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

丁奎嶺：大家好，樊老師好。

樊登：請您來覺得特別忐忑，我雖然讀了一些書，但是您這個專業(yè)我真的一點都不了解。什么叫手性？

丁奎嶺：這個概念的話，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，但是你無論怎么擺，它沒辦法重合的。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，這種對應(yīng)的關(guān)系我們就叫做手性?；瘜W(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不對，您的意思是說，氨基酸的結(jié)構(gòu)和糖的結(jié)構(gòu)，看起來是很像的，但是兩個不能重合在一起。

丁奎嶺：不是，還不是這個意思。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)它誕生這個生命的時候，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)，實際上螺旋結(jié)構(gòu)也是一種手性。舉個例子說，你經(jīng)常看到的植物攀緣的時候，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，你會觀察到99%以上都是朝著一個方向。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：那這項研究的好處是什么呢？有什么意義？

丁奎嶺：剛才說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)我們生病的時候，需要吃藥的時候，剛才說了分子世界它也是手性的，那么這個藥怎么發(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，它本身就像一個手套，這個藥物進(jìn)來了，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，你來個右手的手往里頭插。

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。其實藥物在發(fā)揮作用的時候，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，它可能帶來的是副作用，這種過去歷史上也有悲劇發(fā)生的。就是在上個世紀(jì)的五六十年代，在歐洲有一個非常著名的，叫“反應(yīng)停事件”。很多孕婦懷孕的時候會有妊娠反應(yīng)，需要吃一種鎮(zhèn)靜藥，這個鎮(zhèn)靜藥分子當(dāng)時做出來它是很有效的，但是它是消旋的，也就是兩只手都有的這種。其中分子的一個異構(gòu)體有鎮(zhèn)定的作用，但是另外一個，它會導(dǎo)致胎兒的畸形，所以就在歐洲產(chǎn)生了數(shù)以萬計的叫“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FDA就要求，只要是涉及到手性的，那就有左手和右手的問題，你一定要把每一只手結(jié)構(gòu)的分子，它的活性、毒性，都要做實驗，最后成藥的時候盡可能以一種異構(gòu)體、一只手來上市，這樣的話就盡可能地避免副作用。

樊登：每個人體內(nèi)的那個手的方向都一樣嗎？

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，還是一個未解之謎。自然界的生命的起源，一開始也沒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？這個過程當(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，而把那個無效的、甚至有副作用的除掉。因為我們對藥物的要求，在制造的過程當(dāng)中，我們希望它的純度能夠達(dá)到99%以上。那么可以想象，如果一個手性的藥物，左手右手你不把它分開的話，那就相當(dāng)于一半的雜質(zhì)在里邊。另外從制造的過程來說，這兩個分子我只想要這一個，而不要另外一個，那怎么辦呢？就需要來控制反應(yīng)的過程，就需要催化劑。我們常用的就是用手性催化劑來控制這個反應(yīng)的過程，最后就會得到一種手性的分子，那么把原料也節(jié)省下來了，也不產(chǎn)生另外一種手的副產(chǎn)物了，所以手性催化，因為它對藥物的研發(fā)、對藥物的生產(chǎn)、對生命過程的認(rèn)識這個重要性。所以2001年的諾貝爾化學(xué)獎，就授予了手性催化這個領(lǐng)域。

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

丁奎嶺：化學(xué)家?guī)缀蹩梢詣?chuàng)造萬物。你可以想象，我們現(xiàn)在衣食住行，所需要的所有的東西，你還能離開化學(xué)嗎？甚至有人說“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，我替他們問一個問題：您是從小就這么喜歡化學(xué)呢，還是后來到了博士、博士后階段才愛上化學(xué)？

