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并非“理綜”，從十年諾獎(jiǎng)看化學(xué)的“變與不變”

2022/10/15
導(dǎo)讀
還有未來獲獎(jiǎng)?wù)叩目孔V預(yù)測
撰文｜鄧耿（清華大學(xué)人文學(xué)院）
編輯｜馬修
核心觀點(diǎn)：諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)雖然號(hào)稱“理綜獎(jiǎng)”，但是所有研究領(lǐng)域?qū)嶋H上都與一個(gè)核心詞相關(guān)，那就是“分子”。最近10年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)出現(xiàn)了一些新的規(guī)律，反映諾獎(jiǎng)委員會(huì)和化學(xué)界對(duì)于化學(xué)的理解也在發(fā)生著變化。在新的物質(zhì)領(lǐng)域中重歸合成和創(chuàng)造的母題，或許是化學(xué)獎(jiǎng)將來的趨勢。隨著2022年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)最終花落點(diǎn)擊化學(xué)和生物正交反應(yīng)，化學(xué)界也迎來了一片贊許和支持。不少化學(xué)工作者甚至表示，這是他們期盼已久的一個(gè)發(fā)給化學(xué)界的化學(xué)獎(jiǎng)。的確，卡爾·巴里·沙普利斯（Karl Barry Sharpless）和卡洛琳?R?貝爾托齊 (Carolyne R. Bertozzi)早已是眾望所歸的獲獎(jiǎng)?wù)?，筆者本人也曾多次預(yù)測他們會(huì)最終問鼎諾獎(jiǎng)。不過，今年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的回歸化學(xué)，到底是“理綜獎(jiǎng)”的偶爾平衡，還是進(jìn)入新常態(tài)呢？這個(gè)問題其實(shí)關(guān)系到國際科學(xué)界對(duì)化學(xué)的定位和認(rèn)知。不少觀察者都已經(jīng)注意到，本世紀(jì)以來諾貝爾獎(jiǎng)發(fā)獎(jiǎng)逐漸出現(xiàn)了一些特定的年份規(guī)律，這在物理獎(jiǎng)和化學(xué)獎(jiǎng)中的體現(xiàn)尤其明顯。所謂年份規(guī)律的意思，是指諾貝爾獎(jiǎng)會(huì)在不同的學(xué)科分支領(lǐng)域之間求取平衡，比如物理獎(jiǎng)大約每3～5年就在以下幾個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中循環(huán)一次：凝聚態(tài)物理、高能物理、天體物理、原子分子光學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理，先后順序可能稍有錯(cuò)亂，但一般都保證每3～5年該領(lǐng)域都會(huì)有一個(gè)成就獲得諾貝爾獎(jiǎng)。化學(xué)獎(jiǎng)之所以之前被廣泛詬病為“理綜獎(jiǎng)”，其中一個(gè)重要原因是獲得化學(xué)獎(jiǎng)的很多人并不是化學(xué)家，或者做的并不是傳統(tǒng)化學(xué)研究。但如果我們站在發(fā)獎(jiǎng)規(guī)律的角度來看，就會(huì)發(fā)現(xiàn)諾貝爾獎(jiǎng)在給化學(xué)不同分支領(lǐng)域的平衡分布方面是顯然有所考慮的，并不是像有些人所謂的“其他的諾貝爾獎(jiǎng)不方便得的都讓得化學(xué)獎(jiǎng)”。只不過化學(xué)涉及到的領(lǐng)域更多，而不同領(lǐng)域的權(quán)重不大一致，因此它們的周期變化也比物理獎(jiǎng)要復(fù)雜，在外人看來就顯得有些雜亂無章、難以預(yù)測了。從上世紀(jì)末截至2014年，化學(xué)獎(jiǎng)體現(xiàn)出了對(duì)以下幾個(gè)領(lǐng)域的特別偏愛，我們可以將它們分別總結(jié)如下：

（1）結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域：離子通道（2003年），真核生物轉(zhuǎn)錄（2006年），核糖體結(jié)構(gòu)（2009年），g蛋白偶聯(lián)受體（2012年）。不難看出有一個(gè)非常明顯的規(guī)律，每三年就會(huì)有一個(gè)結(jié)構(gòu)生物學(xué)工作獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

