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访谈实录:周其林、江雷、张希、包信和四位院士共论中国化学的转型之道

中国化学会      2020-07-01
导读:​ 2020年5月29日,中国化学会举办“庆祝全国科技工作者日暨CCS Chemistry网络学术峰会”,邀请周其林院士、江雷院士、张希院士、包信和院士围绕“化学-主动转型赢得未来”主题,分享自己的科研工作和创新感悟。

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在互动访谈环节,就化学工作者普遍关注的一些问题,如怎么看待中国目前化学研究水平,国内的化学研究最需要在哪个领域突破?青年学者在现有科研评价体系下如何开拓思维、扩展方向?如何看待科研中的坚守与变通,如何克服科研道路上的困难?如何培养学生等等,四位院士从不同角度深入的剖析,毫无保留的畅谈了个人观点,并给出了诸多中肯的建议。许多参会者留言称道,四位院士的访谈令人茅塞顿开、深有收益。

中国化学会秘书处特意整理了访谈实录,以希能启迪大家的思考,坚定大家的决心,促进新时期化学的转型。

(相关视频内容可直接至中国化学会云图书馆音视频中心观看(http://www.chemsoc.org.cn/library/all/video)。

 

Q1:如何看待中国目前的化学研究水平?中国化学如果想在世界舞台上扮演更重要的角色,应该在哪些领域进行突破?

张希:中国的化学研究在过去40年取得了长足的进步,从过去以跟踪和跟踪中有所创新为主,正在向并行与引领的方向迈进。今天各位老师的报告从一个侧面反映了我国化学研究的重要成果:周其林老师的螺环手性催化剂在不对称加氢反应中创造了催化效率世界记录,获得了国家自然科学一等奖;江雷老师从事超疏水、超亲水等表面科学领域研究,引领这个领域世界的发展方向;包信和老师刚才讲的精准纳米催化属于概念性的创新,也是可能成为变革性的化工技术。再例如唐本忠老师的AIE聚集诱导发光,重塑了一个新概念,引领有机光电材料制备新方向,获得了国际自然科学一等奖,等等,不一一枚举。总的来说,中国化学从过去的跟踪研究,正在向并行与引领方向发展。

 

江雷:我的报告是非常符合主题的,基本回答了怎么转型!从超浸润引入到酶的离子、分子通道,包括手性调控,合成天然橡胶,这些事情在大自然的生命体系里都是已经存在的。实际上转型的最高境界就是学习自然。我们所有的化学研究,在酶的面前都是小儿科。像酶一样能够实现高通量、100%的选择性,而且在水环境、常温常压下解决问题,这是最高境界。实际上,化学转型就是向酶逼近,这是我们需要做的。

 

周其林:我们过去的研究大都是在别人已经创立的方向上怎么做得更好,做到超越,我们做很多课题的出发点都是这样的思维。今后我们应该转型到做一些别人还没有想到的事情,这是我的体会。尤其是年轻学者,在开创课题的时候,不要受限于现在别人做得怎样,我怎么努力比他做得好。那是我们这代人过去做的,现在你们这代人有这样好的基础上,应该要做一些别人没做过的事情。

 

包信和:我认为现在化学转型是势在必行,非常重要的。谈转型之前大家先要考虑到目前化学的“型”是什么。目前化学在人们的心目中,就是产生化学品,带来污染、高温高压、带来安全等问题。现在大学中有很多学生,对化学不了解,一提到化学就觉得是有污染、有毒,还会产生爆炸,这也是社会上的普遍心理。所以现在非常迫切的事情是整个化学化工要转型,改变我们原来的形象。转型存在几个方面。从科学的方面来讲,首先,要把以前的生产化学品就一定会产生副产品、产生污染的形象改变,那就是一定要精准。像我刚刚提到的二甲苯,对位是需要的产品,而邻位则是不需要的,是污染。所以化学未来要做到像生物一样,目标得到什么样的产品,结果就是什么样的产品,这样就可以降低污染,这是转型的一个重要的方面。第二,化学一直是高温高压的,我们应该思考是否一定要高温高压,为什么生命体系中常温常压就可以实现很多物质的合成,所以我认为我们应该逐步转型到在温和条件下实现反应。第三,提到化学,大家都会想到化工厂的大罐子,会爆炸、会失火,从化学构成的角度来思考,我们是否一定需要这种大型的反应器。现在大家看到微反应、微化工都是可以起到很好的效果,因此我想化学工程也要转型。总的来说,我认为今天我们讨论的转型构建未来很重要,这关系到化学未来怎么吸引人才来为化学做贡献。我们不能抱怨大家不来做化学、没有情怀抱负。而是首先我们要自身转型,这样才能吸引大家进入化学领域。

