不久前,中國化學(xué)會(huì)舉辦“慶祝全國科技工作者日暨CCS Chemistry網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)峰會(huì)”,邀請周其林院士、江雷院士、張希院士、包信和院士圍繞“化學(xué)-主動(dòng)轉(zhuǎn)型贏得未來”主題,分享自己的科研工作和創(chuàng)新感悟。
在互動(dòng)訪談環(huán)節(jié),就化學(xué)工作者普遍關(guān)注的一些問題,如怎么看待中國目前化學(xué)研究水平,國內(nèi)的化學(xué)研究最需要在哪個(gè)領(lǐng)域突破?青年學(xué)者在現(xiàn)有科研評(píng)價(jià)體系下如何開拓思維、擴(kuò)展方向?如何看待科研中的堅(jiān)守與變通,如何克服科研道路上的困難?如何培養(yǎng)學(xué)生等等,四位院士從不同角度深入的剖析,毫無保留的暢談了個(gè)人觀點(diǎn),并給出了諸多中肯的建議。許多參會(huì)者留言稱道,四位院士的訪談令人茅塞頓開、深有收益。
巖拓氣凝膠特意整理了訪談實(shí)錄,以希能啟迪大家的思考,堅(jiān)定大家的決心,促進(jìn)新時(shí)期化學(xué)的轉(zhuǎn)型。
Q1: 如何看待中國目前的化學(xué)研究水平?中國化學(xué)如果想在世界舞臺(tái)上扮演更重要的角色,應(yīng)該在哪些領(lǐng)域進(jìn)行突破?
張希:中國的化學(xué)研究在過去40年取得了長足的進(jìn)步,從過去以跟蹤和跟蹤中有所創(chuàng)新為主,正在向并行與引領(lǐng)的方向邁進(jìn)。今天各位老師的報(bào)告從一個(gè)側(cè)面反映了我國化學(xué)研究的重要成果:周其林老師的螺環(huán)手性催化劑在不對(duì)稱加氫反應(yīng)中創(chuàng)造了催化效率世界記錄,獲得了國家自然科學(xué)一等獎(jiǎng);江雷老師從事超疏水、超親水等表面科學(xué)領(lǐng)域研究,引領(lǐng)這個(gè)領(lǐng)域世界的發(fā)展方向;包信和老師剛才講的精準(zhǔn)納米催化屬于概念性的創(chuàng)新,也是可能成為變革性的化工技術(shù)。再例如唐本忠老師的AIE聚集誘導(dǎo)發(fā)光,重塑了一個(gè)新概念,引領(lǐng)有機(jī)光電材料制備新方向,獲得了國際自然科學(xué)一等獎(jiǎng),等等,不一一枚舉??偟膩碚f,中國化學(xué)從過去的跟蹤研究,正在向并行與引領(lǐng)方向發(fā)展。
江雷:我的報(bào)告是非常符合主題的,基本回答了怎么轉(zhuǎn)型!從超浸潤引入到酶的離子、分子通道,包括手性調(diào)控,合成天然橡膠,這些事情在大自然的生命體系里都是已經(jīng)存在的。實(shí)際上轉(zhuǎn)型的最高境界就是學(xué)習(xí)自然。我們所有的化學(xué)研究,在酶的面前都是小兒科。像酶一樣能夠?qū)崿F(xiàn)高通量、100%的選擇性,而且在水環(huán)境、常溫常壓下解決問題,這是最高境界。實(shí)際上,化學(xué)轉(zhuǎn)型就是向酶逼近,這是我們需要做的。
