“大师谈不上,我就是一名科学工作者。”12月28日,第五期“浦江科学大师讲坛”在复旦大学相辉堂举行。主讲人中国科学院院士、复旦大学化学与材料学院院长、相辉研究院首任院长赵东元,身着牛仔裤,一如既往地谦逊、平易近人。

【歌德用化学的亲和力,比喻婚姻】

  “化”的甲骨文,像两个人背对着,一上一下,一正一反,形象地表达着变化之意。化学的起源最早可以追溯到中世纪的炼金术。德国的化学家李比希曾经说过,“炼金术实质上就是化学”。

  “17世纪以前,化学还谈不上是一门科学。虽然炼金术、冶金术和医药化学对近代化学的产生有贡献,但它们的研究大多以实用性质为目的,不能称为科学。”赵东元娓娓道来化学科学的发展。

  1661年被视为近代化学的开始,这一年“化学之父”波义耳出版《怀疑派化学家》,书中说:化学绝不是医药学的婢女,也不是工艺和冶金的跟班;化学本身作为自然科学中的一个独立部分,是探索宇宙奥秘的一个方面。化学,必须是为真理而追求真理的化学。为了光荣而庄严的使命,化学必须抛弃传统思辨方法,像物理学那样立足于严密实验。

  1775年前后,拉瓦锡用定量化学实验推翻了“燃素”学说,阐述了燃烧的氧化学说,总结出质量守恒定律,开创了定量化学时期。

  “歌德曾用化学的亲和力原理,比喻婚姻关系。”赵东元说,经历18世纪的踌躇与徘徊,化学在19世纪开始逆袭。19世纪末物理学领域三项重大发现X射线、放射性和电子,导致了量子力学的诞生,成为现代化学的理论支柱。

  化学中蕴含着许多哲学思想,比如氧化-还原、酸-碱,阴(负)-阳(正)等的“对立统一思想”,再如电离平衡、水解平衡、结晶平衡中的“平衡和守恒思想”。

【基础研究是“无用”之“大用”】

  科学的创新思维从何而来?

  爱因斯坦曾经说过,提出一个问题往往比解决一个问题更为重要。提出新的问题、新的可能性,从新的角度看旧问题,需要创造性的想像力,而且标志着科学的真正进步。对此,赵东元深以为然。

  “科学需要合作。”赵东元讲述了两位科学家的故事。化学家本生与物理学家基尔霍夫有着长达40年的友谊和无间的合作,他们一起创立了光谱化学分析法,共同发现了元素铯和铷。本生70岁时给好友写信说:“垂暮之年,来日不多,回忆过去的欢乐,其中最使我快乐的是与基尔霍夫共同进行的研究工作。”

  美国是获得诺贝尔自然科学奖数量最多的国家,中国只得过一次。如何解决诺奖之痛?“我相信只要坚持创新思维和质疑精神,再过20年到40年,中国一定会屹立于世界科学之林。”赵东元说。

  作为相辉研究院首任院长,赵东元介绍,借鉴普林斯顿高等研究院的复旦大学相辉研究院11月7日成立,实行10年以上长周期支持、不考核、尽职免责,为高风险、颠覆性的基础研究提供支持,“我们希望科学家沉下心来,为科学而科学。”

  基础研究如何和产业相结合?对于一位现场校友观众的提问,赵东元说,化学是唯一有工业支撑的中心科学,但他一直跟团队强调,40岁之前最好潜心基础研究,不要涉足应用,否则容易限制想象力。即使没有双碳政策,“二氧化碳的活化”本身也是科学家瞄准的重大科学问题。“虽然我们研究的问题并不是直接来自产业,但如今我们的介孔材料已广泛用于催化、电池、生物医疗、化妆品等。这正是基础研究的特点,看上去‘无用’,但解决一个根本问题可以用于诸多领域,是‘无用’之‘大用’。”

  “化学没有圣杯。我的哲学气质不在于为解答大疑问做研究,而是在于在美丽的化学庭院里研究很多小的问题,将目光放在它们之间的关系上。”最后,赵东元引用罗尔德·霍夫曼的话,鼓励年轻科学家“别贪大,抛开功利,静下心来做研究”。

  市政协副主席吴信宝出席讲坛活动。