（2）合成方法學(xué)領(lǐng)域：不對(duì)稱催化（2001年），烯烴復(fù)分解（2005年），催化偶聯(lián)（2010年）。這個(gè)規(guī)律也很顯然，大約每5年就會(huì)有一個(gè)合成方法學(xué)的工作獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

（3）生物化學(xué)領(lǐng)域：PCR（1993年），ATP合成（1997年），泛素（2004年），綠色熒光蛋白（2008年）。生物化學(xué)是諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)傳統(tǒng)的領(lǐng)域，在二十世紀(jì)平均每5～6年會(huì)有一次發(fā)給生物化學(xué)。不過綠色熒光蛋白是介于生物化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)之間的一個(gè)研究工作。

（4）物理化學(xué)領(lǐng)域：電子轉(zhuǎn)移理論（1992年），密度泛函理論（1998年），飛秒光譜學(xué)（1999年），表面化學(xué)（2007年），多尺度計(jì)算化學(xué)（2013年）。物理化學(xué)領(lǐng)域包括了化學(xué)本身的理論和物理化學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究，一般每6～7年就會(huì)給這個(gè)領(lǐng)域頒發(fā)一次諾貝爾獎(jiǎng)。

（5）分析化學(xué)領(lǐng)域：核磁共振（1991年），生物大分子結(jié)構(gòu)研究（2002年），超分辨顯微（2014年）。分析化學(xué)領(lǐng)域大約每11～12年獲得一次諾貝爾獎(jiǎng)的規(guī)律是非常明顯的。

（6）高分子化學(xué)領(lǐng)域：導(dǎo)電聚合物（2000年）。高分子領(lǐng)域是化學(xué)獎(jiǎng)的一個(gè)小眾領(lǐng)域，在整個(gè)20世紀(jì)差不多要20年才能發(fā)一次。但隨著超分子化學(xué)的發(fā)展，這個(gè)規(guī)律正在逐漸被打破。

（7）無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域：富勒烯（1996年），準(zhǔn)晶（2011年）?；瘜W(xué)獎(jiǎng)發(fā)給無機(jī)化學(xué)的概率可能是最低的，大約也要15～20年才能頒發(fā)一次。不過無機(jī)化學(xué)和凝聚態(tài)物理有很多交叉之處，因此在本世紀(jì)，石墨烯（2010）和藍(lán)光二極管（2014）相繼獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

上面我們對(duì)本世紀(jì)初諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的發(fā)展領(lǐng)域進(jìn)行了梳理，并按照它們獲獎(jiǎng)?lì)l次的順序排列出來。不難看出，雖然號(hào)稱“理綜獎(jiǎng)”，但是所有研究領(lǐng)域?qū)嶋H上都與一個(gè)核心詞相關(guān)，那就是“分子”。結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生物化學(xué)研究的是生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能，分析化學(xué)和物理化學(xué)是研究分子結(jié)構(gòu)和功能的理論與手段。那些真正涉及到宏觀生理意義的工作，最后都獲得的是諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，而不是化學(xué)獎(jiǎng)，獲得化學(xué)獎(jiǎng)的生物工作，都是在分子層面上理解生物過程的。因此與其說是生物學(xué)家越界搶了化學(xué)家的獎(jiǎng)，倒不如說是化學(xué)學(xué)科的擴(kuò)張，使得生物學(xué)的一部分已經(jīng)變成了化學(xué)的研究領(lǐng)域。但是隨著分子科學(xué)發(fā)展的進(jìn)步，上述的發(fā)展規(guī)律也并非是一成不變的，領(lǐng)域本身也在相互淘汰和演化。最近10年以來，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)出現(xiàn)了一些新的規(guī)律，反映諾獎(jiǎng)委員會(huì)和化學(xué)界對(duì)于化學(xué)的理解也在發(fā)生著變化。下面我們首先列出近10年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的研究方向，再針對(duì)上面7個(gè)領(lǐng)域分別進(jìn)行一些分析。

