《閎議》訪談節(jié)目由《中國科學院院刊》與中國互聯(lián)網(wǎng)新聞中心聯(lián)合出品，通過采訪兩院院士及專家學者，深度探討邁入“十四五”的中國社會在各領域的發(fā)展前路。以客觀、精準的解讀，科學、前瞻的思考，為站在“兩個一百年”歷史交匯點上的中國發(fā)展破題解惑，為邁向第二個百年目標貢獻智慧力量。

中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊  有機化學托舉著“基礎研究”和“轉化應用”兩項重任，在“四個面向”中發(fā)揮著巨大作用。中國科學院上海有機化學研究所（簡稱“上海有機所”）作為中國科學院首批成立的15個研究所之一，在發(fā)展過程中圍繞國家重大需求做出了哪些貢獻？面對人工智能的新浪潮，又有怎樣融合發(fā)展的新未來？七十余年的積淀，給有機所留下了哪些寶貴的精神財富？對此，《閎議》節(jié)目組專訪了中國科學院院士、中國科學院上海有機化學研究所所長唐勇。

圖為中國科學院院士、中國科學院上海有機化學研究所所長唐勇

有機化學國家隊的使命與擔當

中國網(wǎng)：中國科學院上海有機化學研究所作為國家戰(zhàn)略科技力量的組成部分，在履行建設科技強國的使命責任中承擔著怎樣的重要角色？

唐勇：首先是在基礎研究方面，突破現(xiàn)有理論和方法的局限，引領有機化學學科的發(fā)展。有機化學最根本的問題是化學鍵的選擇性活化、斷裂和重組，即在溫和條件下實現(xiàn)分子高效“連接”，核心是解決效率和選擇性的基礎理論和方法；同時，有機化學更加關注分子的“功能”，這需要通過與生物、材料等多學科交叉實現(xiàn)。上海有機所作為有機化學領域的國家戰(zhàn)略科技力量之一，將結合人工智能等技術變革傳統(tǒng)研究范式，力爭在金屬有機化學、天然產(chǎn)物合成和化學生物學、有機氟化學等學科方向的基礎理論和方法上取得突破，推動和引領有機化學的發(fā)展。

其次是在原創(chuàng)技術方面，助力有機化學相關領域新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展，體現(xiàn)國家戰(zhàn)略科技力量的擔當。有機化學是與人們?nèi)粘Ｉ?、國民?jīng)濟、國防安全等多個方面密切相關的學科。上海有機所結合自身的研究基礎和相關領域國家需求，積極探索基礎研究驅(qū)動原創(chuàng)技術的科技創(chuàng)新模式，發(fā)展生物醫(yī)藥和戰(zhàn)略有機材料領域的核心技術。在生物醫(yī)藥領域，一方面利用上海有機所有機合成化學的優(yōu)勢，去解決重要藥物中間體和原料藥合成工藝問題，使藥物生產(chǎn)變得更綠色、更安全和更便宜；另一方面通過對天然產(chǎn)物化學生物學的深入研究，發(fā)展面向腫瘤和神經(jīng)退行性疾病等重大疾病的原創(chuàng)新藥。在戰(zhàn)略有機材料領域，上海有機所一方面將持續(xù)聚焦與國家安全相關的有機材料創(chuàng)制，同時將針對塑料污染、能源可持續(xù)發(fā)展等問題，重塑塑料體系和煤化工產(chǎn)業(yè)相關的新路徑和新技術，探索用科學/技術手段解決白色污染、能源轉型等帶來的環(huán)境問題和社會問題。

第三方面的角色是人才培養(yǎng)與匯聚，科技創(chuàng)新靠人才，科技創(chuàng)新的未來在于人才，人才的培養(yǎng)和匯聚尤其重要。上海有機所是我國最早開始招收研究生的單位之一，在過去70多年里，已經(jīng)形成了一套獨特的人才培養(yǎng)體系，培養(yǎng)的學生在學術界和產(chǎn)業(yè)界均取得了驕人的成績。這方面要傳承，更要發(fā)展，吸收國內(nèi)外先進學術機構人才培養(yǎng)的有益經(jīng)驗，力爭為我國乃至世界有機化學的發(fā)展培養(yǎng)更多棟梁之材。同時，上海有機所的目標是建設成為具有國際重要影響力的化學研究機構，接軌國際是必由之路，必將高度開放和合作，創(chuàng)造更好的學術研究生態(tài)環(huán)境，成為世界頂級有機化學和相關生物、材料領域?qū)W者的聚集地之一，成為我國有機化學領域的人才搖籃和高地。

 國際合作：“請進來”與“走出去”

