周其林荣获国家自然科学奖一等奖:第一重要的是独立思考

发布: | 发布时间:2020-01-10,星期五 | 阅读:224

撰文 | 赵永新(本刊特约记者)

周其林在接受记者采访。赵永新摄

2020年1月10日上午,2019年度国家科技奖揭晓,被视为“原创性最强、科学价值最高”的自然科学奖一等奖没有让大家失望,颁给了南开大学周其林团队的“高效手性螺环催化剂的发现”。

周其林带领的课题组发现了一类全新的手性螺环配体骨架结构,并在基础上发展了一系列选择性好、转化效率高、适应性强的手性螺环催化剂,将手性分子的合成效率提高到一个新高度。

该奖项提名人之一、上海交通大学常务副校长丁奎岭院士认为,周其林课题组的原创性工作不仅引领了国际手性催化研究,而且在生产实践中得到广泛应用,体现了基础科研的作用和价值。

前不久,本刊特约记者赶到南开大学,对周其林进行了面对面采访。

“我们终于爬到了长城顶上”

2011年8月1日出版的国际化学权威期刊《德国应用化学》,刊登了周其林课题组的一项研究工作,并把中国的长城作为杂志的封面照片。

“这篇文章讲的是我们设计合成的一种新型手性螺环铱催化剂,它在酮的不对称催化氢化反应中表现出超高活性,催化剂的转化数达到4550000。在此之前,文献报道的最高活性手性催化剂的转化数为2400000。” 对于催化剂来说,转化数越大转化效率越高、成本越低。现年62岁的周其林温文尔雅、说话不急不躁,“当时杂志让我做一个封面,我就选了一张长城的照片。中国人说不到长城非好汉,我们终于爬到了长城顶上。”

直到今天,4550000转化数的世界纪录依然没有人能够打破。

什么是“手性”?

“所谓‘手性’,就是指两种结构或物质互为镜像,但又不能重叠。”周其林介绍说,“这就像我们的左右手,看似一模一样,实则不同,它们可以重合,但不能重叠。手性现象在自然界广泛存在,从宏观的星云到从微观的化学分子,都会观察到。”

周其林在解释什么是“手性”。赵永新摄

就拿手性分子来说,虽然差之毫厘,其性质却谬以千里。周其林举了一个例子:上世纪50年代末,格兰泰制药公司开发了一种减缓女性妊娠反应的药物“反应停”。“反应停”是手性分子,它的右手分子具有镇静效果,而左手分子却有致畸副作用。当时由于不知道左手分子和右手分子的生理性质差异,酿成悲剧——“反应停”用的是左手分子和右手分子的混合物,结果导致全世界诞生了1万多名先天畸形儿。

据周其林介绍,目前上市销售药物中,手性药物占50%以上。按传统工艺,手性药物是先生产出左手分子和右手分子的混合物,然后再设法将其分开。“如果全部采用手性合成新工艺、直接生产出单一手性分子的药物,不但可以节约资源,也会大量减少环境污染。”

手性合成新工艺就要使用新的手性催化剂。

“最好的催化剂要符合四个标准。”周其林说,第一,具有好的选择性;第二,效率要高;第三,普适性要好、应用范围要广;第四,可修饰性要强,就是能以此创造出新的催化剂。“一般而言,只要满足选择性好、合成效率高的手性催化剂,就是理想的催化剂,你想要右手分子就产生右手分子、想要左手分子就产生左手分子,而且效率很高、没有副反应。”

经过多年潜心研究,周其林课题组发现了一类全新的手性螺环配体骨架,并在此基础上发展了一系列选择性好、效率高、适应性强的手性螺环催化剂,不仅引领了全球手性催化的研究,而且在制药等领域得到广泛应用,被国际同行称为“周氏催化剂”。

“我当然选择后者”

人生为一大事来,周其林这一生的大事,就是研究手性催化剂。

1978年,他结束了整天与庄稼打交道的“知青”生涯,考入兰州大学化学系,与化学结缘;

1987年从中科院上海有机化学研究所获得博士学位后,他先后在华东理工大学、以及德国、瑞士和美国从事博士后研究,1996年回到华东理工大学任教;

1999年,周其林被教育部聘为第一批“长江学者”特聘教授,并转入南开大学化学院工作,带领自己的课题组开始了手性螺环催化剂研究的漫长之旅。

“周老师很少有着急的时候,从来没有因为实验进展缓慢批评过我们。”2000年跟周其林读研究生、现为南开大学化学院院长的朱守非告诉记者,当时周其林刚受聘长江学者,又是刚到南开工作,在备受瞩目的同时也面临巨大的科研压力。“在以论文论英雄的大环境下,那几年课题组没发什么文章,连我们当学生的都感觉压力山大。”

2005年,周其林和学生在一起。周其林提供。

尽管如此,周其林还是显得若无其事、不急不躁。“他从来不把压力传导给学生,还是让我们从容地做着自己喜欢的事情。” 朱守非对此深有体会,“后来我当了老师,才发现能做到这一点太难能可贵了。”

“要把一件事情真正做好,可不是短时间的。有的人一辈子其实就做一件事,一辈子可能就做一个分子,把它做到极致。”周其林说,做研究千万不能着急,越着急压力越大,也越不敢做原创性、周期长的研究。

当发论文与做重要的研究发生冲突时怎么办?

