摘要：2016年，荷兰化学家本·费林加（Ben Feringa）参加一场中学讲座，现场一位学生问了他一个问题：“费林加教授，您现在获得了诺贝尔奖，一定很高兴，因为您再也不用学习了！”

2016年，荷兰化学家本·费林加（Ben Feringa）参加一场中学讲座，现场一位学生问了他一个问题：“费林加教授，您现在获得了诺贝尔奖，一定很高兴，因为您再也不用学习了！”

在场的人都笑了，费林加回答她：“我最近正在看一本关于细胞生物学的初级教材，为了我的研究，我必须不断学习新东西。”

彼时的费林加，不久前刚与让-皮埃尔·索瓦日、弗雷泽·斯托达特共同分享了2016年诺贝尔化学奖，其获奖理由是“在分子机器设计与合成领域的贡献。”

从左至右：让-皮埃尔·索瓦日、弗雷泽·斯托达特、本·费林加

“分子机器”听起来非常高大上，实际上也并不简单，它是以我们生活中看不见的分子作为零件组装而成的微型装置。

但就目前而言，“分子机器”只能说未来可期，还远没有达到应用的程度。不过正如1903年莱特兄弟发明的飞机首次飞上蓝天，人们也想不到百年后飞机会成为人类重要的交通工具，费林加认为，分子机器也将在未来科技发展中扮演重要角色。

接下来，让我们一起走进费林加教授的成长经历，以及他在分子马达这一前沿领域的探索历程。

初见端倪—创造新分子

1951年，本·费林加出生在德荷边境的一个小村庄巴格尔-康帕斯库姆，在一个农场家庭的十个孩子中排行老二，打小就热衷于提问，并对发现新事物的想法着迷。

费林加一家

当时的小村庄上没有人受过高等教育，他的父母甚至没有完成小学教育，小时候费林加其实也想跟随父亲，成为一名农民，但他的父亲坚持要他先学习。

为了上更好的高中，费林加每天要骑自行车往返15公里，而在高中时期，他对化学产生了兴趣。

“我要感谢我的高中化学老师，他真的很伟大，和我们一起做了很多实验，不断激励我们，这使我最后进入了化学领域。”费林加回忆。化学老师也让他知道实验不仅丰富多彩还很实用（比如做肥料、药物等）。

费林加和他的高中化学老师

1969年，费林加进入格罗宁根大学主修化学，他早期的研究方向是立体化学和催化，但他心中真正的梦想是创造一些前所未有的东西，不只是理解分子，而是让分子“动起来”。

大三的时候，他在实验室中合成了一个新分子——一种世界上从未有过的分子，这让他无比兴奋，以至于多年后他回想起这段经历，都会感叹：“玩分子真有趣！”

用分子造“纳米级”小车

如今我们的世界中，运行着各种各样的机器，大到飞机、地铁等交通工具，小到手机、手表等日常设备，它们通过各种各样的零件组装而成。

这些零件中，有的是金属、还有塑料、木材、橡胶，甚至是石头。

那，有没有可能是分子呢？

但要想使用分子，首先得解决分子的“多动症”，因为分子总是在做不规则运动，非常混乱且无组织。于是，让-皮埃尔·索瓦日、弗雷泽·斯托达特和本·费林加尝试介入分子的运动。

1983年，让-皮埃尔·索瓦日把两个环状分子套在一起，形成一个非常短但也很稳定的互穿超分子结构，并将其命名为索烃。

索瓦日及其合作者提出的索烃晶体结构

这两个分子相互嵌入，然后又能围绕彼此自由旋转，并且这种运动是受控的，这正是分子化学设计的结果，分子机器领域自此诞生。

时间来到1991年，斯托达特成功制备了一类轮烷，其中一个分子为链型结构，一个分子为环，环分子套在线性分子上，并进行往返运动，这一突破为分子机器带来了一种新的运动。