2013年：多尺度計(jì)算化學(xué)（物理化學(xué)）；

2014年：超分辨熒光顯微（分析化學(xué)）；

2015年：DNA修復(fù)（生物化學(xué)）；

2016年：分子機(jī)器（超分子化學(xué)）；

2017年：冷凍電鏡（分析化學(xué)/結(jié)構(gòu)生物學(xué)）；

2018年：定向演化（化學(xué)生物學(xué)）；

2019年：鋰離子電池（物理化學(xué)）；

2020年：基因編輯（生物化學(xué)）；

2021年：不對(duì)稱有機(jī)催化（合成方法學(xué)）；

2022年：點(diǎn)擊化學(xué)和生物正交化學(xué)（合成方法學(xué)/化學(xué)生物學(xué)）；

上面的梳理體現(xiàn)出這樣一些特征：（1）最令人矚目的變化就是，近10年來已經(jīng)沒有任何一個(gè)結(jié)構(gòu)生物學(xué)家獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，之前每三年就得獎(jiǎng)一次的規(guī)律出現(xiàn)了腰斬式下降。唯一直接和結(jié)構(gòu)生物學(xué)相關(guān)的是冷凍電鏡方法的發(fā)明，而這項(xiàng)工作其實(shí)屬于分析化學(xué)范疇。其他獲得諾貝爾獎(jiǎng)的生物化學(xué)工作也逐漸從天然狀態(tài)下對(duì)生物大分子的修飾和改變（泛素導(dǎo)致蛋白降解/DNA修復(fù)），轉(zhuǎn)向了人工對(duì)于生物大分子的修飾和改造（綠色熒光蛋白/基因編輯）。（2）物理化學(xué)和分析化學(xué)的研究地位依然十分穩(wěn)固，發(fā)獎(jiǎng)的頻率幾乎沒有變化。屬于分析化學(xué)領(lǐng)域的冷凍電鏡因?yàn)楹徒Y(jié)構(gòu)生物學(xué)相關(guān)，因此多發(fā)一次。合成方法學(xué)在過去十年中看似有所忽視，但最后兩年連發(fā)兩次，依然說明每5～6年發(fā)一次合成方法學(xué)的規(guī)律是穩(wěn)定的。（3）20世紀(jì)80年代以來興起的超分子化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)得到更多關(guān)注。超分子化學(xué)領(lǐng)域自1987年首次獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)以來，時(shí)隔近30年，再得一次諾獎(jiǎng)，并且獲獎(jiǎng)?wù)叽蠖嗍巧弦淮潍@獎(jiǎng)?wù)叩膶W(xué)生輩人物，反映出了這個(gè)領(lǐng)域的傳承。隨著未來超分子領(lǐng)域規(guī)律的深入揭示，以及它與高分子化學(xué)和生物化學(xué)的互動(dòng)，獲獎(jiǎng)?lì)l率或許還能進(jìn)一步提高?；瘜W(xué)生物學(xué)過去一直沒有獲得過諾貝爾獎(jiǎng)，兩次獲得諾貝爾獎(jiǎng)對(duì)這一領(lǐng)域是一個(gè)鼓勵(lì)。但領(lǐng)域內(nèi)值得獲得諾貝爾獎(jiǎng)的還有不少，將來諾獎(jiǎng)委員會(huì)應(yīng)該會(huì)加以考慮。（4）無機(jī)化學(xué)和高分子化學(xué)由于頻次較低，在過去10年中沒有輪上諾貝爾獎(jiǎng)。但這也說明，在未來10年中，它們還是很有可能獲得諾貝爾獎(jiǎng)的。這10年中的這種變化，到底反映了化學(xué)界對(duì)于化學(xué)的什么認(rèn)識(shí)變化呢？應(yīng)當(dāng)說還是人們對(duì)于“化學(xué)”一詞真實(shí)含義的深入思考。結(jié)構(gòu)生物學(xué)過去之所以重要，是因?yàn)樗沂玖酥匾纳锎蠓肿拥慕Y(jié)構(gòu)。但今天之所以不再重要，是因?yàn)榱私膺@種結(jié)構(gòu)已不再困難，我們更加關(guān)心的是如何人工合成、調(diào)控和操縱這些分子，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。從這個(gè)意義上說，化學(xué)生物學(xué)和超分子化學(xué)更能體現(xiàn)這種旨趣，結(jié)構(gòu)生物學(xué)在未來的淡出也就順理成章了。畢竟化學(xué)本身從了解結(jié)構(gòu)出發(fā)，最終還是要回到如何操縱和改造物質(zhì)世界，以使得人類的意愿能夠得到更好的實(shí)現(xiàn)。換句話說，過去10年的轉(zhuǎn)變，主要體現(xiàn)出了化學(xué)界對(duì)于化學(xué)合成、改造和操縱分子功能的一面重新重視了起來。基于這一視角，我們可將上面的7個(gè)領(lǐng)域分成以下幾組：（1）合成方法和化學(xué)反應(yīng)精準(zhǔn)調(diào)控的技術(shù)。這個(gè)領(lǐng)域傳統(tǒng)上主要指的是有機(jī)小分子，因?yàn)樵?0世紀(jì)對(duì)于這一領(lǐng)域的精準(zhǔn)調(diào)控已經(jīng)取得了巨大進(jìn)步。但在過去數(shù)十年以及未來，無機(jī)合成化學(xué)、高分子合成化學(xué)、生物大分子合成化學(xué)、超分子合成化學(xué)和合成生物學(xué)已經(jīng)并且還將取得更多進(jìn)展，這方面的研究是很值得斬獲諾貝爾獎(jiǎng)的，它是化學(xué)的根本手段。這一組包括原有的合成方法學(xué)、生物化學(xué)和高分子化學(xué)領(lǐng)域，按照規(guī)律將占到未來諾獎(jiǎng)的1/3～1/2。（2）分析方法和理論思考。為配合上述合成方法和技術(shù)的進(jìn)步，需要在實(shí)驗(yàn)手段和理論上都有所發(fā)展。能夠揭示分子反應(yīng)的深刻機(jī)理，以及適用于生物大分子、高分子和超分子的分析化學(xué)手段，應(yīng)當(dāng)是未來的重點(diǎn)。而超越分子尺度的化學(xué)理論如何構(gòu)建，目前還在摸索當(dāng)中，尚不知道有何種具體實(shí)現(xiàn)的途徑。這一組包括原有的分析化學(xué)和物理化學(xué)，綜合起來將會(huì)占到未來諾獎(jiǎng)的1/4～1/3左右。（3）在生物、能源、材料等領(lǐng)域的應(yīng)用拓展。隨著上述合成化學(xué)、分析方法和理論思考的深入，理應(yīng)能開發(fā)出更多有價(jià)值的生物分子體系和材料，并取得廣泛應(yīng)用，例如鋰離子電池這樣的普惠性技術(shù)將會(huì)涌現(xiàn)出來。這組將包括化學(xué)生物學(xué)的一部分以及無機(jī)化學(xué)等領(lǐng)域，應(yīng)當(dāng)也會(huì)占到未來諾獎(jiǎng)的1/4左右。