 

Q2:我国的科研评价体系也在面临转型。在这个过程中,国内的青年学者如何做出更多有代表性的研究成果?怎样才能支撑青年科学家研究方向的多样性和新颖性?从而避免评价体系和文章发表诱导的同质化,怎么才能让大家开拓思维,而不是做一样的东西?

 

包信和:近来大家都在关心这个评价体系,现在大家都在说反“四唯”,当然这个是很重要,但是也要分情况来看。首先,有时候论文还是很需要,特别是基础研究领域,年轻人坐下来,坐冷板凳,啃一些比较关键的基础问题,然后在国际上发表文章、产生影响,我认为还是很重要的。大家可能也知道,我们中国的化学在国际上还是有影响的,这个影响很大一部分来自我们中国的年轻人最近几年在创新方面做了很多工作,得到了世界上的认可。第二,当我们有了创新的文章以后,接下来该怎么走?我认为在体系转型方面,要把这个问题解决好,那就是当我们有了基础研究突破,或者是有了关键问题的突破以后,如何把这些变成真正最终应用上有突破的东西,在这个方面我们有比较大的脱节,未来我们可能要在这个方面多下点功夫。所以我认为现在我们并不是基础研究的多了,文章发的多了,而是应该多思考怎么把这些基础研究转到解决真正的问题当中去,这是很重要的一个方面。

 

江雷:有帽子的人、帽子多的人不全是做得好的,文章多、档次高、影响力大都是对的,不能因噎废食。关键是要建立新的评价体系。我们中国科学家要忽视排名,重视科学研究的真正意义和作用。实际上,我们要做的应该是建立起一个原创科学历史发展的思维逻辑导图:它的起点是一个研究体系从0到1的过程,是随着时间顺序的里程碑,它的终点是教科书引用即变成新知识,另一个终点是应用派生图。所以基金委、科技部、科学院启动重大项目时,应该要求让科学家团队建立这样一个科学发展的思维逻辑导图,说明项目、团队在导图中的什么位置,而和文章的档次、引用次数、h-因子、有多少帽子没有关系。屠呦呦先生这些数字都是接近零的,仍然是发现了青蒿素的有效药物组成。在启动重大项目时,不要看美国人、德国人、日本人做过没有,而是要看这个研究在相应体系的科学历史发展的思维逻辑导图的什么位置。做到这些之后,就不用再说去“四唯”了。再说“四唯”怎么能去呢?不评优秀青年基金,怎么提拔人才呢?就像高考不能去一样,高分一定是高能,高能未必是高分,这是统计概率的说法,这些人当中优秀的占绝大多数,不好的占少数。因此这种做法还是对的。那么如何推进创新项目呢,就是要引导世界科学的评价体系,而不是去看各种排名。

 

周其林:我赞同江雷老师的说法,实际上,排名是给一些不太了解实际情况的学生或者外行来做参考。真正从内行的角度如何去判断,还是要看解决了什么问题,是理论上解决了什么问题,还是实际应用上解决了什么问题。然后就像江雷讲的,画出一个导图来,你解决的这个问题在整个科学上占一个什么地位,这个地位的判断当然是内行专家来判断。所以建议基金委应该多依靠专家,依靠小同行,少依靠大同行。因为依靠大同行就会产生一个问题:例如让我去评价非有机的领域,我可能也不太懂,那就得参考文章数量了。所以充分依靠专家,依靠小同行专家,他一定可以告诉你它到底解决了什么问题,解决的问题在科学进程中占有什么地位。

 

张希:他们几位讲的我都很赞同。对于青年学者、青年学生来说,在起步阶段,从事一些跟踪性的研究,从解决小问题入手,都是无可厚非的。关键是不能习惯于这种跟踪性的研究。通过解决小问题来学习科学研究的思维方法、研究的方法,逐渐过渡到思考大的问题,解决大的问题。

 

Q3:科学研究的道路一定是不平坦的,四位专家怎么看待科研中的坚守与变通?结合您们的科研经验,您们觉得最难的阶段、精神压力最大的时候出现在什么时间?您们是如何克服这些困难,及时的调整方向或者坚守方向的呢?

