人物簡(jiǎn)介

彭小水教授,香港中文大學(xué)(深圳)理工學(xué)院副教授,主要研究興趣為具重要藥理活性天然產(chǎn)物的全合成研究、環(huán)境友好型催化合成方法學(xué)研究、藥物合成化學(xué)等。

彭小水教授分別于1999年和2002年在蘭州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院獲得理學(xué)學(xué)士和理學(xué)碩士學(xué)位;2006年,彭教授于香港中文大學(xué)化學(xué)系獲理學(xué)博士學(xué)位;2006-2008年,彭教授在新加坡A*STAR化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)室@Biopolis從事博士后研究;2009年,他加入香港中文大學(xué)化學(xué)系與合成化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;2020年加入香港中文大學(xué)(深圳)理工學(xué)院。

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“我意識(shí)到這是一個(gè)很powerful的領(lǐng)域”

“對(duì)化學(xué)分子的研究改變了整個(gè)世界,兩百年前氨的合成(推動(dòng)了氨工業(yè)的發(fā)展),為人類(lèi)溫飽問(wèn)題的解決作出了非常大的貢獻(xiàn);之后化學(xué)分子中關(guān)鍵分子的發(fā)現(xiàn)、合成讓我們的生活變得更加舒適便捷,才有了我們現(xiàn)今使用的化妝品以及洗滌用品;化學(xué)對(duì)醫(yī)藥領(lǐng)域的發(fā)展貢獻(xiàn)更是巨大,這讓我們每個(gè)人都可以更健康地成長(zhǎng)和生活?!迸硇∷淌谠u(píng)價(jià)如此重要的“化學(xué)”學(xué)科并不是一開(kāi)始就成為他的學(xué)習(xí)方向。

??? “進(jìn)入蘭州大學(xué)時(shí),我選擇的是物理專(zhuān)業(yè)。后來(lái),大學(xué)在對(duì)新生介紹專(zhuān)業(yè)的時(shí)候,對(duì)于有機(jī)化學(xué)的介紹讓我認(rèn)識(shí)到‘有機(jī)合成化學(xué)’這個(gè)領(lǐng)域影響著我們?nèi)粘I畹姆椒矫婷?,能為社?huì)提供各種新的合成物質(zhì),提高我們的生活質(zhì)量。我意識(shí)到這是一個(gè)很powerful(有力量的)的領(lǐng)域,于是就通過(guò)校內(nèi)的選拔考試進(jìn)了化學(xué)化工學(xué)院的化學(xué)基地班,就這樣進(jìn)了化學(xué)專(zhuān)業(yè),我為能進(jìn)到這個(gè)領(lǐng)域可以創(chuàng)造新的物質(zhì),在實(shí)驗(yàn)中激發(fā)新的idea(想法)感到激動(dòng)!”

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學(xué)生記者:您在本科、研究生以及博士生這三個(gè)學(xué)習(xí)階段最大的收獲是什么?

彭教授:打個(gè)比方,本科階段的化學(xué)學(xué)習(xí),就像是學(xué)習(xí)釣魚(yú)的技能。它側(cè)重于接觸和吸收已經(jīng)經(jīng)過(guò)層層驗(yàn)證的基礎(chǔ)理論,這期間實(shí)驗(yàn)科學(xué)的學(xué)習(xí)又能夠提升本科生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)技能。而在研究生階段,就像是要到實(shí)際情況當(dāng)中釣魚(yú)了,當(dāng)然還是小范圍的,比如到河里或者湖里釣魚(yú),范圍不大并且是已知的領(lǐng)域,這樣就可以應(yīng)用學(xué)到的知識(shí)釣到魚(yú)。最后在博士生階段,就像到海里去釣魚(yú)了,未知占據(jù)了很大一部分,可能一無(wú)所獲,也有可能發(fā)現(xiàn)“新的物種”。這三個(gè)階段是相輔相成的。

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學(xué)生記者:您的學(xué)習(xí)與工作經(jīng)歷跨越了大江南北甚至是海內(nèi)外,您能否簡(jiǎn)述一下您在蘭州、香港、新加坡這幾個(gè)地方學(xué)習(xí)和工作的經(jīng)歷?這些城市或大學(xué)有給您留下哪些深刻的印象?

