本文授權(quán)轉(zhuǎn)載自:未來(lái)論壇
2018年未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)人專(zhuān)題學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)的討論環(huán)節(jié)笑聲不斷。討論環(huán)節(jié)的主持人是“華人科學(xué)家主持第一人”,來(lái)自Scripps研究所的合成化學(xué)大牛余金權(quán)教授。參與討論的嘉賓是2018年未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)的兩位獲獎(jiǎng)人馬大為和馮小明兩位教授,以及北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授,中國(guó)科學(xué)院院士席振峰。話(huà)不多說(shuō)了,請(qǐng)看視頻和文字吧。
嘉賓討論環(huán)節(jié)
余金權(quán):我們進(jìn)行一些比較嚴(yán)肅的科學(xué)問(wèn)題之前,我們可以先提一個(gè)題外話(huà),大家剛剛都聽(tīng)到丁健丁總一番感人的發(fā)言。我覺(jué)得我聽(tīng)了以后也非常感動(dòng),他高中的時(shí)候就有這個(gè)夢(mèng)想,要研究新的催化劑,改變世界。但是我覺(jué)得非常遺憾,他誤入了北大化學(xué)系,耽誤了他的前程(笑)。
但是北大的化學(xué)系老師也不要有壓力,因?yàn)槲矣X(jué)得最后你們會(huì)培養(yǎng)另外一位人才,用另外一種方法為化學(xué)做出巨大貢獻(xiàn)。所以我的問(wèn)題是,假如說(shuō)你們北大有一個(gè)像丁健一樣的學(xué)生,有這樣的夢(mèng)想,學(xué)習(xí)非常好,但求學(xué)過(guò)程遇到了很多困難。
因?yàn)橛龅嚼щy所以就很沒(méi)有把握,不知道能不能在某一個(gè)方面堅(jiān)持下來(lái),能夠向在座的各位老師一樣獨(dú)當(dāng)一面,開(kāi)一個(gè)天地給自己。說(shuō)實(shí)話(huà)我在你們這么年輕的時(shí)候,有時(shí)候非常迷惑。我想問(wèn)這三位老師能給什么樣的建議。如果你們的建議好當(dāng)然最好,但是如果不好的話(huà)變成另外一個(gè)丁健也不是太差,大家說(shuō)對(duì)吧?(大家笑)
馮小明:余老師這個(gè)問(wèn)題既好又不好,好是,如果我們回答的好,就把他帶到化學(xué)里面來(lái),實(shí)際上我非常希望把大家?guī)У交瘜W(xué)里面來(lái)。但是也希望多幾個(gè)丁健,愿意給化學(xué)投資,愿意給科學(xué)投資,那也很好。實(shí)際上,我覺(jué)得只要成才就都可以,為社會(huì)做貢獻(xiàn)都好,關(guān)鍵是大家不管做什么,一個(gè)是選準(zhǔn)自己的興趣。所以我在我課題組,我有一個(gè)課題組文化和課題組要求,我們這么多年走過(guò)來(lái),課題組文化是智慧、勤奮、誠(chéng)信、自信,抓住機(jī)遇,走向成功。
智慧就是北大的同學(xué)和老師的智慧,比我要高得多。我是想上北大,進(jìn)不來(lái),想教北大沒(méi)機(jī)會(huì),還是進(jìn)不來(lái)(笑)。所以剛剛進(jìn)來(lái)的時(shí)候,我讓大家給我照一張北大化學(xué)院的照片。我是想說(shuō),大家都很聰明。最后不管是做丁健也好,做席振峰老師也好,做化學(xué)也好做余金權(quán)老師也好,都是一個(gè)堅(jiān)持選擇的目標(biāo)。
勤奮很重要。為什么現(xiàn)在非常多的優(yōu)秀學(xué)生,出門(mén)的時(shí)候差別很大,有些同學(xué)進(jìn)來(lái)了繼續(xù)努力學(xué)習(xí),繼續(xù)奮斗,勤奮,有些同學(xué)進(jìn)來(lái)了,經(jīng)過(guò)高中,認(rèn)為受到了摧殘,然后我現(xiàn)在要休息,要打打游戲,把以前失去了時(shí)間補(bǔ)回來(lái),睡睡懶覺(jué)。這次就有一所大學(xué)的20多位同學(xué)從本科降到了專(zhuān)科(余金權(quán):這樣你也成不了丁健了吧)。所以大家到化學(xué)里面來(lái),勤奮很重要,丁健是很努力,他考試成績(jī)很好,沒(méi)有掛科。
第二,誠(chéng)信也非常重要,古話(huà)講一諾千金。所以我們做什么事情,考試要誠(chéng)信,做什么事情都要誠(chéng)信。更重要的是,大家還要有自信,你把能力顯示出來(lái)后,一旦機(jī)會(huì)降臨,就會(huì)抓住。
我的實(shí)驗(yàn)室除了文化還有就是要求,堅(jiān)定信念,敢于創(chuàng)新,實(shí)事求是。因?yàn)橐粋€(gè)人的理想信念,目標(biāo)很重要,不管你要成為丁健也好,要成為一個(gè)化學(xué)工作者也好,你一旦有了目標(biāo),要朝著這個(gè)目標(biāo)去奮斗,而不能等著這個(gè)目標(biāo)來(lái)找你。
做任何事情,你要敢于有一些突破,有一些原始創(chuàng)新的東西,如果跟著別人走,只能是證明別人優(yōu)秀,如果你自己第一個(gè)去做,你做成了,別人跟著你走,那是別人來(lái)證明你優(yōu)秀,這就是敢于創(chuàng)新。最后是實(shí)事求是,很多事情我們要實(shí)實(shí)在在的,尤其是做有機(jī)合成化學(xué),每一個(gè)反應(yīng)都要經(jīng)過(guò)很多重復(fù)。
我們一篇文章發(fā)表后,會(huì)有有很多單位和個(gè)人發(fā)郵件來(lái)問(wèn),一旦遇到一個(gè)小問(wèn)題,他就要問(wèn)你這個(gè)東西我現(xiàn)在做不出來(lái),你能告訴我你們有沒(méi)有什么訣竅。如果你告訴他,他都做不出來(lái),他就會(huì)懷疑你造假,所以不要抱著僥幸心理。
四是人人都要有責(zé)任感,不能等著別人把事情做好了,自己來(lái)享受,自己要把自己能夠做的事情盡可能做好,分擔(dān)你的責(zé)任,所以我的感受是,不管做丁總也好,做化學(xué)也好,教書(shū)也好,大家都要堅(jiān)定自己的理想信念,把事情堅(jiān)持下去。
余金權(quán):你回答的非常好,只是另外兩位老師就輕松了,你把他們的話(huà)都講完了(全場(chǎng)笑)。
馬大為:我想補(bǔ)充兩句,在研究過(guò)程中,在我課題組,你們可以想像,因?yàn)槲矣胁煌难芯款I(lǐng)域,其實(shí)相對(duì)來(lái)講比較有能力的人都去做全合成去了。但是方法學(xué),可以說(shuō),是我回想自己一生來(lái)講,是對(duì)社會(huì)貢獻(xiàn)最大的一個(gè)東西。其實(shí)這里面真正在過(guò)程中給我做這些貢獻(xiàn)的人并不一定是最聰明的人,但是他就是照著你的思路一點(diǎn)點(diǎn)幫你往前走,特別是你剛才在講酰的草酰二胺型配體,我用了三代學(xué)生,第一代人做了半年,那是一點(diǎn)機(jī)會(huì)都沒(méi)有的,但是我知道這個(gè)配體是非常重要的,做了半年或一年后基本上沒(méi)有什么結(jié)果。按照現(xiàn)在的規(guī)定,他要發(fā)表一篇論文,我只好讓他換一個(gè)課題。
再來(lái)一批人他不太懂,不知道這個(gè)東西難,所以他再做一次,結(jié)果又不行,直到最后,第三批人,他還是不知道,這個(gè)東西過(guò)去有多少難度,讓他再重復(fù)原來(lái)的東西,再去走一遍,最后就是通過(guò)研究過(guò)程,偶然發(fā)現(xiàn)了這樣一個(gè)配體。
所以在這一方面,并不一定你要多聰明,你要堅(jiān)持,你知道這樣一個(gè)東西是重要的,因?yàn)楝F(xiàn)在太多人喜歡的是我是不是要趕快有一個(gè)結(jié)果,能夠發(fā)表一篇文章,這樣一個(gè)東西,假如你能夠都預(yù)測(cè)到,肯定能夠的,這種成果不一定是最偉大的,因?yàn)橹挥心阍诟緵](méi)有希望的時(shí)候,堅(jiān)持不停的去探索,發(fā)掘出來(lái)的這些東西,有可能影響力是最大的,這是我自己的感受。
余金權(quán):在座的都是北大的學(xué)生,所以這個(gè)問(wèn)題席老師一定要發(fā)表看法,壓力不要太大。
席振峰:首先作為東道主,再一次祝賀兩位獲得未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)物質(zhì)獎(jiǎng)。實(shí)際上這兩位獲獎(jiǎng)以后,我一直在想獲獎(jiǎng)的原因,除了學(xué)術(shù)做的好之外,通過(guò)他們倆剛才回答問(wèn)題的方式,我也找到了他們獲獎(jiǎng)的另外一個(gè)原因。所以你們倆對(duì)學(xué)生培養(yǎng)思路我是非常贊同的。但是呢,我自己教本科生已經(jīng)教了十來(lái)了,北大對(duì)本科教育是非常重視的,本科教育是通識(shí)教育,就是培養(yǎng)學(xué)生在未來(lái)怎么樣去思考,怎么樣去找自己的興趣。還有一個(gè)叫做因材施教,本科教育是非常重要的一方面。我想補(bǔ)充的就是這樣。
余金權(quán):謝謝三位老師。接下來(lái)我們就進(jìn)入正題,今天的主題就是催化劑,發(fā)明新的催化劑。我想在提問(wèn)之前,把這個(gè)主題放在一個(gè)歷史的側(cè)重,先給大家做一個(gè)很簡(jiǎn)單的介紹,跟大家一起分享,然后再對(duì)幾位老師進(jìn)行具體的一些問(wèn)題。其實(shí)剛才很多人都說(shuō)了,催化劑是核心,很多化學(xué)反應(yīng)的核心,其實(shí)你任何一次握手,一個(gè)微笑,都有幾千萬(wàn)的反應(yīng)在發(fā)生,一瞬間,很多催化反應(yīng),甚至你跟同伴的擁抱,更是幾千幾萬(wàn)個(gè)反應(yīng)在同時(shí)進(jìn)行。催化反應(yīng)是很重要。
但是如果你從另外一個(gè)大的學(xué)科來(lái)看,催化反應(yīng)是為有機(jī)合成服務(wù),還是為合成分子服務(wù)。從剛剛兩個(gè)老師的報(bào)告可以看出來(lái),他們會(huì)秀給我們看,做什么樣有用的分子,所以大的學(xué)科是合成分子的科學(xué)。合成分子190年的歷史,從第一次人類(lèi)做有機(jī)合成是190年以前,德國(guó)化學(xué)家合成料素,一個(gè)碳原子,這190年合成的過(guò)程中我們發(fā)生了很多新的反應(yīng)。新的反應(yīng),按鍵的斷裂方式來(lái)看,人類(lèi)化學(xué)合成的高潮期,應(yīng)該是上世紀(jì)三十年代到八十年代。
中國(guó)由于各種歷史原因,錯(cuò)過(guò)了這樣一個(gè)黃金的機(jī)會(huì),所以人名反應(yīng)中國(guó)是很少的,以中國(guó)人名命名的人名反應(yīng)非常少。到七十年代以后,發(fā)展新反應(yīng),進(jìn)入新的時(shí)期,就是發(fā)展催化劑的時(shí)期,這個(gè)時(shí)候整個(gè)概念改變了,鍵不是斷裂方式,很多都已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了,關(guān)于怎么樣做一個(gè)催化劑,把它做的更好,把反應(yīng)做的更有用,這是我們今天聽(tīng)的報(bào)告里很主要的一點(diǎn)。
經(jīng)過(guò)這么多年的努力,今天我們看到了,周其林、馬大為,馮小明,他們?nèi)齻€(gè)人可以稱(chēng)得上是人名催化劑,將來(lái)會(huì)在文獻(xiàn)里面,甚至在教科書(shū)里面會(huì)出現(xiàn),這是以中國(guó)人名命名的催化劑。所以以這個(gè)為名義,我想請(qǐng)大家為他們?nèi)还恼疲硎咀YR(全場(chǎng)鼓掌)。
在這樣一個(gè)背景,這樣一個(gè)側(cè)重里面,我們可以更好的理解他們的貢獻(xiàn),為什么他們能得這樣的大獎(jiǎng)。有諾貝爾獎(jiǎng)得主提到過(guò),現(xiàn)代的有機(jī)化合反應(yīng),真正的競(jìng)爭(zhēng)是競(jìng)爭(zhēng)它的經(jīng)濟(jì)性、成本、環(huán)境友好,這幾個(gè)指標(biāo)是最關(guān)鍵的,從應(yīng)用的角度。
但是從科學(xué)的角度,作為學(xué)生和我們這些做研究的人,另一位諾貝爾獎(jiǎng)得主說(shuō)的更加精辟,就是現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的核心是什么,是發(fā)現(xiàn)新的催化劑去加速反應(yīng),只有發(fā)現(xiàn)加速反應(yīng)的催化劑你才能把它做的更經(jīng)濟(jì)、更快,應(yīng)用更廣譜,催化劑用的更少,這些今天兩位獲獎(jiǎng)?wù)叨荚趫?bào)告里都講了。
在這樣一個(gè)背景里面,我首先問(wèn)三個(gè)老師一個(gè)問(wèn)題,就是以催化劑發(fā)明為核心,現(xiàn)代合成化學(xué)反應(yīng),我們追求的是要越來(lái)越完美,你們認(rèn)為從現(xiàn)在開(kāi)始來(lái)看,過(guò)去190年,往后看,今后50年最大的挑戰(zhàn)是什么,對(duì)你們來(lái)說(shuō)?要把這個(gè)催化劑做的更好,把有機(jī)合成做的更完美,你認(rèn)為最大的挑戰(zhàn)是什么?
