匠人的心經：走近普里斯特利獎章得主——Tobin J.Marks

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題記：曾經我看過這樣一部電影，故事發生在日本，玄武書房擬出版一部中型國語辭典。一群「文字工作者」青燈黃卷，筆耕不輟地收集整理數十萬詞條並逐詞編撰釋義，經五個輪迴的校對，用長達十五年的時間成就了這部面向當代人的《大渡海》。電影名曰《編舟記》，他們任辭海浩瀚無邊，不畏光陰傾頹，以渡語言之海，抵達羈絆許久的文明。我們稱其為「匠人」，在喧囂紛亂的世界裡，將盡善盡美、心無旁騖發揮到極致，挑剔到令人敬畏。有言「富貴不能淫，貧賤不能移」，在他們固執的世界觀里，摒棄誘惑，抗衡寂寞，全心全意去做一件似乎永無止境的事。

回想自己在研究生時期的經歷，光陰五載，稍縱即逝。於是我了解對於一個投身科學研究的人來講，歲月流轉，每日生活三點一線，清簡如水，似乎是尋常不過的事情。他們需要像匠人一樣，刪繁從簡，與清風明月作伴，稟賦清凈如蓮之心，不拘殘缺挫敗，持之以恆，亦不懼世事迷離。在今年的美國化學會（ACS）年度會議上，來自西北大學的Tobin J. Marks教授獲得了美國化學會的最高榮譽——普里斯特利獎章（Priestley Medal）。Marks教授是一位在金屬有機化學、烯烴催化聚合、有機光電材料等諸多領域有著傑出貢獻的學者，還曾在2005年榮獲美國「國家科學勳章」。雖已步入古稀之年，他仍舊精神矍鑠，活躍在科學研究的前沿。

圖1. 普里斯特利獎章。圖片來源：C&EN

玉壺光轉，此情可待

回首往昔的林林總總，就像喬布斯從Reed退學後去旁聽書法課，從而與字體設計結緣，Marks教授談及自己踏上科學的道路，無不關聯著偶然性與必然性。Marks出生於華盛頓的一個普通家庭，祖父母於沙俄時期移民到美國，父親是一名商人，與親戚合作經營家電器械、房地產等方面的業務，母親則從事藝術相關的工作。他提到父母雖然都沒有讀過大學，但十分重視對孩子的教育，潛移默化地引領他努力學習，而與此同時又給予其很大的自由度。Marks也不負家人的期望，從小養成了自律的性格，在學生時代表現出對學習執著的熱情。

除了認真完成學校的基礎課程外，他對研究未知事物也同樣擁有極其濃厚的興趣。那時候正處於空間探索時代初期，八年級的Marks與同學一起設計了「微型火箭」，他們利用帶有噴嘴的金屬管作為火箭機身，管內裝有保險絲，並以鋅粉和硫磺的混合物作為燃料，在哥倫比亞特區外的一處偏僻空曠的場地將其放飛。「火箭」發射升天幾千英尺，而這一「研究成果」同時也嚇壞了Marks的父母，慶幸的是當時空中沒有航行的飛機經過，否則Marks將可能在法律上承擔嚴重的後果。當被問及Marks是如何衡量火箭升空的高度時，他回答通過觀察火箭上升到最大高度後，計算其下降所需的時間，結合重力常數便可以估算得到結果。掌握這些知識在相關專業人士看來不足稱奇，但對於一個八年級的學生來講實在難能可貴。

高中畢業後，Marks考入馬里蘭大學，這所大學有著優秀的科學研究與工程項目基礎。Marks選擇了化學專業，與此同時他還去旁聽數學、物理與德語課程。主修化學專業的學生一般會在工作日下午安排實驗課程，那時的Marks十分熱衷於實驗操作，實驗室中氣味越發古怪的物質越能引起他的興趣。在良好的學習氛圍下，Marks與同學們建立了深厚的友誼，他提到一位同學的話讓他至今印象深刻：「化學是我的宗教信仰」。由此我想起卡耐基曾經說過：「虔誠的信仰會給予你無窮的力量」。提及影響自己一生的一句話，很多人都會從塵封的記憶中抽絲剝繭，娓娓道來時定是感慨萬千，這句話可能並不華麗，卻有如醍醐灌頂，擁有一字千金的重量，或許改變了自己的人生走向，或許扭轉了自己對世界的看法。而對於Marks來講，這一頗有偏執情緒的「信仰」卻成為他潛心鑽研科學的座右銘。

