是否匹配？早嘗試早思考

李露（加州理工學院）

在加州理工學院，我認識了化學系教授Robert Grubbs，他與Yves Chauvin、Richard Schrock因對有機化學中的貢獻一起被授予2005年諾貝爾化學獎。

他為人親切、隨和，教書育人也孜孜不倦，在學生中有很高的口碑。我將要工作的公司的一位上司，得知我有采訪諾獎得主以此啟迪、激勵后輩的想法時，推薦我采訪他的這位諾獎朋友。

2015年4月27日下午，窗外陽光燦爛，我和Grubbs教授坐在他辦公室里的沙發上，開始了對話。

李露：Grubbs 教授，下午好。觀看了諾貝爾獎官網上關于您的視頻，得知您生長在十分尊重教育的環境里。在您成長學習的過程中，有很多人深深地影響了您。您提到的中學老師Baumgardner女士似乎開啟了您探索科學的大門。請講講關于她的故事以及您的童年。

Grubbs 教授：我出生在一個只有25000人的小鎮上。我的外祖父是農民，而我的母親是家中唯一上了大學的孩子。她念大學還是因為她的身體不好，不能干農活，所以外祖父母送她進了大學。我的外祖母是第一個啟蒙我知識和教育的人。雖然她是農民的妻子，但她非常熱愛學習并尊重教育，喜歡文字和詩歌，還常常給孩子讀故事。直到去世，每天她都會學習一個單詞，并了解如何使用。這就是我童年。

之后，我遇到了Baumgardner老師。那時我十三四歲，念初中，搬家到帕杜卡（Paducah），這座城市有一個很大的鈾精制系統，很多鈾精制領域的科學家都在那里工作，Baumgardner老師就是一個實驗室的技術人員。當鈾精制工作告一段落，Baumgardner老師便投入更多的精力用于教課。她受過很好的教育，上課時常給我們展示可能有錯的內容，要求我們思考，找出錯誤，并在下一節課上告訴她哪里錯了，該如何糾正，然后一起討論、辯論。這樣的教育方式對我來說是全新的。

李露：似乎是她設陷阱，鍛煉你們發現問題、獨立思考的能力。

Grubbs 教授：對。之后我考入佛羅里達大學，學農業化學，這很自然，因為我很多家人都是農民。幸運的是，我被告知農業化學并不是最基礎、最嚴格的化學專業，我覺得應該參加其他更基礎且嚴格的化學專業項目。在一個暑假，我參加了這樣的項目，在一個動物營養實驗室工作。當時，一起上課的一個同學在有機化學實驗室工作，我便常去他的實驗室。就在那時，我發現自己喜歡有機化學，就轉了專業。其實，我的成績不是特別好，升入研究生院對我來說有點困難。有機化學實驗室的教授鼓勵我嘗試外校的研究生院，并幫助我進入哥倫比亞大學深造，我再一次從一個小城鎮搬到了大都市曼哈頓。

李露：在哥倫比亞大學念書是什么樣的體驗？

Grubbs 教授：去哥倫比亞大學讓我十分興奮，我見到了許多新事物，認識了一個強大的化學學院，結交了許多出色的同行。我發現自己有很多同行都沒有的研究優勢——擅長實驗。這就是我的學習生涯。回首往事，我也覺得非常奇妙，從農業化學轉到有機化學似乎是機緣巧合。

李露：您之后的研究方向主要是金屬有機化學，會不會是當時的有機化學領域相對成熟，而金屬有機化學是一個新領域？

Grubbs 教授：是的。我曾在物理有機化學方面打下了扎實的基礎，它是有機化學的一個重要部分。有機化學研究有機化合物的結構與性能，它之所以吸引人是因為只要做許多相對容易的實驗，便能知道發生在分子級別的化學反應，并不需要建造大型的機器，不需要做大量的推導計算。但是，已經有很多聰明的科學家在探索有機化學。而金屬有機化學比較新，我可以把所擁有的技能、掌握的基礎都運用其中，探索一系列全新的事物。