周其林:我們過去的研究大都是在別人已經(jīng)創(chuàng)立的方向上怎么做得更好,做到超越,我們做很多課題的出發(fā)點(diǎn)都是這樣的思維。今后我們應(yīng)該轉(zhuǎn)型到做一些別人還沒有想到的事情,這是我的體會(huì)。尤其是年輕學(xué)者,在開創(chuàng)課題的時(shí)候,不要受限于現(xiàn)在別人做得怎樣,我怎么努力比他做得好。那是我們這代人過去做的,現(xiàn)在你們這代人有這樣好的基礎(chǔ)上,應(yīng)該要做一些別人沒做過的事情。
包信和:我認(rèn)為現(xiàn)在化學(xué)轉(zhuǎn)型是勢在必行,非常重要的。談轉(zhuǎn)型之前大家先要考慮到目前化學(xué)的“型”是什么。目前化學(xué)在人們的心目中,就是產(chǎn)生化學(xué)品,帶來污染、高溫高壓、帶來安全等問題?,F(xiàn)在大學(xué)中有很多學(xué)生,對(duì)化學(xué)不了解,一提到化學(xué)就覺得是有污染、有毒,還會(huì)產(chǎn)生爆炸,這也是社會(huì)上的普遍心理。所以現(xiàn)在非常迫切的事情是整個(gè)化學(xué)化工要轉(zhuǎn)型,改變我們原來的形象。轉(zhuǎn)型存在幾個(gè)方面。從科學(xué)的方面來講,首先,要把以前的生產(chǎn)化學(xué)品就一定會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品、產(chǎn)生污染的形象改變,那就是一定要精準(zhǔn)。像我剛剛提到的二甲苯,對(duì)位是需要的產(chǎn)品,而鄰位則是不需要的,是污染。所以化學(xué)未來要做到像生物一樣,目標(biāo)得到什么樣的產(chǎn)品,結(jié)果就是什么樣的產(chǎn)品,這樣就可以降低污染,這是轉(zhuǎn)型的一個(gè)重要的方面。第二,化學(xué)一直是高溫高壓的,我們應(yīng)該思考是否一定要高溫高壓,為什么生命體系中常溫常壓就可以實(shí)現(xiàn)很多物質(zhì)的合成,所以我認(rèn)為我們應(yīng)該逐步轉(zhuǎn)型到在溫和條件下實(shí)現(xiàn)反應(yīng)。第三,提到化學(xué),大家都會(huì)想到化工廠的大罐子,會(huì)爆炸、會(huì)失火,從化學(xué)構(gòu)成的角度來思考,我們是否一定需要這種大型的反應(yīng)器?,F(xiàn)在大家看到微反應(yīng)、微化工都是可以起到很好的效果,因此我想化學(xué)工程也要轉(zhuǎn)型??偟膩碚f,我認(rèn)為今天我們討論的轉(zhuǎn)型構(gòu)建未來很重要,這關(guān)系到化學(xué)未來怎么吸引人才來為化學(xué)做貢獻(xiàn)。我們不能抱怨大家不來做化學(xué)、沒有情懷抱負(fù)。而是首先我們要自身轉(zhuǎn)型,這樣才能吸引大家進(jìn)入化學(xué)領(lǐng)域。
Q2: 我國的科研評(píng)價(jià)體系也在面臨轉(zhuǎn)型。在這個(gè)過程中,國內(nèi)的青年學(xué)者如何做出更多有代表性的研究成果?怎樣才能支撐青年科學(xué)家研究方向的多樣性和新穎性?從而避免評(píng)價(jià)體系和文章發(fā)表誘導(dǎo)的同質(zhì)化,怎么才能讓大家開拓思維,而不是做一樣的東西?
