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“大多數科學方法都被吹噓過頭了，真正的科學家只是見鬼地好奇。“
————K. Barry Sharpless教授

▲Barry Sharpless教授（圖片來源：諾貝爾獎官網）

在諾貝爾獎的歷史上，僅有5位科學家兩度摘得過諾貝爾獎的桂冠，卡爾·夏普萊斯（Barry Sharpless）教授就是其中之一。在公開渠道搜索到的有關夏普萊斯教授的采訪或自傳中我們可以發現，他是一個思維極其跳躍的人——他的想法就像彈球一樣，上一秒還在聊他的畢生最愛——捕魚，下一秒可能會轉而去討論一種化學抑制劑了。因此，他的同事、學生對他的描述是，“他像分子一樣思考”。這句話起源于他本人——在他教授本科生有機化學期間，他就是這么建議學生的。

夏普萊斯教授還常常被形容為“古怪的”或“非傳統的”，但這并非對他的貶低之詞，只是了解他的人對他那不同尋常的對分子行為的理解方式以及他那不可思議的能夠讓分子“服從命令”的能力的高度總結。今天，藥明康德內容團隊將結合公開資料來一起走近這位熱愛化學，但更熱愛捕魚的有趣科學家。

熱愛捕魚的好奇少年

夏普萊斯教授于1941年4月28日出生于賓夕法尼亞州的費城。在他小時候，大部分夏天的時光都在新澤西的海岸度過，那里有他父母的一座小屋。很神奇的是，自打他小時候起，他就對捕魚充滿了熱愛，并且這種熱愛伴隨著他的整個人生。

年幼時的夏普萊斯教授最喜歡的就是和他的叔叔一起出海捕魚，對大海的熱愛使他一度想要成為一名漁船船長。對大多數漁民而言，捕捉到的魚的數量和大小是最重要的，而那時的夏普萊斯教授則更在乎抓到的魚是不是罕見。對他來說，沒有什么比從水里撈上來一條以前沒見過的神秘生物更能令人興奮了！

夏普萊斯教授在一次采訪中回顧道，他的第一個實驗室是新澤西的馬納斯泉河（Manasquan River），然后是大西洋。他捕魚的經歷也塑造了以后進行化學研究的態度，從好奇心出發，追逐最難的目標。

發現對化學的熱愛

夏普萊斯教授走上化學研究的道路仿佛也是命中注定——除了捕魚以外，在上大學時他發現了自己人生中的第二個摯愛——化學。1959年秋天，年輕的夏普萊斯教授離開了費城前往達特茅斯學院（Dartmouth College）攻讀學士學位。在上大二時，他在一位名叫湯姆·斯賓塞（Tom Spencer）的化學教授那里連上了兩個學期的有機化學課程，并接觸到了化學研究。自那以后，他對化學的熱愛便像對捕魚的熱愛一樣一發不可收拾。

有一年冬天，夏普萊斯教授在一次滑雪事故中不幸摔斷了腿，但這也沒能阻止他每天一瘸一拐地去圖書館學習有機化學。“我不僅喜歡它，我還能記住一切。我不認為他們能問出什么能難倒我的問題。”當回憶起這段往事時，夏普萊斯教授如是說道。

同樣的，夏普萊斯教授也無法抵擋對化學試劑的著迷。那時候，達特茅斯學院的化學品儲藏室對學生是開放的，夏普萊斯教授一鉆進去就像著了魔一般。“像我這樣的人一旦進入了實驗室，就像墜入了愛河一般，”他說道，“我記住了儲藏室里所有的化學制品——它們的氣味，還有它們的味道。”我們并不知道這是不是一句玩笑，但這充分體現了化學對夏普萊斯教授而言具有的巨大魅力。

除了熱愛，夏普萊斯教授在化學上無疑是非常有天分的。斯賓塞教授說，夏普萊斯教授在他教的那門有機化學課程的成績是135名學生中的第一名。斯賓塞教授非常欣賞他的才華，并建議他在畢業之后到自己在斯坦福大學的導師那里做研究生。夏普萊斯教授在諾獎的個人自傳中非常感激斯賓塞教授替自己做出的這一“正確決定”，并表示如果不是斯賓塞教授說服了他的父親，他或許會子承父業成為一名醫生，走上一條完全不同的道路。

獲得諾貝爾獎的成果也可以很有趣

在斯坦福大學，夏普萊斯教授在研究酶的催化反應時被其所具有的生物催化選擇性震驚。為了更好地學習酶，他于1969年進入麻省理工學院（MIT）攻讀博士后，并在隨后成為了MIT的助理教授。

隨后的時間里，夏普萊斯教授一直在嘗試開發不對稱氧化雙鍵的方法。經過多年的研究，他的團隊發現利用鈦化合物和手性配體，可以完成環氧化反應的“不對稱催化”。在這一領域的突破性貢獻為夏普萊斯教授奪得了2001年的諾貝爾化學獎。

在夏普萊斯教授首次獲得諾貝爾化學獎時的演講稿中，他提到引導他化學研究方向的指南針，除了“在未知的海洋中去捕捉最難以尋覓的魚”，還有家庭教育灌輸的實用主義理念。他說，在化學領域，“優雅”、“聰明”、“創新”常常是用來形容新化學反應的褒義詞，而在他心中，最重要的詞是“有用”（useful）。