合成化學(xué)構(gòu)成化學(xué)之樹的根基，理論和分析方法構(gòu)成了支撐成果的枝干，生物、環(huán)境、材料等體系成為這棵樹上結(jié)出的果實(shí)。

此外從諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)的考慮來看，他們還存在著一個(gè)傾向，即更加重視概念上的突破與創(chuàng)新，尤其是在分子體系和結(jié)構(gòu)認(rèn)知上的突破。如飽受爭議的準(zhǔn)晶（2011年）和定向演化（2018年），其實(shí)就研究方向和人數(shù)而言，都不是化學(xué)領(lǐng)域的主流或熱門，諾獎(jiǎng)委員會(huì)之所以青睞它們，可能主要關(guān)注到了它們在概念意義上的價(jià)值。準(zhǔn)晶打破了人們對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的固有成見，定向演化則將生物界存在的自然進(jìn)化和人工操縱結(jié)合到了一起，包括分子機(jī)器（2016年），它們在精神氣質(zhì)上都與化學(xué)改造和操縱自然的根本目的是相匹配的。由此，我們可對(duì)未來10年當(dāng)中諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的發(fā)獎(jiǎng)?lì)I(lǐng)域進(jìn)行一個(gè)大致的估計(jì)和預(yù)測。在時(shí)間規(guī)律上，我們可能無法準(zhǔn)確預(yù)測某一年是具體哪位化學(xué)家獲得，但整個(gè)10年當(dāng)中的分布應(yīng)當(dāng)會(huì)服從相應(yīng)的規(guī)律。另一方面，限定在未來10年，是因?yàn)?0年之后得獎(jiǎng)的成果很有可能是在未來10年中做出的，現(xiàn)在無法準(zhǔn)確知道是誰或者哪個(gè)領(lǐng)域。（1）合成領(lǐng)域。有機(jī)合成方法學(xué)中的金屬催化和碳?xì)浠罨呛苡锌赡塬@得諾貝爾獎(jiǎng)的，其代表人物如John F. Hartwig和Stephen L. Buchwald已經(jīng)獲得了2019年沃爾夫獎(jiǎng)，這方面還有一些華人科學(xué)家，如余金權(quán)、馬大為等。如果考慮到對(duì)方法學(xué)的重視，物理有機(jī)化學(xué)對(duì)反應(yīng)參數(shù)和反應(yīng)機(jī)理的研究也有可能分享。有機(jī)全合成領(lǐng)域的Kyriacos Costa Nicolaou和Samuel J. Danishefsky（他們的貢獻(xiàn)之一是人工合成紫杉醇）也是可能的人選。在高分子領(lǐng)域，原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)（ATRP）的發(fā)明者Krzysztof Matyjaszewski與Mitsuo Sawamoto是呼聲很高的得主。在生物大分子合成的領(lǐng)域，蛋白質(zhì)合成化學(xué)也很有可能獲得一次諾貝爾獎(jiǎng)以代表化學(xué)生物學(xué)，這方面代表人物會(huì)很多，例如Stephen Kent等。此外在無機(jī)合成領(lǐng)域，碳納米管的代表人物飯島澄男（Sumio Iijima) 、金屬有機(jī)框架復(fù)合物MOF的代表人Omar Yaghi、藤田誠（Makoto Fujita）、包括超分子化學(xué)的Peter Stang都有可能獲得諾貝爾獎(jiǎng)。預(yù)計(jì)在未來10年當(dāng)中，有機(jī)和高分子合成方法學(xué)會(huì)發(fā)2～3次獎(jiǎng)，生物大分子與化學(xué)生物學(xué)會(huì)發(fā)1～2次獎(jiǎng)，無機(jī)領(lǐng)域也會(huì)發(fā)1～2次獎(jiǎng)。（2）分析和理論領(lǐng)域。過去數(shù)十年當(dāng)中，化學(xué)反應(yīng)動(dòng)態(tài)和瞬時(shí)的二維以及超快光譜研究是一個(gè)重要領(lǐng)域，盡管其代表人物較多，并且超快激光已經(jīng)在2018年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，但這個(gè)領(lǐng)域還是有可能獲得一次諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的。