史上最強打工人:老闆佈置的雜活,被他幹成了諾貝爾獎!

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每年的諾獎一頒佈,喫瓜羣衆們都會問兩個重要的問題——這研究是個啥?這些人是誰呀?

2025年的化學諾獎,頒給了非常正統的化學研究——北川進 (Susumu Kitagawa)、理查德·羅布森 (Richard Robson) 和奧馬爾·亞吉 (Omar M. Yaghi) 三位科學家,創造了“金屬有機框架 (metal-organic frameworks)”,那是一種內部含有巨大空腔的結構,分子可自由進出

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北川進

當化學家,就能分清真酒假酒!

北川在京都大學工作。學校網頁對研究者的介紹都蠻有意思的,除了寫他們的研究領域、研究成果,還會介紹個人愛好之類。

所以我們知道了看上去很嚴肅的北川副院長,私底下是偵探小說和驚悚片愛好者,還特別喜歡歌舞伎表演。

而在回答爲什麼投身化學領域的時候,北川的回答是“因爲化學家能分清甲醇和乙醇”——好傢伙,是怕喝到假酒嗎?

北川在一家釀酒廠品嚐提取自發酵葡萄的乙醇丨icems.kyoto-u.ac.jp

可能真是。在一篇採訪中,北川也表示自己特別喜歡喝酒,在不忙的晚上還會拉着課題組的人一起喝,邊喝邊點名讓人站起來說兩句,說是爲了鍛鍊學生的公開演講技能,“有些人剛進組的時候只能說20秒,這樣一年下來,起碼能說20分鐘了”。

整個課題組站起來說謝謝乙醇!

北川和學生們一起過自己的60歲生日,不知道喝了沒丨icems.kyoto-u.ac.jp

金屬有機框架的引路人,是莊子?

當然,分清甲醇和乙醇,學過初中化學應該就能做到了。從學習辨別假酒,到研究金屬有機框架,這個拐彎可能還是幾千年前的莊子給帶的。

學生時代,北川讀了日本首位諾獎得主、物理學家湯川秀樹的書。吸引北川的不是基本粒子,而是書中提到的莊子思想,“無用之用”。

北川說,那時的化學家們專注於“有用之物”,而莊子的思想則啓發他去關注“無用之物”。這個“無用之物”,就是熱門的有機材料中微不足道的孔隙。

北川同學漸漸把精力轉向有機材料研究中的無人區;47歲,北川同學早已成爲北川老師,終於發表了第一篇金屬有機框架論文,但關心這個領域的人太少,他甚至找不到幾個人喝酒慶祝;51歲,他第一次在《科學(Science)》上介紹了金屬有機框架,這才引起了關注;74歲,他因對金屬有機框架的研究獲得諾貝爾化學獎。

在無人區奮鬥大半生終於有了成功,老先生也沒想着休息。剛纔電話參與獲獎的新聞發佈會時,北川說:“能拿獎我真是太榮幸和高興了……但我還要待多久啊?馬上我得去開個會。

果然,人要成功,能力、毅力、選擇賽道的眼光,缺一不可啊。

在每名學生成爲教授時,北川都會送他們一隻陶瓷的貓頭鷹擺件,鼓勵他們像貓頭鷹一樣扭轉脖子、用更多的角度看問題丨icems.kyoto-u.ac.jp

理查德·羅伯森

一路名校的學霸

雖然人生大部分時間都呆在澳大利亞的墨爾本大學,但理查德·羅伯森其實是英國人。

他出生於約克郡的一個小村,該村的人口差不多在3000人左右。

然後他就在牛津大學讀了本科和博士,又去加州理工學院和斯坦福大學做了博士後。

真·小村做題家。

做完兩輪博士後,他才29歲,坐着貨船去了墨爾本大學,從講師做起,然後在接下來的59年裏,就再也沒挪窩。

是個非常不喜歡搬家的科學家。

理查德· 羅伯森 | 圖片來源:pursuit.unimelb.edu.au

竟能把上級交代的雜事辦得這麼好!

