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從巴勒斯坦難民到諾獎得主:亞吉的故事與阿拉伯科學界“群星閃耀”愿景

奧馬爾·亞吉 資料圖
當地時間10月8日,瑞典皇家科學院宣布將諾貝爾化學獎授予化學家奧馬爾·亞吉(Omar Yaghi)及其合作者。這位1965年出生于約旦難民營的科學家,如今站上了科學的巔峰。評委會表彰他們在網狀化學領域的開創性貢獻,特別是亞吉率先合成的金屬有機框架(MOFs)和共價有機框架(COFs)等新材料,這些材料實現了原子級精確設計的突破。
亞吉創造的這些“分子海綿”般的晶體,開辟了一條全新的材料設計道路。他將分子單元“像樂高積木一樣”連接起來,設計出具有特定功能的多孔結構。諾獎評委會在授獎詞中這樣評價:“他們創造的結構包含大空腔,分子可自由流通”。這為清潔能源存儲、溫室氣體捕集等全球性難題開辟了嶄新的可能,為解決能源與環境危機提供了新的技術路徑。
亞吉開創的網狀化學從根本上改變了人們構筑功能材料的思路,革新了科學家設計材料的方式。更重要的是,他成為首位擁有巴勒斯坦難民背景的諾獎科學家。他的獲獎標志著阿拉伯世界科學力量的崛起。對于廣大身處動蕩與貧瘠環境的青年科學人才來說,亞吉的故事樹立了一個令人振奮的榜樣。
難民之子的逆襲之路
奧馬爾·亞吉的童年在苦難中啟程。他的父母是1948年流離失所的巴勒斯坦難民,亞吉1965年出生于約旦安曼一處擁擠的難民營。一家十幾口人蝸居在父親經營的肉鋪樓上的狹小房間。屋里沒有電,沒有自來水,父親只上過六年小學,母親是文盲。
然而,正是在這樣物質匱乏的環境中,幼年的亞吉對科學的熱愛開始萌芽。據他回憶,少年時期經常流連于安曼的公共圖書館,被化學元素的圖表深深吸引,對“分子世界”產生了癡迷。這種對未知的好奇心,成了他日后奮力改變命運的原動力。
青少年時代,亞吉迎來了命運的轉機。1980年前后,中東局勢依舊動蕩,他的父親意識到教育是孩子唯一的出路,便下定決心讓15歲的亞吉前往美國闖蕩。父親賣掉了家中大部分積蓄,利用美國針對難民的政策為亞吉申請簽證。15歲的亞吉獨自一人踏上飛往紐約的航班,行李中只有一本阿英雙語詞典和無盡的夢想。
初到美國時,亞吉幾乎聽不懂英語,只能在社區學院從最基礎的語言課學起。白天上課,晚上就在雜貨店拎袋子、拖地板打工糊口。盡管生活清苦,他卻如饑似渴地汲取知識。幾年內,亞吉先后進入紐約州立大學奧爾巴尼分校完成化學本科,1985年以優異成績畢業,又考取伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校攻讀博士。1990年,他在名師沃爾特·克萊姆佩勒的指導下獲得化學博士學位。一路走來,從社區學院的英語補習班到頂尖研究型大學的博士,亞吉用勤奮和毅力實現了教育逆襲,改變了自己的人生命運。
掀起網狀化學的革命
取得博士學位后,亞吉并未停下腳步,他很快投身于獨立科研,矢志“做前人沒有做過的事”。上世紀90年代初,年輕的亞吉在亞利桑那州立大學擔任助理教授時,提出了一個大膽的設想:像組裝積木一樣構建多維度分子結構。當時,化學界合成的多孔物質大多結構脆弱、用途有限。亞吉敏銳地意識到,如果能找到穩固連接無機金屬和有機配體的方法,就可能打造出全新的“分子籠子”。
1995年,他在自己研究領域取得了決定性的突破成果:亞吉成功合成了世界上第一個金屬有機框架材料(MOF),證明了此類材料不僅結構穩定,且內部具有永久性微孔,可以選擇性吸附氣體。這一發現如同火種,點燃了一個全新品類材料的誕生。此后幾年,他的團隊不斷改進,在1999年合成了著名的三維立方體結構MOF-5,實現了MOFs真正實用化的里程碑。
亞吉將自己開創的領域命名為“網狀化學”(Reticular Chemistry),意指用分子構件像網格一樣織構出晶體框架。他不僅發明了MOFs,還拓展出COFs(共價有機框架)和ZIFs(沸石咪唑框架)等新體系,將有機化學與無機化學的優勢融合起來。這些早期貢獻奠定了他“網狀化學之父”的地位。他在《科學》(Science)和《自然》(Nature)等頂尖科學期刊上連續發表系列論文,詳細闡述了通過“分子構件+強鍵連接”來理性設計多孔晶體的理論框架。