包信和:近來大家都在關(guān)心這個(gè)評(píng)價(jià)體系,現(xiàn)在大家都在說反“四唯”,當(dāng)然這個(gè)是很重要,但是也要分情況來看。首先,有時(shí)候論文還是很需要,特別是基礎(chǔ)研究領(lǐng)域,年輕人坐下來,坐冷板凳,啃一些比較關(guān)鍵的基礎(chǔ)問題,然后在國際上發(fā)表文章、產(chǎn)生影響,我認(rèn)為還是很重要的。大家可能也知道,我們中國的化學(xué)在國際上還是有影響的,這個(gè)影響很大一部分來自我們中國的年輕人最近幾年在創(chuàng)新方面做了很多工作,得到了世界上的認(rèn)可。第二,當(dāng)我們有了創(chuàng)新的文章以后,接下來該怎么走?我認(rèn)為在體系轉(zhuǎn)型方面,要把這個(gè)問題解決好,那就是當(dāng)我們有了基礎(chǔ)研究突破,或者是有了關(guān)鍵問題的突破以后,如何把這些變成真正最終應(yīng)用上有突破的東西,在這個(gè)方面我們有比較大的脫節(jié),未來我們可能要在這個(gè)方面多下點(diǎn)功夫。所以我認(rèn)為現(xiàn)在我們并不是基礎(chǔ)研究的多了,文章發(fā)的多了,而是應(yīng)該多思考怎么把這些基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)到解決真正的問題當(dāng)中去,這是很重要的一個(gè)方面。
江雷:有帽子的人、帽子多的人不全是做得好的,文章多、檔次高、影響力大都是對(duì)的,不能因噎廢食。關(guān)鍵是要建立新的評(píng)價(jià)體系。我們中國科學(xué)家要忽視排名,重視科學(xué)研究的真正意義和作用。實(shí)際上,我們要做的應(yīng)該是建立起一個(gè)原創(chuàng)科學(xué)歷史發(fā)展的思維邏輯導(dǎo)圖:它的起點(diǎn)是一個(gè)研究體系從0到1的過程,是隨著時(shí)間順序的里程碑,它的終點(diǎn)是教科書引用即變成新知識(shí),另一個(gè)終點(diǎn)是應(yīng)用派生圖。所以基金委、科技部、科學(xué)院啟動(dòng)重大項(xiàng)目時(shí),應(yīng)該要求讓科學(xué)家團(tuán)隊(duì)建立這樣一個(gè)科學(xué)發(fā)展的思維邏輯導(dǎo)圖,說明項(xiàng)目、團(tuán)隊(duì)在導(dǎo)圖中的什么位置,而和文章的檔次、引用次數(shù)、h-因子、有多少帽子沒有關(guān)系。屠呦呦先生這些數(shù)字都是接近零的,仍然是發(fā)現(xiàn)了青蒿素的有效藥物組成。在啟動(dòng)重大項(xiàng)目時(shí),不要看美國人、德國人、日本人做過沒有,而是要看這個(gè)研究在相應(yīng)體系的科學(xué)歷史發(fā)展的思維邏輯導(dǎo)圖的什么位置。做到這些之后,就不用再說去“四唯”了。再說“四唯”怎么能去呢?不評(píng)優(yōu)秀青年基金,怎么提拔人才呢?就像高考不能去一樣,高分一定是高能,高能未必是高分,這是統(tǒng)計(jì)概率的說法,這些人當(dāng)中優(yōu)秀的占絕大多數(shù),不好的占少數(shù)。因此這種做法還是對(duì)的。那么如何推進(jìn)創(chuàng)新項(xiàng)目呢,就是要引導(dǎo)世界科學(xué)的評(píng)價(jià)體系,而不是去看各種排名。
周其林:我贊同江雷老師的說法,實(shí)際上,排名是給一些不太了解實(shí)際情況的學(xué)生或者外行來做參考。真正從內(nèi)行的角度如何去判斷,還是要看解決了什么問題,是理論上解決了什么問題,還是實(shí)際應(yīng)用上解決了什么問題。然后就像江雷講的,畫出一個(gè)導(dǎo)圖來,你解決的這個(gè)問題在整個(gè)科學(xué)上占一個(gè)什么地位,這個(gè)地位的判斷當(dāng)然是內(nèi)行專家來判斷。所以建議基金委應(yīng)該多依靠專家,依靠小同行,少依靠大同行。因?yàn)橐揽看笸芯蜁?huì)產(chǎn)生一個(gè)問題:例如讓我去評(píng)價(jià)非有機(jī)的領(lǐng)域,我可能也不太懂,那就得參考文章數(shù)量了。所以充分依靠專家,依靠小同行專家,他一定可以告訴你它到底解決了什么問題,解決的問題在科學(xué)進(jìn)程中占有什么地位。
張希:他們幾位講的我都很贊同。對(duì)于青年學(xué)者、青年學(xué)生來說,在起步階段,從事一些跟蹤性的研究,從解決小問題入手,都是無可厚非的。關(guān)鍵是不能習(xí)慣于這種跟蹤性的研究。通過解決小問題來學(xué)習(xí)科學(xué)研究的思維方法、研究的方法,逐漸過渡到思考大的問題,解決大的問題。
Q3:科學(xué)研究的道路一定是不平坦的,四位專家怎么看待科研中的堅(jiān)守與變通?結(jié)合您們的科研經(jīng)驗(yàn),您們覺得最難的階段、精神壓力最大的時(shí)候出現(xiàn)在什么時(shí)間?您們是如何克服這些困難,及時(shí)的調(diào)整方向或者堅(jiān)守方向的呢?