彭教授:本科階段的學(xué)習(xí)給我一種貼近生活的真實(shí)感,我是從湖南高考考到了蘭州。蘭州大學(xué)當(dāng)時(shí)已經(jīng)是國(guó)家重點(diǎn)高校,但是我們對(duì)其了解很少。去到以后才發(fā)現(xiàn)那個(gè)地方很荒涼,黃沙漫漫。然而當(dāng)?shù)氐娜嗣窈艽緲闵屏迹諊芎?。而且我們那個(gè)年代跟今天比起來(lái)最大的特點(diǎn)就是網(wǎng)絡(luò)不發(fā)達(dá),好處是我們都可以沉下心來(lái)學(xué)習(xí)。博士研究生階段去了香港中文大學(xué),當(dāng)時(shí)內(nèi)地和香港比起來(lái)還是有很大差距。香港在科研方面已經(jīng)是現(xiàn)代化管理模式,技術(shù)自動(dòng)化水平和科研國(guó)際化水平都很高,實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和鑒定平臺(tái)都很完善。博士后階段,我去了新加坡的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,是由新加坡科技局支持的。當(dāng)時(shí)新加坡重視新藥研發(fā),很看重培養(yǎng)合成化學(xué)領(lǐng)域的人才,之后這方面的發(fā)展極大推動(dòng)了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,成為了新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

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學(xué)生記者:您提到了很多過(guò)往研學(xué)的經(jīng)歷。那在科學(xué)的世界里探索,少不了老師的引導(dǎo)和幫助,想請(qǐng)問(wèn)您有沒(méi)有對(duì)您來(lái)說(shuō)影響非常大的老師?

彭教授:一直以來(lái)我都受到很多恩師的幫助,比如在蘭州大學(xué)的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室我的導(dǎo)師是潘鑫復(fù)教授,他當(dāng)時(shí)已經(jīng)是國(guó)內(nèi)比較有影響力的有機(jī)合成化學(xué)家,給予了我很多幫助和教導(dǎo);之后我在香港中文大學(xué)跟隨黃乃正院士攻讀博士學(xué)位,黃先生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度以及積極地推動(dòng)內(nèi)地與香港學(xué)術(shù)上尤其是化學(xué)領(lǐng)域的合作與交流,給我們留下很深的印象;在新加坡我的導(dǎo)師是天然產(chǎn)物合成領(lǐng)域國(guó)際著名的K. C. Nicolaou教授,當(dāng)時(shí)黃乃正院士推薦的時(shí)候和我說(shuō)只要能跟著K. C. Nicolaou教授工作哪怕是去非洲都應(yīng)該去,因?yàn)镵. C. Nicolaou教授代表的是有機(jī)合成化學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先水平。

“以深圳為據(jù)點(diǎn),做出我們應(yīng)有的貢獻(xiàn)”

學(xué)生記者:您在2006-2008年期間在新加坡頂級(jí)的A*STAR化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行博士后工作,之后您又加入了香港中文大學(xué)的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,現(xiàn)在您在深圳繼續(xù)進(jìn)行化學(xué)領(lǐng)域的研究。您在不同的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中您的研究經(jīng)歷是怎樣的,有什么不同的體會(huì)?什么契機(jī)促成您到香港中文大學(xué)(深圳)繼續(xù)您的科研生涯?