后來，我研究烯烴復分解反應，這是我研究過程中的另一個幸運的轉折。在斯坦福大學進站博士后，我第一次接觸到烯烴復分解反應，它偏工業偏應用。我的教授從工業界回來與我們討論這個反應時，我們幾乎對其一無所知。當時我作為一名研究化學反應機理化學家，對此產生了極大的興趣。它本不應該發生卻為什么就發生了？如何發生？這是烯烴復分解反應作用機理方面的問題。一旦了解了它的發生機制和條件，我們就開始為這個反應設計催化劑了。

李露：之所以很多科學家投身烯烴復分解反應，是因為它在工業領域可謂一種明星化學反應，產生的副產品和廢料很少，也十分高效？

Grubbs 教授：現在，它的確是高效的綠色反應，但在當時并不是。那時，它只是分子級別上十分簡單的化學反應，不能制造新奇產物。大部分的催化劑，僅適用于碳氫化合物，其他的反應物往往會使催化劑失效。從某種程度上講，老催化劑向新催化劑邁進的一項重要特征，是我們能加入含有其他官能團（決定有機化合物的化學性質的原子和原子團）的反應物。因此，從理解烯烴反應機制開始，我們進一步開發在碳碳雙鍵以及其他官能團上反應的催化劑。

傳統的化學催化劑多為多相催化器（催化劑和反應物屬于不同物相，催化反應在其相界面上進行），這樣的催化劑通常是固體狀態，放在反應物（液體或氣體）上加熱后進行操作，產生催化效果。沒人知道催化劑反應時具體的結構。后來，人們從不同的化學物質中提取樣本作為催化劑嘗試，雖然有的奏效，不過還是不知道催化過程中到底發生了什么。我們一開始研究鈦，但效果不好。Schrock（2005年與Grubbs分享諾貝爾獎的化學家）嘗試鎢和鉬，我的研究小組從1985年研究釕。釕能在有水的情況下工作，1992年我們第一次制造了較為完善的釕催化劑。我們對烯烴復分解反應及其催化劑的研究，為有機化學家和其他分支的化學家開辟了一個新領域，提供了新工具，這才是我被授予諾貝爾獎的意義所在，而不是因為具體某個催化劑的制造。

李露：1998年，您與他人一起成立了Materia化學公司，專門提供這種烯烴復分解反應的催化劑？

Grubbs 教授：對。1995年，該類催化劑的研究已有很大的進展，在1990年代末我們確保造出了效果良好的釕催化劑。Materia位于Pasadena，有150名工作人員。

當時，幾乎所有的化工公司都有研發部門，可以把論文上的化學理論應用到實際。Materia也有研發部門，把我的實驗室的創新重新整合，找到市場里的應用，并開發化學產品。把尚處在研究中的新科學商業化極其困難，新事物出現時一定會取代現存的舊事物，但人們對舊事物已經習慣或產生了依賴。想讓新產品代替舊產品，那么新事物必須遠遠好于舊事物。

Materia同樣需要擔心市場因素。沒成立Materia之前，我們也開發化學產品。那時，外面的公司會感興趣，但它們并不是好的合作者，比如取得短期的成功賺了錢后就不再管產品了，不再設想未來的發展。這樣的事一次又一次發生，我們非常沮喪，因此決定成立自己的化學公司。

李露：Materia肯定為有機化學領域的公司或科研人員帶來了許多便利。

Grubbs 教授：對。Materia不僅為我的研究組也為其他許多研究組提供催化劑。我們希望利用這個催化劑發現更多有意義的化學反應，比如史密斯教授有個好想法，我們給他一點這樣的催化劑，也許他就能嘗試并驗證他的想法，在商業上可行的話，他就會開發出很好的化學產品。

李露：我們聊了許多您從事的具體化學研究，我也想了解您做研究的方法。您曾提到，有許多方式能區分出真正聰明的學生，其中重要的是真正聰明的學生會花更多的時間思考，而不是不斷地做事。

Grubbs 教授：對。其意義在于：需要對所做的事有足夠的激情與熱愛，并獨立地去思考它，完成它。在這種情況下，很可能在洗澡或在街上散步時就解決了困擾的問題。許多清晨當我醒來時，我就解決了一個問題。（笑）有時做講座，一些人問了我沒思考過的問題，這就是一個信號：我對未知的思考還不夠。