為了證明這一反應的實用性，他的團隊利用它合成了一種能夠吸引雌性吉普賽飛蛾的手性信息素，這些信息素在后來還導致了很多趣聞。1980年時，美國正遭受著一次嚴重的吉普賽飛蛾入侵。當夏普萊斯教授小組的成員在飛蛾重災區下飛機時，那些飛蛾襲擊了他們在合成手性信息素時穿著過的的衣服——這些衣服雖然洗過，但依舊“迷蛾”。

夏普萊斯教授小組的成員被飛蛾襲擊的趣聞很快被傳開了，這激發了一些藝術家的創作靈感。1985年，行為藝術家托馬斯·科瓦切維奇（Thomas Kovachevich）先生到MIT居住時，當時MIT阿爾伯特和維拉·李斯特視覺藝術中心（Albert and Vera List Visual Arts Center）的主任凱西·哈爾布賴希（Kathy Halbreich）女士撮合了他和夏普萊斯教授的合作，進行了一次有趣的行為藝術表演。

在MIT一個陡峭傾斜的禮堂中央，他們在一個巨大的方形底座上布置了涂滿手性信息素的大張紙巾。在表演當天，他們計劃在房間的頂部釋放吉普賽飛蛾，然后這些飛蛾將會瘋狂地撲向這些涂有信息素的紙巾。遺憾的是，在表演當天，那些“演員”由于年齡太小，翅膀還沒發育完全，完全飛不起來。但信息素還是發揮了它應有的作用，生物的本能依舊驅使著這些未成年飛蛾拼命向放有信息素紙巾的平臺蠕動。

盡管飛蛾表演比預期的觀感差了一些，但夏普萊斯教授的同事表示，這就是他的教學風格——努力讓課堂變得有趣，同時還能讓學生學到很多東西。此外他還表示：“夏普萊斯教授對化學的熱情在他的講座中表現得淋漓盡致，而且很有感染力。”

踐行實用主義，發現點擊化學

天性使然，夏普萊斯教授并不會在一個地方停留太久。在開發出不對稱氧化雙鍵的方法后，他那活躍的思維又馬不停蹄地奔向了下一個主題。

我們日常生活中使用的大多數材料——從包裝食品的塑料到降低膽固醇的藥物——都是人造的。但是，發現具有新特性的材料的過程既漫長又費力。夏普萊斯教授則有一個不同的想法：與其每次都從頭開始，為什么不能像搭樂高積木一樣，把現成的具有不同功能的分子構件拼接到一起？要實現這個想法，那么他們需要一種像安全帶搭扣那樣的分子基團，只要這兩種基團相遇，就能“click”（咔嗒）一聲將兩種分子共價連接在一起。后來，這種全新形式的化學反應在夏普萊斯教授夫人的靈感下，被命名為點擊化學（click chemistry）。

這個想法現在看來非常天才，但在最初，許多化學家并不接受。有一次，夏普萊斯教授受邀去講學，主辦方希望他談論不對稱催化相關的內容，但他卻開始滔滔不絕地講述他腦海中還只是構想的點擊化學。參會者都認為他瘋了，一個嚴謹的化學家不應該還沒做出化學反應就夸夸其談。還有一些合成化學家覺得，這種方法太過簡單，簡直是對他們工作價值的一種侮辱。

但后來的事情大家也都知道了，夏普萊斯教授將點擊化學變為了現實。在2002年，他的團隊發現，使用Cu（I）催化劑，可以在室溫條件下和水溶液中完成此前需要在高溫條件下進行的Huisgen環化反應。這一反應簡稱為CuAAC。2022年，夏普萊斯教授因在點擊化學研究中做出的卓越貢獻再次收獲了諾貝爾化學獎。

這種反應也符合夏普萊斯教授一直以來的實用主義宗旨，由于它可以可靠地在不同的系統中將兩個分子偶聯在一起，衍生出了很多實用的應用。生物化學家可以將熒光分子連接在蛋白上，抗體偶聯藥物的設計可以利用點擊化學將毒性藥物連接在抗體的特定位置…目前，點擊反應已在藥物研發、功能材料、超分子自組裝、化學生物學等諸多領域得到廣泛的應用。

夏普萊斯教授說：“我希望在我的有生之年能看到一種新藥，一種通過點擊化學發現的藥物。”現在，教授的愿望早已實現。

尾聲

夏普萊斯教授不僅是一位杰出的化學家，他的人格魅力也十分出眾。盡管由于思維太過跳躍，他并不擅長與人交談，還稱自己說不了一句整話，但與他接觸過的人都知道，他是一位極其善良、熱情、慷慨大方、心思細膩并且懂得感恩的人。

在夏普萊斯教授的諾獎自傳中，他基本上把所有的篇幅都用來記錄他生活中最重要的人、事、物，包括他最熱衷的興趣捕魚、引導他走上化學探索道路的重要導師、他最愛的家人和寵物、他最為珍視的3件物品，以及那些對他來說具有特殊意義的“第一次”的回憶。在自傳的最后，他還對自己課題組中的所有成員表示了感謝，認為諾獎的榮耀應與他們共同分享。

在夏普萊斯教授身上還有太多動人的閃光點無法一一盡數，他的理念和品格鼓舞著眾多年輕的科學接班人，激發著他們對科學研究的熱情。讓我們向這位偉大的科學家致以最崇高的敬意！