??? 彭教授:我當(dāng)時(shí)加入K. C. Nicolaou教授的新加坡研究團(tuán)隊(duì)主要是想在有機(jī)合成化學(xué)這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)一步提升自己,他們當(dāng)時(shí)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)包括抗癌分子合成以及天然有機(jī)分子藥理活性的研究;之后因?yàn)楦壑写蠹磳⒔⒑铣苫瘜W(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn),所以當(dāng)時(shí)黃乃正院士詢(xún)問(wèn)我是否對(duì)回到港中大繼續(xù)從事研究感興趣,并邀請(qǐng)我回到港中大化學(xué)系加入他的團(tuán)隊(duì),我就欣然應(yīng)允了;而來(lái)到港中大(深圳),是因?yàn)槲铱吹絿?guó)家現(xiàn)在十分重視基礎(chǔ)研究,我們就想以深圳為據(jù)點(diǎn)做出我們自己的成績(jī)。

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學(xué)生記者:我們剛剛提到了您工作過(guò)的三個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的科研側(cè)重點(diǎn)是否有所不同,研究氛圍有什么差異?目前,港中大(深圳)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)行的研究項(xiàng)目有哪些?您對(duì)實(shí)驗(yàn)室未來(lái)的又怎樣的期許?

彭教授:三個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究項(xiàng)目基本一致都是有關(guān)有機(jī)合成化學(xué),天然分子合成,合成方法學(xué),以及復(fù)雜藥物分子和藥物中間體的合成。但是,三個(gè)實(shí)驗(yàn)室的氛圍還是有很大差別的:蘭州的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,當(dāng)時(shí)研究資源研究器材相對(duì)比較落后,但是學(xué)校和我的導(dǎo)師們都非常重視研究和實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練,為我之后研究生的研究提供很多幫助;在香港時(shí)期可以接觸和聆聽(tīng)到國(guó)際知名教授報(bào)告,開(kāi)拓我們的國(guó)際視野并且更加了解我們當(dāng)前的研究水平;新加坡時(shí)期,我感受最深的是K. C. Nicolaou教授在研究合成策略上高屋建瓴的設(shè)計(jì),同時(shí)新加坡也十分重視科研實(shí)驗(yàn)室與企業(yè)的合作。

在港中大(深圳),我們的研究團(tuán)隊(duì)著眼于具有重要活性的藥物分子的研究以及發(fā)現(xiàn)新穎高效的合成方法來(lái)合成新藥分子,我們目前有承擔(dān)來(lái)自國(guó)家基金委以及深圳市的研究項(xiàng)目,同時(shí)還與企業(yè)合作來(lái)共同優(yōu)化活性藥物分子的合成策略。

??我們目前還是定位于對(duì)學(xué)生的培養(yǎng),并且期望在天然有機(jī)分子合成領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破,從而在國(guó)際上形成影響力。與此同時(shí),目前深圳十分重視生物醫(yī)藥領(lǐng)域的研究,我們很期待研究成果可以轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品來(lái)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,造福社會(huì)。

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學(xué)生記者:您目前的研究領(lǐng)域是具有生理活性的天然藥物全合成研究以及一些環(huán)境友好型的化學(xué)合成方法,中國(guó)目前這個(gè)領(lǐng)域的研究處于什么水平?這個(gè)領(lǐng)域目前的機(jī)遇有哪些?

彭教授:我們國(guó)家最近二十年很重視基礎(chǔ)研究,化學(xué)領(lǐng)域可以說(shuō)是突飛猛進(jìn)。我們這個(gè)天然有機(jī)分子合成領(lǐng)域在國(guó)際上是首屈一指的,甚至領(lǐng)先于歐美,我們很有信心做得更好。

研究機(jī)遇的話(huà),首先當(dāng)然是國(guó)家重視這一領(lǐng)域的研究,投入大量經(jīng)費(fèi)進(jìn)行研究平臺(tái)建設(shè),并且推動(dòng)學(xué)生在不同領(lǐng)域的就業(yè)。我們目前也在以團(tuán)隊(duì)形式申請(qǐng)重大研究計(jì)劃,配合國(guó)家未來(lái)的發(fā)展。我們希望在這個(gè)領(lǐng)域做出我們應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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學(xué)生記者:您的科研成果對(duì)于人類(lèi)醫(yī)藥學(xué)的發(fā)展會(huì)起到什么樣的作用呢?或者說(shuō)您如何看待合成化學(xué)和醫(yī)藥學(xué)的關(guān)系呢?

