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德國科學(xué)家尤爾根·卡羅——
他的科學(xué),從不冰冷(走近科學(xué)大咖⑤)
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2023年10月,在清華大學(xué)舉行的“巔峰對話”活動中,卡羅(左)與2018年沃爾夫化學(xué)獎得主奧馬爾·亞吉(中)、清華大學(xué)化學(xué)工程系教授王海輝共同出席。 |
攝影機已架好。專訪結(jié)束,我們想請德國科學(xué)院院士、漢諾威大學(xué)講席教授尤爾根·卡羅錄一段簡短的開場白,用在短視頻裡。
“正式的,還是非正式的?”他問。
“非正式一點,輕鬆就好?!蔽覀兇?。
卡羅神情有些嚴(yán)肅,想了幾秒,抬頭看向鏡頭,剛說出兩個單詞,又忽然擺手:“等一等。”
現(xiàn)場有些安靜。我們以為這位教授有些疲倦了。
幾秒后,他忽然轉(zhuǎn)身,從包裡翻出一本護照?!耙苍S我可以從這裡開始。”他翻開來,向鏡頭展示上面收集的15個入境中國的印章,“我現(xiàn)在有了永久簽証,可以更方便地來中國了,我喜歡中國?!彼f。
一瞬間,現(xiàn)場笑開了花。這位嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)家,原來是在設(shè)計小短片的橋段……
這個小插曲,讓人看到卡羅的另一面:他身上既有科學(xué)家的理性與克制,也有對世界的熱情與幽默。
他的科學(xué),從不冰冷。
用化學(xué)的方式“淨(jìng)化”世界
在德國萊比錫的一間化學(xué)實驗室裡,年輕的卡羅第一次意識到,科學(xué)不只是發(fā)現(xiàn)未知,更關(guān)乎“修復(fù)世界”。
那是20世紀(jì)70年代,歐洲的石油危機讓空氣中多了焦慮,也多了爭論:有人說資源會再生,還有人堅信技術(shù)能拯救環(huán)境??_聽著這些話,心裡卻有一種不安。多年以后,他仍記得那時的念頭:“真正的問題,不在資源的多少,而在我們怎樣使用它們?!?/p>
1977年,他以優(yōu)異成績獲得自然科學(xué)博士學(xué)位。在東德科學(xué)院解散后,科研機構(gòu)驟然轉(zhuǎn)向市場化??_從所長變成無依無靠的“自由科學(xué)家”。他帶著十幾名研究員,自籌經(jīng)費,為企業(yè)定制催化劑維系實驗室。那是他人生中最艱難的兩年,也是他重新理解科學(xué)意義的起點。
“當(dāng)科學(xué)隻剩下問題本身時,就顯得格外純粹?!笨_說。那段“無資源”的日子,讓他格外珍視合作,與企業(yè)、與同行、與世界。
正是在這樣的精神底色下,卡羅后來將研究重心轉(zhuǎn)向膜技術(shù),用化學(xué)的方式“淨(jìng)化”世界。他研發(fā)的分子篩膜層像一張極薄的“過濾網(wǎng)”,能讓分子級的雜質(zhì)被分離,用於能源提純、飲用水淨(jìng)化、溶劑脫水等場景?!翱吹阶约旱难芯繌南敕ㄗ兂山鉀Q實際問題的產(chǎn)品,還能在不同國家落地,我就知道這件事有意義?!笨_說。
不久前,在上海舉行的世界頂尖科學(xué)家大會上,卡羅與中國科學(xué)院院士何鳴元共同主持物質(zhì)科學(xué)分論壇。他展示了一種像人類肺部一樣會呼吸的納米多孔膜,可在極短時間內(nèi)分離氣體分子,用於清潔能源與碳減排。
“演講后,有學(xué)者問我,這種膜能否用於分離系統(tǒng)或膜反應(yīng)器?!笨_說,“我也受到啟發(fā),想在燃料電池和鋰電池領(lǐng)域繼續(xù)測試它?!?/p>
從萊比錫到上海,卡羅不只是科學(xué)的傳播者,更是一座連接的橋梁?!霸跉W洲,我們常常以‘公私合作’的方式開展跨國研究,5家公司、五所大學(xué)一起攻關(guān),政府與企業(yè)各承擔(dān)一半資金。這樣的模式讓資源更高效地利用。”卡羅說,如今,他在中國看到類似的合作生態(tài):科研機構(gòu)、企業(yè)、城市共同參與全球性科學(xué)創(chuàng)新。
對他來說,科學(xué)是一種跨越文化、體制與時代的共同語言。
“卡羅家族”的傳承
在德國漢諾威大學(xué)的實驗室裡,卡羅的學(xué)生來自世界各地。20多年來,他先后培養(yǎng)了20多名來自中國的博士和博士后,這些學(xué)生在回到中國后仍跟他保持聯(lián)系,常常在郵件裡自稱“卡羅家族”。他們因科學(xué)結(jié)緣,也在不同的城市、不同的領(lǐng)域繼續(xù)傳遞著同一種科研精神。
16年前,中山大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授羅惠霞第一次見到卡羅。那是她第一次出國,既拮據(jù)又緊張。卡羅提前幫她墊付了一年的生活費,連宿舍押金都用自己的工資墊付了?!八挛覀儎偟降聡€沒拿到工資,會生活不下去?!绷_惠霞說。
