樊登：各位好，我是樊登。今天我們非常榮幸地請(qǐng)到了中國(guó)科學(xué)院院士、上海交通大學(xué)校長(zhǎng)丁奎嶺教授。

丁奎嶺：大家好，樊老師好。

樊登：請(qǐng)您來(lái)覺(jué)得特別忐忑，我雖然讀了一些書，但是您這個(gè)專業(yè)我真的一點(diǎn)都不了解。什么叫手性？

丁奎嶺：這個(gè)概念的話，還是很有歷史的。如果通俗地講，就是我們的左手和右手之間的關(guān)系。你看你的左手和右手，大概看上去是完全一樣的，但是你無(wú)論怎么擺，它沒(méi)辦法重合的。如果你把大拇指這樣一放的話，它始終是一種鏡子里邊的圖像和人之間的這樣一種關(guān)系。這種關(guān)系看似完全一樣，但是本質(zhì)上它是不一樣的，這種對(duì)應(yīng)的關(guān)系我們就叫做手性。化學(xué)里邊的分子世界，它是有這種左手和右手的關(guān)系。在我們的人體里邊，組成人體的最主要的分子有氨基酸、核酸、還有糖。氨基酸它是左手的，糖是右手的。

樊登：我不知道我理解的對(duì)不對(duì)，您的意思是說(shuō)，氨基酸的結(jié)構(gòu)和糖的結(jié)構(gòu)，看起來(lái)是很像的，但是兩個(gè)不能重合在一起。

丁奎嶺：不是，還不是這個(gè)意思。就是氨基酸里頭，它也有左手的分子、右手的分子，兩只手都有，但是自然界選擇，當(dāng)它誕生這個(gè)生命的時(shí)候，只選擇了左手，那么糖它就是右手的。氨基酸形成多肽以后，它又形成螺旋結(jié)構(gòu)，實(shí)際上螺旋結(jié)構(gòu)也是一種手性。舉個(gè)例子說(shuō)，你經(jīng)常看到的植物攀緣的時(shí)候，它是螺旋的，而且你去仔細(xì)觀察的話，絕大部分都是一種方向。你再去看海螺，你去把很多海螺收集在一起看一看，你會(huì)觀察到99%以上都是朝著一個(gè)方向。這就是手性不僅在分子世界里頭有，在它的集成體，或者是在更大的尺度里邊，它都是手性的。

樊登：那這項(xiàng)研究的好處是什么呢？有什么意義？

丁奎嶺：剛才說(shuō)到組成生命體系的三大物質(zhì)，它是手性的，但是它只選擇了一只手。當(dāng)我們生病的時(shí)候，需要吃藥的時(shí)候，剛才說(shuō)了分子世界它也是手性的，那么這個(gè)藥怎么發(fā)揮作用，它一定要跟生命體去作用，就像我們的手套。生命體里面，它本身就像一個(gè)手套，這個(gè)藥物進(jìn)來(lái)了，它進(jìn)去了，相互作用了，才能夠發(fā)揮作用。那你就可以很容易地想象了，我人體是左手的手套，你來(lái)個(gè)右手的手往里頭插。