彭教授:關(guān)于這個(gè)問(wèn)題,我們領(lǐng)域的人士被問(wèn)得很多。我用數(shù)據(jù)說(shuō)話(huà)吧,目前醫(yī)藥制造80%的產(chǎn)品是使用化學(xué)合成方法制成的,又有超過(guò)50%的藥物是基于天然活性分子骨架基礎(chǔ)上研發(fā)出來(lái)的。這些具備天然藥用活性的分子可以說(shuō)是自然界的結(jié)晶,它們身上特定靶點(diǎn)的結(jié)合作用導(dǎo)致有特殊的藥用價(jià)值。而醫(yī)藥制造目前面臨的一大問(wèn)題就是,這些物質(zhì)在自然當(dāng)中提取量是十分有限的,需要通過(guò)人工合成來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā),這就決定了選擇高效合成分子的路線(xiàn),以及找到并修飾這些分子結(jié)構(gòu),完成新藥分子的發(fā)現(xiàn)這一系列的過(guò)程就顯得尤為重要了。

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學(xué)生記者:您目前還會(huì)從事合成一些本身具有生理活性的生物分子,比如信號(hào)分子或者激素之類(lèi)的物質(zhì)。我想請(qǐng)問(wèn),您認(rèn)為人類(lèi)人工模擬具有生理活性的分子并進(jìn)行人工合成對(duì)于現(xiàn)有的化學(xué)工業(yè)以及生物化學(xué)研究最大的意義是什么?

彭教授:這些天然具有藥用活性的產(chǎn)物是自然界的結(jié)晶,我們通過(guò)研究這些物質(zhì)可以了解自然界中這類(lèi)分子的生源合成過(guò)程,有助于我們了解自然界的生命形成過(guò)程。同時(shí),生物醫(yī)藥和生物仿生合成領(lǐng)域的研究能夠提升我們合成的效率,從而快速地發(fā)現(xiàn)藥用分子。

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學(xué)生記者:我相信您一定有聽(tīng)說(shuō)過(guò)阿爾法折疊(AlphaFold)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的新聞,那么我想請(qǐng)問(wèn)您計(jì)算機(jī)甚至是大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)對(duì)于預(yù)測(cè)有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)以及您目前從事的天然藥物合成工作會(huì)起到什么樣的幫助呢?您覺(jué)得計(jì)算機(jī)或者人工智能在這方面的創(chuàng)造力是否可以超越現(xiàn)有最優(yōu)秀的化學(xué)研究人員呢?

彭教授:首先我可以給你一個(gè)答案,目前為止AI無(wú)法取代人工參與我們當(dāng)下的研究。原因在于A(yíng)I技術(shù)的模擬合成過(guò)程是基于合成化學(xué)家得出的研究數(shù)據(jù)所設(shè)計(jì)合成路線(xiàn)來(lái)進(jìn)行的。目前來(lái)看,一些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的分子可以通過(guò)人工智能來(lái)合成。然而,AI實(shí)則是在大量數(shù)據(jù)中獲取經(jīng)驗(yàn),鑒于我們?nèi)祟?lèi)目前對(duì)于分子微觀(guān)層面的認(rèn)知水平有限,AI數(shù)據(jù)庫(kù)仍不完善,所以目前來(lái)看我們這一領(lǐng)域AI可以做的很有限。但我相信將來(lái)AI領(lǐng)域的進(jìn)展會(huì)為合成化學(xué)領(lǐng)域的研究大幅提升合成效率,從而節(jié)省大量的空間和時(shí)間。并且AI算法將為我們提供可行可靠的合成路線(xiàn),這會(huì)讓我們合成化學(xué)家可以騰出更多時(shí)間從合成策略性的角度上進(jìn)行更多的思考。