江雷:如何堅(jiān)持呢?你需要得有信心。信心是怎么來的?從我自己來講,回國以來,我的選題基本上沒有失過手,是因?yàn)槲抑馈爸钦咔?,天只一算”。生命做到的事情一定是?duì)的,因?yàn)槭菐装偃f年來進(jìn)化的結(jié)果。我們選擇的題目,比如說蜘蛛絲為什么能夠在空氣中集水,這是自然現(xiàn)象,我們雖然搞不明白,但是我們一定堅(jiān)持,并且信心十足,因?yàn)樽匀唤缫呀?jīng)做出來了。我們是一個(gè)學(xué)生接著一個(gè)學(xué)生,一共四個(gè)人干了十年。所以堅(jiān)持不是盲目的,而在于研究課題的合理性。你自己再怎么想的課題都是人造課題,相反從自然里發(fā)現(xiàn)的問題才是自然科學(xué)問題。你的思想和發(fā)現(xiàn)的問題如果是從自然現(xiàn)象,或者生產(chǎn)實(shí)踐中來的,那就是自然科學(xué)問題。解決這個(gè)問題就是發(fā)現(xiàn)規(guī)律。所以,堅(jiān)持來自于你對(duì)問題有信心,它已經(jīng)存在,而去追求它的合理性。
周其林:堅(jiān)持和適時(shí)地放棄,是一個(gè)度的問題。關(guān)于這個(gè)度的把握確實(shí)是一個(gè)難題,這個(gè)我們也是從年輕時(shí)過來,深有體會(huì)。什么時(shí)候該堅(jiān)持,什么時(shí)候放一放,確實(shí)應(yīng)該好好考慮。我的體會(huì)是,大的方向要堅(jiān)持。不能說今天做這個(gè)方向,明天做那個(gè)方向,那可能什么東西也做不出來。而具體的課題呢,隨著你的研究,碰到一些問題,暫時(shí)還想不出好的辦法來,我倒覺得可以先放一放,換個(gè)別的課題。但是放不代表徹底的放,還得時(shí)時(shí)想著它,因?yàn)檫^一段時(shí)間別人的研究進(jìn)展對(duì)你有新的啟發(fā),或者你做別的課題時(shí)的一些發(fā)現(xiàn)會(huì)讓你對(duì)原來放下的課題有了新的想法,那你就可以拿起來再試。所以我的體會(huì),大的方向要慎重選擇,選好了以后就要堅(jiān)持;小的課題,根據(jù)具體情況,如果是你想了所有能想到的方法都做不出來,不可能天天重復(fù)做不出來的方法,也沒有意思。這時(shí)你就可以放一放,放的時(shí)候,同時(shí)腦子里還要惦記著,這是我的一點(diǎn)體會(huì)。
包信和:堅(jiān)持這件事情大家一直都在說,從我自己的體會(huì),還是不應(yīng)一概而論。有一種人很聰明,變得快,每一次改變都能抓得正確的時(shí)間,而且他們最基本的保持不變,這樣的人是很聰明的。這樣的人在世界上有沒有呢,肯定是有的,他們做一個(gè)行當(dāng)都可以做得很好。但是我們今天的講的不是這些人,我們還是針對(duì)大眾。人的生命是有限的,就是幾十年,所以你的專業(yè)知識(shí),你進(jìn)入的行當(dāng),不能大變,但是你可以和其他行當(dāng)做交叉融合。最基礎(chǔ)的東西不能變,同時(shí)有些東西要堅(jiān)持,有些東西就不要堅(jiān)持。我很贊同剛剛江雷講的,人有時(shí)候要有個(gè)判斷,可能人的一生判斷就錯(cuò)了,這種情況也會(huì)發(fā)生。但是你的判斷你的方向是對(duì)的,那就要堅(jiān)持下去。但是你的方向不是一拍腦袋(想出來的)。我從82年開始搞研究,我的研究方向一直是催化,從來沒有變過,但是具體催化做什么事情,用什么方法,是有變化的。但是我有一個(gè)不變的事情,就是化石能源轉(zhuǎn)化為小分子的高效催化。