匠人的心经：走近普里斯特利奖章得主——Tobin J. Marks

题记：曾经我看过这样一部电影，故事发生在日本，玄武书房拟出版一部中型国语辞典。一群“文字工作者”青灯黄卷，笔耕不辍地收集整理数十万词条并逐词编撰释义，经五个轮回的校对，用长达十五年的时间成就了这部面向当代人的《大渡海》。电影名曰《编舟记》，他们任辞海浩瀚无边，不畏光阴倾颓，以渡语言之海，抵达羁绊许久的文明。我们称其为“匠人”，在喧嚣纷乱的世界里，将尽善尽美、心无旁骛发挥到极致，挑剔到令人敬畏。有言“富贵不能淫，贫贱不能移”，在他们固执的世界观里，摒弃诱惑，抗衡寂寞，全心全意去做一件似乎永无止境的事。

回想自己在研究生时期的经历，光阴五载，稍纵即逝。于是我了解对于一个投身科学研究的人来讲，岁月流转，每日生活三点一线，清简如水，似乎是寻常不过的事情。他们需要像匠人一样，删繁从简，与清风明月作伴，禀赋清净如莲之心，不拘残缺挫败，持之以恒，亦不惧世事迷离。在今年的美国化学会（ACS）年度会议上，来自西北大学的Tobin J. Marks教授获得了美国化学会的最高荣誉——普里斯特利奖章（Priestley Medal）。Marks教授是一位在金属有机化学、烯烃催化聚合、有机光电材料等诸多领域有着杰出贡献的学者，还曾在2005年荣获美国“国家科学勋章”。虽已步入古稀之年，他仍旧精神矍铄，活跃在科学研究的前沿。

图1. 普里斯特利奖章。图片来源：C&EN

玉壶光转，此情可待

回首往昔的林林总总，就像乔布斯从Reed退学后去旁听书法课，从而与字体设计结缘，Marks教授谈及自己踏上科学的道路，无不关联着偶然性与必然性。Marks出生于华盛顿的一个普通家庭，祖父母于沙俄时期移民到美国，父亲是一名商人，与亲戚合作经营家电器械、房地产等方面的业务，母亲则从事艺术相关的工作。他提到父母虽然都没有读过大学，但十分重视对孩子的教育，潜移默化地引领他努力学习，而与此同时又给予其很大的自由度。Marks也不负家人的期望，从小养成了自律的性格，在学生时代表现出对学习执着的热情。

除了认真完成学校的基础课程外，他对研究未知事物也同样拥有极其浓厚的兴趣。那时候正处于空间探索时代初期，八年级的Marks与同学一起设计了“微型火箭”，他们利用带有喷嘴的金属管作为火箭机身，管内装有保险丝，并以锌粉和硫磺的混合物作为燃料，在哥伦比亚特区外的一处偏僻空旷的场地将其放飞。“火箭”发射升天几千英尺，而这一“研究成果”同时也吓坏了Marks的父母，庆幸的是当时空中没有航行的飞机经过，否则Marks将可能在法律上承担严重的后果。当被问及Marks是如何衡量火箭升空的高度时，他回答通过观察火箭上升到最大高度后，计算其下降所需的时间，结合重力常数便可以估算得到结果。掌握这些知识在相关专业人士看来不足称奇，但对于一个八年级的学生来讲实在难能可贵。

高中毕业后，Marks考入马里兰大学，这所大学有着优秀的科学研究与工程项目基础。Marks选择了化学专业，与此同时他还去旁听数学、物理与德语课程。主修化学专业的学生一般会在工作日下午安排实验课程，那时的Marks十分热衷于实验操作，实验室中气味越发古怪的物质越能引起他的兴趣。在良好的学习氛围下，Marks与同学们建立了深厚的友谊，他提到一位同学的话让他至今印象深刻：“化学是我的宗教信仰”。由此我想起卡耐基曾经说过：“虔诚的信仰会给予你无穷的力量”。提及影响自己一生的一句话，很多人都会从尘封的记忆中抽丝剥茧，娓娓道来时定是感慨万千，这句话可能并不华丽，却有如醍醐灌顶，拥有一字千金的重量，或许改变了自己的人生走向，或许扭转了自己对世界的看法。而对于Marks来讲，这一颇有偏执情绪的“信仰”却成为他潜心钻研科学的座右铭。