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學(xué)生記者:近段時(shí)間我聽(tīng)說(shuō)有公司在研發(fā)有機(jī)分子合成軟件,通過(guò)將target(目標(biāo))分子的化學(xué)式輸入軟件就能反饋合成路線(xiàn)。但是實(shí)際結(jié)果并不如人意——軟件提出了不合理的合成反應(yīng),這反映出它們的數(shù)據(jù)庫(kù)存在缺陷。請(qǐng)問(wèn)您如何看待這一問(wèn)題呢?

彭教授:也不能說(shuō)是缺陷,當(dāng)前的數(shù)據(jù)庫(kù)確實(shí)可以提供逆合成分析從而有機(jī)會(huì)來(lái)模擬出相關(guān)的路線(xiàn)。問(wèn)題在于,AI并不能夠進(jìn)行更多創(chuàng)造性的工作,我剛剛提到的分析是非常簡(jiǎn)單的水平,意思就是我們只能教會(huì)AI人類(lèi)認(rèn)知領(lǐng)域完全確定的化學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟來(lái)合成一些分子,脫離了數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行合成路線(xiàn)的模擬目前無(wú)法實(shí)現(xiàn)。要知道,我們都希望AI學(xué)會(huì)自己思考和選擇性地“釣魚(yú)”(記者注,彭教授之后表示目前AI模擬合成路線(xiàn)忽略了很多重要的但還有待進(jìn)一步完善的實(shí)驗(yàn)信息,如電子效應(yīng)、立體效應(yīng)、溶劑效應(yīng)等,由于目前研究數(shù)據(jù)對(duì)具體分子的相關(guān)效應(yīng)的認(rèn)知還在提升中,從而導(dǎo)致了AI設(shè)計(jì)出實(shí)際操作中不合理的合成路線(xiàn),所以我們需要提升對(duì)化學(xué)反應(yīng)的微觀(guān)認(rèn)知,才可以為AI提供更完善的數(shù)據(jù)信息,最終AI技術(shù)也將服務(wù)化學(xué),推動(dòng)化學(xué)研究),畢竟AI學(xué)習(xí)能力的提升確實(shí)會(huì)解放化學(xué)家的雙手,但目前來(lái)看還有很長(zhǎng)的一段路要走。

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“化學(xué)在國(guó)家的關(guān)鍵領(lǐng)域來(lái)解決某些‘卡脖子’的問(wèn)題”

學(xué)生記者:作為有機(jī)合成領(lǐng)域的專(zhuān)家,您是如何看待科學(xué)研究與人類(lèi)歷史發(fā)展進(jìn)程的關(guān)系的呢?您認(rèn)為化學(xué)領(lǐng)域的科研突破是如何挑戰(zhàn)我們的思維方式,改變我們的生活方式的呢?

彭教授:我在不同的國(guó)際會(huì)議上老是聽(tīng)到他們問(wèn)“化學(xué)有什么用”,說(shuō)說(shuō)我自己的理解吧,我們的日常生活是離不開(kāi)化學(xué)的,我們的食品生產(chǎn)是離不開(kāi)化學(xué)的。而我們?nèi)绻锰烊环肿拥乃饺ダ斫饣瘜W(xué),那么將幫助我們理解自然界中生命的發(fā)展過(guò)程。同時(shí),化學(xué)在一些國(guó)家生活中更關(guān)鍵的領(lǐng)域,比如材料領(lǐng)域,來(lái)解決某些“卡脖子”的問(wèn)題也是很重要的——比如材料領(lǐng)域當(dāng)中芯片研究發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)就需要化學(xué)來(lái)幫忙。我很欣慰的是,我們?cè)趪?guó)家以及整個(gè)社會(huì)層面都越來(lái)越重視化學(xué)的基礎(chǔ)教育,并且是真的帶動(dòng)了化學(xué)當(dāng)中的各個(gè)領(lǐng)域的認(rèn)知與探索。