中國網(wǎng)：國際交流合作給上海有機所帶來了發(fā)展空間、匯聚人才。在現(xiàn)在的國際局勢下，您認為上海有機所的國際合作應怎樣推進？

唐勇：國際合作與交流對推動我國科技進步非常重要，這一點對于建設具有國際影響力的研究機構尤為重要。

現(xiàn)在上海有機所主要采取兩種方式推進國際合作與交流：簡單地講，一種是高水平國際學術交流促進興趣導向的國際合作；另一種是高質(zhì)量國際科技合作推動的頂尖人才引進，這兩種方式均卓有成效。

“請進來”“走出去”相結合，促進高水平學術交流與合作。在“請進來”方面，上海有機所設有“汪猷科學講座”和“SIOC科學講座”，報告嘉賓是包括諾貝爾獎獲得者的高水平專家學者。通過講座與交流，可有效了解高水平專家學者當前最關注的方向，亦可了解相關領域的國際發(fā)展趨勢，也讓對方了解上海有機所的關注重點并提出建議，通過交流互鑒拓寬研究思路，發(fā)現(xiàn)共同興趣；同時，通過組織高水平的國際學術會議，如國際純粹與應用化學聯(lián)合會（IUPAC）國際天然產(chǎn)物、金屬有機化學、雜原子化學和雜環(huán)化學等系列學術討論會，拓展研究人員的視野，宣傳上海有機所的研究成果，促進我國研究人員與國際頂尖科學家的學術交流和相互了解。在“走出去”方面，首先是上海有機所的研究生。上海有機所是國內(nèi)最早啟動博士生發(fā)展計劃的研究單位，資助優(yōu)秀畢業(yè)生“走出去”，到世界頂尖研究組去學習交流、開拓視野、提升水平；同時，鼓勵上海有機所的科研人員走出國門，參加高水平學術會議，到國際學術組織任職，在國際重要學術期刊擔任編委或顧問編委等。到目前為止，上海有機所有超過30位科學家在JACS等重要國際學術期刊任職，其中16人擔任期刊主編或副主編，8人在14個國際學術組織中擔任主席、理事會成員等?！罢堖M來”“走出去”相結合的長期交流溝通，碰撞學術思想，促使上海有機所與國際合作方共同感興趣的科研課題的誕生。例如，上海有機所與兩次諾貝爾獎獲得者、中國科學院外籍院士、美國藝術與科學院院士、美國國家科學院院士卡爾·巴里·夏普萊斯（Karl Barry Sharpless）的合作就是一個很成功的例子，雙方在“點擊化學”方面開展了深度合作，取得豐碩成果，合作的成果也助力夏普萊斯榮獲了中國政府友誼獎。

開展高質(zhì)量國際合作研究，從引“智”到引才。在這方面，基于中國科學院創(chuàng)新團隊國際合作伙伴計劃的科技合作尤為成功。上海有機所獲得過多個中國科學院“海外團隊”的支持，通過與國際上一流科學家一對一地深度交流和交叉研究，達成了多項實質(zhì)性合作，產(chǎn)生了豐碩的合作成果。最突出的是通過合作推動了中國科學院生物與化學交叉研究中心這一“科研特區(qū)”的成立，進一步推進了國際頂尖人才的引進。交叉研究中心源起于20年前的國際合作，在中國科學院創(chuàng)新團隊國際合作伙伴計劃項目支持下，上海有機所與美國國家科學院院士、中國科學院外籍院士、美國哈佛大學終身教授袁鈞瑛開展深度合作。在此過程中，袁鈞瑛教授被上海有機所的創(chuàng)新文化氛圍和研究環(huán)境所吸引，于2020年10月全職加入。在袁鈞瑛教授幫助和影響下，上海有機所又引進了哈佛大學終身教授周界文等20余位優(yōu)秀人才，成功實現(xiàn)了“以才引才”。同時，通過合作，上海有機所也進一步了解到國外生物醫(yī)藥領域先進的成果轉移轉化模式和學術機構的管理經(jīng)驗，推動了上海有機所在成果轉化機制領域的改革并營造了更好的學術生態(tài)環(huán)境。

 春華秋實七十載

中國網(wǎng)：1950年，中國科學院組建了15個研究所，上海有機所就是其中之一。在迄今70余年的發(fā)展中，幾代人不斷創(chuàng)新奮斗，取得了哪些重要成果？

唐勇：上海有機所成立之初就圍繞國家重大需求進行規(guī)劃和發(fā)展，從開展抗生素和高分子化學的研究起步，經(jīng)過70多年幾代人艱苦創(chuàng)業(yè)、奮力拼搏，取得了令人矚目的成就。