除此之外，Marks还报名参加了国家科学基金会资助的本科生暑期科学研究，他加入了无机化学教授Samuel Grim的实验室，参与有机膦化合物的合成及表征研究。那时的Marks锻炼了自己在工作中独立思考的能力，还领会到“守时”的重要性，指导他在以后的工作中严格制定自己的计划，并继续为攻读研究生而努力。Marks从马里兰大学毕业后，利用短暂的假期在华盛顿地区的美国陆军研究机构工作，开发了一种在特定温度下可以熔化的材料用作电池的流体电解质，并因而获得了相关机构颁发的优秀证书。随后他顺利进入麻省理工学院，师从Albert Cotton教授从事金属有机化学方面的研究。

麻省理工学院将所有科学研究与工程项目相关的学科都安排在一个相互贯通的大楼中，以此方便不同领域研究工作的交流。Marks除了每天完成必修课程与实验工作外，还会经常参加其他学科的讲座与研讨会，并在哈佛大学报名了William Lipscomb教授关于理论化学的课程。研究生阶段，Cotton教授为每一位学生都提供了相对自由的研究环境，设定研究方向后，只在必要时给予建设性的指导，不会过多干涉学生的想法。Marks更是在这一时期充分发挥自己的能力，并立志在研究生毕业后创建自己的团队，续写科学研究的篇章。

图2. 研究生阶段的Marks与其团队。图片来源：C&EN

玉炉焚香，皓首穷经

取得博士学位后，Marks来到西北大学成为助理教授。用他的话讲，对学术的追求，让他义无反顾地来到这个此前从未涉足的地方，气候的反差让他起初有些不适应。然而这里有十分优秀的化学研究团队，设备精良，曾经走出了许多举世杰出的化学家。然而一个亟待解决的问题放在Marks面前：他应该从事什么方向的研究。

按照大多数人的想法，他们可能会延续研究生阶段的研究方向做适当的拓展工作。与George Whitesides教授讨论以后，Marks认为自己应该大胆开拓新的领域，他想到自己在接触无机化学课程时了解到镧系与锕系元素的性质与其他过渡金属的性质有很大的不同，他发现这些内过渡金属的络合物相比于其他过渡金属络合物具有更高的反应与催化活性，于是着手将其拓展到相关有机金属与金属氢化物的研究。

与康奈尔大学的Roald Hoffmann合作后，Marks对镧系与锕系金属有机络合物的结构与性质有了更深入的了解，随后他构建了精密的量热系统，对该类络合物在催化反应中的热力学数据进行测定，最终绘制出元素周期表中不同金属-配体的相对键能与位置的函数，为设计新的催化转化提供了有利的线索，并根据这一研究开展了一系列烯烃不饱和键的氢-杂原子官能团化的反应。在此期间，他还与Jim Ibers合作对相关金属络合物的生物活性进行研究，通过波谱手段及X射线晶体衍射等方面的研究对其在生物学领域中的应用加以确证。

上世纪70年代后期，Marks意外发现在脱羟基氧化铝等氧化物表面化学吸附前过渡金属络合物时可以产生高度活性的烯烃氢化与聚合催化剂，于是与Bob Burwell教授合作对其催化机理进行了深入的探究，最终通过三（五氟苯基）硼烷作为助催化剂，使相同催化剂量的反应速率提高到10-100倍。这一研究成果得到陶氏化学公司的青睐，目前该公司已通过这一方法生产了约300亿公斤的聚烯烃材料，且具有强度高、低密度、可回收利用等特点，这些材料目前广泛应用于服装、食品、医疗以及汽车建筑等不同行业。陶氏化学公司的优秀研究员James Stevens长期以来与Marks保持密切的合作，他赞赏Marks是该公司有史以来最具价值、合作时间最长的伙伴，他在烯烃聚合领域有着不可磨灭的贡献。