理查德·羅伯森受小球和木棍啓發,開創了一個化學新領域 圖片來源: Paul Burston/University of Melbourne

理查德·羅伯森當初其實不是自己想去做木球小棍的,那是上級交給他的任務——爲一年級的化學講座製作大型木製晶體結構模型。爲此,他必須用三角函數表來計算木球挖洞的角度。

當時理查德·羅伯森是墨爾本大學無機化學系的講師,佈置任務的上級是當時的系主任,唐·斯特蘭克斯 (Don Stranks)。

當時的系主任唐·斯特蘭克斯,已經於1986年去世 | 圖片來源 :connect.adelaide.edu.au

不得不說,在上級交代去做的所有雜事裏,這絕對是帶來回報最大的一件。

沒給新結構起名,因爲覺得“沒必要”

其實一開始,不管是羅伯森自己,還是他最親密的合作者——第一篇論文的共同作者伯納德·霍斯金斯(Bernard Hoskins),都沒覺得這個新結構有多重要。

羅伯森發表的該領域第一篇論文,另一位作者伯納德·霍斯金斯做了晶體學研究(證明該物質具有所需的結構) |
pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja00160a038

當時合作者伯納德·霍斯金斯表示了保留的態度,他的感覺是——這什麼怪玩意,沒見過啊!

標準晶體非常規整密集,原子之間沒有多少間隙。但這種新材料不同,骨架所佔的晶體體積不足一半,其巨大的內部孔道中填充着高度無序的溶劑分子和可以自由移動的離子。在當時,這是一種極爲罕見的材料——它毫無疑問是晶體,但其超過一半的體積卻基本上是液體。

左邊是鑽石結構。右邊是銅 I-四腈骨架,具有相同的結構,但在骨架內部引入了大量空間。

而羅伯森自己則壓根沒給他們的新結構起一個正式的名字,他認爲這是不必要的,因爲這些結構只是百年曆史的配位化學領域的一個應用。

於是,命名這件事就輪到了另一個科學家亞吉,他起了“金屬有機框架”這個名字,簡稱 MOF,並將這一研究領域命名爲“網狀化學”。

他們給我鼓掌!

直到2018年,羅伯森教授才首次應邀參與國際金屬有機框架會議,當時這個會議都已經開到第六屆了。

羅伯森教授謙遜地表示,他認爲自己在那次會議上表現的“還不錯”。

他們有給我鼓掌。”他說。

奧馬爾·亞吉

一家11口人,和牛一起住

1965年,亞吉出生於約旦。這是一個從巴勒斯坦被迫來到約旦的難民家庭。主辦方通知亞吉獲得諾獎時也提到,他很可能是第一個出生於約旦的諾獎獲得者。

他們一家人生活在沙漠裏,條件非常糟糕。家裏有9個小孩,和父母擠在一個房間裏——準確來說是半個房間,因爲還有半個房間用來養牛

他們沒有電可以用,清潔的水也非常少。每兩週有4個小時的時間可以取水,如果沒儲存夠兩週用的水,他們就得另想辦法了。

這也讓亞吉對於水資源的珍貴有更深的理解,後來他研究的一類MOF材料可以從空氣中捕獲水蒸氣,這能用於幫助乾旱地區獲取清潔的水資源,從某種程度上,他也在幫助小時候的自己。

亞吉的研究可以捕獲空氣中的水|David Huff / Atoco

不過,亞吉坦言,他最初開始做研究,並沒有想要解決水資源或者碳捕獲等如此宏大的問題,他只是着迷於化學之美

10歲那年,他在圖書館裏偶然翻開一本書,看到了分子圖。他即刻就被迷住了——他也說不出是爲什麼,當時的他甚至不知道這些圖是什麼,但他就是覺得非常迷人、非常有趣。之後,他知道了這些分子其實構成了我們周圍的一切物質、構成了整個世界時,他對此就更加着迷了。

作爲一個窮人家的小孩,亞吉的求學之路並不輕鬆,他小時候放學之後都得去幫父親打理商店。對他而言,上學就像一種逃避現實的出口。他非常喜歡讀書,童年僅有的一張照片上,他手上也拿着書本。他說:“我不捨得放下書去拍照。

兒時唯一一張合照上,站在最前的亞吉手上還拿着一本書|Omar M. Yaghi

不會英語,但去美國留學

15歲那年,父親希望亞吉去美國留學——他自己不想去,但父親一直堅持。

當時他幾乎不會英語,在哥哥的幫助下,到了美國的他先進入社區大學學習。好在亞吉學得很好,不僅順利拿到了大學學位,還立志要成爲一個科學家,雖然父母最開始其實希望他當一個醫生

拿到博士之後,亞吉在哈佛大學擔任博士後。當時的他,和現在的許多博士畢業生一樣,面臨着“工業界vs學界”的選擇。

這個選擇對他來說不容易,業界許諾的薪水高得多,而他還要贍養父母。但他還是決定遵循本心,留在學術界,因爲在這裏他可以做真正屬於自己的東西,追逐自己的想法,進行有意義的研究。