馬大為:我自己認(rèn)為,催化劑的活性和價(jià)格都要改善,因?yàn)楝F(xiàn)在真正很多催化劑還不能工業(yè)應(yīng)用的主要原因還是成本問(wèn)題,我們國(guó)家在精細(xì)化工上是大國(guó),在制藥工業(yè)上也是第一大國(guó),今年最嚴(yán)峻的一個(gè)問(wèn)題是很多廠都關(guān)掉了,一關(guān)以后,很多藥的價(jià)格幾倍在上升,這是什么原因呢?就是因?yàn)樗^(guò)去用的一些很經(jīng)典的轉(zhuǎn)化過(guò)程不能再用了,因?yàn)槲廴咎罅恕?/span>
污染太大以后,大家再用新的,成本就上去了,這樣的話(huà)實(shí)際上對(duì)我們來(lái)講是很多很好的課題,你要學(xué)有機(jī)的話(huà),包括氧化,包括還原,很基本的一些反應(yīng),到現(xiàn)在為止都是一些劑量的,用一些試劑在做的。假如我們有一個(gè)合適的,比較好的催化劑,你想讓它做什么就可以做什么,這樣的話(huà)我覺(jué)得在成本上應(yīng)該能降低,自然而然在工業(yè)界就會(huì)去用了。
前幾天,我們真的聽(tīng)了一位專(zhuān)家講的,他們現(xiàn)在也開(kāi)始做酶的催化劑。這是另外一個(gè)角度,這對(duì)我們來(lái)說(shuō)也是一個(gè)很大的壓力,我們自己發(fā)展催化劑的時(shí)候是不是也要考慮跟酶的競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。催化劑將來(lái)非常有前途,但是最大的問(wèn)題是你的效率是不是很高,成本是不是很低,這對(duì)工業(yè)是非常有用的。
余金權(quán):我們請(qǐng)席老師從不同的角度補(bǔ)充一下,我覺(jué)得你和馮老師更多的是從有機(jī)合成的角度去說(shuō),我想聽(tīng)一聽(tīng)席老師從基礎(chǔ)的金屬鍵催、化劑方面的考慮,你覺(jué)得挑戰(zhàn)在哪里?
席振峰:我覺(jué)著又找到了一個(gè)獲獎(jiǎng)的原因(全場(chǎng)笑),就是對(duì)這個(gè)問(wèn)題認(rèn)識(shí)非常深刻。我自己沒(méi)有做催化反應(yīng),但是催化反應(yīng)是我一直想做的,我一直想把劑量反應(yīng)變成一個(gè)催化反應(yīng),但是把劑量反應(yīng)變成一個(gè)催化反應(yīng)是非常困難的。困難的程度基本上就是把一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的反應(yīng)變成一個(gè)大規(guī)模應(yīng)用的工業(yè)化的反應(yīng)相比差不多的難度。
因?yàn)槲覀儑?guó)家做催化反應(yīng)的除了這兩位獲獎(jiǎng)?wù)咄膺€有很多。在國(guó)際上關(guān)于催化方面的文章是最多的,有很多的反應(yīng)非常有用,但是如何把這些反應(yīng)變成工業(yè)上真正能夠用起來(lái)的,中國(guó)還有很長(zhǎng)的路。我也經(jīng)常聽(tīng)別人這么說(shuō),我也相信是真的。在實(shí)驗(yàn)室的一些反應(yīng),如果真的能變成大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用,其實(shí)有很多的東西,包括放大過(guò)程等等。
余金權(quán):定量的反應(yīng)做催化,也有很多問(wèn)題要解決,但是定量的反應(yīng)是一個(gè)基礎(chǔ)的科研,對(duì)催化是非常有啟發(fā)的。比如做結(jié)構(gòu)、做金屬的結(jié)構(gòu),做鍵的形成,形成新的方式,我們也可以得到一些借鑒。請(qǐng)馮老師補(bǔ)充一下,你覺(jué)得最大的挑戰(zhàn)是什么?
馮小明:最大的挑戰(zhàn)我還是認(rèn)為新的催化劑出來(lái)了,它還是活性和效率,因?yàn)槲艺J(rèn)為價(jià)格不是問(wèn)題,假設(shè)一個(gè)催化劑,就像周其林老師的那個(gè)催化劑,相對(duì)來(lái)說(shuō)比較貴,但是一個(gè)分子可以產(chǎn)生455萬(wàn)個(gè),甚至1000萬(wàn)個(gè),已經(jīng)沒(méi)有成本價(jià)格了,所以我認(rèn)為最重要的還是效果和活性,如果一旦催化劑效果活性上去了,大工業(yè)也好,什么也好,都好辦。
余金權(quán):剛才兩位老師的報(bào)告已經(jīng)給了我們一個(gè)大概的內(nèi)幕,就是你們?cè)O(shè)計(jì)催化劑的過(guò)程,但是你們實(shí)驗(yàn)室里肯定有很多不為人知的故事。就是應(yīng)該不像你們講的這么簡(jiǎn)單,我相信一開(kāi)始會(huì)有很多我們不知道的故事,因?yàn)榫拖衲阏f(shuō)的,早期的平面的、單的也人做,但是怎么跳到兩面的、雙的,能不能給我們分享一些真正的內(nèi)幕?
馮小明:余老師對(duì)這個(gè)本身看的很透,因?yàn)榇蠹抑v出來(lái)的東西實(shí)際上都是經(jīng)過(guò)優(yōu)化,真正做的時(shí)候,我前面說(shuō)了一句話(huà),稀里糊涂。還有剛才馬老師提到的,我們做氮氧的時(shí)候,一個(gè)博士生做一年不出來(lái),但是最后讓一個(gè)本科生做出來(lái)了,這個(gè)也讓我們課題組的博士生很汗顏。
還有就是早期的時(shí)候我們堅(jiān)持一定要有剛性骨架,我們大量的精力在剛性骨架,后來(lái)有一個(gè)學(xué)生把柔韌結(jié)構(gòu)出來(lái)了,所有后面大量的反應(yīng)都是用柔韌結(jié)構(gòu),也就是有時(shí)候概念的突破,要敢于冒險(xiǎn),突破可能就是一片天地。
余金權(quán):馬老師你接著講草酰胺的配體發(fā)現(xiàn),但是我聽(tīng)江湖上的傳說(shuō),最大的發(fā)現(xiàn),早期氨基酸的發(fā)現(xiàn)有很多故事,你今天并沒(méi)有講,我們要聽(tīng)原版的。
馬大為:這個(gè)故事有點(diǎn)像馮老師講的,也是稀里糊涂的,因?yàn)槲覀冊(cè)瓉?lái)一直是做合成做的比較多的。大概是差不多20年前,我們要做一個(gè)活性化合物,活性化合物有很好的抗腫瘤活性,所以說(shuō)合作人的問(wèn)我要一百克這樣的化合物,能不能做動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。因?yàn)樽鲎鏊帲欢ㄒ写罅康膭?dòng)物實(shí)驗(yàn)才行。如果用原來(lái)的方法,因?yàn)檎婧铣傻脑?huà),100克是非常貴的,就迫使我們用了另外一個(gè)反合成分析的方法,就是怎么樣把氨基酸連到一個(gè)“防地氯代物”(音)上,這就是一個(gè)非常便宜的方式,這個(gè)沒(méi)有反應(yīng)可以做的,這是一個(gè)好的聯(lián)系方式。
那有沒(méi)有可能我們找一些金屬來(lái)催化,后來(lái)找了很多金屬,實(shí)際上并不報(bào)太大希望的,最后偶然發(fā)現(xiàn)銅本身就可以做這個(gè)反應(yīng)。但是這個(gè)溫度確實(shí)比冰點(diǎn)的溫度反應(yīng)低很多,反過(guò)來(lái)我們想到氨基酸可能跟銅形成一個(gè)絡(luò)合物,這個(gè)絡(luò)合物是一個(gè)真正的催化劑,這就是我們當(dāng)時(shí)的一個(gè)發(fā)現(xiàn)方式,實(shí)際上可以說(shuō)是從另外一個(gè)角度做的,不是像很多做反應(yīng)的 老師純粹從機(jī)理的角度在做的。
余金權(quán):這個(gè)可以說(shuō)是很經(jīng)典的偶然發(fā)現(xiàn)。因?yàn)槟阕霭被岵皇钦f(shuō)設(shè)計(jì)這個(gè)氨基酸去做配體去做催化劑,而是說(shuō)做一個(gè)底物去合成,結(jié)果就發(fā)現(xiàn)了這個(gè)。我覺(jué)得這恰恰是一個(gè)很好的有啟發(fā)的故事,對(duì)于我們這些年輕的學(xué)生來(lái)說(shuō),不要放過(guò)一個(gè)偶然的現(xiàn)象,任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)都要認(rèn)真去做,哪怕是一個(gè)沒(méi)有機(jī)會(huì)的實(shí)驗(yàn),如果你覺(jué)得這個(gè)是沒(méi)有機(jī)會(huì)的,你就隨便去做,你可能就錯(cuò)過(guò)這個(gè)機(jī)會(huì)了。我覺(jué)得這是一個(gè)很好的故事,值得大家好好的去思考,特別是對(duì)新的一年級(jí)的學(xué)生,應(yīng)該去思考這個(gè)發(fā)現(xiàn),我覺(jué)得是非常有啟發(fā)的。
接下來(lái)我想問(wèn)你們?nèi)齻€(gè)人另外一個(gè)問(wèn)題,剛剛席老師已經(jīng)說(shuō)了,催化方面的文章中國(guó)是最多的,席老師是做編輯原創(chuàng)編輯的,我現(xiàn)在也做編輯,也知道中國(guó)的催化領(lǐng)域的文章發(fā)的非常多。所以我想問(wèn)席老師,中國(guó)現(xiàn)在的催化在國(guó)際上處于什么地位,是說(shuō)我們還是在補(bǔ)充,或者相對(duì)一部分在補(bǔ)充國(guó)際上的發(fā)現(xiàn),還是說(shuō)已經(jīng)有相當(dāng)一部分已經(jīng)在領(lǐng)先或者是開(kāi)創(chuàng)性的工作。當(dāng)然他們?nèi)皇区P毛麟角,毫無(wú)疑問(wèn)是創(chuàng)新,你的感覺(jué)是什么?