樊登：插不進(jìn)去。

丁奎嶺：要么插不進(jìn)去，要么插進(jìn)去不舒服。其實(shí)藥物在發(fā)揮作用的時(shí)候，它應(yīng)該是非常精準(zhǔn)的，只有精準(zhǔn)了才能夠不至于跟其他的部位去作用，所以這就是手性的重要性。那么如果你吃進(jìn)去了另外一種手性的分子，它可能帶來(lái)的是副作用，這種過(guò)去歷史上也有悲劇發(fā)生的。就是在上個(gè)世紀(jì)的五六十年代，在歐洲有一個(gè)非常著名的，叫“反應(yīng)停事件”。很多孕婦懷孕的時(shí)候會(huì)有妊娠反應(yīng)，需要吃一種鎮(zhèn)靜藥，這個(gè)鎮(zhèn)靜藥分子當(dāng)時(shí)做出來(lái)它是很有效的，但是它是消旋的，也就是兩只手都有的這種。其中分子的一個(gè)異構(gòu)體有鎮(zhèn)定的作用，但是另外一個(gè)，它會(huì)導(dǎo)致胎兒的畸形，所以就在歐洲產(chǎn)生了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的叫“海豹嬰兒”：很短的胳膊、很小的手或者很短的腿。所以手性在藥物里面，起著非常重要的作用，只有契合了，也就是說(shuō)手和手套只有配合得很好了，才能夠正常地發(fā)揮作用；而另外一只手，你給它也送進(jìn)去，但是它跑其他地方搞破壞作用了，甚至產(chǎn)生副作用。所以到了上世紀(jì)九十年代，美國(guó)FDA就要求，只要是涉及到手性的，那就有左手和右手的問(wèn)題，你一定要把每一只手結(jié)構(gòu)的分子，它的活性、毒性，都要做實(shí)驗(yàn)，最后成藥的時(shí)候盡可能以一種異構(gòu)體、一只手來(lái)上市，這樣的話就盡可能地避免副作用。

樊登：每個(gè)人體內(nèi)的那個(gè)手的方向都一樣嗎？

丁奎嶺：都一樣的，所有的人類都一樣，人類生命世界為什么選擇單一的手性，還是一個(gè)未解之謎。自然界的生命的起源，一開(kāi)始也沒(méi)外界的因素去影響它，到最后進(jìn)化成生命，怎么傾向于一只手的方向去走了呢？這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，還有很多未解之謎。

剛才講到了手性，單一手性藥物的重要性，那么我們就希望吃最有效的那個(gè)，而把那個(gè)無(wú)效的、甚至有副作用的除掉。因?yàn)槲覀儗?duì)藥物的要求，在制造的過(guò)程當(dāng)中，我們希望它的純度能夠達(dá)到99%以上。那么可以想象，如果一個(gè)手性的藥物，左手右手你不把它分開(kāi)的話，那就相當(dāng)于一半的雜質(zhì)在里邊。另外從制造的過(guò)程來(lái)說(shuō)，這兩個(gè)分子我只想要這一個(gè)，而不要另外一個(gè)，那怎么辦呢？就需要來(lái)控制反應(yīng)的過(guò)程，就需要催化劑。我們常用的就是用手性催化劑來(lái)控制這個(gè)反應(yīng)的過(guò)程，最后就會(huì)得到一種手性的分子，那么把原料也節(jié)省下來(lái)了，也不產(chǎn)生另外一種手的副產(chǎn)物了，所以手性催化，因?yàn)樗鼘?duì)藥物的研發(fā)、對(duì)藥物的生產(chǎn)、對(duì)生命過(guò)程的認(rèn)識(shí)這個(gè)重要性。所以2001年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，就授予了手性催化這個(gè)領(lǐng)域。

樊登：化學(xué)家真了不起。我覺(jué)得化學(xué)家扮演著相當(dāng)于半個(gè)大自然的角色。

丁奎嶺：化學(xué)家?guī)缀蹩梢詣?chuàng)造萬(wàn)物。你可以想象，我們現(xiàn)在衣食住行，所需要的所有的東西，你還能離開(kāi)化學(xué)嗎？甚至有人說(shuō)“我要吃有機(jī)的東西，我要吃天然的”，天然的也是化學(xué)，植物里面那不都是化學(xué)分子嗎？在化學(xué)家的眼里邊都是化學(xué)。

樊登：看咱們節(jié)目的有很多中小學(xué)生朋友，我替他們問(wèn)一個(gè)問(wèn)題：您是從小就這么喜歡化學(xué)呢，還是后來(lái)到了博士、博士后階段才愛(ài)上化學(xué)？