 

江雷:如何坚持呢?你需要得有信心。信心是怎么来的?从我自己来讲,回国以来,我的选题基本上没有失过手,是因为我知道“智者千算,天只一算”。生命做到的事情一定是对的,因为是几百万年来进化的结果。我们选择的题目,比如说蜘蛛丝为什么能够在空气中集水,这是自然现象,我们虽然搞不明白,但是我们一定坚持,并且信心十足,因为自然界已经做出来了。我们是一个学生接着一个学生,一共四个人干了十年。所以坚持不是盲目的,而在于研究课题的合理性。你自己再怎么想的课题都是人造课题,相反从自然里发现的问题才是自然科学问题。你的思想和发现的问题如果是从自然现象,或者生产实践中来的,那就是自然科学问题。解决这个问题就是发现规律。所以,坚持来自于你对问题有信心,它已经存在,而去追求它的合理性。

 

周其林:坚持和适时地放弃,是一个度的问题。关于这个度的把握确实是一个难题,这个我们也是从年轻时过来,深有体会。什么时候该坚持,什么时候放一放,确实应该好好考虑。我的体会是,大的方向要坚持。不能说今天做这个方向,明天做那个方向,那可能什么东西也做不出来。而具体的课题呢,随着你的研究,碰到一些问题,暂时还想不出好的办法来,我倒觉得可以先放一放,换个别的课题。但是放不代表彻底的放,还得时时想着它,因为过一段时间别人的研究进展对你有新的启发,或者你做别的课题时的一些发现会让你对原来放下的课题有了新的想法,那你就可以拿起来再试。所以我的体会,大的方向要慎重选择,选好了以后就要坚持;小的课题,根据具体情况,如果是你想了所有能想到的方法都做不出来,不可能天天重复做不出来的方法,也没有意思。这时你就可以放一放,放的时候,同时脑子里还要惦记着,这是我的一点体会。

 

包信和:坚持这件事情大家一直都在说,从我自己的体会,还是不应一概而论。有一种人很聪明,变得快,每一次改变都能抓得正确的时间,而且他们最基本的保持不变,这样的人是很聪明的。这样的人在世界上有没有呢,肯定是有的,他们做一个行当都可以做得很好。但是我们今天的讲的不是这些人,我们还是针对大众。人的生命是有限的,就是几十年,所以你的专业知识,你进入的行当,不能大变,但是你可以和其他行当做交叉融合。最基础的东西不能变,同时有些东西要坚持,有些东西就不要坚持。我很赞同刚刚江雷讲的,人有时候要有个判断,可能人的一生判断就错了,这种情况也会发生。但是你的判断你的方向是对的,那就要坚持下去。但是你的方向不是一拍脑袋(想出来的)。我从82年开始搞研究,我的研究方向一直是催化,从来没有变过,但是具体催化做什么事情,用什么方法,是有变化的。但是我有一个不变的事情,就是化石能源转化为小分子的高效催化。比如我现在做的天然气、煤的合成气,包括氮、氢合成氨,这些事情是催化最基本的问题,不能变。现在石油价格出现负值,大家就认为,石油都这么便宜了,还做什么煤的研究呢。事实上,石油作为消耗品,地球上的石油是越来越少的,中国未来的石油化工化学品中的碳资源可能还是要靠煤。所以这个方向我一直没有变,并且现在上上下下很多人都在做这件事情。但是这个当中,用什么方法,我们也是在一直探索改变。我有一个工作,我前后做了十年了,但是一直没有出成果,但是每年我都有学生在做。所以总的来说,就是要有自信心,大的战略不能变,基础的东西不能变,除非你特别聪明,否则你可能在一个行当里话都说不上。但是,随着新技术的发展,物理、化学、生物、纳米的新东西来了,你要把它们融合在一起,这是要变化的,这个不变就不行了。因此变与不变,大的方向,要辩证的看,但从小的方向,对于个人,生命是有限的,不能老变,中国有句话叫“万变不离其宗”,最基本的不能变,看家本领不能老变,要善于将其他领域先进的东西吸收进来,要系统深入地做工作。

 

张希:我想科学研究从来都不会一帆风顺,如果天天都成功,科学是否也就失去了它的魅力呢?关键在于你是否享受科学的过程,享受它给你带来的快乐和乐趣。选择对的方向,抓住重要的问题,勤奋、耐心、坚持,我想成功可能只是时间的问题。

 

Q4:很多研究生在刚刚踏入科研领域时都会面临迷茫的窘境,不知道该怎么做,也有很多压力。您们平时是怎么和学生沟通,帮助他们高效的学习,确定课题。如果一个研究生想要从事化学研究,应该做好哪些基础的工作,做好哪些准备?

