做科研什麼最重要？趙東元的答案是“愛”

“好奇心是人的本能，每個人都有，但真正要在科學上有所作為，我覺得最重要的就是‘愛’。這份愛不是簡單的興趣，而是一種從內心生發的理性思考，這種驅動力強烈到你願意為它付出所有。”

第五期浦江科學大師講壇近日在復旦大學舉行，中國科學院院士、復旦大學化學與材料學院院長、復旦大學相輝研究院首任院長趙東元以“‘孔’中看世界——無盡的科學前沿”為題，分享了化學這一學科從無到有、從有到專的曲折歷程，以及他對於科研工作返璞歸真的思考。

  
第五期浦江科學大師講壇近日舉行，趙東元院士發表演講。戚心茹 攝

扎根本科教學20多年的趙東元，一向以備課認真著稱，他為這場講座準備了一週時間，148頁的幻燈片，説盡了化學的“前世今生”。

化學是一門古老學科，其起點最早可溯源至中世紀的煉金術。“人們研究物質的起源、構成，從一開始就伴隨着神秘，希伯來語中的‘Chaman’，便是‘謎團’的意思。”趙東元還結合中國古文字和古詩，揭示“化”字所蘊含的變化之意。在他看來，“造化”正是化學的本質，大自然創造萬物，通過事物與事物之間的相互變化，造就了大千世界。

談及化學的特點，趙東元認為，化學沒有數學那麼“精確”，也沒有物理那麼“高大上”，一代代化學研究者都是在黑暗中慢慢摸索前進。“化學家要充滿想象力，要有做探險家的能力。”同時，趙東元也&&，化學也是合成的藝術，是一門藝術的科學，需要被傳承和創新。

傳承與創新不斷推動着化學學科的發展，過程中有許多關鍵時刻、關鍵人物，趙東元從中領悟、踐行科學精神。他説，科學的每一次重大突破，都是一個人或者極少數人對人類共識的挑戰，新實驗結果催生的新理論往往是突破性的、跳躍式的，不可能從已存共識中演繹出來。那麼，這種創新的科學思維從何而來？趙東元自問自答：“正確的選題、好的科學方法、深邃思維和大膽質疑、科學合作和科學道德，缺一不可。”

  第五期浦江科學大師講壇近日舉行，趙東元院士發表演講。 （復旦大學供圖）

介孔材料是指孔徑在2nm至50 nm之間的納米多孔固體，是納米材料的一個重要分支。過去20多年裏，趙東元及其團隊深耕介孔材料研究，開發大量介孔材料合成方法，創制一系列全新的介孔材料，相關成果被數十個國家和地區的千余家科研機構跟蹤採用。2020年，他帶領團隊獲國家自然科學獎一等獎。

“化學沒有聖杯，我的哲學氣質不在於為解答大疑問做研究，而是在於在美麗的化學庭院裏研究很多小的問題，將目光放在它們之間的關係上。”趙東元説。

  
趙東元院士在復旦大學實驗室裏指導學生。方喆 攝

如今，趙東元團隊將介孔材料研究發展到了前所未有的高度，其構建過程包括從原子到分子，再到功能基元和器件的逐級組裝，為前沿交叉學科的發展提供新範式。團隊還將介孔材料廣泛應用於催化、儲能、生物檢測、化粧品、水處理、電子材料等諸多方面。

“科學研究和應用之間到底是什麼關係？”講座現場有聽眾提問。趙東元&&，儘管化學是離工業最近的一門基礎學科，很多研究成果都能實現轉化，但基礎研究不能只考慮經濟效益和應用價值，而應專注於提出問題和回答問題本身。

“基礎研究的翅膀一旦插上了應用的鉛砣，就難以高飛遠舉了。”趙東元繼續闡釋：“正如化學在煉金術、煉丹術中存在了很長時間，當人們以獲取黃金為目的時，它就不是科學。”

  
趙東元院士在2022年上海科技節開幕活動現場。方喆 攝

如何設計具有特殊功能和動力學特徵的分子？思考和記憶的化學基礎是什麼？怎樣能夠探索全部元素的可能組合？面向未來，這些都是化學基礎研究亟需解答的問題。

而面對生成式人工智能的興起，趙東元也感受到緊迫感。“現在，我們利用AI可以設計出200多種晶體材料，放在以前，人們要不斷試錯，花掉10年甚至更長時間。”目前，他正帶領團隊致力於將人工智能與傳統化學研究相結合。

2023年11月，復旦大學成立相輝研究院，趙東元受聘為首任院長。研究院聚焦攻關前瞻性、挑戰性、高價值的關鍵科學難題，着力營造寬容、開放、活躍、自由的學術環境，為人才“十年磨一劍”提供制度保障。

“只有創造一個好的環境，容納深邃的思維、純粹的精神，才能源源不斷涌現具有原創性、突破性的科研成果。”趙東元説。