“他是我見過最好的導(dǎo)師,沒有之一?!绷_惠霞說。她后來才知道,卡羅對每個中國學(xué)生都是這樣。
還有學(xué)生記得這位老師“幾乎‘不知疲倦’的一天”:早上7時進實驗室,晚上10時才離開,中間隻吃幾塊餅干和水果。哪怕在出差的火車上,他也隨手拿出論文修改稿,邊看邊寫。正因為這股近乎“自虐”的勤奮,學(xué)生們常常感嘆:提交上去的研究計劃或論文,往往一兩天就能收到他修改完的版本。
寧波大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院教授李硯碩則從另一個角度體會到了卡羅的這份“認真”?!坝幸淮?,卡羅來我的實驗室,還用手摸了一下辦公場地的高處。在發(fā)現(xiàn)沒有什麼灰塵后,說了一句,‘確實整潔干淨(jìng),不錯’?!崩畛幋T說。
2016年,李硯碩回國后邀請卡羅擔(dān)任訪問教授,對方卻婉拒:“我已經(jīng)同時與3家單位合作,每天工作到深夜12時,早上5時起,不能再分出時間?!蹦欠饣貜?fù)讓他記到現(xiàn)在,在卡羅的世界裡,任何承諾都意味著責(zé)任。
在這些細碎的回憶裡,我們見到了這樣一個鮮活的卡羅——勤奮極致,平易近人﹔認真理性,細膩溫暖。
在卡羅的實驗室裡,沒有“上級”和“下屬”的區(qū)分。卡羅常說:“科學(xué)要靠信任?!彼麖牟唤o學(xué)生限定研究路線,隻問一句:“你為什麼這樣做?”這句話后來成了學(xué)生們的口頭禪。正是因為這種信任,學(xué)生們有了更多自主思考的空間,也在中德不同的科研文化間找到了新的平衡。
科學(xué)的流動,不只是人才的流動,更是思想與文化的流動。當(dāng)開放的體系願意接納不同文化的科研風(fēng)格,它也就能匯聚更多可能性。
“給問題一點呼吸的空間”
卡羅的“實驗室”不隻在學(xué)校裡,還延伸到了自家院子裡。他在德國的家中有幾處花園,其中一片是他自己設(shè)計的中式園景。種花對他來說,也是一場化學(xué)實驗:不同的植物需要不同的土壤,他會混合普通土壤和鹼性土壤,調(diào)整酸鹼度,隻為讓幾株來自中國的植物更好適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颉?/p>
“有時候它們長得很好,有時候失敗?!笨_說,“但這正是有趣的地方。園藝和科研一樣,都是等待和試錯的過程?!?/p>
花園之外,卡羅還有另一個習(xí)慣:走路。每周,他都會和妻子一起去鄉(xiāng)村徒步旅行,而且一天要走20公裡。“是我讓妻子也嘗試徒步的,也許她現(xiàn)在會說自己很喜歡,但其實我不太確定她是不是真的喜歡。”卡羅說。
這份從容與耐心,也延伸到他的研究中。“科學(xué)不是工業(yè)產(chǎn)品?!笨_說,“速度很好,但基礎(chǔ)更重要。有時候,你以為浪費了時間,其實是在給問題一點呼吸的空間?!?/p>
就像種花一樣,“你要願意花時間,看一件東西怎麼真正地生長起來?!笨_說。他最核心的研究是膜分離與化學(xué)反應(yīng)的結(jié)合。傳統(tǒng)的做法是反應(yīng)先完成,再去分離產(chǎn)物——能耗高、效率低。他帶領(lǐng)團隊設(shè)計了“化學(xué)膜反應(yīng)器”,讓反應(yīng)和分離同時進行。
“這項研究看似技術(shù)問題,實質(zhì)是理念問題?!彼f,“我們重新思考了化學(xué)反應(yīng)的過程,而不是結(jié)果。”
這種被稱為“過程強化”的理念,也讓他與導(dǎo)師約爾格·卡格共同獲得了2020年度ENI大獎——能源與環(huán)境領(lǐng)域的國際性獎項。
“科學(xué)不是關(guān)於答案的學(xué)問,而是關(guān)於問題的學(xué)問?!笨_說,年輕科研人要敢提問,也要敢於出錯?!耙蚁耄呐率钳偪竦南敕?。試驗、失敗、再試驗,這就是科學(xué)。”
“好的科學(xué)家是能整合的人。”卡羅說。分離技術(shù)牽涉到材料結(jié)構(gòu),材料問題背后又是物理原理,能源利用又立刻變成工程問題?!澳惚仨毮苈牰畡e人在說什麼,也要讓別人聽懂你在做什麼。這不是身份的問題,而是讓科學(xué)往前走所必須的能力?!?/p>
未來的科學(xué)家應(yīng)該是什麼樣?“保持好奇心,敢提問題,敢承認不知道,能夠和其他領(lǐng)域交流,知道自己為什麼在做這件事?!蓖A艘幌?,他又補了一句,“還有一點,要願意花時間。”
只要有人還在提問,還在交流,還在分享,科學(xué)就會繼續(xù)生長。
統(tǒng) 籌:吳焰 李泓冰 伍靜
實習(xí)生:雷穎軒 徐思齊 王沫恆
出 品:大江東-復(fù)旦融媒體創(chuàng)新工作室
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