澎湃新聞記者 張靜
“我可以很誠實地告訴你，當時我對化學沒興趣。”中國科學院院士、中國科學院上海有機化學研究所研究員馬大為毫不掩飾求學時對數學的熱愛。
曾經“對化學沒興趣”，一直想“混到數學系”。35歲因偶然發現一類可以提高烏爾曼反應效率的氨基酸分子而“一戰成名”，最終因有機化學研究當選中國科學院院士。
如今58歲的馬大為只要不出差，幾乎仍舊每天花10-12小時撲在辦公室看資料，夢想找到催化效率更高的第三代配體，讓第三代催化劑實現三位數的工業化應用，為藥物合成提供更簡便的方法。
“也不能保證一定能發現，但它的意義非常重大。”馬大為在接受澎湃新聞（www.thepaper.cn）專訪時表示，做科研可以說有95%以上的時間是失敗的，但失敗是一個好機會，“我們要鼓勵大家去探索無人區。現在很多科研人員就做一些相對比較簡單、容易做出來的東西，但現在國家已經到了一定要做原創、探索無人區的時候了。”
他也感慨科技界的“內卷”，“很多大學和研究單位沒有按照科研的規律招PI（Principal Investigator，學術帶頭人、首席研究員），實際上相對於世界一流大學，我們每個大學的PI都是超員的。”
這就導致了嚴重的內卷，很多年輕科研工作者在面臨這些壓力時首先想到的是生存，做些短平快的研究。而短平快的研究很難產生重大影響，也難以將成果轉化成現實生產力。
對於年輕科研工作者，馬大為告誡，科研不應扎堆湊熱鬧。即使扎堆湊熱鬧，也不要“做了幾篇文章幫人家抬轎子，自己也沒得到什麼就走了”，而是要做出自己的特色，做到一定的深度，在這個過程中發現和解決重大問題。
馬大為以氨基酸銅的絡合物為催化劑實現了碳–氮鍵的高效構築，為含苯胺片段的藥物及材料的合成提供了一種簡便、實用的方法。他與四川大學教授馮小明、南開大學教授周其林因在發明新催化劑和新反應方面的創造性貢獻，為合成有機分子，特別是藥物分子提供了新途徑，斬獲2018年未來科學大獎物質科學獎，並分享價值100萬美元的民間資本捐贈。
馬大為與家人在未來科學大獎頒獎典禮上
2019年4月，馬大為拿出未來科學大獎的300萬元獎金，在母校社旗一高設立了“未來獎學金”，用於獎勵品學兼優的學生。從獲獎人轉變成捐贈人，今年10月，他再次回到母校，鼓勵學生只要努力，將來也有機會透過科學改變世界。
“當時我對化學沒興趣”
馬大為1963年9月出生於河南社旗縣，這是一個距離南陽市50公里左右的小縣城。南水北調中線工程引漢水北上，直接經過這裡。
父母都是教師，中學時代趕上“科學的春天”萌發，看到哥德巴赫猜想的報道後對數學充滿興趣，也把數學家陳景潤和張廣厚視作偶像。
他在數學上花時間最多，那時候河南沒有什麼課外教材，他就託人從上海帶來看。反倒在化學上花下去的時間連數學的1/10都不到，高考前零零碎碎兩週時間看了一遍化學。
但他熱愛的數學並未在高考時眷顧他，“我一出考場就想起來了，移項時符號沒有變。”由於失誤丟了20分，高考數學只有77分，化學卻拿到了90多分，報考山東大學數學系“直接給分到化學去了”。
“當時我對化學沒興趣。”1980年，馬大為進入山東大學化學系就讀，前半年一直想“混到數學系”，還去數學系轉了幾圈。但那時候沒有轉專業機會，只能硬著頭皮學，“說實在的，還是很鬱悶。”
直到半年後，馬大為漸漸發現化學也是門有意思的學科。改變他想法的，是那時候讀過的科學史。居里夫人從瀝青提取鐳的故事，讓他覺得化學也不錯。
大二的有機化學裡，不可預測的繁多變化讓他覺得有趣又有挑戰。“一定要培養自己的興趣。我跟很多研究生也一直在講，假如你喜歡這個專業，你看別人的相關文章時，能夠像音樂家聽音樂時那樣，從中得到一種興奮感。”
近幾年，“生化環材”四個專業由於就業難而被戲稱為“四大天坑”。馬大為認為這是誤解，真正的“生化環材”專業就業非常熱門，比如他所從事的有機合成專業已經面臨“招人都招不到”的情況，“做新藥研發的企業需要這樣的人，做化學合成工藝的研究企業也需要這樣的人，所以現在這類人才在市場實際上很短缺。”
“生化環材”對國民經濟影響深遠。今年諾貝爾獎委員會在解讀2021年諾貝爾化學獎的研究發現時提到，全球35%的GDP涉及化學催化。石化工業產品、化肥、藥品、塑膠、香料等，日常生活中使用的大量物質都依靠催化製備。