高分辨質(zhì)譜由于與生物組學(xué)的密切關(guān)系，也可能獲得諾獎(jiǎng)關(guān)注。此外，在無機(jī)化學(xué)研究領(lǐng)域電鏡技術(shù)的進(jìn)步，尤其是近年來球差電鏡的發(fā)展很有可能獲得一次諾貝爾獎(jiǎng)，但是這個(gè)領(lǐng)域代表人物也有四五個(gè)，包括德國的Maximilian Haider、Knut Urban、Harald Rose，美國的Ondrej L. Krivanek等，或許要稍微晚點(diǎn)再發(fā)。此外，應(yīng)用廣泛的同步輻射技術(shù)，也有可能獲得一次諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，當(dāng)然他們獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)也是有可能的。在理論方面，由于近年來的廣泛應(yīng)用，計(jì)算化學(xué)應(yīng)該有機(jī)會(huì)獲得一次諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，但具體發(fā)給哪個(gè)領(lǐng)域可能還有爭議，目前看來，從頭算分子動(dòng)力學(xué)Roberto Car和Michele Parrinello，以及d帶中心理論的Jens Kehlet N?rskov或許最有可能。除此之外，非平衡態(tài)熱力學(xué)的Christopher Jarzynski（證明同名不等式）和Gavin E. Crooks（證明漲落定理）也有可能在普里高津之后半個(gè)世紀(jì)再得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。預(yù)計(jì)在未來十年中，分析化學(xué)會(huì)發(fā)1～2次獎(jiǎng)，而理論與計(jì)算化學(xué)會(huì)發(fā)1次。（3）應(yīng)用和材料領(lǐng)域。生物化學(xué)領(lǐng)域，以DNA甲基化等為研究對(duì)象的表觀遺傳學(xué)研究，有可能獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，這方面C. David Allis肯定是主要代表人物之一。提出和發(fā)展光遺傳學(xué)領(lǐng)域的Karl Deisseroth和Peter Hegemann等人也有可能獲得化學(xué)獎(jiǎng)，當(dāng)然他們獲得生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)也在情理之中。將化學(xué)生物學(xué)方法應(yīng)用到生物體系研究的Peter Schultz和Stuart L. Schreiber有可能代表化學(xué)生物學(xué)獲得諾貝爾獎(jiǎng)。材料領(lǐng)域可發(fā)獎(jiǎng)的項(xiàng)目很多，關(guān)鍵看它們是否在未來還會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生更多的社會(huì)效益，例如納米科學(xué)領(lǐng)域的Geogle Whitesides、Louis E. Brus、Paul Alivisatos、Charles Lieber等人，環(huán)境和能源化學(xué)領(lǐng)域的表面光催化、鈣鈦礦和有機(jī)太陽能電池等，以及很多華人關(guān)注的有機(jī)發(fā)光二極管OLED的發(fā)明人鄧青云，聚集誘導(dǎo)發(fā)光現(xiàn)象AIE的發(fā)現(xiàn)人唐本忠等。預(yù)計(jì)在未來10年中，生物化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)發(fā)1～2次獎(jiǎng)，材料領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)發(fā)1～2次。最后，如果諾獎(jiǎng)委員會(huì)嚴(yán)格遵循時(shí)間規(guī)律的話，我們可以嘗試排列出未來十年中不同領(lǐng)域諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的頒獎(jiǎng)次序：