席振峰:這個(gè)問(wèn)題從兩位的報(bào)告里可以看到,他們也給了一個(gè)時(shí)間軸,從他們開(kāi)始做,一直到現(xiàn)在,他們研究的過(guò)程,從馮老師做手性催化,大概2000年左右開(kāi)始,那時(shí)候做的人很少,到現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)有很多人在催化方面工作,包括催化劑,包括反應(yīng),還有應(yīng)用方面,都慢慢的從過(guò)去的追蹤到并跑,現(xiàn)在有些處于領(lǐng)跑的狀態(tài),我覺(jué)得他們兩位對(duì)中國(guó)催化領(lǐng)域的發(fā)展非常類(lèi)似。
余金權(quán):接下來(lái)我特別想請(qǐng)馮老師評(píng)論一下,因?yàn)槟闶遣粚?duì)稱(chēng)合成方面的專(zhuān)家,你覺(jué)得在不對(duì)稱(chēng)催化這一小塊里面,中國(guó)除了少數(shù)的課題組在領(lǐng)先、創(chuàng)新,你認(rèn)為大部分的課題組現(xiàn)在處于什么地位?
馮小明:經(jīng)過(guò)二三十年的發(fā)展,我認(rèn)為現(xiàn)在應(yīng)該說(shuō)是追蹤的還是很多,并跑的有一些,領(lǐng)跑的我認(rèn)為可能還是太少,尤其是從源頭創(chuàng)新我們要加強(qiáng)。
余金權(quán):這個(gè)我覺(jué)得是向你們年輕人提出要求(向現(xiàn)場(chǎng)觀眾說(shuō)),馮老師是話(huà)里有話(huà),主要看你們年輕人,應(yīng)該是這個(gè)意思。我也想請(qǐng)馬老師評(píng)論一下,把有機(jī)化學(xué)反應(yīng)用在復(fù)雜的天然產(chǎn)物合成,這是你的另外一個(gè)強(qiáng)項(xiàng)。從這個(gè)角度,我個(gè)人感覺(jué)最近幾年中國(guó)進(jìn)步非常大,你覺(jué)得中國(guó)在世界上的地位是怎么樣的?在全合成方面。
馬大為:我覺(jué)得最近十年,確確實(shí)實(shí)大家都感受到了分子完成的越來(lái)越多,發(fā)的文章也都是很多的,前幾天我們?cè)诒本╅_(kāi)一個(gè)天然產(chǎn)物的會(huì),有些美國(guó)的專(zhuān)家也不是在說(shuō)客氣話(huà),他覺(jué)得在美國(guó)現(xiàn)在很少能看到這樣的很富有全合成報(bào)告的會(huì)了。
但是我們確實(shí)要感到,現(xiàn)在全合成的水平也是我們要跟各位老師溝通的,我們現(xiàn)在跟國(guó)外當(dāng)時(shí)的八九十年代也沒(méi)有什么太大差別,假如能找一些亮點(diǎn)的話(huà),還是看你有沒(méi)有一些高效的合成,假如單單就是做一些大家都差不多的,在方法學(xué)上沒(méi)有什么突破,或者是在技巧上沒(méi)有什么非常高效的話(huà)。我覺(jué)得跟當(dāng)年國(guó)外也沒(méi)有什么差別。
我覺(jué)得要找一些突破的話(huà),顯然就是全合成一定要高效,大家都在追求十幾步把過(guò)去二十、三十步才能做成的分子做出來(lái)。只有到這樣的程度以后,才能把全合成的價(jià)值體現(xiàn)出來(lái),因?yàn)槟闶掷镉凶銐蛄康姆肿右院螅偃缁衔锎_實(shí)有活性的話(huà),你可以把它做很多的化學(xué)生物學(xué),甚至把它發(fā)展成藥。
這就是可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)年很多做天然物合成的人的夢(mèng)想,在過(guò)去假如就是做一個(gè)二三十步的反應(yīng),幾代師生都做實(shí)現(xiàn)不了的,但是現(xiàn)在完全有這個(gè)可能,一代兩代的學(xué)生就可能把這個(gè)做的更深入一點(diǎn),這是我將來(lái)要追求的一個(gè)方向。
余金權(quán):說(shuō)的非常好,你們?nèi)徽f(shuō)的都互相有補(bǔ)充,我聽(tīng)了以后非常有啟發(fā)。接下來(lái)我想替在座的年輕人問(wèn)一個(gè)問(wèn)題,我相信在座的很多年輕人將來(lái)也會(huì)成為很杰出的科學(xué)家,向我們一樣去做研究。但是這是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,會(huì)遇到很多的挑戰(zhàn),最艱難的一個(gè)挑戰(zhàn)是你獨(dú)立的選擇什么樣的科研方向,這是第一。
第二是你選擇這個(gè)科研方向之后,怎么樣選擇課題。這個(gè)馬老師和馮老師在他們的報(bào)告里講過(guò)很多次,馬老師更多的是想怎么解決更多實(shí)用的問(wèn)題,馮老師是想解決獨(dú)特的,別人沒(méi)有做過(guò)的,這個(gè)做完了肯定是我的。但是我還是希望你們?nèi)焕蠋熌芙o學(xué)生更多全面具體的看法,怎么選擇科研方向,選擇之后怎么樣選擇課題,有什么樣的思考。
馮小明:選擇課題,現(xiàn)在由于同學(xué)們面臨畢業(yè)的壓力,他們選擇的都是像剛才馬老師說(shuō)過(guò)的,很多都是選擇短平快,急于出成果,其實(shí)這樣的課題出不了大成果,都是小成果。同學(xué)們包括課題組在選題的時(shí)候,我希望從源頭上選一個(gè)這個(gè)領(lǐng)域看著有希望,但是從來(lái)還沒(méi)有人在里面走過(guò)的課題。也就是你做一個(gè)東西,尤其是博士生,你要想你這個(gè)畢業(yè)論文能不能有影響,二是有沒(méi)有分量,三是能不能在五年左右,這個(gè)工作形成一個(gè)有系統(tǒng)性、有特色的工作。在畢業(yè)答辯的時(shí)候,讓老師在下面聽(tīng)的不停點(diǎn)頭的工作。
余金權(quán):我總結(jié)一下,關(guān)鍵的一點(diǎn)就是這個(gè)課題看上去有一點(diǎn)希望,但是沒(méi)人做,這個(gè)我覺(jué)得適合很多人,北大的高材生要更狠一點(diǎn),要找一些課題根本沒(méi)有希望,我覺(jué)得這樣才夠很,我覺(jué)得北大應(yīng)該有這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
席振峰:我接著說(shuō)幾句這個(gè)事,我實(shí)驗(yàn)室目前一直堅(jiān)持的一個(gè)研究方法,叫做“深新信”,大家想一想這是哪三個(gè)字?深就是深入的深,新就是創(chuàng)新的新,信就是誠(chéng)信、可信的信或者是信心的信,這些年我的實(shí)驗(yàn)室一直堅(jiān)持這三個(gè)字。更多的我就不說(shuō)了,大家感興趣的可以到我的實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站去看。什么是深,什么是新,什么是信。
但是我想說(shuō)一句話(huà),就是鼓勵(lì)我的學(xué)生做一些有創(chuàng)新性的東西,就是到高年級(jí)的,你們要做一個(gè)你們自己的東西,兩年、三年畢業(yè)之后,你的師弟師妹們還能記住你們,實(shí)驗(yàn)室有過(guò)這么一個(gè)人,否則要不然畢業(yè)以后就沒(méi)了。我的實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生,基本上三年以后,就要想自己做一個(gè)什么事情,畢業(yè)之后,師妹能一直記著他(全場(chǎng)笑)。
所以很多這種非常好的例子。但是怎么樣做一個(gè)新的東西,確實(shí)每個(gè)人都想做,不光是老師,學(xué)生也想做一些新的東西,因?yàn)樵?jīng)有同學(xué)給我發(fā)郵件,匿名,說(shuō)席老師你能告訴怎么能夠做成一篇很好的文章,我說(shuō)你是誰(shuí)啊,就沒(méi)有回音了。實(shí)際上大家都想做新東西,但是怎么樣做新的東西,你發(fā)現(xiàn)你想做的東西基本上都在幾十年前就有人做了,都有別人做過(guò)的痕跡。
所以我講要以深來(lái)做優(yōu)勢(shì),這個(gè)實(shí)驗(yàn)室留下來(lái)的一些難啃的骨頭,就是師兄師姐沒(méi)有做完的研究,你可以它拾起來(lái),往深處去挖,我相信就會(huì)有新的東西出現(xiàn),你挖的越深,這個(gè)結(jié)果越好,越可信,這就是我對(duì)深新信的非常簡(jiǎn)單的一個(gè)說(shuō)明。如果大家感興趣,請(qǐng)瀏覽我實(shí)驗(yàn)室的主頁(yè)。
余金權(quán):就是離開(kāi)課題組,十幾年以后,你的師弟師妹還能記得你,光長(zhǎng)得帥還不夠,關(guān)鍵是要做到這三個(gè)字。馬老師有什么補(bǔ)充?