在基礎研究方面，上海有機所科研人員做出了諸多基礎性、引領性貢獻。例如：“人工合成牛胰島素”“人工合成酵母丙氨酸轉移核糖核酸”“物理有機化學中的兩個基本問題：自由基化學中取代基離域參數(shù)和有機分子簇集概念”“青蒿素的結構鑒定與全合成”等一批攀登科技高峰的重要成果。發(fā)現(xiàn)了如亞磺化脫鹵反應、陸反應、Ullmann-Ma反應和俞氏糖苷化反應等多個國際同行認可的新反應；發(fā)展了手性催化劑自負載、邊臂策略、催化不對稱去芳構化和負氟效應等新概念和新策略；發(fā)明了包括陳試劑、SIOCPhox、SKP、TOX等在內(nèi)的多個新試劑和新配體。百余項研究成果被美國《高等有機化學》等國外經(jīng)典教科書收錄，產(chǎn)生了顯著且深遠的國際影響。

在發(fā)展高新技術方面，作為“兩彈一星”配套材料的重要研制單位，在特種含氟功能材料（如氟塑料、氟油等）、核燃料萃取和分離、核武器引爆用高能炸藥、有機熱控涂層、低溫氟醚橡膠、無毒推進劑和燃燒性能調(diào)節(jié)劑等方面為國家安全作出了杰出貢獻；在甾體藥物（如強的松、可的松和計劃生育用藥）、抗生素（如金霉素、鏈霉素和紅霉素等）、抗腫瘤藥物（如吉西他濱和曲貝替定等）的合成工藝與應用方面，提供了關鍵技術；在有色金屬和稀土金屬的萃取劑技術、電刷鍍技術的開發(fā)與應用等方面，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟和社會效益；近期，又在CO₂制備“萬能溶劑”N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、易加工型超高分子量聚乙烯、乙烯基潤滑基礎油（ETO）等多項原創(chuàng)技術上取得了突破，并成功轉化落地，受到了相關行業(yè)的高度關注和重視。

建所至今，上海有機所榮獲了國家和省部級各類科技獎367項，其中包括國家自然科學獎一等獎3項（含2項合作），國家科學技術特等獎3項（合作）等。與此同時，一批科學家也因此獲得了如第三世界科學院科學獎化學獎、莫伊桑（MOISSAN）獎章、洪堡研究獎、ACS Arthur C. Cope學者獎、惠斯勒糖化學獎、美國化學會氟化學創(chuàng)造性工作獎、英國皇家化學會默克獎和Thieme-IUPAC合成化學獎等一系列國際獎項，在國際相關學術領域產(chǎn)生了重要影響。

 “人工智能+化學”的新未來

中國網(wǎng)：近年來人工智能快速發(fā)展，您認為“人工智能驅(qū)動的科學研究”（AI for Science）給有機化學領域帶來了怎樣的影響？

唐勇：首先，我不是人工智能的專家，對人工智能的理解可能不到位。事實上，人工智能現(xiàn)在已經(jīng)在我們?nèi)粘Ｉ钪械玫胶芏鄳昧耍翊蠹宜熘娜四樧R別、無人駕駛等。我認為它對于科學，對于有機化學的研究和相關技術突破也必將帶來革命性的變化。

那么，將來人工智能可能為有機化學家解決哪些問題呢？從我的角度去理解主要是研究效率會大幅度提升。有機化學發(fā)展了這么多年，它的研究模式到目前為止基本沒有任何改變，是一項半腦力、半體力的工作。人工智能的應用則有望改變這種傳統(tǒng)研究范式，大大提高研究效率，降低研究成本。上海有機所對人工智能與化學的交叉高度重視，早在2021年之前就開始了自主布局，并且取得很好進展。按照上海有機所的規(guī)劃布局，第1階段主要開發(fā)全自動的合成實驗室，解決合成的效率和標準化問題。目前，上海有機所已開發(fā)出第一代實驗裝備，實現(xiàn)了只通過電腦操作即可完成從投料到出分析結果的全流程貫通，一天可完成上百個化學反應；后續(xù)迭代升級的裝備可實現(xiàn)更高的反應數(shù)量。第2階段主要是建立云實驗室，將全自動實驗室包括試劑、元件、端口等標準化，實現(xiàn)利用電腦或手機在云端對化學合成實驗的遠程操控，使得化學實驗不再受時間和空間的限制，讓科研人員全程不進實驗室就可以輕松而安全地開展化學研究。從目前進展看，這一目標2025年有望實現(xiàn)。第3階段是建立合成化學/反應數(shù)據(jù)庫，利用機器學習實現(xiàn)反應和合成線路設計與優(yōu)化，大幅提升研究的精準性和整體效率，目前上海有機所正在通過多方合作推進此項工作。第4階段是在完善反應數(shù)據(jù)庫的基礎上，建立化學結構—特定功能數(shù)據(jù)庫并發(fā)展大模型，融合合成科學與人工智能、自動化技術，實現(xiàn)“結構設計→合成執(zhí)行→功能實現(xiàn)”全鏈條的下一代合成科學研究與技術應用的范式，真正讓分子智能制造（簡稱“分子智造”）成為可能，改變有機化學長期以來的傳統(tǒng)研究范式，實現(xiàn)包括功能材料和藥物/農(nóng)藥在內(nèi)的功能物質(zhì)定向、精準、安全創(chuàng)制。

