一款新型催化材料浸在堿性水中,像盛開(kāi)著層層疊疊繡球花的表面源源不斷地產(chǎn)生氣泡。近日,西湖大學(xué)創(chuàng)造電解水制氫催化劑新紀(jì)錄,成功合成可用于電解水制氫的非貴金屬催化劑——CAPist-L1!半p碳”背景下,堿性電解水制備綠色氫氣是調(diào)整當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)的重要一環(huán),相關(guān)成果近日發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然·催化》上。
出人意料的是,這一電解水制氫領(lǐng)域的重大突破,竟然來(lái)自一次實(shí)驗(yàn)中的意外。該團(tuán)隊(duì)在制備過(guò)程中誤將乙醇當(dāng)作去離子水使用,反而使得在泡沫鎳上生長(zhǎng)出的催化劑展現(xiàn)出卓越的性能。
在中外科學(xué)史上,這樣的“誤打誤撞”并不鮮見(jiàn)。比如,發(fā)現(xiàn)X射線的倫琴說(shuō),他是“偶然發(fā)現(xiàn)射線穿過(guò)黑紙的”;再比如,青霉素同樣是由于研究者的失誤而偶然發(fā)現(xiàn)的。科學(xué)研究的路上,“偶然”和“必然”間有時(shí)仿佛量子糾纏般的“玄學(xué)”,讓人捉摸不透。
這樣的例子再次給了我們科研創(chuàng)新不拘一格的獨(dú)特啟示。從0到1的原創(chuàng)性突破為什么這么難?因?yàn)楫?dāng)我們?cè)趪L試用已知世界來(lái)理解未知世界的時(shí)候,已經(jīng)不自覺(jué)地身處舊的知識(shí)框架及其塑造的思維定勢(shì)之中。要想從內(nèi)到外打破知識(shí)權(quán)威這個(gè)“復(fù)雜集合體”,并非易事。天地宇宙如此之大,我們?nèi)祟愐呀?jīng)洞悉的領(lǐng)域可以說(shuō)只是滄海一粟。巨大的未知,意味著無(wú)限的可能。如果僅從人類的固有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和方法出發(fā),很難打開(kāi)通往新知的大門。正如8月18日清華大學(xué)新雅書(shū)院2024級(jí)新生開(kāi)學(xué)典禮上其院長(zhǎng)梅賜琪所說(shuō):“在學(xué)習(xí)這種復(fù)雜集合體的同時(shí)保持逆轉(zhuǎn)它的意愿,可能是偉大進(jìn)展得以出現(xiàn)的前提!
知識(shí)創(chuàng)新,“偶然”是多么重要。并不是說(shuō)固有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、方法就應(yīng)該完全拋棄,不著邊際地去“誤打誤撞”?茖W(xué)的靈感,絕不是坐等可以等來(lái)的。科學(xué)家永遠(yuǎn)都不會(huì)知道一個(gè)絕妙的科研想法會(huì)在何時(shí)何地以何種方式出現(xiàn)。只有夯實(shí)足夠厚實(shí)的知識(shí)地基,才能進(jìn)一步向知識(shí)的深處和復(fù)雜處奔去。
無(wú)數(shù)科學(xué)家正是保持開(kāi)放的意識(shí),對(duì)“不可能”和“偶然性”給予足夠的重視,這也為科研創(chuàng)新提供了重要啟示。在科學(xué)史上,當(dāng)某些重大發(fā)現(xiàn)公布之后,常有一些科學(xué)家后悔莫及——他們也曾遇到過(guò)類似的現(xiàn)象,可惜未予注意,與重大發(fā)現(xiàn)失之交臂。在倫琴發(fā)現(xiàn)X射線之前,克魯克斯和勒納德都曾發(fā)現(xiàn)在陰極射線管附近的密封照片被感光的現(xiàn)象,卻沒(méi)有重視。而倫琴并沒(méi)有固守陳規(guī),及時(shí)抓住了稍縱即逝的“偶然發(fā)現(xiàn)”。擁抱“偶然”,就要時(shí)刻準(zhǔn)備跳出思維窠臼,突破“俗諦之桎梏”。
“偶然”是給“有準(zhǔn)備”之人的禮物。數(shù)學(xué)家華羅庚曾這樣說(shuō)過(guò):“如果說(shuō),科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)有什么偶然的機(jī)遇的話,那么這種‘偶然的機(jī)遇’只能給那些學(xué)有素養(yǎng)的人,給那些善于獨(dú)立思考的人,給那些具有鍥而不舍精神的人,而不會(huì)給懶漢。”怎么算是有準(zhǔn)備?從古往今來(lái)的事例來(lái)看,具備哲學(xué)素養(yǎng),深刻理解偶然性與必然性之間的辯證關(guān)系,認(rèn)識(shí)到偶然性背后可能隱藏著某種必然性,是許多科學(xué)家為我們作出的示范。另外,廣博的知識(shí)背景、敏銳而深刻的洞察力和分析判斷能力,將幫助他們最終完成上天眷顧的“臨門一腳”。
建設(shè)科技強(qiáng)國(guó),加快實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng),要求我們加強(qiáng)原創(chuàng)性、顛覆性科技創(chuàng)新,而這一切都須建立在科學(xué)研究的基礎(chǔ)之上。我們期待科學(xué)研究的突破,樂(lè)見(jiàn)更多“擁抱偶然”。