亞吉的突破很快轉化為一系列重要應用。在能源和環境領域,MOFs展現出驚人的實用價值,它們成為理想的氣體儲存材料。利用MOF納米孔道,可以在低壓下儲存比普通氣瓶多出數倍的氫氣或甲烷,為清潔燃料汽車提供了新方案。在氣候技術上,特定的MOF對二氧化碳有選擇性親和,可用于工業煙道氣的碳捕獲。
亞吉本人還創造性地將MOF應用于從空氣中制水。他和合作者設計出一種被動汲水裝置,利用白天的太陽能即可從僅20%甚至更低濕度的干燥空氣中收集飲用水。該設備由裝填了MOF晶體的箱體和頂部的太陽能加熱板組成。夜間MOF從沙漠空氣中吸附水汽,白天陽光加熱釋放出水蒸氣冷凝成水滴,實現“無電耗取水”。這一創新在2017年發表于《科學》雜志,引起世界關注。憑借這一技術,亞吉于2018年榮獲沙特頒發的蘇爾坦親王國際水獎,證明了MOF在緩解干旱地區水資源短缺方面的巨大潛力。
亞吉非常重視國際合作。他在中國、沙特等地推動建立聯合研究中心。例如,2022年清華大學聘請亞吉為名譽教授,共同開展新能源MOF材料研究。同年他還獲得迪拜“杰出阿拉伯思想獎”,與阿聯酋合作推廣大規模水捕集和碳捕獲技術。這些舉措使亞吉的科研成果加速走向全球應用,為不同國家地區解決實際問題提供了先進思路。
經過三十余年的深耕,亞吉已成為當今最具影響力的化學家之一。他也是全球“高被引科學家”榜單上的???,并當選美國國家科學院院士、德國科學院院士等多個學術頭銜。亞吉不僅在學術上成果卓著,更培養和影響了大批青年科研人才。他在加州大學伯克利分校創立了全球科學聯盟,在越南、沙特、日本、約旦等國建立合作研究中心,倡導“科學無國界”的理念,幫助發展中國家培育科研新生力量。
孤星般的阿拉伯科學家
盡管阿拉伯世界人才輩出,但獲得諾貝爾科學類獎項的面孔卻一直寥寥無幾。在亞吉之前,歷史上只有極少數來自阿拉伯及周邊地區的科學家問鼎過諾獎。這種長期的空白并非巧合,而是多種因素作用的結果。
科研投入的長期不足限制了阿拉伯國家的原始創新能力。許多中東和北非國家在20世紀末到21世紀初,科研經費投入占GDP比例常年低于0.5%,遠低于全球平均水平的約2%。根據統計,整個阿拉伯世界的研發支出合計還不到世界總額的2%。經費不足導致科研基礎設施薄弱、人才培養乏力,難以產生足以競爭諾獎的原創成果。
人才外流嚴重也是一個關鍵問題。由于本土機會有限,大批優秀學者選擇赴歐美深造并留在海外。據數據統計,約54%阿拉伯國家赴西方留學的學生不會歸國,英國醫療體系中34%的優秀醫生是阿拉伯裔人士。據報道,埃及在近幾十年里就流失了將近50萬名擁有碩士和博士學位的人才。這種“大腦流失”現象使本土科研雪上加霜,最優秀的那批人往往首先離開。
中東地區頻仍的戰爭與動蕩對科學發展造成了毀滅性打擊。高校和實驗室在戰火中被摧毀,科研項目被迫中斷,人才或逃難他鄉或困守家園無法開展工作。據一項2019年的調查,在飽受沖突的敘利亞、也門、利比亞,超過95%的研究人員表示希望能夠移民他國繼續工作。
然而,我們也應看到曙光。亞吉的獲獎預示著新一代阿拉伯科學力量正在孕育。他的成功激勵著無數身處逆境的年輕學子,讓他們相信自身的努力可以改變整個學術版圖。正如有人評論的,亞吉之前的阿拉伯科學家諾獎得主如同夜空孤星,而未來或許將群星閃耀。關鍵在于阿拉伯國家能否抓住機遇,改善科研生態,留下并培養更多像亞吉一樣的人才。
用石油財富支持科學
值得欣慰的是,近年來一些富有的阿拉伯國家已經開始大力投資于科學教育和研發,希望通過“后石油時代”的戰略轉型,推動本地區的科技崛起。
在阿聯酋等國,政府從基礎教育入手培養數字時代人才。阿聯酋將計算機科學列為中小學必修課程,制定了明確的編程技能培養路線。這一系列舉措成效顯著。調查顯示,96%的阿聯酋家長認可編程教育對提升孩子創造力的作用,近88%的民眾認為它能帶來更多就業機會。截至近期統計,約24%的阿聯酋公民具備編寫計算機程序的能力,這一比例在全球名列前茅。
政府還投入巨資強化師資和設備,2023-2024年阿聯酋在信息與通信技術教育方面的預算高達55億美元。可以說,海灣國家正以空前的力度培養本土STEM(科學、技術、工程、數學)人才,縮小與發達國家的教育差距。