奧馬爾·亞吉後來變得越來越強,也變得越來越……咳咳 | 維基

之後的事情,大家就都知道了。留在學術界的亞吉做得很成功,他被稱爲“金屬有機框架”之父,2000到2010年間,他是全球被引用次數第二多的化學家。

這對最開始的亞吉完全是不可想象的。他坦言,他當時的夢想是發表至少一篇引用超過100的文章——現在,他文章的引用數已經超過250000了。

2019年,亞吉教授來到中國做演講,並獲得了北理工“百家大講堂”報告嘉賓紀念證書。 |
www.bit.edu.cn/xww/zhxw/jxky1/a179598.htm

面對開創性研究必然會遇到的質疑和批評,亞吉總結了一個“5%法則”(5% rule)——當95%的人都懷疑你時,總有那堅定的5%能看到你努力的價值。這些人,纔是你應該關注的。你要認真聽取批評,但最終,必須相信自己的直覺,做你認爲正確的事。至於其他的——嗯,就隨它去吧。

(諾獎得主說得對!)

科學的力量

回顧自己從難民家庭到諾獎得主的經歷,亞吉說:科學是世界上最偉大的均衡的力量

亞吉的父母沒什麼文化,父親大概只念到六年級,母親完全不識字。但是對科學的追求,完全改變了他的人生。

可能是受到這段經歷的影響,他通過自己的工作,幫助了很多發展中國家年輕學者參與研究。他在加州大學伯克利分校創立了全球科學學院,建立全球科學網絡;並且在越南、馬來西亞、沙特阿拉伯、阿根廷、墨西哥及約旦設立研究中心,邀請當地的年輕學者,在學術生涯剛起步時加入研究工作。

另外,瀏覽亞吉實驗室的主頁時,會發現有不少中國學生。他在採訪中提到,最初向他提出想研究金屬有機連接的,便是一位來自中國的女學生——當時其他教授因爲這位學生的英語不好而拒絕了她,但亞吉將她招到麾下。

1995年,亞吉發表那篇關於金屬有機框架的里程碑式的論文,文章署名除了亞吉,另外兩位都是中國名字。

現在,這篇文章已經有2000多個引用了|nature

現在的亞吉,不僅做學術,也開公司,把研究成果轉化爲碳捕獲和大氣水收集領域的商業化應用。他也很關注這幾年人工智能的發展,他在一次採訪中提到,想要形成一個結合了人工智能、化學合成和氣候解決方案的新學科。

工作之餘,他喜歡園藝,種花種草種果樹;還培育了一種雜交的花,用母親的名字命名。

以母親名字命名的花|TangPrize

今天,亞吉是在飛機上接到那通來自瑞典的電話的。當時飛機剛剛離開登機口,整個電話採訪中一直隱隱約約可以聽到航班起飛前的播音。

不知道這趟見證了亞吉獲獎瞬間的航班,會不會有一些特別的慶祝(:

Guokr

從怕喝假酒到改變世界,從上級交代的“雜活兒”到開創一個全新領域,再到從沙漠牛棚走向諾獎殿堂……

快來站隊投票,你覺得誰纔是本屆化學諾獎“反差萌之王”?

參考文獻

[1]https://www.icems.kyoto-u.ac.jp/en/people/1422/

[2]https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmaterialslett.9b00408

[3]https://www.icems.kyoto-u.ac.jp/en/people/frontrunners/1260/

[4]https://www.bbc.com/news/articles/c0r0l742kpjo

[5]Holland, D. D. (2019). The man who built a whole new field of chemistry. Pursuit. Retrieved from https://pursuit.unimelb.edu.au/articles/the-man-who-built-a-whole-new-field-of-chemistry

[6]Abrahams, B. F., Batten, S., & D''Alessandro, D. M. (2019). Professor Richard Robson FAA. Australian Journal of Chemistry, 72, 729-730. https://doi.org/10.1071/CHv72n10_FO

[7]Robson, R. (2024). The historical development of the concepts underlying the design and construction of targeted coordination polymers/MOFs: a personal account. The Chemical Record, 24(5), e202400038.

[8]Greed S, Yaghi OM. The man of MOFs and more. Nat Rev Chem. 2025 Mar;9(3):135-137. doi: 10.1038/s41570-025-00691-w. PMID: 39922905.

[9]【百家大講堂】美國國家科學院院士Omar Yaghi教授講述網狀化學新進展. Retrieved from
https://www.bit.edu.cn/xww/zhxw/jxky1/a179598.htm

[10]https://www.youtube.com/watch?v=bzM_qeOumss

[11]https://www.youtube.com/watch?v=wC9H9r543xQ

[12]https://yaghi.berkeley.edu/members.html

作者:李小葵、麥麥、遊識猷

編輯:遊識猷

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