馬大為:我對(duì)自己的專(zhuān)長(zhǎng),要么做合成,要么做藥化,其實(shí)我們的目標(biāo)性都是很強(qiáng)的,選了分子肯定是要這么做的。從這一點(diǎn)來(lái)講,做的標(biāo)準(zhǔn)要高,比如選定一個(gè)分子,肯定要自己想一想這條路線(xiàn)做的比別人更好,更有深度,或者是在反應(yīng)方法學(xué)上有什么突破。
有時(shí)候自己想不出來(lái)的,干脆讓學(xué)生去想,現(xiàn)在很多學(xué)生進(jìn)入我的實(shí)驗(yàn)室以后,我不會(huì)馬上讓他做什么實(shí)驗(yàn),我會(huì)給他一個(gè)分子,讓他幫助設(shè)計(jì)路線(xiàn),很多時(shí)候他們進(jìn)來(lái)能夠設(shè)計(jì)的比我還要好的東西,他設(shè)計(jì)出比較好的,那就讓他去做了,他設(shè)計(jì)不出比我好的,就讓他聽(tīng)我去做。這是對(duì)于合成的人來(lái)講。
方法學(xué)的話(huà),我對(duì)于企業(yè)特別是工業(yè)界接觸比較多,雖然我清清楚楚地知道他們需要什么樣的東西,但是我也不能漫無(wú)邊際的什么都去做,如果一旦有突破的話(huà),顯然會(huì)給這個(gè)行業(yè)帶來(lái)很大的變革,帶來(lái)一些變化的東西,所以我就盯著這些重要的東西,自己覺(jué)得有用的反應(yīng),把它好好的做好,大概就是這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的方式。
余金權(quán):接下我來(lái)問(wèn)一個(gè)稍微輕松一點(diǎn)的話(huà)題。很多人說(shuō)有機(jī)化學(xué)家就是搬磚工,去約會(huì)沒(méi)面子,聽(tīng)起來(lái)不行。我們搬的不是磚頭,是原子,其實(shí)是很高大上的,對(duì)吧。數(shù)學(xué)家會(huì)說(shuō),北大的田剛老師說(shuō),數(shù)學(xué)家是最復(fù)雜的藝術(shù)家,最高級(jí)別的藝術(shù)家,我相信他是對(duì)的,只是我也不太懂。
生物學(xué)家,你問(wèn)饒毅,他就我們是拯救人類(lèi),但是我們有機(jī)化學(xué)家好像什么都沾不上,就是搬磚工,所以想讓三位老師給我們出點(diǎn)主意,其實(shí)很多人也認(rèn)為有機(jī)化學(xué)也是一門(mén)藝術(shù),是一門(mén)更加美麗的藝術(shù),你們?cè)趺纯矗懿荒芙o我們這些年輕人提供一點(diǎn)信心?
馮小明:我認(rèn)為有機(jī)化學(xué)是很好的藝術(shù),因?yàn)閺姆肿釉O(shè)計(jì)合成,這是要?jiǎng)幽X的,要涉及到很多的思想,包括一個(gè)分子合成以后去分析,這就是典型的藝術(shù),不但要設(shè)計(jì)出來(lái)原子經(jīng)濟(jì)性、步驟經(jīng)濟(jì)性、綠色、可用,還要考慮它能不能把所有的原子百分之百的裝到這個(gè)目標(biāo)分子里面去,從原子積極性各方面去考慮,實(shí)際上是一個(gè)藝術(shù)家想畫(huà)一幅畫(huà),要考慮結(jié)構(gòu)的美觀性,都要考慮,所以我認(rèn)為有機(jī)化學(xué)家不是簡(jiǎn)單的搬磚工,而是具有高深藝術(shù)造詣的藝術(shù)家。
馬大為:現(xiàn)在這個(gè)社會(huì)還有包括我們的同行,其實(shí)對(duì)有機(jī)化學(xué)還是有些誤解,就像剛才余老師講的,我們的化學(xué)也就是一百多年的歷史。實(shí)際上你要真正去看看這個(gè)行業(yè),你吃的、穿的、用的,包括坐的椅子,都是靠有機(jī)化學(xué)造出來(lái)的。真正在制造過(guò)程中,我們實(shí)際上還有很多的問(wèn)題都沒(méi)有解決,這是我剛才講的怎么用一個(gè)比較高的效率把它做的更好,也不產(chǎn)生很多污染,這實(shí)際上本身就對(duì)有機(jī)化學(xué)提出非常多的問(wèn)題,這些問(wèn)題可以說(shuō)在未來(lái)多少年也都解決不了,只能慢慢去解決這些問(wèn)題。
有機(jī)化學(xué)之所以給人的一個(gè)印象,好像是現(xiàn)在已經(jīng)可以滲透到任何一個(gè)學(xué)科,比如做藥,到現(xiàn)在為止大概70%幾的藥還是小分子化合物,這些都是有機(jī)化學(xué)家合成出來(lái)的。只不過(guò)有機(jī)化學(xué)家被人片面的認(rèn)為是做藥的,實(shí)際上這些人就是搞有機(jī)合成的。就像剛才馮老師講,一旦這些化合物有效以后、有用以后,怎么能夠把它很漂亮的合成出來(lái),就是價(jià)格弄的很低,又不污染環(huán)境,質(zhì)量又好,這本身就是一個(gè)非常大的藝術(shù),可以說(shuō)比很多做雕塑的,畫(huà)畫(huà)的難多了。
這是可以吃、可以用的一個(gè)藝術(shù),所以我覺(jué)得這個(gè)學(xué)科是非常有魅力的,大家應(yīng)該去好好做的一個(gè)東西。我們現(xiàn)在無(wú)非就是給人家一個(gè)印象,好像你們是生產(chǎn)了很多東西,但是又產(chǎn)生很多污染。但是大家沒(méi)有想到,產(chǎn)生污染是因?yàn)槲覀冇袡C(jī)化學(xué)還沒(méi)有做好,如果做好的話(huà),可能污染就會(huì)少很多,這是我們將來(lái)要做的東西。
席振峰:合成是一門(mén)藝術(shù),大家經(jīng)常談到,剛才兩位老師的報(bào)告和兩位老師的工作,對(duì)這句話(huà)有非常好的詮釋。我自己的理解,就是靈感加實(shí)踐的完美結(jié)合,構(gòu)成了有機(jī)化學(xué),這是最根本的含義。
余金權(quán):我覺(jué)得關(guān)鍵是席老師說(shuō)的靈感,靈感就是我們搞化學(xué)最重要的東西,但是靈感正好是藝術(shù)的生命,所以我們可以理直氣壯的說(shuō)我們有機(jī)化學(xué)家也是藝術(shù)家(大家鼓掌)。
接下來(lái)我再問(wèn)一個(gè)比較嚴(yán)肅的課題,在座的三位老師是著名的科學(xué)家,甚至更重要的是教育家。因?yàn)槟銈兣囵B(yǎng)了很多學(xué)生,培養(yǎng)了很多學(xué)生,科研和教育都要花很多時(shí)間,你們?cè)趺磥?lái)平衡。因?yàn)榭蒲泻徒逃瑫r(shí)間肯定會(huì)有競(jìng)爭(zhēng)的,你們?cè)趺雌胶猓銈儗?duì)這兩個(gè)方面怎么看,因?yàn)橛行├蠋煏?huì)因?yàn)榭蒲袎毫Υ蠖韬隽私逃行┤藭?huì)全面注重教育,可能就會(huì)注重實(shí)驗(yàn)室少一點(diǎn),你們?cè)趺雌胶猓?/span>
馮小明:實(shí)際上我認(rèn)為這是互相促進(jìn)的,因?yàn)槲液芟矚g上本科生的課,一是我覺(jué)得本科生他們年齡小,年輕,和他們?cè)谝黄穑覜](méi)感覺(jué)到我老,讓我覺(jué)得有活力,很年輕。二是本科生我培養(yǎng)好了,對(duì)我后面的研究工作有幫助。因?yàn)楸究粕歉哔|(zhì)量的,后面研究生我?guī)饋?lái)就省心,如果他什么都沒(méi)學(xué)到,到了研究生我還得從基礎(chǔ)培養(yǎng),這是連貫的。
所以我認(rèn)為,我首先還得要重心在本科生的培養(yǎng),我要把他培養(yǎng)成高質(zhì)量,后面我指導(dǎo)研究生的時(shí)候會(huì)省很多時(shí)間,并且讓他們變成高質(zhì)量。所以這個(gè)沒(méi)有矛盾,并且讓我像剛才說(shuō)的心態(tài)永遠(yuǎn)年輕。
馬大為:我想我還是教了很多研究生的課,同時(shí)我們自己組里還有學(xué)校有各種各樣的報(bào)告,一般來(lái)講你去做報(bào)告肯定要聽(tīng)得懂,要有問(wèn)題,包括你在自己給學(xué)生上課的時(shí)候,就像剛才丁總講的,你自己都沒(méi)搞懂,你給別人講的時(shí)候心里肯定要打嘀咕。特別是給研究生講的很多都是新的東西,而不是說(shuō)一些書(shū)本上的東西,這樣的話(huà)你真正去教課的時(shí)候,還是要讓你有很大的機(jī)會(huì)去梳理,這樣整個(gè)領(lǐng)域還有一些什么問(wèn)題,演化的過(guò)程是什么,只有這樣才能把課教好,包括我們每次做報(bào)告。
做報(bào)告之前要想象你針對(duì)的對(duì)象是誰(shuí),能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的幾分鐘來(lái)告訴別人什么樣的一個(gè)故事,讓別人有一個(gè)收獲,所以這實(shí)際上本身對(duì)老師來(lái)講就是要求很?chē)?yán),要求有一個(gè)思路的梳理,你自己反思的一個(gè)過(guò)程,所以我覺(jué)得教學(xué)和科研并沒(méi)有太大的矛盾,是相輔相成的東西。
余金權(quán):我們非常想聽(tīng)聽(tīng)席老師的看法,因?yàn)槟惝吘菇痰氖潜贝蟮奶熘溩樱阍趺雌胶饨逃涂蒲校?/span>
席振峰:這個(gè)問(wèn)題是大家經(jīng)常討論的,大家經(jīng)常會(huì)問(wèn)科研重要還是教育重要?實(shí)際上這個(gè)問(wèn)題在不同的年代,十年前、二十年前和現(xiàn)在,大家的認(rèn)識(shí)不一樣,當(dāng)老師每個(gè)年齡段也不一樣。但是我非常贊同剛才兩位老師的意見(jiàn),教學(xué)和科研是相輔相成的關(guān)系,或者是一種統(tǒng)一的關(guān)系。教學(xué)可能會(huì)占用時(shí)間,就沒(méi)有那么多時(shí)間做科研了,這個(gè)時(shí)候就要求老師,尤其是高校的老師,在教學(xué)方面一定要良心的工作。
過(guò)去我們?cè)诠苓@個(gè)事情的時(shí)候,就提出來(lái),高校的老師教書(shū)育人是你的天職,那是你的第一要?jiǎng)?wù),如果我們把科研作為第一,教學(xué)放在第二,就是一個(gè)不稱(chēng)職的老師。即使你做科研,科研的根本目的還是為了培養(yǎng)學(xué)生,所以我認(rèn)為作為一個(gè)高校的老師,如果不在教學(xué)的第一線(xiàn),不把精力用在教書(shū)育人方面,就是不稱(chēng)職的老師,這是我自己的觀點(diǎn)。
余金權(quán):非常感謝,看來(lái)把北大的學(xué)生交給你我們還是很放心的。最后一個(gè)問(wèn)題,各位老師目前研究的重點(diǎn)是什么?未來(lái)五年你們的研究計(jì)劃大概是什么樣的,因?yàn)槟銈円呀?jīng)獲得了重要的突破,特別是你們兩位,今后五年的計(jì)劃是什么?