“搞研究一定要把‘解决科学问题’作为第一目标,而不是选那些好发论文的方向。”周其林毫不犹豫地回答,“如果发论文和科学发现之间有矛盾,我当然选择后者。”
走进周其林的办公室,一排高大的档案柜格外显眼,里面装满了研究生的实验记录,从学生姓名到记录册数,全都一清二楚。

周其林办公室保存的学生实验记录。赵永新摄

“保存学生的实验记录,一是方便别人借阅、参考,二是以备有疑问时查阅、核对。”周其林说,做科研来不得丝毫马虎,一定要严谨细致、经得起时间的检验。

中科院院士、上海交通大学常务副校长丁奎岭在接受记者连线采访时说:“周其林做学问最大的特点,就是严谨。”

凭借在手性催化剂领域的卓越贡献,周其林2009年当选中科院院士,2018年又荣获未来科学大奖,一时名满天下。

2018年周其林和家人在未来科学大奖颁奖典礼上留影。周其林提供

“在高校里面做科研 最重要的事情就是教学生”

为何做科研,为何做教师?为何在高校做科研?这是周其林常常思考的一个问题,也不止一次与年轻的同事探讨。

他给出的答案是:在高校里面做科研最重要的目的就是教学生,最主要的产品是培养的学生。“我们做科研也是以教育为目的,培养创新型的人才。”

为让学生集中精力做研究,周其林尽可能地提高他们的生活津贴,而不用在外面做兼职;

为创造舒心的科研环境,他率先对实验室进行改造,把原来用木头做的操作台换成了铝合金的,看上去明亮洁净;

他不把学生当廉价劳动力、催促学生们快出数据、早发论文,而是让他们“遵循规则,练好手艺”……

当然,这并不是要让学生默守陈规。他很少给出结论性的东西,而是引导学生独立思考、提出自己的想法。

“做学问第一重要的是独立思考。”他常常提醒学生:做研究就是要发现别人没发现的东西,如果你没有独立的思想、独立的思考,不去质疑那些所谓的原理、定理,是做不出新东西来的。

2015年,周其林在给学生上课。周其林提供

王立新老师在周其林课题组工作了20多年,恭敬地称他为 “周先生”:“周先生教学生从来不是说让学生怎么样、怎么样,而是言传身教、做给学生看。”

王立新介绍,从1999年到现在,周其林每天都是早早到办公室,下班后先吃点饼干等垫一下肚子,然后继续工作,晚上八九点才回家吃饭。“而且他没有周六,都在跟学生讨论工作,上午讨论实验,下午开组会。这20年来如果要说哪一周的周六没有开组会,几乎找不到。如果周先生到某个地方出差、周六回来的话,他一般都会带着行李箱先赶到实验室参加组会。”

“我现在回家没有那么晚了。” 这时,周其林插话道,我刚回国的时候40多岁,直到50岁以前,一般是9点钟回家;到了50岁以后,8点钟回去;现在过60了,逐渐改到7点了。“我睡觉之前一般会看点书,如果回去得太晚、吃过晚饭再看书,脑子就停不下来、影响睡眠。”

“我觉得周先生不愧是一个科学大家。”王立新说,“他处处都是为别人着想,而不是说以一个长者或者一个领导的身份下指令‘这个不应该做,那个不应该做。’”

王立新说,周其林不仅非常包容学生的很多缺点,而且也能够理解学生。“比如有很多课题组都不允许学生谈恋爱,但是我们周先生非常开明。他说:学生在20多岁的时候有激情,两个人在一起谈恋爱能促进科研。”

“所以我们课题组成就了很多对夫妻,现在还有正在发展的。”王立新笑了,“最终结果暂时还不能跟你们报告。”

春华秋实。如今周其林已培养了70多名博士、硕士,他们大多在国内外知名大学、研究机构和制药公司工作,成为研究骨干。

“其实我最好的科研成果是培养了很多人。这是我们做教育的人最大的一个收获,也是最感欣慰的地方。”周其林说。

“我主要是培养研究生,虽然也给本科生上课,但那不是主要的。这一点,请记者们写稿时一定注意。”周其林补充说。

“我最担忧的,是公众科学素养不高”

“我现在最担忧的,是公众科学素养不高。”吃晚饭的时候,周其林对记者讲了自己的忧虑,“不光是科学知识贫乏,而且不会独立思考,容易盲从盲信、人云亦云。如果全民族的科学素质不提高,科学技术就会变成少数人关心的事,这很麻烦。”

“现在社会上经常谣言满天飞。”他举了一个例子:他的一个亲戚前段时间转发给他一段视频,说外国人怎么喝矿泉水:先喝一大半,剩下的再怎么喝怎么喝,并且可以治病…… 说的头头头是道、有鼻子有眼。“我看完后告诉她:这完全是胡说八道,外国人喝水和我们差不多。”

“她没出过国,所以缺少判断,出过国的人就会知道外国人不是这么喝水。”周其林认为,要想提高自己的判断力,就要多看书、多见识、多了解外界,多了解别人怎么做、怎么想、怎么看。这样你就能综合看问题,而不会轻信貌似正确的错误说法。

2019年10月南开百年校庆,也是周其林的课题组成立二十周年,许多研究生都回来了,一起聚会座谈。大家交流的时候,周其林发现:一些学生,包括已经毕业的学生,都有些迷茫:到底自己做什么工作最好?是选择北上广等大城市还是中小城市?

“适合别人的不一定适合你。” 周其林说了两点:关于工作,关键是看看自己有没有兴趣,只要有兴趣,到高校、去企业都行;至于到哪儿工作,要看哪个地方最适合你、你能在那儿得到最大发挥。“没有最好的工作,也没有最好的城市,只有适合你的工作和适合你的城市。” 


来源:知识分子


 

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