有了以上成就，Marks并未因此感到满足。他还与其他教授合作致力于开发新型有机光电材料。Josh Kurutz作为当时西北大学分析测试中心的高级研究员，对Marks实验室开展的一系列项目十分了解。他指出Marks极力推动了光电材料领域的发展，这些材料可以为导体、半导体以及绝缘体等不同需求服务，应用于发光二极管、太阳能电池等其他装置的柔性电路中，与此同时还大大降低了材料成本。2005年，Marks参与创立了Polyera公司，在芝加哥、旧金山以及中国台湾等地设立办事处，进一步扩大了开发相关材料的规模。

显然，通过Marks一个人的力量是无法完全胜任这诸多领域的工作的，除了团队内部的通力协作，他懂得智者当借力而行，与其他领域的专家密切合作，丰富了自己的研究方向，也为不同科学领域带来了卓越的贡献。在过去的四五十年里，Marks不仅需要保证四十人以上的研究团队正常运转，而于其本人，他在科学研究中同样需要付出比常人更多的努力。在这路漫漫其修远的进程中，他的上下求索显得不动声色，却又铠甲峥嵘。

图3. Marks现阶段的研究队伍。图片来源：C&EN

浮生若梦，冷暖自知

如今Marks已72岁高龄，但他并不会因此安度晚年，而是坚持每天早早地起床，一周七天日复一日地奔赴实验室。他甚至会省去在家吃早餐的环节，直到前往办公室后才喝上一杯咖啡，开始一天的工作。Marks以“工作狂”远近著称，而他的妻子Indrani Mukharji给予了极大的包容与理解。到目前为止，他已发表了1200多篇学术论文，拥有245项美国专利，论文他引超过90000次。在47年的学术生涯中，他担任ACS旗下Organometallics期刊编辑28年，培养了超过350名学生及博士后。或许我们很难想象，是什么样的动力让Marks如此执着地追求着科学研究。台湾女作家三毛曾背起故事的行囊独自走进孑然荒凉的撒哈拉沙漠，从阿拉伯人的饮茶习惯中悟出人生的茶道。在一段茶论中她写道：人生三道茶，第一道苦若生命，第二道甜似爱情，第三道淡如微风。人理解苦难的时间悠久漫长，有时甚至贯穿一生。而Marks对自己生命的理解，大概还是那句岿然不动的“化学是我的宗教信仰”。

其中一位曾经在Marks实验室从事博士后研究的教授Eugene Chen提到，Marks绝不会因为其他事情而取消与学生讨论研究工作或论文修改等任务。他以自身强大的职业道德为学生标榜一位专业的科学家应该具备的素质。芝加哥大学的Wenbin Lin教授同样指出他从未见过比Marks更专注于科学研究的人。即便在夏威夷度假，Marks也不忘修改学生的论文。他虽然拥有一个大型的研究队伍，但会时常保持与每个人联系，关注其研究方向的进展。更难能可贵的是，繁冗的琐事缠身，他总会保持平易近人的态度与每个人耐心讨论，鲜少发生争执，如此谆谆教导的方式，让他的学生为之信服。

图4. Marks与妻子Mukharji。图片来源：C&EN

后记：我想起华语流行音乐大师李宗盛对“匠心”的诠释：固执、缓慢、少量，不追求时髦花哨的技法，专注于内心的声音。这便是李宗盛三十载纵横乐坛做音乐的态度。二十多岁出道，五十知天命的年纪写了不到三百首歌，在同行当中应许少数。然而他秉承一颗工匠的心，为大家呈现的每一首作品，必定经过深刻考究，以求脍炙人口。他创立了自己的吉他品牌，很多时日，躲在自己的工作室里，一副老花镜，一把刻刀，从一块木头的雕琢开始，逐渐打磨成琴坯，在日积月累的镌刻中，打造出一把精品吉他。“世界再嘈杂，匠人的内心，绝对必须是安静安定的”，这也许会是匠人“不足为外人道”的经验法则。而对于Marks而言，他领悟了科学研究的真谛，就像他在ACS年度会议上的发言：“chemists make things, that with deep knowledge and skill we create “the stuff that dreams are made of……”

部分内容编译自：

http://cen.acs.org/articles/95/i14/Meet-Tobin-J-Marks-2017-Priestley-Medalist.html

http://cen.acs.org/articles/95/i14/Tobin-J-Marks-What-is-chemistry-all-about.html

（本文由夜若岚尘供稿）