馮小明:今后五年,我想一個(gè)是研究計(jì)劃、研究工作取得一些新的突破,再就是人的培養(yǎng),我希望在研究工作中繼續(xù)把別人一直啃不動(dòng)的骨頭解決掉。
余金權(quán):舉一些例子,哪些骨頭啃不動(dòng)。
馮小明:比如現(xiàn)在簡(jiǎn)單的氟化反應(yīng)、鋰、銹、碘都能做,我現(xiàn)在就是氟化反應(yīng)做不了。如果可能的話(huà),我能不能找一個(gè)催化劑,用最方便的方法最簡(jiǎn)單的條件,像催化劑把這類(lèi)的硬骨頭解決幾個(gè)。二是培養(yǎng)一些真正優(yōu)秀的學(xué)生,在將來(lái)的中國(guó)化學(xué)里面起到促進(jìn)和推動(dòng)作用。再有就是我們這些催化劑和合成的新化合物,變成真正的大眾產(chǎn)品。大概就是這幾個(gè)問(wèn)題。
余金權(quán):祝你好運(yùn),馬老師。
馬大為:我剛才講這個(gè)報(bào)告的時(shí)候,你們也應(yīng)該能看出來(lái),催化領(lǐng)域,我們草酰二胺已經(jīng)是第二代催化劑了,效率比第一代顯然要高很多,但是真正在工業(yè)用的時(shí)候,還是感覺(jué)到可以再提高一點(diǎn)效率,所以我們現(xiàn)在有一個(gè)項(xiàng)目是準(zhǔn)備再做第三代。
當(dāng)然只是你覺(jué)得有這個(gè)可能,但是還不知道能不能成的事兒,但是這個(gè)事情有突破以后,絕對(duì)是在工業(yè)上可以找到很多的產(chǎn)品,可以把它變成一個(gè)更綠色的合成,我覺(jué)得這是一個(gè)很好的項(xiàng)目。從天然產(chǎn)物合成上,我們就找一些活性比較好的,希望把它的機(jī)理搞清楚,在化學(xué)生物學(xué)和醫(yī)藥上做一點(diǎn)。
另外,我們也花了很多功夫在做什么事兒呢?因?yàn)閲?guó)內(nèi)在制藥方面我覺(jué)得是非常好的,以后是黃金十年,非常非常多的投資,包括丁總這種投資家,如果真正要做一個(gè)有機(jī)化學(xué)的課題,人家給你幾百萬(wàn)就可以。
如果你做一個(gè)什么藥,五千萬(wàn)、一個(gè)億都能夠拿得到,其實(shí)我們做合成的人,有那么高的水平把分子做出來(lái),實(shí)際上找一個(gè)團(tuán)隊(duì),把高生物的人合作在一塊兒,顯然你就能創(chuàng)造一些新的分子,這個(gè)新的分子就可以通過(guò)他們的投資就可以做出來(lái)一些藥,我絕對(duì)相信以后中國(guó)十年內(nèi)絕對(duì)有在世界上有影響力的新化合物出來(lái),我想這需要一大批人去努力。當(dāng)然這個(gè)努力大部分人最后是失敗的,但是如果你不做的話(huà),不往這個(gè)方向上做一步,我覺(jué)得我們就有負(fù)這個(gè)時(shí)代。
余金權(quán):我非常同意馬老師的看法,今后的十年可能是黃金十年,中國(guó)可能會(huì)冒出很多很多真正的藥神,不是電影里的藥神。國(guó)際上真正有影響力的藥,我也非常看好。席老師我知道你的看法,但是大伙不知道,來(lái)和我們分享一下。
席振峰:我先問(wèn)大家一個(gè)問(wèn)題,大家說(shuō)空氣里的主要成份是什么。
觀眾回答:氮?dú)狻?/span>
席振峰:剛才兩位的老師的報(bào)告里談到的分子里面,除了碳以外,最多的一個(gè)就是氮。他們那些分子里面的氮都是從哪來(lái)的,合成氨的NH3做出來(lái)的,NH3是工業(yè)合成氨做的。 工業(yè)合成氨可以說(shuō)是人類(lèi)在科學(xué)技術(shù)方面非常非常大的一個(gè)貢獻(xiàn),因?yàn)樗彩呛芎玫慕鉀Q了人類(lèi)農(nóng)業(yè)肥料的問(wèn)題,如果沒(méi)有合成氨,世界上一半的人是要餓死的,就沒(méi)有這么多糧食。
但是要生產(chǎn)氨出來(lái),基本上要占全球能耗的2%,大家能不能想象出來(lái),全球能耗的2%是用在合成氨,這里面包括制氫的東西,合成氨做出來(lái)之后有差不多70、80%會(huì)做肥料,剩下的用來(lái)合成他們兩位老師的含氮的有機(jī)合成物。
那我接下來(lái)的一個(gè)夢(mèng)想,實(shí)際上我已經(jīng)開(kāi)始做了,就是想把空氣中的氮?dú)庵苯幼龀伤麄兡切┓肿永锩娴牡唤?jīng)過(guò)氨,直接把空氣里的氮?dú)饣蛘叩雍吞冀Y(jié)合在一起,形成有機(jī)化合物的基礎(chǔ),這是我的夢(mèng)想。
余金權(quán):偉大的夢(mèng)想。這個(gè)已經(jīng)比較接近我剛才講的,根本沒(méi)有希望(全場(chǎng)大笑),這才是好課題,這是最好的課題。一個(gè)沒(méi)有希望的課題,我認(rèn)為是最好的課題。我和老師的對(duì)話(huà)環(huán)節(jié)就到此告一段落,下面就請(qǐng)臺(tái)下的觀眾向三位嘉賓提問(wèn)題。
觀眾互動(dòng)環(huán)節(jié)
觀眾提問(wèn):非常感謝各位老師的報(bào)告,現(xiàn)在的化學(xué)就是合成和分析,計(jì)算機(jī)的發(fā)展給分析帶來(lái)很大變革。人工智能會(huì)不會(huì)給有機(jī)合成帶來(lái)變革?
馬大為:你這個(gè)問(wèn)題問(wèn)的很好,去年AlphaGO出來(lái)以后記者都來(lái)找我,說(shuō)要聽(tīng)聽(tīng)我的看法。我當(dāng)時(shí)是這樣回答的,我覺(jué)得AlphaGO對(duì)一般的有機(jī)合成的人是有用的,因?yàn)榭赡鼙饶阆氲母睿O(shè)計(jì)的更好,特別是做藥化的,你們杰出校友李革就一直在推崇用計(jì)算來(lái)設(shè)計(jì)合成路線(xiàn)。但是這樣的路線(xiàn)因?yàn)樗幓穆肪€(xiàn)基本上都是很路線(xiàn)化的東西,所以對(duì)他來(lái)說(shuō)很快。
他招一個(gè)本科生可能不懂,AlphaGO給他/她設(shè)計(jì)一個(gè)路線(xiàn),他就跟著這個(gè)路線(xiàn)走就行了。但是對(duì)于專(zhuān)業(yè)的人來(lái)講也不是沒(méi)有幫助,也有幫助,比如我自己寫(xiě)出十條路線(xiàn),AlphaGO有可能給你寫(xiě)出100條路線(xiàn)。但是100條路線(xiàn)中,哪些可行性好,哪些最優(yōu)秀,可能要我們?nèi)?chuàng)造,要我們?nèi)ヅ袛唷?/span>
第二個(gè),AlphaGO只是用一些完全一致的反應(yīng),你灌輸了他很多一致的反應(yīng)后,他給你做一個(gè)排列組合,用這樣一種方式來(lái)做的。我自己深有體會(huì)的,假如沒(méi)有一致反應(yīng)的時(shí)候,你可以從結(jié)構(gòu)上看出來(lái),假如有這樣一個(gè)斷鍵方式的話(huà),完全就有可能整個(gè)改變分子合成的效率,這樣完全是新的反應(yīng)。這個(gè)AlphaGO可能不太容易想出來(lái),但是對(duì)做有機(jī)的人會(huì)是一個(gè)很好的思路。總結(jié)來(lái)講,它肯定是有幫助的,但是沒(méi)有辦法替代真正專(zhuān)業(yè)的人的。
余金權(quán):我從不同的角度來(lái)解釋一下你的回答,我覺(jué)得他好像是在說(shuō)AI不是替代人,而是輔助人。幫助我們?nèi)?chuàng)造,從他的回答里面我是這樣理解的。
席振峰:這也是現(xiàn)在我們教學(xué)觀念的改變,過(guò)去我們教給學(xué)生主要是傳授知識(shí),我覺(jué)得接下來(lái)我們更多的是教給學(xué)生怎么創(chuàng)造知識(shí)。因?yàn)閭魇谥R(shí)的能力將來(lái)AI都可以做到,但是AI要想代替人類(lèi)去創(chuàng)造知識(shí),當(dāng)然它也會(huì)慢慢的自己去學(xué)習(xí)、創(chuàng)造,但那可能是更遙遠(yuǎn)的將來(lái),但是至少在我們能夠看得到的一段時(shí)間內(nèi)。那些不太需要有創(chuàng)造能力的,不需要有創(chuàng)新能力或者靈感的事情,可能就會(huì)被AI替代,這可能也是將來(lái)同學(xué)們需要掌握創(chuàng)造創(chuàng)新能力更重要的一方面。
觀眾提問(wèn):非常感謝幾位老師的精彩報(bào)告,我是來(lái)自藥學(xué)院的也是做化學(xué),我們也接觸了很多生物方面。但是感覺(jué)生物課題如火如荼,感覺(jué)這個(gè)世紀(jì)就是生物的世紀(jì),就是生物的天下。人家的確有很多先進(jìn)之處,生物老師講課的時(shí)候非常有激情,他們整天都在想著用新技術(shù)、用新手段,技術(shù)更新特別快,擁抱新科技的態(tài)度就像打了雞血一樣,特別有激情,并且學(xué)習(xí)態(tài)度特別強(qiáng)。但是對(duì)于化學(xué)來(lái)說(shuō),我感覺(jué)擁抱科技、擁抱新技術(shù),我們現(xiàn)在可能跟一百年前沒(méi)有太大區(qū)別。
說(shuō)到AlphaGO,我首先感覺(jué)它只是一個(gè)機(jī)器,它有弊端,我們首先想到的是它的弊端,而不是想到它的優(yōu)點(diǎn),我們實(shí)驗(yàn)室買(mǎi)了一個(gè),先輔助我們?cè)O(shè)計(jì)。我感覺(jué)化學(xué)特別保守,這樣下去我感覺(jué)有機(jī)化學(xué)可能不是那么景氣。首先我們鼓與吹,在吸引新鮮血液加入方面不如生物學(xué)家會(huì)吹。
