青年报·青春上海记者 刘昕璐 通讯员 殷梦昊 张菲垭 刘栩含

“有人说，你得了诺贝尔奖，不需要再学习了。”

2016年诺贝尔化学奖得主伯纳德·卢卡斯·费林加（Bernard Lucas Feringa）摇摇头：“不是的，当我们想要制造智能药品（smart medicine），就要和生物学家、临床医生合作，我需要了解他们的知识。我们相互学习、相互欣赏，这极其重要。” 

第六期“浦江科学大师讲坛”上，这位荷兰科学家在复旦大学相辉堂以“造‘小’的艺术：从分子开关到分子马达”为题，热情分享他的研究故事，以及对于学术与创新的洞见。

  ※ 从荷兰农场走出的诺奖大师 ※  

多年以后，面对一张张年轻听众的面孔，费林加总会怀念童年时代的农场生活。那是他梦想开始的地方——一个美丽的荷兰小乡村。12岁之前，费林加从未离开过那里。在费林加记忆里，家乡的一切都是那么新奇有趣。“对年轻人来说，最重要的是要提出问题。”为什么花朵如此美丽？为什么春天作物生长？一个个问题背后，是幼时的费林加对世界的好奇。

在农场的阁楼上，小费林加拥有了一座小小的化学实验室。在那里，他亲手合成化合物，观察漂亮的晶体，通向科学的冒险之旅就此启程。“我喜欢分子世界，但是在分子美丽的花园中，我也常常迷路，找不准方向，但是这些让人‘绕圈圈’的问题是最有趣的，它们会带来意想不到的答案，改变我们的世界。”

怀着对分子研究的热情，费林加进入格罗宁根大学（University of Groningen）学习。期间，他亲手做出了一个分子。“记得当时我告诉教授我做出了分子，他说，世界上在你之前没有人做出过这个，这个分子是属于你的。”提起这件事，费林加今天依然骄傲，“尽管这个分子并没有什么用处”。至于几十年后能获得诺贝尔奖，是他压根没想过的事情。“就像参加奥运会的运动员，不是一天到晚想着拿金牌的。这需要努力训练，还有点运气。” 

费林加主要研究的“分子机器”，是指由许多不同分子水平部件组装在一起的装置，这些分子部件在外部刺激下，可以像机器一样运动，是一种超分子体系。“分子开关”是其中一个非常重要的研究成果——能够在0和1两种状态进行转换的分子就是开关。费林加俏皮地眨眨眼：“眼睛就是一种最简单的生物开关。”而分子开关则将0和1的转换带到了纳米级的尺度。

费林加相信，分子开关的光敏性与可以对患处实现精准治疗的特点，让它能够在医药行业大显身手。“众所周知，细菌的耐药性是人类的‘定时炸弹’，于是我们生产了能够以光来激活的抗生素，通过光线的照射实现开启和关闭。”这意味着，未来药品会变得更加安全。

  ※ 5人，8年，造出2纳米微型车 ※  

“我们要以什么样的方式面对未来？”略作停顿后，费林加伸手向前轻轻一握。“迎接未来最好的方式就是‘发明未来’。”

因为喜欢发明，费林加做过很多有趣的尝试——荷兰以风车著名，他便想着用分子来搭一座风车，“有底柱、风叶和轴，通过光的驱动，能像真正的风车一样转起来。”甚至造出一整个能放在水平面上的“分子风车公园”。通过观察月亮与地球的运动关系，费林加和学生还一起设计了一个颇具浪漫色彩的分子机器，在旋转时就像是月亮绕地球。

费林加合成的分子马达，则是将宏观意义上的发动机在微观层面进行复现，是分子机器的关键组成部件之一。“一旦在分子层面控制了运动，就为控制其他各种形式的运动提供了可能。这一研究成果为未来新材料的研发开启了广阔前景。”

控制分子马达运动最重要的问题是什么？“那就是控制马达的旋转，包括速度和方向。”费林加研制的第一个分子马达，一小时只能转一圈，“可不能把这个马达安在车上，太慢了”，而最新的分子马达一秒钟可以旋转1000万圈，这是个惊人的进步。通过耦合分子马达，费林加团队还研制出四轮“分子车”。在这辆大小仅有2纳米微型的车上，分子马达的旋转的力转化成为平移的力，世界上最小的车就这样开动了。

为了造出这辆微型纳米车，费林加和4个学生花了足足8年时间。一开始他们造出来的四轮纳米车，所有轮子往一个方向旋转，车子只能原地打转不能前进。团队花了3年纠正错误。但费林加不怕犯错，也建议大家千万不要害怕犯错。“科学研究中，所有的门路都要自己摸索，到底哪里走得通一开始谁都不知道，所以你必须允许犯错，并会从错误中学到知识。”

  ※ 学术研究需要“两条腿”走路 ※  

分子马达、纳米车、分子机器……对于很多人来说，费林加做的研究听上去像是科幻片，距离日常生活依然遥远。

事实上，基础研究到现实应用从不会一蹴而就。费林加最为头疼的问题之一，就是经常被问“你的研究有什么用”。“现在的分子马达，相当于19世纪30年代的电动马达，那时的研究者仅仅在实验室里展示各式各样的旋转曲柄和动轮，丝毫不知这些东西将导致洗衣机、风扇的诞生。”费林加相信，通过不同学科的协力与合作，能铺就未来发展之路。50年后，它们或许会迎来实质性应用，那时将做得更多、更好。

比如在医疗领域，分子机器可以进入人体精准靶向递送药物，为癌症治疗提供助力；在材料领域，分子机器可以制造能够进行自清洁和自修复的材料；在计算机领域，分子机器可以成为信息的存储单元……

“怎样创造未来、解决人类现有困境？分子纳米技术可以提供一种路径，其他科学也有自己的路径，但最重要的是我们要将智慧和努力结合起来。”费林加的团队和合作对象中包括许多不同国家、不同专业的学者，他也正通过学习，与不同学科对话交流，激发更多研究灵感。“科学的旅程是一场冒险，对于年轻人来说，保持好奇、勇于探索是最重要的。”

对于青年学子，费林加总不吝给予最热情的鼓励，同时不忘建议，学术研究行稳致远的诀窍，需要“两条腿”走路，而不能“单脚跳”——一方面，致力创新突破，争取得出开创性成果；另一方面，也要在自己熟悉的领域做些研究，为自己积攒学术声誉，提高学术能力。

青年报·青春上海记者 刘昕璐 通讯员 殷梦昊 张菲垭 刘栩含

编辑:张红叶

来源:青春上海News—24小时青年报