丁奎嶺：選擇的話，我覺(jué)得也有像當(dāng)初生命體里，為什么選擇左手，為什么選擇右手，也很有關(guān)系，非常偶然的機(jī)會(huì)。因?yàn)槲沂菑霓r(nóng)村出來(lái)的，所以沒(méi)有什么太多的選擇，唯一的選擇就是想學(xué)習(xí)，學(xué)什么都可以。

樊登：報(bào)上了化學(xué)就就上了？

丁奎嶺：是那一年高考，我化學(xué)比物理多兩分，物理77分，化學(xué)大概79分，那么就覺(jué)得好像化學(xué)有一點(diǎn)點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，那么就學(xué)化學(xué)吧，就這么簡(jiǎn)單。我的熱愛(ài)是因?yàn)檫x擇了，然后愛(ài)上了。我們年輕的朋友，如果你對(duì)某一個(gè)學(xué)科或者對(duì)某一個(gè)領(lǐng)域，沒(méi)有這種熱愛(ài)，沒(méi)有興趣，那是很難做好的。就化學(xué)領(lǐng)域來(lái)講，我告訴大家，人類到今天為止所了解的，或者是說(shuō)創(chuàng)造出來(lái)的，或者是發(fā)現(xiàn)的，這種分子也好、材料也好，只有1.5億多一點(diǎn)，也就是10的8次方。那么按照元素周期表里面的主要的元素，按照500左右的分子量，如果你去排列組合，這個(gè)化學(xué)的空間是多少呢，是10的63次方。你可以想象，10的63次方和10的8次方，我們?nèi)祟愃粗摹⒒蛘呖梢蕴剿鞯目臻g，和我們所認(rèn)知的空間差了50多個(gè)數(shù)量級(jí)，也還是滄海一粟。所以化學(xué)這個(gè)領(lǐng)域，它可以探索或者是可以創(chuàng)造的空間，幾乎是無(wú)限的。所以要了解這些背景，你想創(chuàng)造一些影響、改變世界的東西，那我覺(jué)得，學(xué)化學(xué)是最好的選擇了。

樊登：今天丁校長(zhǎng)來(lái)，帶來(lái)了一本書，叫《走出思維的泥潭》。這是您審校的書，我讀這個(gè)書的時(shí)候有一個(gè)感受，就是如果當(dāng)年我上中學(xué)或者大學(xué)的時(shí)候讀過(guò)這本書的話，我做科研肯定會(huì)更有意思。它教你怎么做科研。很多年輕朋友以為科研就是寫論文，就是到處找文獻(xiàn)綜述。所以您能不能跟大家傳授一下，科研到底怎么做，或者說(shuō)科研一般分哪幾步？也就是這個(gè)書大概的一個(gè)提煉。

丁奎嶺：做科研跟學(xué)習(xí)是一樣的，除了我說(shuō)朝著哪個(gè)方向走、選擇什么領(lǐng)域、興趣很重要以外，就是你要能夠發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。我覺(jué)得問(wèn)題導(dǎo)向是最最重要的，我們做科學(xué)研究或者是做探索，不是踩著西瓜皮滑到哪里是哪里，我們做科研一定會(huì)問(wèn)問(wèn)題，我要解決什么樣的問(wèn)題，要找到你要解決的問(wèn)題，覺(jué)得它是一個(gè)真問(wèn)題，這一點(diǎn)我覺(jué)得這是入門的第一步。

樊登：我跟您坦誠(chéng)一下一個(gè)普通本科生的想法。我們當(dāng)年在選本科畢業(yè)論文的時(shí)候，我們的問(wèn)題就是如何能夠通過(guò)答辯。我們腦子里想的都是選什么樣的命題容易通過(guò)答辯，什么樣的命題容易找到資料，什么樣的問(wèn)題有師兄師姐可以帶一下，都是實(shí)用主義的問(wèn)題。

