两度获得诺贝尔奖的“牛人”如何炼成

文|徐缓

在2022年诺贝尔化学奖三位获奖者中，有一位两次获得诺贝尔奖的“牛人”，他就是卡尔·巴里·夏普莱斯。2001年，他曾因“在手性催化氧化反应领域的工作”获得了诺贝尔奖。2022年，他因提出点击化学的概念再次获得诺贝尔奖。这位81岁的科学家是如何成长起来的？两度获得诺贝尔奖的实力如何练就？

梦想成为船长的医学生被有机化学“拐跑了”

夏普莱斯1941年出生于美国宾夕法尼亚州费城，1968年获得美国斯坦福大学博士学位，随后在斯坦福大学和哈佛大学从事博士后研究，1984年当选为美国艺术与科学院院士，1985年当选为美国国家科学院院士，现为美国斯克利普斯研究所教授。

不同于一些从小立志于科学研究的“大佬”，小时候的夏普莱斯并没有料到自己会在化学界“发光发热”，甚至在大学的最后一个学期，他还是一名医学预科专业的学生。

在学业之外，对大海的热爱驱使着他从小就梦想着成为一艘渔船的船长。2001年12月，在获得诺贝尔化学奖后，夏普莱斯曾在斯德哥尔摩大学瑞拉大讲堂的演讲中分享了自己小时候的梦想。他告诉台下的听众，自己小时候最大的理想就是拥有属于自己的渔船，可以出海钓上一条罕见的腔棘鱼。

夏普莱斯

1959年秋天，夏普莱斯作为一名医学预科生进入达特茅斯学院就读，很快就被有机化学深深吸引。大一的时候，他在一次滑雪事故中摔断了腿，整个学期都拄着拐杖蹒跚地去图书馆学习有机化学。“我不仅喜欢它，还能记住与它相关的一切。”他说，“我不认为他们会问出一个我回答不了的问题。”

夏普莱斯当时的化学教授汤姆·斯宾塞表示：“在135名本科生中，他是最优秀的。”那时，化学试剂库基本上对所有学生开放，对夏普莱斯而言，化学品是无法抗拒的诱惑。

“像我这样的人，一旦进入实验室，就会真正坠入爱河。”夏普莱斯回忆道，“我记住了试剂库里所有化学药品的气味。”

在看到夏普莱斯在化学方面的天赋后，斯宾塞开始鼓励他攻读化学领域的研究生学位。“有一天他父亲打电话给我说：‘你对这孩子做了什么？’”斯宾塞回忆道。在这位父亲眼中，夏普莱斯会在毕业后继承自己外科医生的事业。

本科毕业后，夏普莱斯进入斯坦福大学攻读研究生学位，随后又在该校做有机金属化学的博士后。

对他而言，在斯坦福期间对人生最有影响力的一件事是在一次海滩派对上遇到了妻子简·杜依舍。在一次采访中，夏普莱斯将自己的成就归功于妻子，“点击化学”中的“点击（click）”一词也是简和他一起构想敲定的。

“失去”一只眼睛也不能阻挡他对化学的热爱

1970年，夏普莱斯开始在麻省理工学院担任助理教授。然而，不幸发生了，在一场事故中，他“失去”了一只眼睛。

一天深夜，他准备回家，离开实验室前正好停下来检查一个研究生的工作情况。当他把用火焰密封的核磁共振管举到灯光下时，装有液氧的试管瞬间爆炸。由于来不及躲开，夏普莱斯的眼角膜被玻璃割伤，眼球也被部分刺破。

接下来的两周，蒙着双眼的夏普莱斯只能在医院里度过。如果不幸得了交感性眼炎，他的双眼很可能将同时受到创伤。尽管夏普莱斯受伤的眼睛视力再也没能恢复，但能完整保留另外一只眼睛的视力已经让他很庆幸了。

后来，夏普莱斯将这段经历写成一篇文章与大家分享。他表示，这起事故的教训很明显：“在实验室里，永远都没有借口不认真佩戴好安全防护镜。”

不过，“失去”一只眼睛并不能阻挡夏普莱斯对化学的热爱。在他的朋友、学生和同事眼中，“古怪”“非常规”“与众不同”这样的形容词不足以形容这位化学狂人，他们最终得出的描述是他“像一个分子一样思考”。这句短语源于夏普莱斯本人，在他教授本科生有机化学的时候，他曾建议学生们这么做。

两获诺奖的科学家为中国化学事业作出重要贡献

2001年，凭借在手性催化氧化反应方面的卓越贡献，夏普莱斯和美国科学家威廉·诺尔斯、日本科学家野依良治一起获得该年度的诺贝尔化学奖。诺尔斯与野依良治分享诺贝尔化学奖一半的奖金，夏普莱斯获得另一半。同年，夏普莱斯还获得了富兰克林奖章和沃尔夫化学奖。

2001年，夏普莱斯领取诺贝尔奖

这次令他再度斩获诺贝尔奖的点击化学则是夏普莱斯于1998年初步提出并在其后逐步完善的一个合成概念，其核心理念是：合成化学要以分子功能为导向，通过小单元的简便拼接，快速可靠地完成各种各样分子的化学合成。

基于点击化学的概念，夏普莱斯的团队分别在2002年、2014年发现了两个最具代表性的反应：一价铜催化的叠氮化物-端炔烃环加成反应（CuAAC）和六价硫氟交换反应（SuFEx）。点击化学也很快成为了药物开发、分子生物学等诸多领域中最为有用和引人注目的合成理念之一，极大地促进了材料化学、化学生物学、药物化学、超分子化学等领域的发展。

由于夏普莱斯在不对称催化，特别是点击化学方面的突出贡献，2019年美国化学会授予其普里斯特利奖章，该奖章是美国化学学会所授予的最高荣誉。在获得普里斯特利奖章后，夏普莱斯表示：“我只是一个化学家，我的一生都在努力让化学家能做得更好。”

除了任美国斯克利普斯研究所教授外，夏普莱斯还是中科院上海有机化学研究所特聘教授。30多年来，夏普莱斯与中国科学家保持着密切的交流，与中国高校和科研院所保持着深入的合作，一直关注和支持中国化学事业的发展，与几代中国有机化学家建立了深厚的友谊。

自2016年以来，夏普莱斯教授与中国科学院上海有机化学研究所签署了特聘教授协议，并建立了独立的点击化学实验室，开展独具特色的有机氟点击化学研究。几年间，其团队已在叠氮分子快速合成方面取得了突破性进展。

鉴于夏普莱斯为推动中国化学界和国际的合作所作出的重要贡献，2017年，他被授予“中国化学会荣誉会士”称号。2019年，夏普莱斯当选为中国科学院外籍院士。

两度获得诺奖的科学家

居里夫人出生于波兰，分别于1903年和1911年获得诺贝尔奖，一次是物理学奖，一次是化学奖。她是历史上首位两次获得诺贝尔奖的科学家。

1901年出生于美国，分别于1954年和1962年获得诺贝尔奖。身为化学家的莱纳斯·鲍林第一次获得的是化学奖，第二次获得的是和平奖。

约翰·巴丁是美国物理学家，他分别于1956年和1972年获得诺贝尔物理学奖，是首位在同一领域再次获诺奖的科学家。

1958年和1980年，弗雷德里克·桑格两次获得诺贝尔化学奖，他的获奖理由只有两个字：测序。

2001年和2022年，卡尔·巴里·夏普莱斯两次获得诺贝尔化学奖。