馬大為曾多次呼籲，要重視化學，不應對化學有偏見。透過基礎研究和新技術開發，改變原有工藝過程，減少化學品生產過程產生的汙染，這些都是重要的化學研究課題，“這個行業將來實際上對人才的需求還是很大的。”
馬大為在實驗室
“仔細看這些能夠改變世界的東西，化肥也好，農藥也好，醫藥也好，材料也好，大部分這些相關物質最早都不是我們發明的，甚至我們在製造這些東西的工藝好多也都不是我們原創的。”
馬大為說，中國現在是生產和製造這些品類的大國，接下來需要讓中國研發在發現新功能物質和創造新生產工藝方面做出一些引領世界的成績，如果把學習“生化環材”專業的重要性提升到這樣的高度，就有很多事要做。
夢想找到第三代配體
馬大為是山東大學第一個考上中科院上海有機化學研究所的學生，他在這裡完成5年碩博連讀，“金屬有機化學知識已經基本到了頂峰。”他決定出國換一個研究方向——天然產物合成和藥物化學。
1994年，馬大為結束在美國匹茲堡大學和梅育診所的博士後研究。即便當時在美國年薪已經有3萬美元，他還是選擇回到國內。當時的上海有機化學研究所面臨科研人員青黃不接的問題，在有機所的不斷動員下，馬大為加入團隊。
“上海有機所當時已經算是比較接近國際先進水平的一個研究所了，特別是在有機化學方面。但實際上我們當時跟國外的差距還是非常大的，就像我們當時的經濟一樣，反差非常大。”
年輕時的馬大為
拿論文發表來說，那時候國內一個研究所一年發表幾篇二區文章都覺得很不錯了，而這對國外科研單位而言是很容易的事。國外的研究思路更高階，30多年前交叉科學研究已經開展得紅火了。實驗條件更不用說，“那時候我們確確實實是很艱苦的。”
但回到有機所後，1998年，馬大為偶然發現了一類氨基酸分子，可以提高烏爾曼反應的效率。烏爾曼反應由德國化學家在1901年發現，它能將簡單的滷代芳烴和其它親核試劑偶聯在一起，構成一個更加複雜的分子。這是化學和製藥工業研發過程中常常使用的形成碳碳和碳雜鍵的重要方法。
但經典的烏爾曼反應需要大量銅的催化，溫度要達到150~250攝氏度，這可能會破壞一些脆弱的分子骨架，大大限制了反應的應用範圍。
結果“無心插柳”，他發現的氨基酸分子能作為銅源催化劑的配體，提高烏爾曼反應的效率，大大降低反應所需要的溫度和銅催化劑的用量，成為化學合成實驗室“每天都要用的反應”。這種配體也為荷蘭皇家帝斯曼集團的抗高血壓藥物培朵普利和英國一家醫藥公司的乾眼病治療藥物的工業化生產提供關鍵助力。
之後，他又用了整整10年，一屆又一屆學生接力，經歷了四五批學生，終於找到了催化效率更高的第二代配體——草醯二胺，這一配體出現後的短短几年裡，已經在工業上產生了上噸級的應用。馬大為說，第一代催化劑已經有兩三個工業化應用，第二代催化劑的工業化應用有希望上兩位數。
如今，58歲的他還在繼續探尋第三代配體。他希望催化劑的“效率再提高一點點”，“成本再降低一點點。”這樣才有機會變成更加通用的工業催化劑。
“也不能保證一定能發現，但它的意義非常重大。”馬大為說，他現在的夢想就是找到這種配體，讓第三代催化劑實現三位數的工業化應用。
科研“內卷”
馬大為在南陽為學生簽字贈書
2000年以後，中國科研的很多方面都慢慢和國際水平接近。但是哪怕在10年前，馬大為也沒有想到，中國科研可以取得如此進步。
以化學領域論文發表為例，馬大為說，10年前，我國一區論文發表數量不到美國一半，二區文章的發表數量達到了美國的一半。“就這10年，從2010年到2020年，我們已經達到了一區文章跟美國一樣多，二區文章是人家兩倍的程度。”
“你可以想象我們的科研隊伍發展多麼快。”但馬大為在很多場合都向化學工作者提出，即使有比美國多的論文，“有哪幾個人敢說我們在這個領域是最頂尖的。”
“在科技界現在這也是公開的秘密了，跟社會上一樣，都在內卷。內卷的主要因素就是很多大學和研究單位沒有按照科研的規律招PI，實際上我們每個大學人都是超員的。”
馬大為表示，與國外高校相比，國內高校的科研人員數量是國外的幾倍，“一些大學的初衷可能就是想多點人可以多發點文章，數字上好看一點，大學排名高一點。它並不是要為在哪一個領域做出更重要的發現而設計這個位置去招人的。”