丁奎嶺：其實(shí)要找到一個(gè)真的問(wèn)題，哪怕你不一定能夠解決問(wèn)題，你會(huì)有針對(duì)問(wèn)題去設(shè)計(jì)不同的方案，也許所有的方案都失敗，但我覺(jué)得你也是成功的。因?yàn)槟銓W(xué)會(huì)了怎么去設(shè)計(jì)方案，你學(xué)會(huì)了怎么去實(shí)踐你的方案。最后結(jié)論是沒(méi)成功，那也是成功。至少你可以未來(lái)再去探索的時(shí)候，你不會(huì)再重復(fù)走這個(gè)老路了。

丁奎嶺：所以第一步是找到問(wèn)題，第二步是設(shè)計(jì)各式各樣的方案，然后第三步就是用科學(xué)的實(shí)踐去驗(yàn)證。這本書里面講的最重要的一個(gè)東西就是你要找到它的可證偽性，這一點(diǎn)非常重要。

還有一點(diǎn)，我覺(jué)得這本書里邊也講到了，你得堅(jiān)持。好的運(yùn)氣從哪里來(lái)，好的運(yùn)氣往往是因?yàn)槟銏?jiān)持，最后才成功，那么堅(jiān)持背后的驅(qū)動(dòng)力是什么？我覺(jué)得興趣、還是興趣，一定要有興趣才能夠堅(jiān)持下來(lái)。

樊登：我覺(jué)得化學(xué)教授當(dāng)校長(zhǎng)能當(dāng)好，我為什么這么想，做化學(xué)的人講究基因，講究?jī)?nèi)在的生命力，就您剛剛說(shuō)的那個(gè)推動(dòng)力，這個(gè)推動(dòng)的力量是非常重要的。這才能夠給一個(gè)校園、甚至給一個(gè)社會(huì)帶來(lái)內(nèi)在的活力。

丁奎嶺：化學(xué)還是一個(gè)最富有創(chuàng)造性的科學(xué)，它可以創(chuàng)造很多自然界里邊不存在的，但是又具有非常好的功能的、能夠造福人類的這些物質(zhì)，我覺(jué)得這是無(wú)與倫比的神奇。比如說(shuō)青蒿素，盡管獲得的是諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，但是就是因?yàn)槟莻€(gè)化學(xué)分子，它是一個(gè)影響改變世界的分子。我們屠呦呦先生和其他國(guó)內(nèi)的很多科學(xué)家，那個(gè)時(shí)候就從中國(guó)傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、中藥里邊，認(rèn)識(shí)到了青蒿是一個(gè)對(duì)瘧疾有作用的草藥，那這里面一定得有有效的成分。屠呦呦當(dāng)時(shí)就把這個(gè)有效的成分，給它提取分離出來(lái)，那么經(jīng)過(guò)現(xiàn)代科學(xué)的方法，通過(guò)合作，最后把這個(gè)結(jié)構(gòu)確定出來(lái)。其實(shí)青蒿素最后沒(méi)有成藥，而是由青蒿素作為原料，在這個(gè)基礎(chǔ)上又進(jìn)一步經(jīng)過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)化，也包括手性合成，通過(guò)轉(zhuǎn)化，變成了蒿甲醚、蒿乙醚，琥珀酸酯、雙氫青蒿素，這才是真正的人類用上的抗瘧藥物，所以化學(xué)真的是很神奇。

樊登：化學(xué)對(duì)人類社會(huì)的貢獻(xiàn)實(shí)在太大了，你想就一個(gè)青霉素的發(fā)明，救了多少人的命。

丁奎嶺：青霉素的發(fā)明可以說(shuō)，當(dāng)年號(hào)稱是比黃金還要貴的藥物，其實(shí)細(xì)菌、或者是病菌，它也在不斷地適應(yīng)最早的這個(gè)藥物，所以怎么辦呢，你找到新的抗生素越來(lái)越難。化學(xué)家就有辦法了，在青霉素那個(gè)基礎(chǔ)上，不斷地改造，它的性能越來(lái)越好。大家知道我們吃的頭孢，有一代二代三代。這也是人類用化學(xué)的辦法，來(lái)不斷地保護(hù)自己。

