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那是在1998年，我的研究是抗癌藥物，當(dāng)時正在研究和制備一種生物活性分子。一次關(guān)鍵的實驗沒有得到我們期待的結(jié)果，對當(dāng)時的實驗來說可以說是失敗了。但這次失敗實驗里的一個現(xiàn)象，引起了我們的興趣——偶然在實驗瓶中加入的銅鹽，卻讓反應(yīng)過程變快了。這個出乎意料的現(xiàn)象，對于科學(xué)研究來說，就是一顆信號彈，需要科學(xué)人員馬上向自己提出一個問題：“為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象？它的背后是不是還有沒被發(fā)現(xiàn)的科學(xué)知識？”

通過查閱文獻，原來這次銅鹽的加入，促發(fā)了烏爾曼反應(yīng)。烏爾曼反應(yīng)并不是一個時髦的、熱門的概念，它是在20世紀(jì)初由德國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的碳－雜原子鍵偶聯(lián)反應(yīng)，主要用來制備芳胺類化合物，在醫(yī)藥、農(nóng)藥和材料等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。

我接下來就提出了一個問題：“為什么這樣一個實驗會讓烏爾曼反應(yīng)速度更快呢？”原來，是實驗試劑中的氨基酸發(fā)揮了關(guān)鍵作用。用一個通俗的比喻：在烏爾曼反應(yīng)中，銅鹽是催化劑的彈頭，而氨基酸則作為配體，成為了助推火箭，可以提升催化劑活性，從而加速烏爾曼反應(yīng)。

多年的科研訓(xùn)練和工作，讓我緊緊瞄準(zhǔn)了這次偶然，沿著這一發(fā)現(xiàn)，我們課題組發(fā)現(xiàn)了第一代“烏爾曼-馬”反應(yīng)配體，構(gòu)建了比原反應(yīng)條件更溫和的催化體系。荷蘭的抗高血壓藥物，英國治療干眼病的藥物的工業(yè)化制備都使用了第一代反應(yīng)。全世界超過2000篇研究論文和專利也應(yīng)用了這個催化體系，其中有1400多項美國專利。

現(xiàn)在“烏爾曼-馬反應(yīng)”已成為全球制藥公司每天都在用的反應(yīng)，如果要問當(dāng)時抗癌藥物實驗的失敗，對我來說有著怎樣的啟發(fā)，我想科學(xué)上的運氣，并非來自真正的偶然，科研工作者最重要的素質(zhì)，不是在預(yù)期道路上走得多快，而是在不預(yù)期的現(xiàn)象出現(xiàn)時，有多敏銳?！疤岢鰡栴}”比“解決問題”更重要。做基礎(chǔ)研究，一定要學(xué)會發(fā)現(xiàn)與以前學(xué)到的知識不一樣的地方，要敢于提出“為什么”。跟在人家已經(jīng)提出的問題后面修修補補，是難以在科研上實現(xiàn)真正引領(lǐng)的。

第一代催化劑出現(xiàn)以后，很多企業(yè)主動找上門來，希望讓我們尋找更具活力的催化體系，來解決他們在研發(fā)和生產(chǎn)中遇到的問題。這些出乎意料的問題讓我深刻地感受到，“烏爾曼-馬”反應(yīng)配體不僅是真問題！而且是真需求！這對我來說，就像是科研道路中的一個燈塔，讓我堅定了往下走的信心！

2005年，當(dāng)我下定決心開始第二代反應(yīng)配體研究時，我就已經(jīng)做好了“失敗”的準(zhǔn)備。

果然，從2005年到2015年，十年間，失敗始終如影隨形。我們測試了五十余種配體，進行了上千次實驗，每一次實驗就要好幾個月。

團隊里的學(xué)生換了一茬又一茬，好幾位博士碩士研究生因為失敗太多次，找到我說，不想再做這個研究了，有的因為畢業(yè)壓力不得不轉(zhuǎn)方向。整整10年，關(guān)于烏爾曼反應(yīng)的研究，我們只發(fā)表了一篇論文。

然而，我們始終沒有放棄，我常跟學(xué)生說：“做科研95%的時間都是失敗的，就算這次錯了，也沒有關(guān)系，也是幫后面的人排除了一條彎路，不算白做。”

轉(zhuǎn)機出現(xiàn)在2015年夏天，課題組的一位學(xué)生發(fā)現(xiàn)試劑瓶被草酰二胺分子污染了，但有趣的是，這個被污染的瓶子里的烏爾曼反應(yīng)卻特別成功。那一刻我們意識到，那個“污染物”，或許正是我們尋找了十年的答案。我們立即展開了全力攻關(guān)，第二代配體終于浮出水面。

這個新催化體系不僅能夠有效促進銅催化的芳基氯代物的偶聯(lián)反應(yīng)，而且可以使芳基溴代物偶聯(lián)的催化劑用量大大降低。第二代催化體系很快就在全球的制藥和化學(xué)合成實驗室得到廣泛應(yīng)用，已經(jīng)用于5個藥物的工業(yè)化生產(chǎn)。

說到這里，我想請大家看一條曲線，這是第一代配體到第二代配體的活力曲線，這條“漂亮”上揚弧度，意味著催化效率獲得了百倍的提升。而我更關(guān)注這條弧線上的每一個失敗的分叉口。

公眾眼中光鮮耀眼的科學(xué)家，其實每天都在面對失敗。在真實的科研場景中，失敗是可以預(yù)料的，成功反而是不可預(yù)料的。如果我們每一次實驗都能得到預(yù)想結(jié)果，或許就找不到真正的科學(xué)突破。在我看來，這每一個分叉口都是有價值的，它將一條條走不通的道路排除，無限逼近那條正確的道路。

如今，我們還在繪制一條更“漂亮”的上揚曲線。就是正在研發(fā)中的第三代配體，我們開始探索用AI工具賦能科學(xué)實驗，我們的目標(biāo)依然是將催化效率再提升百倍，使這個反應(yīng)成為實驗室和工業(yè)生產(chǎn)中更有用的工具。

這一次，我們依然不知道答案在哪里，不知道還將經(jīng)歷多少次失敗，也許在我有生之年都不一定能找到這個結(jié)果，但是這個問題很重要，我們要有勇氣繼續(xù)找下去。

四十多年科研生涯，我見證了中國科技從跟跑、并跑再到領(lǐng)跑，現(xiàn)在的中國到了要勇闖無人區(qū)，敢做顛覆式創(chuàng)新的階段。我覺得科學(xué)家的使命，很像我們所研究的催化劑，我們可能不直接產(chǎn)生最終的回答，但我們的每一次探索、每一次失敗，都在抵達答案的路上，正在加速“最終答案”的誕生。

（本文摘自馬大為院士在“天問·時代答卷‘為國擔(dān)當(dāng) 勇為尖兵’先進事跡報告會”上的演講全文）