斯托达特及其同事提出的轮烷晶体结构

1999年，费林加和他的团队发明了第一个可以单向转动的“分子马达”。这个马达就像一台微型风车：一个分子带有两个叶片（扁平的化学环），由一根轴连接，在光和热的作用下就能朝着一个方向旋转。

具体来说，通过闪光能让叶片绕轴旋转180°，然后加热能将其锁定在原位，让它无法反转，再次闪光又能让它旋转180°，最终，叶片会沿着一个方向旋转一周，重复这个过程，分子就能像齿轮和涡轮一样运作。

1999年，费林加发明的首个分子马达（左）

最初的分子马达速度很慢，每小时只能转一圈。经过不断改进，费林加在实验室可以将其加速到每秒1000万转，甚至可以带动一根玻璃棒一起转动，而这根玻璃棒比马达要大10000倍。

造出马达后，费林加并没有止步，他开始构建分子机器。2011年，他的团队把四个马达连接在一个底盘上，造出了一台“纳米级汽车”，这辆车的四个轮子都是一个分子马达，当获得能量时轮子开始转动，车子也动了起来。

虽然“这辆车”非常小，肉眼都无法看见，但它带来的影响是巨大，因为费林加的设计证明：分子可以被设计成像齿轮、开关或马达一样运动。

回看分子马达，仿佛19世纪30年代早期的发电机，当时的科学家只能在实验室里旋转轮子和曲轴，却没想到这些发明有一天能为风扇、电钻和洗衣机等电器提供动力。

同样，今天的分子机器还处于非常基础的阶段，但它们也许预示着智能材料、纳米机器人以及计算机的未来。

此时时刻，恰如彼时彼刻。

玩分子就像玩乐高

在实验室之外，费林加更是一位充满热情的科学传播大使。

获得诺奖之后，他几乎每月都会受邀到学校做分享，为当地儿童普及科学知识，他自己也经常用孩子般的好奇心来比喻科学。

在一次接受诺贝尔奖的采访中，费林加提到：“我有时候感觉自己就像孩子一样，玩着这些分子，就像玩乐高积木一样，看看我能拼出什么。”

他把分子当作玩具，用想象力去探索，同样，他希望孩子也是如此。

今天为大家带来费林加的一本新书：《令人着迷的化学：生活中的分子》。

图书简介

在这本《令人着迷的化学》中，诺贝尔化学奖得主本·费林加将带领读者踏上一次穿越分子世界的奇妙旅程。书中以日常现象为切入点，用生动有趣的语言揭开化学的神秘面纱：维生素C如何对抗坏血病？为什么菠萝会“咬”舌头？液晶屏幕的诞生竟源自一次意外发现？石墨烯为何被称为“未来材料”？

肌肉收缩的“引擎”是什么？书中不仅涵盖咖啡因、乙烯、黑色素等耳熟能详的分子，还探讨了化学在历史关键时刻的角色——从古代埃及的香水配方，到战争中使用毒气的科学反思，再到现代药物的革命性突破。每一章都融合了科学原理、历史轶事与生活应用，让复杂的化学知识变得鲜活易懂。

费林加希望通过这本书，让你意识到，人们对分子世界的想象是如何激励科学家们制造出各种具有创新精神的发明，从而在平凡中发现不凡，让每个人都能以好奇和勇气投身到科学的探险之中，见证那些微小分子如何塑造宏大世界的无限可能。

作者简介

本·费林加：

2016年诺贝尔化学奖获得者，荷兰格罗宁根大学教授，他是荷兰皇家艺术和科学院院士、欧洲科学院院士、美国国家科学院外籍院士，2019年当选中国科学院外籍院士。

阿努克·吕贝：

格罗宁根大学斯特林赫化学研究所合成有机化学系的研究员。

本期荐书

《令人着迷的化学》

[荷] 本·费林加 / 阿努克·吕贝 ｜ 著

来源：光明网一点号