中国青年报客户端上海10月12日电（李怡洁 计张玥 中青报·中青网记者王烨捷）“一个疯狂的想法，是革命性发现的必要条件。”今天，复旦大学相辉堂里，2021年诺贝尔化学奖得主、德国马克斯·普朗克煤炭研究所主任本亚明·利斯特（Benjamin List）在第十六期“浦江科学大师讲坛”上以“催化美丽世界：给下一代的三个信息”为题，与上海市高校及中学师生代表面对面畅谈，聚焦有机催化前沿方向。

　　2021年，他与美国科学家戴维·麦克米伦（David MacMillan）因开发“不对称有机催化”的概念而同获诺贝尔化学奖。这一概念的意义在于，它让化学家能够用非金属催化剂更精准地构建分子。传统的不对称催化主要依赖金属催化剂或酶，而有机催化提供了一种全新的选择，能够引导反应优先生成所需的分子，不仅让不对称合成更容易，也让化学更加环保。

　　“尽管我无法提供一个获得诺奖的完整‘配方’，但我会告诉大家，想要赢取诺贝尔奖，需要做到什么。”利斯特在演讲中给出的答案是：追寻热爱、尝试不同、目标远大。

　　利斯特在浦江科学大师讲坛上。复旦大学供图

　　他对化学的热爱始于青少年时期。那时的利斯特相信，既然世界包括人体都是由分子、原子组成的，那么化学家或许能够了解关于这个世界的一切。当时中学还没有开设化学课，充满好奇心的他决定自己动手，13岁时，他在朋友家的地下室里建起了化学实验室，他和朋友以“制作洗涤剂”的名义从药店买来材料，实际制作的却是火药。一次不小心失火，药店药剂师看到楼里冒出的烟雾，此后拒绝再卖给他们任何材料。后来他了解到，“有机化学之父”尤斯图斯·冯·李比希（Justus von Liebig）在做学徒时也发生过类似的事情。

　　在攻读化学博士学位期间，他研究的是“维生素B12合成”。那三年的研究非常艰难，维生素B12是一种非常复杂的小分子，合成难度很大，三年间他每天夜以继日地研究，“如果不是因为我‘追寻热爱’，我很难坚持下去”。

　　后来，他把研究领域定在了催化。“我认为催化是所有科学中最为迷人的一部分，一个催化剂分子可以反复参与反应，促使成千上万个产物分子的生成，这正是催化的魔法所在。”利斯特认为，催化不仅有“魔法”，更是推动人类现代社会发展的重要技术之一。“地球的未来很大程度上取决于催化剂。”他举例说，在能源领域，通过三元催化（Three-Way Catalysis），汽油燃烧产生的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物可被主要转化为二氧化碳、水和氮气；通过催化，煤炭可转化为汽油；通过催化裂解烷烃，可制造更小的碳氢化合物，为飞机、汽车、轮船等提供燃料。在农业领域，哈伯-博世法（Haber-Bosch Process）从大气中提取氨用于化肥制作，氨产量每年可达15亿吨规模，养活了世界上无数的人。在材料领域，齐格勒-纳塔催化剂（Ziegler-Natta Catalyst）推动了塑料、橡胶制品的生产。

　　让利斯特在五年前获得诺奖的科研之路，是从“尝试不同”开始的，“你必须做出一些不同的事情，与别人不一样的事”。

　　自1900年以来，有9个诺贝尔化学奖都颁给了与金属催化有关的技术。但当时的人们都认为，催化剂要么是酶，要么就是金属。1997年，利斯特开始在美国斯克利普斯研究所做博士后，研究抗体催化剂的机制时发现了一个颠覆认知的事实：一种酶催化羟醛缩合反应，活性位点里没有金属，只有一个氨基和一个酸性基团。“一百多年来，化学界都认为催化剂需要金属。”利斯特看见了新的可能，决定尝试用氨基酸。他找到了脯氨酸，一种人体自身就能合成、无毒、存在于所有植物中的简单分子，它不仅能催化羟醛反应，而且其催化机制与酶相同。

　　这项技术后来被用于合成抗HIV药物达芦那韦。2021年，他因“不对称有机催化”站上了瑞典斯德哥尔摩的领奖台上。

　　但利斯特却认为，这份荣誉“为时过早”，因为他真正想完成的，是找到一种普适性的催化剂，解决所有化学问题。这条路远比想象中艰难。

　　如今，他的团队交出了新的答卷：限域催化剂。这类催化剂能在分子内部构建一个受限的活性空间，像酶一样，在极度酸性或极度碱性环境中都能起催化作用。在一个羟醛缩合反应中，1公斤催化剂就能生产388吨产物，用量之低几乎媲美天然酶。

　　“大家要有高远的目标，做一些真正有挑战的事情。”利斯特如今将目光投向了宏大的命题。他的团队正在做的研究之一，就是人工光合作用。光合作用不仅对地球的碳循环极其重要，也制造生命所需的食物和氧气。人类能否模仿自然，创造“人工光合作用”？

　　一个更大胆的想法诞生了：提取二氧化碳，用光和催化剂将其直接分解为氧气和石墨。利斯特承认，这听起来像个疯狂的想法，“这个想法很简单，也很天真，高中生都能想出这样的点子。但如果它能奏效，真的会改变世界”。

　　“一个疯狂的想法，是革命性发现的必要条件。”在利斯特的愿景里，这套人工光合作用将支撑起一套全新的化工产业：未来我们可以用二氧化碳、水和光，建立起一套完全可持续的化工体系。

　　“做科研就是要去前人未踏足的地方，独自进入‘黑暗森林’。首先你对化学得是热爱的，这样做科研的奖励很大，就能坚持下去。”他建议青年学生要坚持热爱，同时也不要盲目，“先给自己两年时间努力做，如果两年后依然进展不大，就该与导师聊聊换一个方向”。

　　“我对人工智能是否能创造真正‘新’的东西保持观望态度。”被问及人工智能在科学发现中扮演的角色时，利斯特说，人工智能依赖人类提供的海量数据。他坦言，自己平时也会使用大语言模型，但这些模型只是根据下一个词出现的可能性来生成回答，给出的并不是新东西，而科学需要的是新东西。“就目前而言，只靠人工智能不可能让你拿诺贝尔奖，而且对于依赖人工智能的诱惑，一定要小心。”

　　谈到在多国开展科研的经历，利斯特表示，科学研究不是靠单个国家就能完成的，需要跨国协作。他非常喜欢国际化的团队，“我团队中目前有5名中国同事，我非常欣赏他们做科研时的乐观和刻苦。”

　　利斯特坦言，获得诺奖之后，他收到了几千封来自全球各地的邀请信，难以一一赴约，但他欣然接受了浦江科学大师讲坛的邀请。“我知道复旦大学是中国最优秀的高校之一，我最优秀的学生也都来自中国。我很期待，也许今天在复旦听我讲座的观众中，未来会有人加入我的实验室。”