樊登：我們事先收集了一些網(wǎng)友的提問(wèn)，咱們看看網(wǎng)友們問(wèn)的什么問(wèn)題，第一個(gè)網(wǎng)友說(shuō)：丁校長(zhǎng)，一般學(xué)生都要到初二、初三，才會(huì)在課堂里正式接觸化學(xué)，但您在他們這個(gè)年紀(jì)的時(shí)候已經(jīng)上了大學(xué)了，您覺(jué)得在哪個(gè)年齡段開(kāi)始接觸化學(xué)比較好？

丁奎嶺：初中階段，我覺(jué)得就應(yīng)該去學(xué)習(xí)一些，初一就可以了。科學(xué)的教育，我是覺(jué)得，你只要把教材設(shè)置好，是可以早一點(diǎn)。

樊登：第二個(gè)網(wǎng)友說(shuō)：請(qǐng)問(wèn)目前我們國(guó)內(nèi)對(duì)手性合成的研究，達(dá)到了怎樣的水準(zhǔn)？這可能是業(yè)內(nèi)人士。

丁奎嶺：這個(gè)是比較專業(yè)的了，應(yīng)該說(shuō)我們國(guó)家在手性合成領(lǐng)域里邊，應(yīng)該是全球處于領(lǐng)先地位。這可以從一些我們國(guó)家的自然科學(xué)一等獎(jiǎng)里面，比如說(shuō)南開(kāi)大學(xué)周其林院士，他們做的手性催化劑，其實(shí)無(wú)論是在性能，無(wú)論是在應(yīng)用這個(gè)方面，都是超越獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的當(dāng)年的那些催化劑。當(dāng)然我們有后發(fā)優(yōu)勢(shì)了，再舉一個(gè)例子，美國(guó)新冠期間用的帕克洛維德，它是兩個(gè)組分，有一個(gè)組分，也是涉及到手性合成的。這些原料的制造都在中國(guó)，大部分都在中國(guó)。所以我們國(guó)內(nèi)很多企業(yè)的合成能力，手性合成化學(xué)的能力是非常強(qiáng)的。

樊登：明白了。第三個(gè)問(wèn)題：丁校長(zhǎng)、您是一個(gè)催化達(dá)人，從催化分子合成，到催化青年一代人才的培養(yǎng)，平時(shí)有這么多工作，您還有時(shí)間看書學(xué)習(xí)嗎？您的時(shí)間是怎么分配的？

丁奎嶺：確實(shí)看書學(xué)習(xí)的時(shí)間比過(guò)去是少了。其實(shí)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的話，我覺(jué)得可以用多種的方式，看書、讀書是一個(gè)很好的方式，如果你有閑暇的時(shí)間，去選擇一些好的書、靜下心來(lái)去讀，這是一種方式。還有一種學(xué)習(xí)，就是現(xiàn)在的信息技術(shù)的手段，讓你隨時(shí)都可以學(xué)習(xí)，所以只要有這種好奇心存在，你學(xué)習(xí)任何方式我覺(jué)得都可以。

樊登：好，我們來(lái)看下一個(gè)：丁校長(zhǎng)您知道您做了校長(zhǎng)以后，每次畢業(yè)典禮上的講話，大家都非常關(guān)注，您有一段話被大家傳得比較多，說(shuō)您告訴學(xué)生，做科研要有交叉融合的意識(shí)，打破邊界、突破藩籬，這是您給年輕科研人才的忠告，您覺(jué)得為什么交叉這么重要？