但是我們擁抱新科技、擁抱新技術(shù),的確做的不太好,感覺(jué)我們對(duì)新事物的積極澎湃的激情還是缺乏,我也做了一些合成課題,作為一個(gè)學(xué)生我也特別迷茫,我將來(lái)干什么,化學(xué)需要我嗎,我能做些什么?總之是邊干邊迷茫,今天聽(tīng)了幾位老師的演講,還是打了一點(diǎn)雞血。我的問(wèn)題就是我們對(duì)于新技術(shù)的結(jié)合,包括計(jì)算機(jī)、顯微鏡等各種新技術(shù)的擁抱還是不多。
余金權(quán):首先這不是一個(gè)問(wèn)題,這是批評(píng)。我非常理解你的感受,就像我剛剛說(shuō)的,有機(jī)化學(xué)這個(gè)學(xué)科就是這樣,給人感覺(jué)就像搬磚工,每天的工作是非常枯燥的。當(dāng)時(shí)馬大為發(fā)現(xiàn)氨基酸這個(gè)反應(yīng)是1998年,當(dāng)時(shí)沒(méi)有人關(guān)注,沒(méi)有人覺(jué)得這個(gè)很重要。
不像基因測(cè)序發(fā)明,當(dāng)天就新聞爆炸,人民日?qǐng)?bào)都可以登。但是你發(fā)現(xiàn)有一個(gè)“但是”,有機(jī)化學(xué)是創(chuàng)造新物質(zhì),是淵源流長(zhǎng),是涓涓細(xì)流。可以一百年、兩百年去影響這個(gè)世紀(jì)。你可能覺(jué)得我在鼓吹,像做生物的人一樣,不是這樣。
我給你舉個(gè)例子,1925年有一個(gè)最著名的反應(yīng),叫Staudinger反應(yīng),是Staudinger發(fā)明的,但Staudinger其實(shí)是個(gè)高分子方面的化學(xué)家。他得了諾貝爾獎(jiǎng)是因?yàn)樗诟叻肿臃矫娴慕?shù),但是Staudinger反應(yīng)在80年以后在劍橋被我的同事用來(lái)發(fā)明基因測(cè)序,所以你可能聽(tīng)華大基因測(cè)序。
你可能聽(tīng)到饒毅等很多人做基因測(cè)序做的非常好,還有人做研究生物,但是你知不知道基因測(cè)序最根本的技術(shù)發(fā)明是一個(gè)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)—Staudinger反應(yīng)。沒(méi)有Staudinger反應(yīng)就沒(méi)有現(xiàn)代基因測(cè)序的革命。核心是Staudinger反應(yīng),這是一個(gè)例子。
不知道這個(gè)對(duì)你有沒(méi)有幫助,但是你做Staudinger反應(yīng)的時(shí)候可能會(huì)覺(jué)得無(wú)聊,沒(méi)什么意思。但這就是你要付出的代價(jià),因?yàn)橛袡C(jī)化學(xué)不是當(dāng)天就會(huì)出名,當(dāng)天就會(huì)覺(jué)得很有意思。它是默默無(wú)聞的貢獻(xiàn),其實(shí)我跟謝曉亮也有很多交流,我們做化學(xué)的其實(shí)很多是工具,為他人作嫁衣。但是這個(gè)沒(méi)有關(guān)系,我知道有很多生物學(xué)家說(shuō)過(guò),本世紀(jì)是生物的世紀(jì)。
因?yàn)楹芏嘀卮蟮目茖W(xué)問(wèn)題都是生物,但是你仔細(xì)一想,解決這些生物的問(wèn)題都需要化學(xué),比如你剛剛說(shuō)的電鏡,電鏡非常重要的一部分是化學(xué)。因?yàn)楫?dāng)時(shí)做電鏡的早期都在化學(xué)系,研究分子。因?yàn)槿绻麤](méi)有對(duì)分子和化學(xué)的理解,是不可能做電鏡去做測(cè)序分子結(jié)構(gòu)的。所以我覺(jué)得你看問(wèn)題要從不同的角度去看。
當(dāng)然,你做的東西可能不一定會(huì)當(dāng)天就爆發(fā)性的震撼全世界,像氨基酸,雙氮氧。我相信在做得老師都會(huì)經(jīng)歷很多的寂寞,今天你們都沒(méi)有講這個(gè)事情。你們都講堅(jiān)持,其實(shí)我覺(jué)得還有一點(diǎn)需要耐得住寂寞。席老師的課題你可能要做很久,可能你還要做十年、做二十年,但是你影響的是幾百年。
一旦你做成,一旦你做成了之后可能影響的是幾百年,整個(gè)地球都會(huì)為你改變,很多地球的生態(tài)就會(huì)為你改變。所以我希望我們從不同的角度去看待這個(gè)問(wèn)題。好的,我給你們擋夠了子彈了,接下來(lái)的你們自己擋。
馮小明:我覺(jué)得剛才余老師已經(jīng)說(shuō)的很好了。因?yàn)榛瘜W(xué)實(shí)際上是一個(gè)工具,化學(xué)人把很多都做完了,最后變成其他人的了,他不承認(rèn)是化學(xué)人了。所以沒(méi)有化學(xué),沒(méi)有有機(jī)合成化學(xué)。我就不可能早上從四川出發(fā),下午就在北大講話(huà)。為什么?
因?yàn)闆](méi)有有機(jī)化學(xué),就不可能有橡膠,就不可能有飛機(jī)輪胎,沒(méi)有飛機(jī)輪胎。大家想一想,飛機(jī)能起飛嗎?所以最典型的就是交通方便,我們能夠走得那么快,實(shí)際上就是有機(jī)化學(xué)的功勞。
馬大為:子彈我覺(jué)得還是接一點(diǎn),我覺(jué)得確實(shí)你講的對(duì),有機(jī)化學(xué)對(duì)新技術(shù)的接受上確實(shí)稍微慢了一點(diǎn)。不像生物,有一些技術(shù)的變化以后,就可以做出很多東西。但其實(shí)你仔細(xì)把時(shí)間拉的長(zhǎng)一點(diǎn),我們做學(xué)生的時(shí)候,那時(shí)候電腦技術(shù)也不行,絕對(duì)不可能做現(xiàn)在這么復(fù)雜的分子。現(xiàn)在已經(jīng)很好的不到幾個(gè)毫克,就可以做出很漂亮的譜圖。現(xiàn)在做天然產(chǎn)物分離的人,可以做出很多不同的產(chǎn)物,主要就是技術(shù)上可以,我們做合成的人好像整天瓶子搖一搖。
我們也有一些比較先進(jìn)的東西,我們并沒(méi)有引進(jìn)。但是在這一點(diǎn)上,工業(yè)界做得比實(shí)驗(yàn)室更快,有很多已經(jīng)應(yīng)用的很多了。我在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常提倡大家做新東西,但是學(xué)生好像不是太喜歡做新東西,我覺(jué)得這個(gè)其實(shí)要相輔相成,學(xué)生也要改變一點(diǎn),這是一個(gè)問(wèn)題。
另外一個(gè),也是談到化學(xué)和生物的關(guān)系。我不否認(rèn),將來(lái)特別是在制藥方面,因?yàn)樯锟隙ㄆ鸬胶苤匾淖饔谩R驗(yàn)楝F(xiàn)在做藥的都很清楚,化合物總會(huì)能找得出來(lái),但是靶點(diǎn)不對(duì)的話(huà),最后這個(gè)藥肯定死掉的。生物學(xué)家對(duì)靶點(diǎn)的了解,對(duì)生物的機(jī)理了解非常清楚。但是化學(xué)確確實(shí)實(shí)在這個(gè)過(guò)程中你是創(chuàng)造分子,分子能夠成藥的是化合物。
所以你在這里面也是能夠起到很大的作用,大家不要去自卑,說(shuō)我沒(méi)有什么。但是每個(gè)人在這個(gè)過(guò)程中,你能夠做出貢獻(xiàn),已經(jīng)很不錯(cuò)了。就像做研究,一個(gè)課題組里不可能每個(gè)人都做出很大的成果,也不可能每個(gè)人將來(lái)在北大畢業(yè)以后都去做一個(gè)教授。但是在這個(gè)地方,一點(diǎn)點(diǎn)工作,認(rèn)真的工作,對(duì)課題做出很大貢獻(xiàn),你自己的能力得到很多的提高,也許你將來(lái)不是教授但是能在一個(gè)研發(fā)性的公司里也能發(fā)揮很大的作用。所以大家沒(méi)必要一開(kāi)始把目標(biāo)定的很高,你就把自己眼前的事做的很好,你自然而然會(huì)有一些飛躍的東西。
席振峰:我接著馬老師說(shuō)話(huà),大概幾年前,饒毅老師說(shuō)過(guò),他是深科的院長(zhǎng)的時(shí)候,有一次到化學(xué)系來(lái)作報(bào)告。饒毅老師講的題目就是愛(ài)和恨都離不開(kāi)化學(xué),所以你要有自信。
余金權(quán):結(jié)束這個(gè)話(huà)題以前,我也送你一個(gè)禮物。下次如果你再聽(tīng)到生物學(xué)他們說(shuō)技術(shù)很重要,你問(wèn)他一個(gè)問(wèn)題,比如說(shuō)基因編輯這個(gè)很重要,很多人用。你問(wèn)問(wèn)他基因編輯的基本原理能不能畫(huà)在黑板上,你讓他畫(huà)給你看看。這個(gè)最基本的原理完全是化學(xué)家在80年代發(fā)明的,是早期的技術(shù)。
只不過(guò)是化學(xué)做出來(lái)的技術(shù)天然沒(méi)有那么高效,但是這個(gè)基本的原理,這個(gè)idea,怎么進(jìn)行分子的識(shí)別,怎么切DNA,都是化學(xué)家已經(jīng)做了很多杰出的工作。這個(gè)基本的原理都是由化學(xué)家奠定的,特別是它的機(jī)理。所以下次他如果再跟你說(shuō)的話(huà),你就問(wèn)問(wèn)他怎么工作的,機(jī)理是什么,當(dāng)然他畫(huà)不出來(lái)的。你馬上就可以畫(huà)給他看,這樣你就很自豪。接下來(lái)問(wèn)第二個(gè)問(wèn)題。