我們的理工學(xué)院今年開(kāi)始招收化學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,目前我們的師資力量在中國(guó)、東南亞首屈一指,包括我的導(dǎo)師黃乃正教授,因?yàn)槌錾难芯控暙I(xiàn),他在1999年就獲得了院士稱(chēng)號(hào)。我們還在建設(shè)新的理工實(shí)驗(yàn)大樓,可以說(shuō)我們學(xué)?;瘜W(xué)事業(yè)的發(fā)展前途不可估量,我們非常鼓勵(lì)大學(xué)本科生加入教授研究團(tuán)隊(duì),我們希望可以培養(yǎng)本科生的研究興趣,同時(shí)希望他們能夠在更高層次的研究領(lǐng)域應(yīng)用基礎(chǔ)理論知識(shí)去探索更多的化學(xué)現(xiàn)象。大學(xué)在政策、資金、項(xiàng)目申請(qǐng)、實(shí)驗(yàn)室安全培訓(xùn)等方面都給予了本科生從事科研很大的支持,能夠很好地提升本科生參與研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行合作研究的能力。我覺(jué)得會(huì)對(duì)他們未來(lái)職業(yè)的選擇提供很多思考,可以讓他們提前去思考、籌劃未來(lái)的專(zhuān)業(yè)發(fā)展,這對(duì)他們未來(lái)的職業(yè)發(fā)展規(guī)劃很重要。

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學(xué)生記者:請(qǐng)問(wèn)您可以介紹以下我們學(xué)校的E-Learning平臺(tái)嗎?

彭教授:這個(gè)平臺(tái)就是為了規(guī)范化化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作,這是為教育服務(wù)的。目前,這個(gè)平臺(tái)我們集中規(guī)范化化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作,例如“萃取”這個(gè)化學(xué)操作,我們會(huì)邀請(qǐng)本科生參與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作并錄制操作視頻,同時(shí)會(huì)中英文配音。這個(gè)平臺(tái)會(huì)同時(shí)面向多個(gè)學(xué)院(LHS,SSE,醫(yī)學(xué)院),目的是為了規(guī)范化學(xué)操作,提升化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能。因?yàn)檫@能讓學(xué)生在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)之前就能了解操作,提高安全水平,很多意外事故都是因?yàn)閷W(xué)生不了解化學(xué)安全操作就進(jìn)行實(shí)驗(yàn)而造成了。

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??? 學(xué)生記者:您覺(jué)得做科研什么樣的特質(zhì)最重要呢?您對(duì)當(dāng)代的大學(xué)生有什么期待、建議和鼓勵(lì)?對(duì)于現(xiàn)在想去從事科研領(lǐng)域的同學(xué),您對(duì)他們選擇研究方向有什么建議?

??? 彭教授:我覺(jué)得“興趣”最重要。必須要有足夠的好奇心來(lái)探索你的領(lǐng)域,你才會(huì)去做更深入的研究。同時(shí)“堅(jiān)持”也很重要,我們?cè)谑‘?dāng)中仍然要堅(jiān)持下去,并在其中學(xué)到新的知識(shí),探索出新的研究策略。首先我想說(shuō),選擇專(zhuān)業(yè)方向的時(shí)候,興趣排在第一位,因?yàn)檫@是一輩子的事情;同時(shí),也請(qǐng)大家提升自己獨(dú)立思考問(wèn)題的能力。然后,當(dāng)下社會(huì)各種誘惑很多,希望大家做好自我管理和自我約束。最后就是好好鍛煉身體。

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學(xué)生記者:高逸 唐璨

責(zé)任編輯:王倩倩 理工學(xué)院