“點擊”科技如何讓化學變成“拼積木”

在“諾獎西大行”啟動儀式上,該校與2022年諾貝爾化學獎得主、丹麥哥本哈根大學教授、歐洲科學院院士莫滕·梅爾達爾簽署協定,共同建設“西大諾獎工作站”。這位被譽為“點擊化學”領軍人物的科學家,正式受聘為西南大學客座教授。

  ◎本報記者雍黎

  4月18日,西南大學迎來120周年華誕,一份特殊的“生日禮物”格外引人注目。在“諾獎西大行”啟動儀式上,該校與2022年諾貝爾化學獎得主、丹麥哥本哈根大學教授、歐洲科學院院士莫滕·梅爾達爾簽署協定,共同建設“西大諾獎工作站”。這位被譽為“點擊化學”領軍人物的科學家,正式受聘為西南大學客座教授。

  在隨後的學術報告會上,梅爾達爾向西南大學資料學院師生作了關於點擊化學研究的專題報告。報告結束後,梅爾達爾接受了科技日報記者獨家專訪。

  “最美的科學常源於意外”

  梅爾達爾的科研生涯,始終聚焦於“如何讓化學反應更簡單、更高效”。“點擊化學的發現完全是偶然。”梅爾達爾回憶說,這一發現源於他的博士生在一個項目中觀察到的意外現象,“我們發現了這個反應,然後開始探索它能做什麼。”

  梅爾達爾描述的,正是後來獲得諾貝爾化學獎的“銅催化的疊氮—炔烴環加成反應”。該反應如同分子世界的“積木”,能讓兩個分子模塊高效、精准、不可逆地“哢嗒”一聲連接在一起,幾乎不產生副產物。這項科技成為點擊化學的“黃金標準”,被廣泛應用於藥物合成、材料科學、生物標記等領域。

  談及當前研究,梅爾達爾說,點擊化學正在從“精准制導”和“綠色製造”兩個維度,革新藥物研發的未來。現時,他和團隊有幾項針對癌症治療的藥物開發,通過點擊反應精准送藥,會比傳統抗癌藥物更有效。

  點擊化學還能極大地簡化藥物本身的製造過程。梅爾達爾以治療囊性纖維化等疾病所需的一種複雜糖分子為例,傳統方法需要多達26步反應,而利用點擊化學思維,科學家可以分別合成分子的兩個覈心部分,然後在水溶液中讓它們通過一步“點擊”反應高效結合。

  “化學是生命的基石。”梅爾達爾說,他相信化學和生物化學的結合將有助於延長人類壽命,並提高晚年健康生活的質量。

  “人工智慧是工具,絕非智慧本身”

  面對當前席捲全球的人工智慧熱潮,梅爾達爾保持著實驗化學家特有的冷靜與審慎。

  “人工智慧與‘智慧’本身毫無關係,這個名字起錯了。”梅爾達爾直言不諱,“我更願稱之為‘機器學習’。”他認為,當前對人工智慧的評估有些過高了。真正的“智慧”或“意識”,需要一種完全不同於現有電腦的、類似於大腦神經網路的結構,這還有很長的路要走。

  然而,梅爾達爾並不否認人工智慧作為强大工具的潜力。“人工智慧的真正厲害之處,在於處理海量、一致的數据集。”他以準確預測蛋白質結構的AlphaFold為例,“它之所以成功,一是基於龐大的資料庫,二是其設計者有效地防止了錯誤資訊的混入。”

  對於青年科研者,梅爾達爾建議,要善用而非依賴人工智慧,別讓它替你思考。“人工智慧不會减少你的工作量,你要學會更聰明地提問,並批判性地篩選其給出的答案。”他鼓勵學生把利用人工智慧所節省的時間,投入到更需要創造力的實踐中去,比如“真正動手做一個實驗”。

  “化學教育應從‘感受’開始”

  梅爾達爾笑著分享了兒時生活對他的啟蒙。十一二歲時,他在祖父母美麗的農場中對自然萬物間的交流充滿好奇,他曾買回16公斤炸藥在父母的地下室裏配製煙花。“那響聲和色彩,真是化學最美的樣子。”他笑著說。

  “萬物皆化學。”梅爾達爾堅信,化學教育應從“感受”開始,不該一開始就用複雜的方程式嚇跑孩子。可以在小學一二年級開始就通過視頻從炫酷的實驗現象中,讓孩子感受到分子世界的立體與美麗。在孩子13歲之前,影像思維最强大的時候,點燃這份好奇,可能比灌輸知識更重要。

  對於青年科研人員,梅爾達爾建議要保持對意外現象的好奇與追問,要敢於擁抱偶然、擁抱意外,勇於跨界,並珍惜失敗。他說:“每一個失敗的實驗都塞滿了數據。去分析每一個副產物,那是通往正確答案的線索。”

  梅爾達爾特別提到合作的重要性。他說:“科學的進步越來越依賴於團隊。就像‘點擊反應’一樣,優秀的合作能產生‘1+1>2’的神奇產物。”卓越不是個人的事,優秀的科學家要善於將個人卓越融入團隊。

  “科學沒有國界,創新沒有壁壘。”梅爾達爾說,“諾獎工作站”是一個絕佳的平臺,他期待通過與西南大學等中國同行的合作,共同開拓知識的前沿、共同克服挑戰、共同開創未來。

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