诺奖得主麦克米兰寄语年轻人：勇敢探索那些看似“不可能解决”的问题

诺奖得主麦克米兰寄语年轻人：勇敢探索那些看似“不可能解决”的问题

诺贝尔奖得主麦克米伦建议年轻人勇敢探索看似“不可能解决”的问题

10月11日，2023国际光化学技术与产业大会在武汉开幕，出席大会的诺贝尔化学奖得主戴维·麦克米伦在接受《中国科学报》专访时，给青年科学家提出了一些有趣的建议。

David 。图片由武汉市科学技术协会提供

“我的化学双向之旅”

回顾自己的求学经历，戴维·麦克米伦告诉《中国科学报》，他的哥哥是家里第一个上大学的人，大学时学的是物理，毕业后的收入比父亲还高。受哥哥和家人的影响，高中毕业后他报考了格拉斯哥大学物理系，但学完物理后发现自己的水平并不高，幸好选修了一些有机化学课程，找到了自己的兴趣。

“化学知识不断浮现在我的脑海里，就像读一本书一样，书中的场景在我的脑海里栩栩如生。是的，我很快就意识到我真的喜欢化学，”他说。

找到自己真正热爱的学科后，麦克米伦开始努力学习。在格拉斯哥大学获得化学学士学位后，他先后在加州大学欧文分校和哈佛大学攻读博士学位并从事博士后研究。1998年，他在加州大学伯克利分校开始独立研究生涯。在任职期间，通过与课题组的联合探索，一个新的化学概念开始悄然萌芽。

“有机催化为我们开辟了新的视角”

2021年，戴维·麦克米伦和本杰明·李斯特因开发出一种新颖的分子构建工具“有机催化”而获得诺贝尔化学奖。

什么是催化？麦克米兰用一个有趣的故事来解释：一个人需要翻山越岭才能回家。如果在山脚下挖了一条隧道，他只需要穿过隧道，这样就大大节省了时间和能源。同样，化学反应也需要能量，催化为我们提供了一种到达目的地的新方法，同时降低了能耗，使现有的反应更容易、更快速，并允许新的化学反应发生。

催化对我们来说非常重要。麦克米伦在诺贝尔奖演讲中提到，90%的工业规模化学反应都使用催化，全球35%的GDP也是基于催化。催化对社会的影响巨大，比如基于氮固定的全球粮食供应，基于太阳能电池材料的可再生能源。

然而，在以往的研究中，典型的“金属催化剂”存在价格昂贵、有毒、难以回收等缺点。在哈佛大学时，麦克米伦也曾利用金属进行催化研究。但他逐渐意识到，在实验室中，某些金属催化剂的要求可以满足，但无法大规模生产。于是他提出了这样的问题：“我们为什么要花那么多时间在实验室里？”因此，当他开始在加州大学伯克利分校工作时，他进行了新的探索。

“有机分子廉价、安全、可持续，如果我们只用有机部分做催化剂会怎么样？”带着这样的想法，他开始设计简单的有机分子。经过不断的尝试，“有机催化”应运而生。有机催化易得、不敏感、廉价、无毒、易操作，成为不对称催化领域的一个新领域。更重要的是，通过有机催化开发的有机催化剂可以应用到很多领域，尤其是医学领域。

不对称有机催化这一新型催化模式为化学合成提供了重要手段，可以减少化学品制造中的废弃物，简化药物生产。

“我们怎样才能以负责任的方式为不断扩大的全球人口提供服务？”麦克米伦的提问引人深思。自18世纪以来，世界人口急剧增长，全球气候变暖、臭氧层损耗破坏、全球资源问题日益严重……他说：“或许，可持续催化的研究能为我们打开新的视角。”

有机催化、生物催化、光催化、电催化……他坚信利用自然界丰富的可再生资源开展可持续催化研究将为地球的可持续发展赋能。

“中国的化学研究令人惊讶”

在谈及对中国化学研究的印象时，麦克米伦赞不绝口：“中国的化学研究让人惊讶，在过去的20年里，中国研究成果的增长速度非同寻常。我认为这样的成就来自于大量的资源和资金，以及科学界的共同努力。”

麦克米伦察觉到，我国在科技领域取得的巨大成就，与国家对科技创新的大力支持密不可分。《2022年国家科技经费统计公报》显示，2022年，全国研发经费投入总额首次突破3万亿元，达3078.29亿元；《中国科技论文统计报告2023》显示，我国各学科领域最具影响力期刊论文数量首次位居全球第一。

谈及科学家的努力，麦克米伦认为，中国科学家对科学的边界有着深刻的理解，因此在进行研究时，他们能够清晰地识别边界，并巧妙地探索边界。他说，在中国，有很多化学家与他一起工作，他们正在做一些了不起的事情。他认为，中国化学家不仅在认真地做一些基础研究，而且在不断的探索中创造了一些东西。

“勇于探索一些‘不可能’的问题”

科研是一条探索未知领域的路，难免会遭遇困难和失败。“如何度过科研受阻的时刻”是困扰很多科学家的问题。获得诺贝尔奖后，麦克米伦被问到最多的问题之一就是如何看待失败，对此他有自己的看法。

“科研中遭遇失败是很常见的，失败只是一种经历而已，所以失败很有价值，关键是如何让失败发生得更快。对我来说，失败不是一个问题，而是一种信息，告诉我哪条路不可行，我可以尝试另一条路。”

当被问及对年轻科学家有什么建议时，麦克米伦鼓励他们大胆无畏地释放创新精神。他们应该尊重前辈，但不要想当然地认为他们总是对的。他们应该勇敢地探索世人认为“不可能解决”的难题——“只要你花足够的时间，即使是一个以前从未想过的问题，也能被你解决。”

麦克米兰总结道：“不一定非要做别人要求你做的事，要做你认为正确的事。”