比如我現(xiàn)在做的天然氣、煤的合成氣,包括氮、氫合成氨,這些事情是催化最基本的問題,不能變?,F(xiàn)在石油價(jià)格出現(xiàn)負(fù)值,大家就認(rèn)為,石油都這么便宜了,還做什么煤的研究呢。事實(shí)上,石油作為消耗品,地球上的石油是越來越少的,中國未來的石油化工化學(xué)品中的碳資源可能還是要靠煤。所以這個(gè)方向我一直沒有變,并且現(xiàn)在上上下下很多人都在做這件事情。但是這個(gè)當(dāng)中,用什么方法,我們也是在一直探索改變。我有一個(gè)工作,我前后做了十年了,但是一直沒有出成果,但是每年我都有學(xué)生在做。所以總的來說,就是要有自信心,大的戰(zhàn)略不能變,基礎(chǔ)的東西不能變,除非你特別聰明,否則你可能在一個(gè)行當(dāng)里話都說不上。但是,隨著新技術(shù)的發(fā)展,物理、化學(xué)、生物、納米的新東西來了,你要把它們?nèi)诤显谝黄?,這是要變化的,這個(gè)不變就不行了。因此變與不變,大的方向,要辯證的看,但從小的方向,對(duì)于個(gè)人,生命是有限的,不能老變,中國有句話叫“萬變不離其宗”,最基本的不能變,看家本領(lǐng)不能老變,要善于將其他領(lǐng)域先進(jìn)的東西吸收進(jìn)來,要系統(tǒng)深入地做工作。
張希:我想科學(xué)研究從來都不會(huì)一帆風(fēng)順,如果天天都成功,科學(xué)是否也就失去了它的魅力呢?關(guān)鍵在于你是否享受科學(xué)的過程,享受它給你帶來的快樂和樂趣。選擇對(duì)的方向,抓住重要的問題,勤奮、耐心、堅(jiān)持,我想成功可能只是時(shí)間的問題。
Q4: 很多研究生在剛剛踏入科研領(lǐng)域時(shí)都會(huì)面臨迷茫的窘境,不知道該怎么做,也有很多壓力。您們平時(shí)是怎么和學(xué)生溝通,幫助他們高效的學(xué)習(xí),確定課題。如果一個(gè)研究生想要從事化學(xué)研究,應(yīng)該做好哪些基礎(chǔ)的工作,做好哪些準(zhǔn)備?
周其林:現(xiàn)在給新的學(xué)生提一些建議的話,首先還是要搞清楚自己究竟喜歡什么。以化學(xué)為例,如果你不是非常喜歡,而是因?yàn)槠渌脑颍缫x個(gè)研究生工資會(huì)拿高一些,或者家里人希望你讀,或者女朋友希望你讀等等。如果迫于非自己喜歡的原因去讀,我倒是建議你趕快不干了,去找你喜歡干的事情,因?yàn)檫@是最主要的。如果你特別喜歡這件事,我相信你今后遇到的任何問題都不是問題。比如說有的實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間做不出來,有的學(xué)生還是樂呵呵的,一直在堅(jiān)持,而有的學(xué)生就沮喪了。其實(shí)有的時(shí)候并不是大的問題,他再堅(jiān)持堅(jiān)持,和老師再討論討論,可能就會(huì)有辦法了。但是他就是覺得壓力很大,那這個(gè)壓力來自哪里呢,還是他對(duì)于這個(gè)事情并不是十分的喜歡。我自己就深有體會(huì),我覺得化學(xué)是非常有創(chuàng)造性,能給我們帶來享受的學(xué)問。我經(jīng)常講,哪一門學(xué)問是天天在創(chuàng)造新的物質(zhì),哪一門學(xué)問能滿足你這種創(chuàng)造欲?而且這種創(chuàng)造可能是在你實(shí)驗(yàn)做失敗的時(shí)候,你可能發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不是你要的東西卻恰恰創(chuàng)造了一個(gè)新的,你沒想到的東西。