 “一體兩翼”突破，聚焦主業(yè)謀發(fā)展

中國網(wǎng)：“十五五”期間，上海有機所的重點研究方向是什么？

唐勇：“十四五”期間，上海有機所制定了“一體兩翼”發(fā)展規(guī)劃?！耙惑w”是根本，是核心；“兩翼”是“一體”的出口，更是上海有機所未來發(fā)展的原動力?！笆逦濉逼陂g，上海有機所將秉承上述理念繼續(xù)前行，專注有機合成化學中的基本科學問題，也就是分子如何選擇性活化、斷裂和重組等問題。例如：如何實現(xiàn)反應和合成更加高效、綠色和本質(zhì)安全，如何通過分子結構調(diào)控分子功能等。在此基礎上，一方面將結合上海有機所的有機合成優(yōu)勢，發(fā)展現(xiàn)有戰(zhàn)略有機材料的經(jīng)濟、綠色制造，同時根據(jù)國家重大需求探索發(fā)展下一代的材料，為國家安全提供關鍵配套材料，為國民經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈安全等提供原創(chuàng)技術；另一方面，將通過學科深度交叉，進一步發(fā)展天然產(chǎn)物化學生物學，力爭為治療腫瘤和神經(jīng)退行性疾病的原創(chuàng)藥物發(fā)現(xiàn)提供科學基礎，為我國人民的生命健康作出貢獻。總之，上海有機所將力爭在有機合成化學領域形成更多的國際同行公認的基礎理論和方法，發(fā)明更多的原創(chuàng)技術引領相關行業(yè)發(fā)展，培養(yǎng)匯聚更多世界一流的有機化學家。

 科學家精神鑄就研究所文化

中國網(wǎng)：上海有機所是中國科學院成立最早的研究所之一。您認為在70余年的發(fā)展和創(chuàng)新過程中，上海有機所的科學家精神是如何體現(xiàn)、傳承和發(fā)揚的呢？

唐勇：在過去70余年的發(fā)展中，科學家精神是上海有機所持續(xù)、穩(wěn)定、高水平發(fā)展的“魂”，它已融入上海有機所的文化之中，是上海有機所創(chuàng)新文化的重要組成部分，甚至可以說是上海有機所創(chuàng)新文化的“基因”。上海有機所在黨建引領的科學家精神教育方面獨具特色，那就是把它作為上海有機所自身創(chuàng)新文化生態(tài)建設的核心內(nèi)容。

具體形式包括：

鮮活宣傳。例如上海有機所結合汪猷、黃耀曾、黃維垣等老先生們的誕辰紀念，組織舉辦科學家精神座談會，邀請跟老先生熟悉的、老先生身邊的同仁到所座談交流，講述科學家的故事，同時制作相關視頻，把他們工作的一些畫面、一些真實的場景生動地傳遞給后輩。另外，上海有機所也借助以老先生命名的會議室，將老先生的經(jīng)典語錄和故事融入其中，讓大家在日常學習工作中受教于無形。

言傳身教。上海有機所的老先生們從不搞特殊，例如平時吃飯都是跟學生們、后輩們在一起，打飯排隊中大家均能感受老科學家們的平易近人，也有了與老先生們交流的更多機會。這些日常生活中的言傳身教，也是上海有機所弘揚科學家精神的特色方式之一。

陳列室中的文化和精神。上海有機所在成立70周年時建立了研究所發(fā)展陳列室，特色是將科學家精神和創(chuàng)新文化融入其中，呈現(xiàn)了老一輩科學家的科研工作日常點滴和體會，用再平常不過的“日?！?，形象地幫助后輩們感悟其中的精神。今后，上海有機所將一如既往重視科學家精神宣貫，將這些精神深度融匯到創(chuàng)新生態(tài)文化中去，傳承并發(fā)揚光大。

中國網(wǎng)：今年是新中國成立75周年，也是中國科學院建院75年，您對中國科學院的發(fā)展有怎樣的寄語？

唐勇：在新中國成立75周年、中國科學院建院75周年之際，作為中國科學院最早成立的15個研究所之一，上海有機所將不忘初心、堅守定位，奮力為我國有機化學領域和材料化工、生物醫(yī)藥相關領域發(fā)展作出更多貢獻，踐行其作為國家戰(zhàn)略科技力量的崇高使命。

（本期策劃：楊柳春、王振紅；編審：楊柳春、王振紅、王虔；編輯：王虔、文彥杰、武一男。出品：《中國科學院院刊》、中國互聯(lián)網(wǎng)新聞中心）