這句清詩作結勉勵,並加以科學的修正:“但各領風騷數百年是不可能的,數十年就不錯了。你們看世界盃上,梅西落寞下場,法國的18歲少年(姆巴佩)興奮地衝上臺,這是很正常的事。”

問答

四名中學生代表最後上臺與三位獲獎人進行對話。他們都提出了什麼問題?

來自北京四中的一名高二學生問道,生物藥物未來是否會全面取代化學藥物?研究成果已廣泛應用於製藥行業的馬大為回答道,生物藥目前發展勢頭不錯,因為它們個頭大、接觸面積大,容易阻斷特定的靶點。但大多數生物藥無法口服,只能採取注射的方式,不甚便捷。從長期來看,小分子藥還是主流,只是比重可能由目前的80%下降一些。

來自北京十二中學的一名高二學生則關注3D打印服裝的前景。 馮小明認為3D打印是目前一個發展趨勢和潮流,但限制很多。“3D打印機很貴,打出來的服裝很可能買不起 。丁總(編注:擔任本環節主持人的金沙江創投董事總經理丁健)可能買一件穿穿,我肯定是買不起的。”他笑著說道。

被調侃的丁健補充道,3D打印機雖然內部很複雜,但本質原理和以前的壓模做模相似,更適合滿足個性化的定製要求,現階段大規模生產還有問題。

周其林則再次強調,3D打印的一個核心問題就是找到合適的材料,從根本上還是化學問題。

一名來自青島的女生就馬大為演講中的“有心栽花”和“無心插柳”觀點繼續提問。馬大為解釋道,無論是有心還是偶然,他做研究的出發點是為了給重要的製藥反應尋找廉價而高效的催化劑材料,在全球範圍內站上更高的高度。“即使當時失敗了,但我覺得我為這麼重要的問題付出過努力,也值得了。”

來自北京四中國際校區的一名學生則代表廣大有志於化學的青少年提出了一個可行性問題:如何從現在開始做準備?

周其林回憶道,他在美國做博士後時,發現美國鼓勵大學和中學建立聯繫。“中學生進組來做實驗,一開始懵懵懂懂,三年後確確實實不像中學生了。”他說道:“所以,在不影響成績的基礎上,你們可以申請去感興趣的課題組做實驗。如果對方是個合格的教授,一定會同意的。”


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