丁奎嶺：選擇的話，我覺得也有像當(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。因為我是從農(nóng)村出來的，所以沒有什么太多的選擇，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，那么就覺得好像化學(xué)有一點點優(yōu)勢，那么就學(xué)化學(xué)吧，就這么簡單。我的熱愛是因為選擇了，然后愛上了。我們年輕的朋友，如果你對某一個學(xué)科或者對某一個領(lǐng)域，沒有這種熱愛，沒有興趣，那是很難做好的。就化學(xué)領(lǐng)域來講，我告訴大家，人類到今天為止所了解的，或者是說創(chuàng)造出來的，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，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多個數(shù)量級，也還是滄海一粟。所以化學(xué)這個領(lǐng)域，它可以探索或者是可以創(chuàng)造的空間，幾乎是無限的。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，那我覺得，學(xué)化學(xué)是最好的選擇了。

樊登：今天丁校長來，帶來了一本書，叫《走出思維的泥潭》。這是您審校的書，我讀這個書的時候有一個感受，就是如果當(dāng)年我上中學(xué)或者大學(xué)的時候讀過這本書的話，我做科研肯定會更有意思。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，或者說科研一般分哪幾步？也就是這個書大概的一個提煉。

丁奎嶺：做科研跟學(xué)習(xí)是一樣的，除了我說朝著哪個方向走、選擇什么領(lǐng)域、興趣很重要以外，就是你要能夠發(fā)現(xiàn)問題。我覺得問題導(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，我們做科研一定會問問題，我要解決什么樣的問題，要找到你要解決的問題，覺得它是一個真問題，這一點我覺得這是入門的第一步。

樊登：我跟您坦誠一下一個普通本科生的想法。我們當(dāng)年在選本科畢業(yè)論文的時候，我們的問題就是如何能夠通過答辯。我們腦子里想的都是選什么樣的命題容易通過答辯，什么樣的命題容易找到資料，什么樣的問題有師兄師姐可以帶一下，都是實用主義的問題。

丁奎嶺：其實要找到一個真的問題，哪怕你不一定能夠解決問題，你會有針對問題去設(shè)計不同的方案，也許所有的方案都失敗，但我覺得你也是成功的。因為你學(xué)會了怎么去設(shè)計方案，你學(xué)會了怎么去實踐你的方案。最后結(jié)論是沒成功，那也是成功。至少你可以未來再去探索的時候，你不會再重復(fù)走這個老路了。

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

還有一點，我覺得這本書里邊也講到了，你得堅持。好的運氣從哪里來，好的運氣往往是因為你堅持，最后才成功，那么堅持背后的驅(qū)動力是什么？我覺得興趣、還是興趣，一定要有興趣才能夠堅持下來。

樊登：我覺得化學(xué)教授當(dāng)校長能當(dāng)好，我為什么這么想，做化學(xué)的人講究基因，講究內(nèi)在的生命力，就您剛剛說的那個推動力，這個推動的力量是非常重要的。這才能夠給一個校園、甚至給一個社會帶來內(nèi)在的活力。

丁奎嶺：化學(xué)還是一個最富有創(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)，我覺得這是無與倫比的神奇。比如說青蒿素，盡管獲得的是諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎，但是就是因為那個化學(xué)分子，它是一個影響改變世界的分子。我們屠呦呦先生和其他國內(nèi)的很多科學(xué)家，那個時候就從中國傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、中藥里邊，認(rèn)識到了青蒿是一個對瘧疾有作用的草藥，那這里面一定得有有效的成分。屠呦呦當(dāng)時就把這個有效的成分，給它提取分離出來，那么經(jīng)過現(xiàn)代科學(xué)的方法，通過合作，最后把這個結(jié)構(gòu)確定出來。其實青蒿素最后沒有成藥，而是由青蒿素作為原料，在這個基礎(chǔ)上又進(jìn)一步經(jīng)過化學(xué)轉(zhuǎn)化，也包括手性合成，通過轉(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)對人類社會的貢獻(xiàn)實在太大了，你想就一個青霉素的發(fā)明，救了多少人的命。