這就導致了嚴重的內卷，很多年輕科研工作者在面臨這些壓力時，首先想到的是生存。“他就做一些短平快的研究。有些問題可能10年8年也不一定能解決出來，儘管這些問題是非常重大的，但他覺得如果這樣做很有可能研究沒做出來，人已經被非升即走的制度給趕走了。”
而短平快的研究很難產生重大影響，也難以將成果轉化成現實生產力。真正有影響力的科研，要麼在創新上是源頭，要麼將研究工作做到極致最後實現轉化。無論是做領域裡的“第一人”，還是“最後一人”，都需要大量積累和投入。而現實的情況是，“基本上大家都不去著邊，都在中間擠來擠去。”
“像這次諾貝爾化學獎就是這麼一回事。”今年化學諾獎花落“不對稱有機催化”。在2000年前發現的所有通用催化劑要麼是金屬，要麼是酶。德國科學家本傑明·李斯特和美國科學家戴維·麥克米倫在2000年各自發表了關於第三類催化劑的發現。依靠有機小分子，不對稱有機催化的新型催化模式誕生了。
但馬大為表示，在有機小分子催化領域裡，大約一半的論文發表都是中國貢獻的，實際上最終是烘托了這兩位科學家工作的重要性。“講穿了就是幫人家抬轎子，當然在抬轎子的過程中你修煉得很好，最後在這個領域做得甚至超越他了，那也是一種說法。但你最後做了幾篇文章幫人家抬轎子，自己也沒得到什麼就換個熱點領域去研究，這可以說是現在國內科學界普遍存在的一個問題。”
勿簡單“抬轎子”
在馬大為看來，科研“內卷”的破局方法是分類改革，把基礎研究交給精英，把應用研究交給市場。
“國家應該滿足一部分精幹人員從事基礎研究所需要的經費，假如他們基本上不為生活和科研經費發愁，他們的研究品位自然會高一點，就可以靜下心來做一些更有價值，更有探索性的基礎研究。另外一方面，我們也有很多科研人員號稱在做應用研究，但實際上他的應用研究很難跟市場接軌。”因此需要把應用研究交給市場去引導，讓市場檢驗創新和實用的程度。
同樣，高等教育應該把培養不同種類的人才放在中心位置，並非每個高校都適合進行基礎研究。“有的大學可能連研究條件都沒有，但想著我們招了一批博士做教師，就要創造條件去做基礎研究，又開始買裝置，然後再去招研究生，去申請新的碩士點和博士點，相當於又攤了一個新大餅。”
對於年輕科研工作者，馬大為告誡，科研不應扎堆湊熱鬧。即使扎堆湊熱鬧，也不要“簡單地抬轎子”，而是要做出自己的特色，做到一定的深度，在這個過程中發現和解決重大問題。
另一個很多人缺乏勇氣去挑戰的科研方向是“完全獨闢蹊徑”，“要想哪些領域是重要的，哪些問題還沒解決，透過自己的努力，有可能在5年10年後開闢一個新領域。”
“做科研，可以說95%以上的時間是失敗的。”但馬大為認為，失敗是一個好機會，能讓人瞭解失敗的原因，分析並解決問題。“我們要鼓勵大家去探索無人區。現在很多科研人員就做一些相對比較簡單、容易做出來的東西，但現在國家已經到了一定要做原創、探索無人區的時候了。”
馬大為在博士後階段所學的複雜天然產物合成和藥物化學本質上是要透過一步步反應， 將一個簡單分子一點點拼成複雜、有功能的分子。
回國後，他也帶領團隊進行了很多具有重要生理活性的複雜分子的合成研究。例如，為抗癌藥曲貝替定找到了一種迄今為止最簡便的合成路線。這一抗癌藥由於結構複雜，被稱為世界上最難合成的兩個抗癌藥物分子之一。採用新路線後，原先40多個合成步驟現在僅需26個，這意味著藥物製備成本可大大降低。
目前除了探尋第三代配體，馬大為團隊還在研究天然產物。“天然產物過去被變成新藥的機會還蠻多的，就像青蒿素也是一個天然產物。”他認為，如果能掌握天然產物產生生物活性的機理，就能為藥物研發提供很多重要線索。“現在難度還是蠻大的，研究起來確實比較困難，但也是我們想做的一件事。”
“匹茲堡所在的美東地區，做有機合成這個行當的有個傳統要求，就是工作強度非常大，每天干12小時，每週幹6天甚至7天是很多實驗室的硬規定。”他把這樣的傳統也帶了回來，“人家已經那麼先進了，還這麼努力地幹活，你要想趕超人家的話，連這個都趕不上肯定不行。”
如今的馬大為，只要不出差，幾乎仍舊每天花10-12小時撲在辦公室看資料。“這也是一種愛好，不去看看好像心裡著急了。”
責任編輯：李躍群
校對：丁曉
