新華社客戶端上海1月4日電（記者 吳振東）“好奇心是人的本能，每個(gè)人都有，但真正要在科學(xué)上有所作為，我覺得最重要的就是‘愛’。這份愛不是簡(jiǎn)單的興趣，而是一種從內(nèi)心生發(fā)的理性思考，這種驅(qū)動(dòng)力強(qiáng)烈到你愿意為它付出所有。”
第五期浦江科學(xué)大師講壇近日在復(fù)旦大學(xué)舉行，中國(guó)科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院院長(zhǎng)、復(fù)旦大學(xué)相輝研究院首任院長(zhǎng)趙東元以“‘孔’中看世界——無盡的科學(xué)前沿”為題，分享了化學(xué)這一學(xué)科從無到有、從有到專的曲折歷程，以及他對(duì)于科研工作返璞歸真的思考。
第五期浦江科學(xué)大師講壇近日舉行，趙東元院士發(fā)表演講。 攝影：戚心茹
扎根本科教學(xué)20多年的趙東元，一向以備課認(rèn)真著稱，他為這場(chǎng)講座準(zhǔn)備了一周時(shí)間，148頁(yè)的幻燈片，說盡了化學(xué)的“前世今生”。
化學(xué)是一門古老學(xué)科，其起點(diǎn)最早可溯源至中世紀(jì)的煉金術(shù)。“人們研究物質(zhì)的起源、構(gòu)成，從一開始就伴隨著神秘，希伯來語(yǔ)中的‘Chaman’，便是‘謎團(tuán)’的意思。”趙東元還結(jié)合中國(guó)古文字和古詩(shī)，揭示“化”字所蘊(yùn)含的變化之意。在他看來，“造化”正是化學(xué)的本質(zhì)，大自然創(chuàng)造萬物，通過事物與事物之間的相互變化，造就了大千世界。
談及化學(xué)的特點(diǎn)，趙東元認(rèn)為，化學(xué)沒有數(shù)學(xué)那么“精確”，也沒有物理那么“高大上”，一代代化學(xué)研究者都是在黑暗中慢慢摸索前進(jìn)。“化學(xué)家要充滿想象力，要有做探險(xiǎn)家的能力。”同時(shí)，趙東元也表示，化學(xué)也是合成的藝術(shù)，是一門藝術(shù)的科學(xué)，需要被傳承和創(chuàng)新。
傳承與創(chuàng)新不斷推動(dòng)著化學(xué)學(xué)科的發(fā)展，過程中有許多關(guān)鍵時(shí)刻、關(guān)鍵人物，趙東元從中領(lǐng)悟、踐行科學(xué)精神。他說，科學(xué)的每一次重大突破，都是一個(gè)人或者極少數(shù)人對(duì)人類共識(shí)的挑戰(zhàn)，新實(shí)驗(yàn)結(jié)果催生的新理論往往是突破性的、跳躍式的，不可能從已存共識(shí)中演繹出來。那么，這種創(chuàng)新的科學(xué)思維從何而來？趙東元自問自答：“正確的選題、好的科學(xué)方法、深邃思維和大膽質(zhì)疑、科學(xué)合作和科學(xué)道德，缺一不可。”
第五期浦江科學(xué)大師講壇近日舉行，趙東元院士發(fā)表演講。 （復(fù)旦大學(xué)供圖）
介孔材料是指孔徑在2nm至50 nm之間的納米多孔固體，是納米材料的一個(gè)重要分支。過去20多年里，趙東元及其團(tuán)隊(duì)深耕介孔材料研究，開發(fā)大量介孔材料合成方法，創(chuàng)制一系列全新的介孔材料，相關(guān)成果被數(shù)十個(gè)國(guó)家和地區(qū)的千余家科研機(jī)構(gòu)跟蹤采用。2020年，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
“化學(xué)沒有圣杯，我的哲學(xué)氣質(zhì)不在于為解答大疑問做研究，而是在于在美麗的化學(xué)庭院里研究很多小的問題，將目光放在它們之間的關(guān)系上。”趙東元說。
趙東元院士在復(fù)旦大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里指導(dǎo)學(xué)生。 新華社記者方喆 攝
如今，趙東元團(tuán)隊(duì)將介孔材料研究發(fā)展到了前所未有的高度，其構(gòu)建過程包括從原子到分子，再到功能基元和器件的逐級(jí)組裝，為前沿交叉學(xué)科的發(fā)展提供新范式。團(tuán)隊(duì)還將介孔材料廣泛應(yīng)用于催化、儲(chǔ)能、生物檢測(cè)、化妝品、水處理、電子材料等諸多方面。
“科學(xué)研究和應(yīng)用之間到底是什么關(guān)系？”講座現(xiàn)場(chǎng)有聽眾提問。趙東元表示，盡管化學(xué)是離工業(yè)最近的一門基礎(chǔ)學(xué)科，很多研究成果都能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，但基礎(chǔ)研究不能只考慮經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用價(jià)值，而應(yīng)專注于提出問題和回答問題本身。
“基礎(chǔ)研究的翅膀一旦插上了應(yīng)用的鉛砣，就難以高飛遠(yuǎn)舉了。”趙東元繼續(xù)闡釋：“正如化學(xué)在煉金術(shù)、煉丹術(shù)中存在了很長(zhǎng)時(shí)間，當(dāng)人們以獲取黃金為目的時(shí)，它就不是科學(xué)。”
趙東元院士在2022年上海科技節(jié)開幕活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)。 新華社記者方喆 攝
如何設(shè)計(jì)具有特殊功能和動(dòng)力學(xué)特征的分子？思考和記憶的化學(xué)基礎(chǔ)是什么？怎樣能夠探索全部元素的可能組合？面向未來，這些都是化學(xué)基礎(chǔ)研究亟需解答的問題。
而面對(duì)生成式人工智能的興起，趙東元也感受到緊迫感。“現(xiàn)在，我們利用AI可以設(shè)計(jì)出200多種晶體材料，放在以前，人們要不斷試錯(cuò)，花掉10年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。”目前，他正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)致力于將人工智能與傳統(tǒng)化學(xué)研究相結(jié)合。
2023年11月，復(fù)旦大學(xué)成立相輝研究院，趙東元受聘為首任院長(zhǎng)。研究院聚焦攻關(guān)前瞻性、挑戰(zhàn)性、高價(jià)值的關(guān)鍵科學(xué)難題，著力營(yíng)造寬容、開放、活躍、自由的學(xué)術(shù)環(huán)境，為人才“十年磨一劍”提供制度保障。
“只有創(chuàng)造一個(gè)好的環(huán)境，容納深邃的思維、純粹的精神，才能源源不斷涌現(xiàn)具有原創(chuàng)性、突破性的科研成果。”趙東元說。
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