丁奎嶺：從創(chuàng)新的途徑來(lái)講的話，肯定是一個(gè)探索的過(guò)程，那么探索的方向在哪里，我大體上分成兩種方式，一種方式是深挖，在一個(gè)領(lǐng)域里邊，你就沉下心、坐下來(lái)，不斷地去挖，挖到別人沒(méi)有挖到的那個(gè)深度，你才能有所發(fā)現(xiàn)，也許能夠有金礦發(fā)現(xiàn)，也許失敗。但是如果你沒(méi)有到那個(gè)深度，或者沒(méi)有去超越那個(gè)極限，那你不可能有大的突破。

那么第二種方式就是您剛才講的，其實(shí)更多的是這樣一種情況，就是交叉，特別是現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，越來(lái)越朝著多學(xué)科交叉融合的方向發(fā)展。要做一件事情，它不是靠一個(gè)學(xué)科一個(gè)領(lǐng)域，能夠解決的問(wèn)題。我舉一個(gè)例子，剛才我們講到了生命科學(xué)里邊三大物質(zhì)，DNA。核酸是一個(gè)記錄人類自身信息的載體，那么可以不可以用它來(lái)記錄人類文明的信息，所有的數(shù)據(jù)用DNA來(lái)存儲(chǔ)。

有人做過(guò)統(tǒng)計(jì)，全球的數(shù)據(jù)大概只要200公斤不到的DNA，就可以把它全部存儲(chǔ)起來(lái)，當(dāng)然這是一個(gè)夢(mèng)想，從理論計(jì)算是有可能的。但是要做這件事情，DNA的合成要化學(xué)家、要生物學(xué)家，特別是需要合成生物學(xué)；合成了以后，這里面還有編碼呢，還有軟件，還有這種信息怎么跟當(dāng)今的這些信息計(jì)算機(jī)，能夠?qū)悠饋?lái)。你想一想如果要做這件事情，沒(méi)有交叉能行嗎，你一定要有軟件的、有硬件的，有物理的、有化學(xué)的，有材料的、有信息的。

樊登：您提的這個(gè)建議，其實(shí)在生物進(jìn)化的過(guò)程當(dāng)中也是這么一個(gè)規(guī)律，基本上這些大的變遷都是發(fā)生在邊緣地帶，水陸兩棲，這些邊緣地帶才會(huì)出現(xiàn)變化。

丁奎嶺：所以這就是為什么要朝著那個(gè)交叉地帶，無(wú)人區(qū)的交叉地帶去探索。

樊登：我們來(lái)看下一個(gè)：您一直活躍在科研和教學(xué)第一線，您是院士、所長(zhǎng)，同時(shí)也是老師、校長(zhǎng)，這幾個(gè)身份里，您最喜歡的是哪一個(gè)？

丁奎嶺：我覺(jué)得做老師是我最喜歡的一個(gè)身份，其實(shí)我最早博士畢業(yè)以后，就在大學(xué)教書，在鄭州大學(xué)教過(guò)八年書；然后到了中國(guó)科學(xué)院去工作，20年我也沒(méi)有離開(kāi)過(guò)講臺(tái)，盡管做所長(zhǎng)還是比較忙。當(dāng)然到大學(xué)里面，教書育人更加是我的責(zé)任，所以始終沒(méi)變的。其他身份都變了，只有老師這個(gè)身份沒(méi)有變，我覺(jué)得當(dāng)老師還是我的最愛(ài)所在。

樊登：真是特別希望更多的年輕人能夠領(lǐng)略到化學(xué)的魅力，也見(jiàn)到大化學(xué)家到底是什么樣子。其實(shí)我覺(jué)得跟您說(shuō)話，就是跟我們其他的老師說(shuō)話是一樣的，并沒(méi)有那種化學(xué)家的神秘感。

丁奎嶺：化學(xué)家沒(méi)有神秘感，化學(xué)還是蠻神秘的。

【帆書(原樊登讀書)】欄目稿件，未經(jīng)授權(quán)，禁止搬運(yùn)。紙質(zhì)圖書，請(qǐng)關(guān)注【經(jīng)觀商城】