觀眾提問(wèn):謝謝老師給我這個(gè)機(jī)會(huì)問(wèn)問(wèn)題。我是中國(guó)科學(xué)院研一的學(xué)生,我今天來(lái)到這里就是我很喜歡化學(xué)。但是作為研一的學(xué)生,你很喜歡這個(gè)學(xué)科,你很想為他做貢獻(xiàn),但是你只有三年,就是你要做貢獻(xiàn)做一個(gè)選擇,還是說(shuō)要啃一個(gè)難啃的骨頭,要專(zhuān)門(mén)啃它。但是我的問(wèn)題就是我要就業(yè),我要為我人生負(fù)責(zé),所以我就必須想要發(fā)文章還是怎么樣。所以這個(gè)問(wèn)題有很多,像我們這樣研一的學(xué)生很關(guān)注這個(gè)問(wèn)題。
馮小明:這個(gè)同學(xué)問(wèn)的問(wèn)題是研究生里面很普遍的問(wèn)題,也是我們老師要考慮的一個(gè)問(wèn)題。因?yàn)橥瑢W(xué)要畢業(yè),尤其是像除了北大清華還有中國(guó)科學(xué)院好像不要求有論文,但是很多高校都要求。這種情況,剛才席老師前面已經(jīng)給大家講的很好的回答。一二年級(jí)做什么,三年級(jí)的時(shí)候一定要給大家留一個(gè)什么。他實(shí)際上就是課題,是前面師兄師姐留下來(lái)的東西,你先在那里面,一個(gè)是在這里面經(jīng)過(guò)訓(xùn)練,學(xué)到知識(shí),學(xué)會(huì)怎么創(chuàng)造知識(shí),然后提升自己的信心。然后有信心的時(shí)候,再給下面留一個(gè)似骨頭型的東西,你又解決了一部分的問(wèn)題,然后讓師弟師妹們繼續(xù)啃,不知道有沒(méi)有理解席老師的意思。
席振峰:我知道很多學(xué)生都關(guān)心這個(gè),但這中間的平衡度非常難把握的。如果定位一個(gè)老師的夢(mèng)想,老師的初心讓你們?nèi)プ觥1热珩T老師這樣想做一個(gè)非常難的東西,交給你們學(xué)生去做。可能就會(huì)很難,因?yàn)槟銈円厴I(yè),要找工作,這個(gè)平衡非常難把握。但是在這個(gè)過(guò)程中是老師的責(zé)任去把握平衡,同學(xué)沒(méi)有這個(gè)責(zé)任去把握平衡。
同學(xué)在這段時(shí)間就是要去學(xué)習(xí),從碩士和博士的角度是不一樣的。碩士先是學(xué)習(xí),接下來(lái)再研究課題,基本能了解科學(xué)研究的一些方法一些過(guò)程。接觸到一些課題能做下去,明白我在這個(gè)階段的主要目的就是學(xué)習(xí)。但是多大難度的課題這是老師要把握的。所以同學(xué)要考慮的就是怎么樣去學(xué)好,不要把這三年荒廢掉,這是我的想法。
馬大為:現(xiàn)在國(guó)外可能也有這個(gè)問(wèn)題,研究生已經(jīng)太功利化。很多是一定要在這幾年做點(diǎn)什么東西,發(fā)幾篇文章。甚至我們經(jīng)常招研究生,他自己寫(xiě)的申請(qǐng)書(shū),我畢業(yè)的時(shí)候要發(fā)2篇或者3篇文章,這種數(shù)字都在申請(qǐng)都寫(xiě)出來(lái)了。這是他心里想的計(jì)劃,我覺(jué)得研究生最關(guān)鍵的就是在這個(gè)過(guò)程中你的能力有沒(méi)有大大提高。假如說(shuō)我找一個(gè)容易的課題,比如說(shuō)師兄留下的,我就照著他的東西再做做,很簡(jiǎn)單的,沒(méi)有什么困難的,就去做了一些結(jié)果,然后能發(fā)一篇文章,我覺(jué)得這個(gè)過(guò)程中得到的訓(xùn)練是很少的,你的思路肯定沒(méi)有得到開(kāi)闊。
沒(méi)有困難對(duì)你來(lái)講并不是什么好事,因?yàn)槟阋院笤谘芯窟^(guò)程中,肯定不可能這么順,假如你碰到一些困難以后,在這里面去學(xué)會(huì)怎么解決問(wèn)題,怎么分析問(wèn)題,對(duì)你自己來(lái)講也是信心的一個(gè)考驗(yàn)。這些東西對(duì)你來(lái)講,碰到困難也好,碰到難題也好,并不是壞事。
我覺(jué)得你三年做下來(lái),并沒(méi)有任何的結(jié)果也并不是壞事,最關(guān)鍵的是在這個(gè)過(guò)程中是不是對(duì)這個(gè)領(lǐng)域了解了,對(duì)它存在的問(wèn)題了解了,對(duì)過(guò)程中需要掌握的的研究手段都掌握了。假如你有這個(gè)能力的話(huà),這個(gè)能力對(duì)你一生都很重要。包括丁總,我相信他也碰到過(guò)很多困難,假如說(shuō)他有一些邏輯思考能力,分析解決問(wèn)題的能力。
我想對(duì)他來(lái)講,做任何事都是有幫助的,所以我一再在研究所強(qiáng)調(diào)的,研究生并不一定要發(fā)表文章,這是我們到現(xiàn)在為止肯定要強(qiáng)調(diào)的,但是最關(guān)鍵的是你在這個(gè)過(guò)程中,你的研究能力、解決問(wèn)題的能力是不是得到了提高,假如你沒(méi)有得到什么很大幅的提高,我們培養(yǎng)你也是有責(zé)任的。
觀眾提問(wèn):謝謝各位老師。我想請(qǐng)教之前的一個(gè)問(wèn)題,談到化學(xué)和物理。我們今天的主題是手性的合成和催化。有兩個(gè)問(wèn)題,一個(gè)是如果我們認(rèn)為現(xiàn)在量子力學(xué)比較靠譜的話(huà),從量子力學(xué)出發(fā),從理論來(lái)講,對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)和理解這種手性有什么意義?另外一個(gè)是你們會(huì)覺(jué)得現(xiàn)在的物理需要改進(jìn)或者需要另外一種描述來(lái)更直接、更簡(jiǎn)單的幫助我們理解手性的性質(zhì)?
馮小明:說(shuō)實(shí)話(huà),你這個(gè)問(wèn)題對(duì)我來(lái)說(shuō)是有點(diǎn)高深,因?yàn)槭中浴⒀9舛际菑奈锢磉^(guò)來(lái)的,但是我們反過(guò)來(lái)從量子力學(xué)去考慮手性,還不多。因?yàn)橛袝r(shí)候物理里面考慮的手性,最近經(jīng)過(guò)幾次手性大課題的研討,實(shí)際上物理里面考慮的手性和我們化學(xué)里面考慮的手性,有時(shí)候還有具體的內(nèi)容是不一樣的。比如北大物理系講過(guò)幾次手性,他講的手性和我們講的手性有時(shí)候是有區(qū)別的,那時(shí)候給我出了一個(gè)課題,讓我去思考。我還沒(méi)有想通,就是怎么通過(guò)物理量子力學(xué)來(lái)適應(yīng),包括我本人做的手性,還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)量子力學(xué)對(duì)它的影響。
觀眾提問(wèn):我這個(gè)問(wèn)題問(wèn)席老師,您是做氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化活化的實(shí)驗(yàn)工作,這個(gè)工作難度非常大。因?yàn)楦@個(gè)相類(lèi)型的是甲烷氣的轉(zhuǎn)化還有固定二氧化碳。氮?dú)鈸?jù)我所知,目前通過(guò)弱合物,比如說(shuō)鐵的催化劑的弱合物跟氮配體進(jìn)行合成的時(shí)候,可能會(huì)形成一個(gè)“井”的結(jié)構(gòu),在“井”的基礎(chǔ)上形成其他的底物,再進(jìn)行進(jìn)一步的反應(yīng)。這是我目前在一些金屬有機(jī)雜志上看到的,不知道這兩年您有沒(méi)有什么比較不錯(cuò)的結(jié)果,因?yàn)閯偛拍矝](méi)有介紹您任何的思考和思路,可能有點(diǎn)保密的可能,能不能相對(duì)介紹一點(diǎn)。
席振峰:剛才余老師說(shuō)這是一個(gè)沒(méi)有希望的課題,但我一直對(duì)我的學(xué)生講,如果我們下定決心做這個(gè),就已經(jīng)成功一半了。我們叫做破釜沉舟,學(xué)生進(jìn)到這里面做這個(gè)項(xiàng)目,沒(méi)有別的任何項(xiàng)目可選擇,進(jìn)到我這個(gè)實(shí)驗(yàn)室就只有一個(gè),你就是做這個(gè)。如果還有別的課題去做的話(huà),學(xué)生就會(huì)慢慢轉(zhuǎn)到其他項(xiàng)目,現(xiàn)在我的實(shí)驗(yàn)室就這一個(gè)項(xiàng)目。最近一兩個(gè)月有非常好的結(jié)果,可能在明年年初有一些結(jié)果發(fā)表,希望到時(shí)候你繼續(xù)關(guān)注。
當(dāng)然因?yàn)楝F(xiàn)在固氮已經(jīng)做了很多年了,就我們現(xiàn)在的這個(gè)方法也已經(jīng)有半個(gè)多世紀(jì)了。但是一直以來(lái)固氮沒(méi)有非常大的突破,問(wèn)題在什么地方,因?yàn)楣痰傅暮诵慕Y(jié)構(gòu)是知道的。但是它旁邊的結(jié)構(gòu)是不知道的,固氮酶和氫氣到底是什么樣的機(jī)制,是不清楚的。過(guò)去這么多年,大家一直需要模擬這樣一個(gè)不清楚的東西去做研究,這是一個(gè)誤區(qū),我自己是這么想的。現(xiàn)在我是回到了最基本的,從配合物的角度,或者配合化學(xué)的基本角度做這個(gè)事情,如果你再感興趣,你也可以找我。
觀眾提問(wèn):我的問(wèn)題提給馬老師,我想問(wèn)一下全合成意義的思考。因?yàn)榻衲曛Z貝爾獎(jiǎng)化學(xué)獎(jiǎng)搬給了酶的研究,如果我們對(duì)酶的研究越來(lái)越深刻的話(huà),本身天然產(chǎn)物的合成,用天然的酶做催化劑要比人工試劑的催化劑效果要好。如果真的對(duì)酶的研究深刻到一定地步的話(huà),那全合成有沒(méi)有意義?