丁奎嶺：青霉素的發(fā)明可以說，當(dāng)年號稱是比黃金還要貴的藥物，其實細(xì)菌、或者是病菌，它也在不斷地適應(yīng)最早的這個藥物，所以怎么辦呢，你找到新的抗生素越來越難?；瘜W(xué)家就有辦法了，在青霉素那個基礎(chǔ)上，不斷地改造，它的性能越來越好。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，咱們看看網(wǎng)友們問的什么問題，第一個網(wǎng)友說：丁校長，一般學(xué)生都要到初二、初三，才會在課堂里正式接觸化學(xué)，但您在他們這個年紀(jì)的時候已經(jīng)上了大學(xué)了，您覺得在哪個年齡段開始接觸化學(xué)比較好？

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

樊登：第二個網(wǎng)友說：請問目前我們國內(nèi)對手性合成的研究，達(dá)到了怎樣的水準(zhǔn)？這可能是業(yè)內(nèi)人士。

丁奎嶺：這個是比較專業(yè)的了，應(yīng)該說我們國家在手性合成領(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家的自然科學(xué)一等獎里面，比如說南開大學(xué)周其林院士，他們做的手性催化劑，其實無論是在性能，無論是在應(yīng)用這個方面，都是超越獲得諾貝爾化學(xué)獎的當(dāng)年的那些催化劑。當(dāng)然我們有后發(fā)優(yōu)勢了，再舉一個例子，美國新冠期間用的帕克洛維德，它是兩個組分，有一個組分，也是涉及到手性合成的。這些原料的制造都在中國，大部分都在中國。所以我們國內(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。第三個問題：丁校長、您是一個催化達(dá)人，從催化分子合成，到催化青年一代人才的培養(yǎng)，平時有這么多工作，您還有時間看書學(xué)習(xí)嗎？您的時間是怎么分配的？

丁奎嶺：確實看書學(xué)習(xí)的時間比過去是少了。其實現(xiàn)在學(xué)習(xí)的話，我覺得可以用多種的方式，看書、讀書是一個很好的方式，如果你有閑暇的時間，去選擇一些好的書、靜下心來去讀，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)任何方式我覺得都可以。

樊登：好，我們來看下一個：丁校長您知道您做了校長以后，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，說您告訴學(xué)生，做科研要有交叉融合的意識，打破邊界、突破藩籬，這是您給年輕科研人才的忠告，您覺得為什么交叉這么重要？

丁奎嶺：從創(chuàng)新的途徑來講的話，肯定是一個探索的過程，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，在一個領(lǐng)域里邊，你就沉下心、坐下來，不斷地去挖，挖到別人沒有挖到的那個深度，你才能有所發(fā)現(xiàn)，也許能夠有金礦發(fā)現(xiàn)，也許失敗。但是如果你沒有到那個深度，或者沒有去超越那個極限，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，它不是靠一個學(xué)科一個領(lǐng)域，能夠解決的問題。我舉一個例子，剛才我們講到了生命科學(xué)里邊三大物質(zhì)，DNA。核酸是一個記錄人類自身信息的載體，那么可以不可以用它來記錄人類文明的信息，所有的數(shù)據(jù)用DNA來存儲。

有人做過統(tǒng)計，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起來，當(dāng)然這是一個夢想，從理論計算是有可能的。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)今的這些信息計算機(jī)，能夠?qū)悠饋?。你想一想如果要做這件事情，沒有交叉能行嗎，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：您提的這個建議，其實在生物進(jìn)化的過程當(dāng)中也是這么一個規(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，這些邊緣地帶才會出現(xiàn)變化。

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

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

丁奎嶺：我覺得做老師是我最喜歡的一個身份，其實我最早博士畢業(yè)以后，就在大學(xué)教書，在鄭州大學(xué)教過八年書；然后到了中國科學(xué)院去工作，20年我也沒有離開過講臺，盡管做所長還是比較忙。當(dāng)然到大學(xué)里面，教書育人更加是我的責(zé)任，所以始終沒變的。其他身份都變了，只有老師這個身份沒有變，我覺得當(dāng)老師還是我的最愛所在。

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，也見到大化學(xué)家到底是什么樣子。其實我覺得跟您說話，就是跟我們其他的老師說話是一樣的，并沒有那種化學(xué)家的神秘感。

丁奎嶺：化學(xué)家沒有神秘感，化學(xué)還是蠻神秘的。

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