石油財富為阿拉伯國家打造世界級研究機構提供了充足的資金。從海灣到北非,一批科學高地正在崛起??ㄋ柍鲑Y邀請美國常春藤名校合作,于2001年在多哈成立了威爾康奈爾醫學中心(WCM-Q),這是首所在中東建立的美國醫學院分校。該校完全按照美國醫學教育標準運作,培養出本地第一批獲得美式醫學博士學位的學生,為區域醫療科研奠定了基礎。同樣在卡塔爾,由政府主導的卡塔爾計算研究院、生物醫學院等機構也聚集了全球人才。
在阿聯酋,馬斯達爾科學與技術研究院(并入現今的哈利法大學)坐落于號稱世界首個零碳城市的馬斯達爾城,重點研究可再生能源與沙漠農業技術等課題。馬斯達爾城還建成了中東最大的光伏太陽能發電基地之一,為科研和實踐提供了試驗場。
沙特阿拉伯則更是投入重金建立頂尖大學。2009年創立的阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)一次性注資超百億美元,校園設施和科研經費極為優渥。短短數年內,KAUST從全球延攬了大批知名教授。KAUST還聘請諾獎得主擔任顧問,營造出國際一流的學術環境。如今KAUST在材料科學、計算機、生物工程等領域產出頗豐,多項研究進入全球前沿行列。這些“本土硅谷”式的科研中心,為阿拉伯世界孕育原創科技成果搭建了重要平臺。
除了硬件和機構建設,海灣國家也非常注重激發全民創新活力。阿聯酋副總統兼迪拜酋長謝赫·穆罕默德在2017年啟動了著名的“百萬阿拉伯編程師”計劃,面向全體阿拉伯青年免費教授編程技能。該項目在五年內舉辦了超過7.6萬場線上線下培訓,累計為來自80個國家的100萬名學員提供了編程課程。最終選拔出的優秀學員還能獲得獎學金深造,形成了輻射整個阿拉伯世界的數字人才網絡。
沙特、卡塔爾等國也推出各自的人才獎和科研基金,吸引海外杰出科學家來本國講學或建立實驗室。沙特的NEOM未來城計劃斥資5000億美元在紅海邊建設高科技新城,被稱為沙漠中的“硅谷”。其中規劃了多所研究院和企業研發中心,旨在集聚全球最聰明的大腦共同攻關前沿技術。
隨著這些舉措展開,越來越多曾在西方工作的阿拉伯科學家選擇回流或以兼職方式參與本地區項目,實現“反向腦流”。海灣國家正試圖通過高薪和卓越科研環境,把流散在外的阿拉伯英才重新吸引回來,為本土科技振興服務。
總體而言,阿拉伯世界正處在科學奮起直追的關鍵時期。當前中東地區人口結構中青年比例高于60%,又逢信息革命的浪潮,這正是激發創新的理想土壤。如果教育改革和科研投入能夠持續,制度層面保障思想和學術的自由,阿拉伯國家有望在21世紀中葉迎來一場科學騰飛,為人類知識版圖增添新的亮色。
結語:科學無國界,但科學家有祖國
從約旦沙漠難民營的小男孩到站在斯德哥爾摩領獎臺上的科學巨擘,奧馬爾·亞吉的人生堪稱傳奇。他的故事證明,個人的奮斗可以突破環境的樊籬,科學夢想終能照進現實。亞吉從未忘記自己的出身,在獲獎后接受采訪時他說:“我的工作屬于全人類,但我的故事始于難民營——正是那里的困境教會了我,堅持和探索的意義?!?/p>
對于整個阿拉伯世界而言,亞吉獲得諾獎不僅是個人榮譽,更象征著一種希望。那就是科學精神可以在任何土地上開花結果。展望未來,阿拉伯國家若要在諾獎榜上不斷涌現新的名字,還需繼續夯實自身的科研文化基礎。這意味著從“器物引進”轉向“原創培育”,不再僅僅砸錢購買先進儀器,而是培養本土科學共同體,讓青年一代敢于提出原創性的科學問題并具備解決問題的能力。同時需要營造鼓勵自由探索、寬容失敗的學術氛圍,減少過度的官僚和功利干預。挑戰不小,但機遇同樣巨大。廣大的阿拉伯青年正快速融入數字時代,他們思維活躍、胸懷抱負,一旦給予支持和方向,完全可能孕育出下一批引領世界的科學先鋒。
人類文明的長河中,不同民族和地區的智慧共同匯聚,才形成了今日全球科學的浩瀚星空。科學無國界,其真理性對任何種族和文化一視同仁。但科學家有祖國,他們的成長離不開故土的滋養,他們的成就也能極大振奮民族的自信心。當沙漠中的汲水設備與斯德哥爾摩的獎章交相輝映,科學終于跨越了種族與疆域,成為文明最公平的語言。
亞吉的成就屬于全世界,也為阿拉伯世界點亮了一束璀璨的光芒。相信在這束光的照耀下,未來會有更多的年輕人踏上科學征途,為人類共同的進步貢獻智慧,也為自己的祖國贏得新的榮耀。
(朱兆一,北大匯豐商學院智庫中東研究所執行所長)





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