除此之外，Marks還報名參加了國家科學基金會資助的本科生暑期科學研究，他加入了無機化學教授Samuel Grim的實驗室，參與有機膦化合物的合成及表徵研究。那時的Marks鍛煉了自己在工作中獨立思考的能力，還領會到「守時」的重要性，指導他在以後的工作中嚴格制定自己的計劃，並繼續為攻讀研究生而努力。Marks從馬里蘭大學畢業後，利用短暫的假期在華盛頓地區的美國陸軍研究機構工作，開發了一種在特定溫度下可以熔化的材料用作電池的流體電解質，並因而獲得了相關機構頒發的優秀證書。隨後他順利進入麻省理工學院，師從Albert Cotton教授從事金屬有機化學方面的研究。

麻省理工學院將所有科學研究與工程項目相關的學科都安排在一個相互貫通的大樓中，以此方便不同領域研究工作的交流。Marks除了每天完成必修課程與實驗工作外，還會經常參加其他學科的講座與研討會，並在哈佛大學報名了William Lipscomb教授關於理論化學的課程。研究生階段，Cotton教授為每一位學生都提供了相對自由的研究環境，設定研究方向後，只在必要時給予建設性的指導，不會過多干涉學生的想法。Marks更是在這一時期充分發揮自己的能力，並立志在研究生畢業後創建自己的團隊，續寫科學研究的篇章。

圖2. 研究生階段的Marks與其團隊。圖片來源：C&EN

玉爐焚香，皓首窮經

取得博士學位後，Marks來到西北大學成為助理教授。用他的話講，對學術的追求，讓他義無反顧地來到這個此前從未涉足的地方，氣候的反差讓他起初有些不適應。然而這裡有十分優秀的化學研究團隊，設備精良，曾經走出了許多舉世傑出的化學家。然而一個亟待解決的問題放在Marks面前：他應該從事什麼方向的研究。

按照大多數人的想法，他們可能會延續研究生階段的研究方向做適當的拓展工作。與George Whitesides教授討論以後，Marks認為自己應該大膽開拓新的領域，他想到自己在接觸無機化學課程時了解到鑭系與錒系元素的性質與其他過渡金屬的性質有很大的不同，他發現這些內過渡金屬的絡合物相比於其他過渡金屬絡合物具有更高的反應與催化活性，於是著手將其拓展到相關有機金屬與金屬氫化物的研究。

與康奈爾大學的Roald Hoffmann合作後，Marks對鑭系與錒系金屬有機絡合物的結構與性質有了更深入的了解，隨後他構建了精密的量熱系統，對該類絡合物在催化反應中的熱力學數據進行測定，最終繪製出元素周期表中不同金屬-配體的相對鍵能與位置的函數，為設計新的催化轉化提供了有利的線索，並根據這一研究開展了一系列烯烴不飽和鍵的氫-雜原子官能團化的反應。在此期間，他還與Jim Ibers合作對相關金屬絡合物的生物活性進行研究，通過波譜手段及X射線晶體衍射等方面的研究對其在生物學領域中的應用加以確證。

上世紀70年代後期，Marks意外發現在脫羥基氧化鋁等氧化物表面化學吸附前過渡金屬絡合物時可以產生高度活性的烯烴氫化與聚合催化劑，於是與Bob Burwell教授合作對其催化機理進行了深入的探究，最終通過三（五氟苯基）硼烷作為助催化劑，使相同催化劑量的反應速率提高到10-100倍。這一研究成果得到陶氏化學公司的青睞，目前該公司已通過這一方法生產了約300億公斤的聚烯烴材料，且具有強度高、低密度、可回收利用等特點，這些材料目前廣泛應用於服裝、食品、醫療以及汽車建築等不同行業。陶氏化學公司的優秀研究員James Stevens長期以來與Marks保持密切的合作，他讚賞Marks是該公司有史以來最具價值、合作時間最長的夥伴，他在烯烴聚合領域有著不可磨滅的貢獻。

