弗雷泽·司徒塔特
(James Fraser Stoddart,1942年5月—2024年12月)
苏格兰化学家,一生致力于化学科研,荣获多项大奖和荣誉,包括:1994年,当选为英国皇家科学院院士;1999年,当选为德国自然科学院院士;2007年,被英国女王伊丽莎白二世授予爵士勋章,并在同年荣获阿尔伯特·爱因斯坦世界科学奖;2014年,当选为美国国家科学院院士;2016年,凭借分子机器的设计与合成,与他人共同荣获诺贝尔化学奖;2017年,当选为中国科学院外籍院士。
2024年的诺贝尔化学奖已经揭晓,作为诺贝尔奖得主,您是否关注这一获奖成果?
我认为这是瑞典皇家科学院化学委员会迈出的非常富有想象力的一步。现在他们认可了机器学习和人工智能的价值。从许多方面来看,这再合适不过了,因为从物理、化学、材料科学到生物学和医学,各个领域的大量科学家都对机器学习和人工智能的力量非常感兴趣。我的许多学生也在研究这个,但我自己没有,因为这有点超出了我的知识范围。不过,这的确是年轻人可以带着极大的热情和干劲儿去尝试的。
从您的专业角度来看,是否有其他尚未被广泛关注,但您认为值得获得诺贝尔奖提名的研究领域或成果?
当然,有很多。这里我想提到的是孔隙率极高的扩展框架,其中一个代表材料是金属有机框架(MOFs),是指一簇金属将一些有机结构体结合在一起,形成大规模的孔洞结构;还有一种全有机的框架结构,代表材料为共价有机框架(COFs)。我相信那些自20世纪90年代中期以来就开始这个领域摸索的研究人员非常值得被认可。
作为一位多次访问中国的科学家,您见证了中国在科学技术领域的快速发展。您如何看待中国在基础科学和应用研究方面的进展?
我确实从不同层面见证了中国在科学技术领域的快速发展:从过去25年我多次到访中国的经历中,从中国实现的那种指数级增长中,从中国对科学和工程领域几乎每一个分支的重视中……我对这种变化产生的速度感到震惊。而且我想补充的是,我目前的研究团队里大约有18位年轻的中国研究员,他们非常有才华,创造力十足,最重要的是,他们工作真的非常努力。将这些结合起来看,这样的新一代人将会为中国持续取得成就注入源源不断的动力,并且,我认为这会使中国未来在科学技术领域的领导中占据世界第一的位置。
我还有一个想法:如果那些主导性力量——你们自己可以决定他们是谁——能够支持基础科学,忘掉应用研究,那么科学进步会更快。现在,全世界对应用研究过于痴迷,我个人认为,那不是研究。研究是做基础工作,解决真正的科学问题。然后,你可能会遇到一种叫作“机缘巧合”的东西。这种情况往往发生在以下情境中:你试图做一件事,结果却有了别的发现。实际上,这一现象反映的规律很重要。
大约一百年前(1928年9月),在我的同胞、苏格兰人亚历山大 · 弗莱明(Alexander Flemming)爵士的实验室,有一个培养皿长出了微生物。等他在外面度完周末、回到实验室时,培养皿里已经被真菌入侵。这导致了青霉素的发现,进而导致抗生素的发明。这是革命性的。如果没有这种机缘巧合的发现,这个房间里2/3的人可能都不会存在。很遗憾,世界上大多数国家的科学资助者可能并没有意识到这一点。
老实说,我们在2010年偶然发现了一种我们称之为环糊精金属有机框架的材料。这是由8个葡萄糖单元组成的环状糖结构,它们通过钾离子连接在一起。这种物质的制作过程非常简单,且非常环保。你只需要一勺糖,一小撮盐,再加上一点酒精……
我认为这是对金属有机框架领域的一大贡献。我相信,随着时间的推移——这可能需要十年——它会成为那些高孔隙率金属有机框架中影响力最大的一个。不过,这又是一个机缘巧合的发现。
我们得知您在2019年创立了一个护肤品牌,从诺贝尔奖得主到品牌创始人,您的职业生涯打破了科学和商业的边界。在将实验室中的“创新”推向市场的过程中,您是否遇到过技术瓶颈或市场挑战?哪些因素对于推动前沿技术的市场化应用尤为重要?
它必须非常容易生产。(正如上面所提到的新发现——环糊精金属有机框架)这个由8个葡萄糖单元组成的特定大分子环,即γ-环糊精,是由微生物利用淀粉(主要是玉米)制得的,也可以用大米、土豆或其他类似的原料来制作。钾也非常容易获得,酒精更不成问题。你可以将这些东西组合在一起,制造出这种非常容易生产的产品。它是可重复的、环保的、可持续的,能满足你所有的期望。但谈到商业方面,那就是个全新的挑战了。如何将我们在实验室里小规模生产的东西转化为千克或吨的规模?这是产品研发团队多年来一直且还在做的事情。
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后记:《世界科学》编辑部有幸于2024年10月10日在上海采访了弗雷泽·司徒塔特爵士,他谈及科学研究时坚定的态度和有力的观点令人印象深刻,同时,其敬业精神也令在场的我们敬佩不已。其合作伙伴奥黛丽·博伊斯·尼古拉(Audrey Bois Nicola?)认为,公众需要理解科学,而弗雷泽爵士所做的事情就是使科学民主化,以帮助公众真正接触科学。未曾想到,两个多月后会听闻他离世的消息,我们震惊之余深感悲痛,谨以此文纪念弗雷泽爵士。