馬大為:很好的一個(gè)問(wèn)題,實(shí)際上我一開(kāi)始就把這個(gè)問(wèn)題拋出來(lái)了,其實(shí)現(xiàn)在大家都要去思考這個(gè)問(wèn)題。但是我想,其實(shí)你要真正去追究酶催化成功的例子也并不多。現(xiàn)在真正的是你要快速得到一個(gè)分子的話(huà),化合是最快的。特別是在藥化方面,做藥化很少用酶做什么東西。
因?yàn)槊复呋_(dá)到一個(gè)我剛才說(shuō)的非常好的程度,到生產(chǎn)的程度,實(shí)際上也是經(jīng)過(guò)大量的探索,包括菌種的改良,工業(yè)化等等各方面,都不是一帆風(fēng)順的過(guò)程。所以我覺(jué)得酶催化慢慢的就會(huì)越來(lái)越多的變成另外一個(gè)工具,就是合成的工具。你可以在化學(xué)合成中用某一步做酶催化,或者是多步去做酶催化,這將來(lái)肯定是一個(gè)發(fā)展方向。
另外,從全合成來(lái)講,你要仔細(xì)看看,我們現(xiàn)在做的合成跟30年前,甚至40年前做的合成,我覺(jué)得我們已經(jīng)有很大的進(jìn)步了。過(guò)去做一個(gè)分子都是幾十個(gè)人,做多少年才做出來(lái),但是現(xiàn)在人做以前的分子,我們也許一個(gè)學(xué)生做五年也就差不多了,這已經(jīng)是我們一個(gè)很大的進(jìn)步。但是這個(gè)進(jìn)步離真正的能夠?qū)嵱眠€有比較大的距離,這個(gè)是需要大家共同努力,把它做的更好。
做的更好以后,假如用十幾步做到化學(xué)合成,在工業(yè)上放大是沒(méi)有問(wèn)題的。關(guān)鍵是這個(gè)分子有沒(méi)有價(jià)值,這是天然產(chǎn)物合成要考慮的問(wèn)題,因?yàn)槟阋煌5耐诰蛩男阅埽@也是一個(gè)重要的問(wèn)題。我想總的來(lái)講,我們的變化實(shí)際上也是很大的,但是要繼續(xù)去努力。
余金權(quán):我補(bǔ)充一點(diǎn),可能有一個(gè)誤區(qū),你這個(gè)問(wèn)題里面有一個(gè)不準(zhǔn)確的地方。就是酶催化去合成天然產(chǎn)物和酶催化的某一步反應(yīng)完全是兩回事,酶可以單獨(dú)的做某一個(gè)反應(yīng)是可以的,但你要合成天然產(chǎn)物某一個(gè)反應(yīng)是不行的。通過(guò)一系列的,比如8個(gè)酶,在工程上發(fā)展8個(gè)酶來(lái)合成一個(gè)天然產(chǎn)物,這個(gè)目前還沒(méi)有達(dá)到,唯一一個(gè)最成功的例子是我的導(dǎo)師親手做的。
因?yàn)槲以趧虼髮W(xué)學(xué)的是酶催化、生物催化,這是非常經(jīng)典的一個(gè)例子、但是目前為止還沒(méi)有很多人可以突破,就是可以進(jìn)化8個(gè)酶,在一鍋里面把八步合成出來(lái),而且當(dāng)然不只是8步,里面還有很多步。所以你問(wèn)的這個(gè)問(wèn)題有一點(diǎn)概念不是重疊。應(yīng)該說(shuō)他們也還有很長(zhǎng)的路要走,做天然產(chǎn)物,所有的酶都把他分布、優(yōu)化、合成……,還差的很遠(yuǎn)。
觀眾提問(wèn):謝謝老師。我來(lái)自南開(kāi)大學(xué),我的問(wèn)題想問(wèn)一下余金權(quán)老師。因?yàn)槲乙彩莿倓偛砰_(kāi)始接觸到“碳性活化”這一塊,我想問(wèn)一下,比如說(shuō)我在合成里想要合成一個(gè)骨架。其實(shí)這個(gè)骨架在之前就有很成熟的報(bào)道了,產(chǎn)率都很高,為什么還要用不同的策略去做它呢,這個(gè)有什么意義嗎,不是特別懂。
余金權(quán):這個(gè)真的是要看具體的情況,當(dāng)然如果你只是做某一個(gè)分子,那某一個(gè)分子已經(jīng)做出來(lái),沒(méi)有必要再去做。除非另外一個(gè)策略更好,但我估計(jì)你的問(wèn)題是,另外一個(gè)策略雖然是同樣的步驟做出來(lái),但是有可能那個(gè)策略有優(yōu)點(diǎn)。就是有的策略雖然是五步做出來(lái)的,但是做一百萬(wàn)個(gè)不同的分子是不行的,因?yàn)橛行┎呗圆荒茏兊模虚g很多反應(yīng)某些步驟是有限制的,但是有些策略雖然是五步,但隱藏著很多優(yōu)勢(shì),就是說(shuō)可能每一步都可以有變化。變化就有新的結(jié)構(gòu)出來(lái),我估計(jì)是因?yàn)檫@種情況,別人才會(huì)去做新的路線(xiàn)。現(xiàn)在表面上看都是五步,也都做的很好,但有可能一條路線(xiàn)有巨大的優(yōu)勢(shì),可以做出幾萬(wàn)、幾百萬(wàn)個(gè)出來(lái)。
觀眾提問(wèn):想問(wèn)一下馮老師和馬老師,因?yàn)榍懊婺闾岬接?jì)算機(jī)在有機(jī)化學(xué)當(dāng)中的運(yùn)用,現(xiàn)在學(xué)科交叉也有很多。你們是根據(jù)它本來(lái)的機(jī)理做出改變的,還是在前人的化學(xué)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上作出改變的,是從底層機(jī)制上去,還是直接改了結(jié)構(gòu)?
馬大為:我們基本上有一點(diǎn)還是根據(jù)前人的機(jī)理,比如說(shuō)我們的那些配體,在這個(gè)過(guò)程中我們也希望能夠用計(jì)算機(jī)輔助,特別是我們也去關(guān)注過(guò)南開(kāi)陳老師他們做的酸性的東西。我還真的看過(guò),我想在里面找出來(lái)酸性的規(guī)律,是不是匹配。實(shí)際上有可能真的是一個(gè)氮?dú)涞腜KA跟它有什么關(guān)系,現(xiàn)在我們還在摸索這些方面,將來(lái)這在理論上肯定是有所借鑒的。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬,但是要積累一大堆的數(shù)據(jù)才會(huì)有可能。如果沒(méi)有一大堆數(shù)據(jù)之前,不能憑著靈感去找這個(gè)東西。
觀眾提問(wèn):我想問(wèn)一個(gè)關(guān)于未來(lái)的問(wèn)題,以我一點(diǎn)點(diǎn)有機(jī)化學(xué)一點(diǎn)小小的背景來(lái)看,有機(jī)合成化學(xué)的研究范式?jīng)]有發(fā)生特別大的改變。未來(lái)50年,請(qǐng)幾位老師能不能描述一下未來(lái)的研究范式會(huì)有怎樣的變化?
馬大為:你真的回想有機(jī)化學(xué)的歷史,過(guò)去五十年我覺(jué)得還是發(fā)生了翻天覆地的變化。盡管外界對(duì)我們的看法好像變化不大,有機(jī)化學(xué)不太喜歡去吹,其實(shí)我們有很多有活性的化合物,我們從來(lái)沒(méi)有講這個(gè)東西可以把腫瘤治好,或者把炎癥治好,實(shí)際上都有一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。但是我們做的東西都是通過(guò)演變都有可能變成一個(gè)比較重要的東西,不可能說(shuō)現(xiàn)在就預(yù)期我的東西是非常有用,而且將來(lái)有大的結(jié)果的,要不然上百萬(wàn)從業(yè)人員都有這樣一個(gè)夢(mèng)想,這樣一個(gè)預(yù)期,一定要做下來(lái),這樣很可能就出問(wèn)題。
但是經(jīng)過(guò)這么多年的積累以后,也許就像席老師覺(jué)得他做固氮沒(méi)做出來(lái),可能另外一個(gè)人偶然去弄,發(fā)現(xiàn)一個(gè)催化劑,就做出來(lái)了,通過(guò)這樣一個(gè)過(guò)程,大家不斷地去努力,我想我們會(huì)產(chǎn)生很多新的轉(zhuǎn)化過(guò)程,新的催化劑或者是新的理念,包括一些在技術(shù)上、工具上的變化。我想50年之后,再回想下來(lái),合成學(xué)分子,在工業(yè)上生產(chǎn)的分子,我覺(jué)得比現(xiàn)在來(lái)說(shuō)應(yīng)該是容易得多。
余金權(quán):你問(wèn)的是研究范式,是什么意思?
觀眾提問(wèn):就是整個(gè)研究方法或者研究思路。
余金權(quán):我補(bǔ)充一點(diǎn),我覺(jué)得可能有一點(diǎn)需要提出的。我覺(jué)得更多的趨向于多團(tuán)隊(duì)的合作,各種不同的領(lǐng)域進(jìn)行合作,這個(gè)非常重要。以前可能是一個(gè)方案一個(gè)方案的去做,但是我的團(tuán)隊(duì)有幾十個(gè)小組跟我合作,比如計(jì)算機(jī)、AI的、生物的、醫(yī)藥的,我甚至跟工業(yè)做工程的人做合作。現(xiàn)在解決問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜,我跟很多合成化學(xué)家也合作,我其實(shí)自己不懂合成,但是我也跟他們合作,我想這個(gè)可以給你一點(diǎn)幫助。下面最后一個(gè)問(wèn)題。
觀眾提問(wèn):我想問(wèn)一下各位老師對(duì)基礎(chǔ)的機(jī)理研究是怎么看待的,就比如對(duì)于氮氧,可能不同的金屬對(duì)底物有不同的選擇性。你有沒(méi)有研究不同的金屬到底有什么區(qū)別。再比如,草酰胺,我看過(guò)那個(gè)文章,我知道篩選了非常多旁邊的芳基的取代基,請(qǐng)問(wèn)它的改變到底是改變了什么而改變了活性?
馮小明:這個(gè)同學(xué)是問(wèn)機(jī)理,我們研究的很多,對(duì)它的基本性質(zhì),都要進(jìn)行很多研究,從而理解這個(gè)反應(yīng)過(guò)程,理解這個(gè)活化位點(diǎn),從而反過(guò)來(lái)指導(dǎo)我們選擇反應(yīng)以及優(yōu)化反應(yīng)條件。
馬大為:補(bǔ)充一下,我覺(jué)得這就是有機(jī)化學(xué)將來(lái)的一個(gè)方向。因?yàn)楝F(xiàn)在我們很多還是靠經(jīng)驗(yàn)做的,當(dāng)然機(jī)理是很復(fù)雜的,但是我想它的機(jī)理有可能并不一定像生物一樣那么復(fù)雜,其實(shí)回想一下,生物的機(jī)理無(wú)非就是兩個(gè)蛋白相互作用,他怎么作用的最后還是要靠化學(xué)解決,這是題外話(huà)。一旦對(duì)機(jī)理了解的比較清楚以后,你就可以反過(guò)來(lái)設(shè)計(jì)一些好的配體,然后解決某些特殊的問(wèn)題。
我想將來(lái)可能很多反應(yīng)不一定就是用一個(gè)通用的催化劑來(lái)做的,很可能就是個(gè)性化的用不同的東西,用不同的微調(diào)的東西,我們的草酰二胺仔細(xì)回想一下,它相對(duì)比較奇妙的一個(gè)地方。假如配體是可以微調(diào)這樣一個(gè)電子性能的話(huà),就可以找到一個(gè)匹配的東西,這就是我們?yōu)槭裁茨軌蚝芸煺页鰜?lái)一片每個(gè)反應(yīng)都能夠適應(yīng)的配體好的方式。所以將來(lái)你做不同反應(yīng)的時(shí)候,有可能不同的底物都有不同的配體,我覺(jué)得這是將來(lái)理論家能夠進(jìn)行實(shí)踐指導(dǎo)的東西。
余金權(quán):關(guān)于機(jī)理的問(wèn)題,我們把最后30秒給席老師。
席振峰:這是一個(gè)非常重要的問(wèn)題,我做一個(gè)廣告,北大化學(xué)學(xué)院有機(jī)化學(xué)研究所正在招聘一位組長(zhǎng),這位組長(zhǎng)的研究方向就是研究在化學(xué)過(guò)程中,舊鍵的斷裂和新鍵的形成,這就是化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的變化,它的機(jī)理。
余金權(quán):非常好,我們今天的對(duì)話(huà)環(huán)節(jié)就到此結(jié)束,首先我要感謝大家的參與,最后還是感謝三位老師給我們精彩的回答。
---END---