經(jīng)常我們的實(shí)驗(yàn)沒得到想要的,但不想要的不代表是沒用的,它可能是一個(gè)新發(fā)現(xiàn)。我自己的博士論文題目就是這樣發(fā)現(xiàn)的,碩士期間設(shè)計(jì)了一個(gè)反應(yīng),結(jié)果沒有得到想要的東西,應(yīng)該講很沮喪了,怎么做都做不出來,最后發(fā)現(xiàn)雖然沒做出想要的東西,但是得到的東西更有意思,已知的反應(yīng)根本無法解釋,我就和老師商量把這個(gè)作為了我的博士論文研究內(nèi)容,這是一個(gè)新的反應(yīng),合成了一類新的化合物。所以我經(jīng)常和學(xué)生說,化學(xué)是值得享受的,是非常有創(chuàng)造性的,你做不出來或者做失敗了可能還是在創(chuàng)造新的東西。你如果不喜歡,也無法享受,那你就不要來,但如果你很享受,很熱愛,我覺得其他都不是問題。
江雷:我非常擅長這個(gè)問題,而且做得非常好。我曾在日本東京大學(xué)留學(xué),深有體會(huì)。我們中國進(jìn)入大學(xué)的學(xué)生,他們的智商都可以和東大的本科生PK。我認(rèn)為,絕大多數(shù)能進(jìn)入我的課題組的學(xué)生,90%或者更高,都是人才,這是第一點(diǎn)。在這個(gè)基礎(chǔ)上,我曾經(jīng)把一個(gè)教師進(jìn)修學(xué)校的學(xué)生培養(yǎng)成了杰青。我堅(jiān)持興趣導(dǎo)向,讓他(對(duì)化學(xué))著迷。怎么著迷呢?要給他兩種課題,一個(gè)是非常容易的,讓他能很快地成功,其實(shí)這跟賭場訓(xùn)練賭徒是一樣的,一進(jìn)賭場先讓他來個(gè)大贏,這個(gè)人就變成賭徒了??蒲猩?,非常容易成功很重要,然后再轉(zhuǎn)為比較難的課題。一個(gè)保命,一個(gè)玩兒命,這樣的打法。第三個(gè)重要的事情就是要恩威并濟(jì),一定要關(guān)心他的生活,關(guān)心他的身心健康,讓他感覺到你是他的父兄。孫子兵法說,士不親不罰。而且要及時(shí)表揚(yáng)他(哪怕)一點(diǎn)點(diǎn)的進(jìn)步,這樣他就會(huì)進(jìn)入狀態(tài)。后面重要的課題要注意選擇合理性,創(chuàng)新性,要是在有限的時(shí)間內(nèi)能夠完成的東西,這是非常重要的,要從自然現(xiàn)象里發(fā)現(xiàn)問題。實(shí)現(xiàn)毛主席說的:有所發(fā)現(xiàn),有所發(fā)明,有所創(chuàng)造。
張希:他們幾位講得非常好,我想對(duì)大多數(shù)新的學(xué)生來說,不了解某個(gè)具體研究方向,哪些問題解決了,哪些問題尚待解決,什么問題是重要的,什么問題不重要。因此,一開始老師要給予具體的指導(dǎo),正如我們中國的古話,師傅要領(lǐng)進(jìn)門。我前面提到,通過解決小的問題,學(xué)生可以學(xué)到研究的方法、思考的方法,循序漸進(jìn),逐步過渡到想大問題,解決大的問題。化學(xué)是青年人能充分發(fā)揮想象力的領(lǐng)域,化學(xué)的靈魂在于創(chuàng)造,創(chuàng)造新的結(jié)構(gòu),合成新的分子?;瘜W(xué)的魅力在于變化,出神入化,千變?nèi)f化。希望更多的青年人選擇學(xué)化學(xué),將來對(duì)化學(xué)有所貢獻(xiàn),有所成就。