2023年：生物化學(xué)/化學(xué)生物學(xué)

2024年：無機(jī)化學(xué)/材料

2025年：化學(xué)生物學(xué)/生物化學(xué)

2026年：分析化學(xué)

2027年：合成方法學(xué)

2028年：物理化學(xué)/理論化學(xué)

2029年：生物化學(xué)

2030年：高分子化學(xué)/超分子化學(xué)

2031年：材料化學(xué)/化學(xué)生物學(xué)

2032年：合成方法學(xué)

當(dāng)然，對(duì)于未來10年的預(yù)測只是已有結(jié)果的簡單回顧，難免掛一漏萬，還不是對(duì)于未來更長時(shí)間內(nèi)化學(xué)發(fā)展的預(yù)測。從上面的預(yù)測也不難看出，華人科學(xué)家在其中扮演的角色還是相對(duì)較小的。這也是自然的結(jié)果：過去數(shù)十年中，我們的化學(xué)水平雖然取得了長足發(fā)展，但大部分還是在跟跑階段，原創(chuàng)性的工作并不產(chǎn)生在中國。要期待中國在未來獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，就需要提前布局未來20年到50年內(nèi)化學(xué)發(fā)展的可能方向。如果我們按照剛才總結(jié)的諾獎(jiǎng)發(fā)獎(jiǎng)規(guī)律的三大方面進(jìn)行一些推演，那么在未來20年乃至更長的時(shí)間段內(nèi)，合成化學(xué)、分析與理論化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)三個(gè)方面的進(jìn)展，應(yīng)當(dāng)更多的圍繞以下這些方面來展開。首先是超越傳統(tǒng)有機(jī)小分子的高分子、生物大分子、超分子和無機(jī)復(fù)合材料的合成方法，繼而是圍繞著上述這些超越分子水平的體系發(fā)展出來的分析方法和理論工具，最后是這些合成得到材料的應(yīng)用。我們還將看到，在未來，化學(xué)的分析和理論方法，將和物理學(xué)進(jìn)行更緊密的交融；而它的應(yīng)用和拓展方向，也將在生物學(xué)領(lǐng)域內(nèi)得到更多的實(shí)現(xiàn)；但化學(xué)所固有的改造和操縱自然的本質(zhì)也將在這一過程中逐漸得到認(rèn)識(shí)并強(qiáng)化。歸根到底，“理綜”只是表象，“化學(xué)”才是本質(zhì)。（感謝University of Konstanz的倪兵博士、北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院的劉欣宇助理教授等人的建議。）??封面圖：Photo by Terry Vlisidis on Unsplash

制版｜馬修

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