李露：這種思維意味著不但需要發現新東西，而且還得思考。但許多人往往有想法，卻不能付諸實踐。

Grubbs 教授：嗯，那樣的話可以進入一個領域，看看自己是否可以發現問題并有能力解決問題。我比較喜歡Caltech（加州理工學院）研究生和博士后有解決問題的能力，在這方面我不需要擔心。只要足夠感興趣，就會發現自己其實知道該做什么。否則，應該去做其他的事。除了思考，我們還需實踐。作為學生，需要投入很多動手或實踐的精力，之后，應該有更多的讀寫和更深入的思考。

我的實驗能力比較強。不同的人有不同的擅長，我的父親是機械師，我是在修理或建造東西的環境下長大的。我會和父親一起做修理機器的活兒，也會幫叔叔造房子。想造東西，就要以作用機理的視角去看待事物之間的關系，應該這樣來思考。

李露：孩童時代造房子，作為科學家時造分子，這種看事物機械關系的技巧起著很重要的作用？

Grubbs 教授：對，都是建造。記得很小時我非常瘦，母親給我硬幣買糖，我不會買糖而是買釘子。回家后我就用買來的釘子造東西。這是我小時候的趣事。

李露：對于學生，您提過盡量不要給他們過多的引導，要培養他們獨立從事科學研究的能力。

Grubbs 教授：對。我提供科研環境以及他們愿意做的研究領域。我有自己的想法，但也想知道他們的想法。事實上，他們在各自的領域做得非常好。就像有機化學的一項好處——與其他化學分支相比，有機化學讓人更容易地嘗試想法。有學生甚至想到瘋狂的想法，我也不知道它是否奏效。我就告訴學生：試試吧。前提是他們不要傷害到自己！實驗時，如果他們發現反應沒朝著想要的方向進行，那完全沒問題。

科研過程中，有許多東西可以被稱為“成果”。一種成果，是學生和導師一起得到的結果，發表的論文，拿到的獎項等。但我覺得最大的成果應該是學生本身，或學生在導師這里所獲得的能力。當他們離開進入新環境，我不可能跑過去告訴他們該做什么，怎么做，他們必須自己探索。我相信當我的學生離開時，經過長時間的訓練，已具備了獨立探索的能力。

李露：這是寶貴的訓練，您也會涉及他們的科研吧？

Grubbs 教授：是。我會跟進他們的結果，也喜歡參與他們的研究。我會時常提出建議，指出方向，提供環境并做出評論。我希望他們走在正確的科研道路上，讓他們把事情做完，發表論文。當然，也確保他們不會因為化學實驗傷害自己（笑）。通過很多途徑都能達到終點，但我覺得他們不一定要走在看起來最高效、最快的那一個途徑上。當自由大膽探索時，會發現新東西或大路之外的小徑，小徑也許會帶來意想不到的驚喜。

當他們離開時，我常常說不要再做與我這里一樣的研究，因為他們有完全不同的天分或技能，要自己發現最適合的領域。就像招學生，我會找適合我的體系的學生。如果學生每天都需要被逼，被命令，那不要在我的實驗室里工作。有的人需要壓力和緊張感才能激勵自己、完成任務，但我更喜歡自我激勵，對所做事情極感興趣，并有很強沖動把它做完的學生。有些學生讓我印象深刻，他們或實驗能力強，或思維能力強，或兩者皆備。他們還有正確的做事態度。

這真的是呆在Caltech的一項好處。我的同事，Dervan教授偶爾也說：我們有著世界上最棒的工作！記得回家鄉參加高中五十周年同學聚會時，很多人驚訝我還沒退休。我告訴他們：我要先工作！

李露：對想從事科學研究的大學生，請提供一些建議。

Grubbs 教授：學生要盡可能早地嘗試科研，看看自己是否感興趣，是否擅長，是否有匹配的技能。

有些學生非常聰明，周圍的人會說應該當科學家。但是，當他們念研讀博時才發現“噢，我其實真的不想做這些！”Caltech有給本科生的暑期科研項目，我感覺他們中有些人有很好的實驗經驗，且對感興趣的領域有了解，很可能他們選對了方向；但他們如果發現更適合的方向，且走另一條不同的道路，那完全沒問題。