10月 29日下午，1987年诺贝尔化学奖得主、法国国家科学院院士Jean-Marie Lehn做客中国科大“大师论坛”，并做了题为“From Matter to Life: Chemistry? Chemistry!”的报告。报告会由陈初升副校长主持。

 

 

　　报告会上，Lehn教授从大爆炸理论出发，讲述了宇宙从诞生以来的演化过程。在这过程中，物理、化学和生物依此登上舞台，物质的复杂度和包含的信息量也逐渐增加，直至产生了生命。那么基本物质究竟是怎样变成有智慧的生命体的呢？这个问题需要通过科学来回答。物理研究宇宙运行的法则，生物研究生命过程的规律，而化学介于两者之间，成为连接物质与生命的桥梁。同时，无论是宇宙还是生命，都具有非人为的高度有序性，因此作为桥梁的化学也应该体现出这样的“自组织”的特点。

 

 

　　自组织的背后都有特定的相互作用力。宇宙的有序结构的成因是万有引力，而分子层面的各种物质结构则主要是靠电磁力维持的，那么化学的研究对象——原子分子的结构与变化——的背后又隐藏着什么？Lehn教授回顾了历史上各个时期人们对此问题的理解，从古希腊的“四元素”论，到后来的“原子论”，再到拉瓦锡的物质守恒定律和门捷列夫的元素周期表，现代化学的框架就这样一步步搭建了起来。同时，人们意识到分子是有三维构型的，也认识了共价键，更通过成功合成尿素而打破了“无机”和“有机”之间的隔阂。自此之后，化学家在全合成天然有机物的路上越走越远，Lehn教授在他博士后期间跟着美国著名有机化学大师Woodward教授做的B12全合成工作就是一个经典例子。

 

　　那么下一步呢？Lehn教授指出，如果要继续向生命体靠拢，就要引入“信息”。他提出了“超分子化学”这个概念，指出了超分子通过非共价键来相互识别、相互作用和发生转移，而信息就在第一步的“识别”中起关键作用，它给体系引入了选择性。基于这个原因，Lehn教授认为化学也可以看作关于知晓了信息的物质的科学。他说，他的想法最初来源于对神经系统如何调控离子浓度的好奇，这种好奇也一直影响到了他后来研究的穴醚选择性识别碱金属离子的工作。

 

　　自“超分子化学”的概念被提出以后的几十年时间里，人们在各方面发展了许多的应用，比如对免疫诊断有帮助的铕离子-穴醚配合物，转基因技术及转基因食品，自愈胶带以及已经有成功应用案例的生物材料。Lehn教授相信，通过遵循自组织和热力学规律的合理设计，人们会继续创造出更多特殊的结构和更加有用的材料。

 

 

　　除了“基于信息的程序化设计”之外，自组织中另一个关键因素是“选择”。Lehn教授用一种光敏胶带举例，这种胶带能根据外界的光的变化而改变自身颜色。他认为，正如生命演化中的达尔文过程一样，好的物质材料必须能够适应变化的环境，这也是“自适应化学”的主旨。

 

　　最后，Lehn教授以普罗米修斯窃知识火种的神话故事和大数学家希尔伯特的墓志铭结束了他的演讲。他希望同学们能明白知识之可贵，并能为此孜孜不倦地奋斗下去。Lehn教授的精彩报告受到了在场师生的热烈欢迎。

 

 

　　Jean-Marie Lehn教授，诺贝尔化学奖获得者，法国科学院院士，中国科学院外籍院士，美国国家科学院外籍院士。1939年出生于法国罗塞姆，1970年起历任法国斯特拉斯堡大学和巴黎法兰西学院教授，现任斯特拉斯堡大学高等研究院教授。由于其在超分子化学理论方面的开创性工作——分子识别，1987年获得诺贝尔化学奖。多年来，他致力于研究超分子化学，不同于分子化学，超分子化学是研究两种以上的化学物种通过非共价键弱相互作用力键合起来的复杂有序且具有特定功能的分子结合体的科学。作为超分子化学的奠基人，他在学术界享有很高的声誉，获得了众多国际奖项。Jean-Marie Lehn教授是今年第8位做客中国科大“大师论坛”的嘉宾。

 

（文/国际合作与交流部、化学与材料科学学院，图/新闻中心）