有了以上成就，Marks並未因此感到滿足。他還與其他教授合作致力於開發新型有機光電材料。Josh Kurutz作為當時西北大學分析測試中心的高級研究員，對Marks實驗室開展的一系列項目十分了解。他指出Marks極力推動了光電材料領域的發展，這些材料可以為導體、半導體以及絕緣體等不同需求服務，應用於發光二極體、太陽能電池等其他裝置的柔性電路中，與此同時還大大降低了材料成本。2005年，Marks參與創立了Polyera公司，在芝加哥、舊金山以及中國台灣等地設立辦事處，進一步擴大了開發相關材料的規模。

顯然，通過Marks一個人的力量是無法完全勝任這諸多領域的工作的，除了團隊內部的通力協作，他懂得智者當借力而行，與其他領域的專家密切合作，豐富了自己的研究方向，也為不同科學領域帶來了卓越的貢獻。在過去的四五十年里，Marks不僅需要保證四十人以上的研究團隊正常運轉，而於其本人，他在科學研究中同樣需要付出比常人更多的努力。在這路漫漫其修遠的進程中，他的上下求索顯得不動聲色，卻又鎧甲崢嶸。

圖3. Marks現階段的研究隊伍。圖片來源：C&EN

浮生若夢，冷暖自知

如今Marks已72歲高齡，但他並不會因此安度晚年，而是堅持每天早早地起床，一周七天日復一日地奔赴實驗室。他甚至會省去在家吃早餐的環節，直到前往辦公室後才喝上一杯咖啡，開始一天的工作。Marks以「工作狂」遠近著稱，而他的妻子Indrani Mukharji給予了極大的包容與理解。到目前為止，他已發表了1200多篇學術論文，擁有245項美國專利，論文他引超過90000次。在47年的學術生涯中，他擔任ACS旗下Organometallics期刊編輯28年，培養了超過350名學生及博士後。或許我們很難想像，是什麼樣的動力讓Marks如此執著地追求著科學研究。台灣女作家三毛曾背起故事的行囊獨自走進孑然荒涼的撒哈拉沙漠，從阿拉伯人的飲茶習慣中悟出人生的茶道。在一段茶論中她寫道：人生三道茶，第一道苦若生命，第二道甜似愛情，第三道淡如微風。人理解苦難的時間悠久漫長，有時甚至貫穿一生。而Marks對自己生命的理解，大概還是那句巋然不動的「化學是我的宗教信仰」。

其中一位曾經在Marks實驗室從事博士後研究的教授Eugene Chen提到，Marks絕不會因為其他事情而取消與學生討論研究工作或論文修改等任務。他以自身強大的職業道德為學生標榜一位專業的科學家應該具備的素質。芝加哥大學的Wenbin Lin教授同樣指出他從未見過比Marks更專註於科學研究的人。即便在夏威夷度假，Marks也不忘修改學生的論文。他雖然擁有一個大型的研究隊伍，但會時常保持與每個人聯繫，關注其研究方向的進展。更難能可貴的是，繁冗的瑣事纏身，他總會保持平易近人的態度與每個人耐心討論，鮮少發生爭執，如此諄諄教導的方式，讓他的學生為之信服。

圖4. Marks與妻子Mukharji。圖片來源：C&EN

後記：我想起華語流行音樂大師李宗盛對「匠心」的詮釋：固執、緩慢、少量，不追求時髦花哨的技法，專註於內心的聲音。這便是李宗盛三十載縱橫樂壇做音樂的態度。二十多歲出道，五十知天命的年紀寫了不到三百首歌，在同行當中應許少數。然而他秉承一顆工匠的心，為大家呈現的每一首作品，必定經過深刻考究，以求膾炙人口。他創立了自己的吉他品牌，很多時日，躲在自己的工作室里，一副老花鏡，一把刻刀，從一塊木頭的雕琢開始，逐漸打磨成琴坯，在日積月累的鐫刻中，打造出一把精品吉他。「世界再嘈雜，匠人的內心，絕對必須是安靜安定的」，這也許會是匠人「不足為外人道」的經驗法則。而對於Marks而言，他領悟了科學研究的真諦，就像他在ACS年度會議上的發言：「chemists make things, that with deep knowledge and skill we create 「the stuff that dreams are made of……」

部分內容編譯自：

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

（本文由夜若嵐塵供稿）

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