 

周其林:现在给新的学生提一些建议的话,首先还是要搞清楚自己究竟喜欢什么。以化学为例,如果你不是非常喜欢,而是因为其他的原因,例如要读个研究生工资会拿高一些,或者家里人希望你读,或者女朋友希望你读等等。如果迫于非自己喜欢的原因去读,我倒是建议你赶快不干了,去找你喜欢干的事情,因为这是最主要的。如果你特别喜欢这件事,我相信你今后遇到的任何问题都不是问题。比如说有的实验一段时间做不出来,有的学生还是乐呵呵的,一直在坚持,而有的学生就沮丧了。其实有的时候并不是大的问题,他再坚持坚持,和老师再讨论讨论,可能就会有办法了。但是他就是觉得压力很大,那这个压力来自哪里呢,还是他对于这个事情并不是十分的喜欢。我自己就深有体会,我觉得化学是非常有创造性,能给我们带来享受的学问。我经常讲,哪一门学问是天天在创造新的物质,哪一门学问能满足你这种创造欲?而且这种创造可能是在你实验做失败的时候,你可能发现了一个不是你要的东西却恰恰创造了一个新的,你没想到的东西。经常我们的实验没得到想要的,但不想要的不代表是没用的,它可能是一个新发现。我自己的博士论文题目就是这样发现的,硕士期间设计了一个反应,结果没有得到想要的东西,应该讲很沮丧了,怎么做都做不出来,最后发现虽然没做出想要的东西,但是得到的东西更有意思,已知的反应根本无法解释,我就和老师商量把这个作为了我的博士论文研究内容,这是一个新的反应,合成了一类新的化合物。所以我经常和学生说,化学是值得享受的,是非常有创造性的,你做不出来或者做失败了可能还是在创造新的东西。你如果不喜欢,也无法享受,那你就不要来,但如果你很享受,很热爱,我觉得其他都不是问题。

 

江雷:我非常擅长这个问题,而且做得非常好。我曾在日本东京大学留学,深有体会。我们中国进入大学的学生,他们的智商都可以和东大的本科生PK。我认为,绝大多数能进入我的课题组的学生,90%或者更高,都是人才,这是第一点。在这个基础上,我曾经把一个教师进修学校的学生培养成了杰青。我坚持兴趣导向,让他(对化学)着迷。怎么着迷呢?要给他两种课题,一个是非常容易的,让他能很快地成功,其实这跟赌场训练赌徒是一样的,一进赌场先让他来个大赢,这个人就变成赌徒了。科研上,非常容易成功很重要,然后再转为比较难的课题。一个保命,一个玩儿命,这样的打法。第三个重要的事情就是要恩威并济,一定要关心他的生活,关心他的身心健康,让他感觉到你是他的父兄。孙子兵法说,士不亲不罚。而且要及时表扬他(哪怕)一点点的进步,这样他就会进入状态。后面重要的课题要注意选择合理性,创新性,要是在有限的时间内能够完成的东西,这是非常重要的,要从自然现象里发现问题。实现毛主席说的:有所发现,有所发明,有所创造。

 

张希:他们几位讲得非常好,我想对大多数新的学生来说,不了解某个具体研究方向,哪些问题解决了,哪些问题尚待解决,什么问题是重要的,什么问题不重要。因此,一开始老师要给予具体的指导,正如我们中国的古话,师傅要领进门。我前面提到,通过解决小的问题,学生可以学到研究的方法、思考的方法,循序渐进,逐步过渡到想大问题,解决大的问题。化学是青年人能充分发挥想象力的领域,化学的灵魂在于创造,创造新的结构,合成新的分子。化学的魅力在于变化,出神入化,千变万化。希望更多的青年人选择学化学,将来对化学有所贡献,有所成就。


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