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为什么学化学的人越来越少

为什么学化学的人越来越少

本文来自微信公众号:经济观察报(ID:eeo-com-cn),作者:李静,原标题:《

赛先生说 | 一位高校化学老师的发问:我的学生都去哪儿了?为什么学化学的人越来越少

》,封面:视觉中国


“如果大家都不学化学,那富士康就没人了”,齐拴虎说道。


齐拴虎,北京航空航天大学化学学院副教授。毕业于河北大学物理系、中科院化学研究所硕博研究生,后奔赴德国美因茨大学物理系攻读博士后,1年半之前刚刚回国任教。


10月15日,在杭州出差回来的他因为家里孩子高烧不退抽空回了一趟北京,1天之后,他又要赶到西安参加一场全国高分子物理的会议。


“忙的像个陀螺”。齐拴虎笑着说。


和人们传统认识上的“理工生”一样,齐拴虎很宅,不爱说话,多数时间喜欢坐在电脑旁用代码敲击着一个个方程式。每周,他都要带化学系两个班大一新生的4节实验课。在授课过程中,齐拴虎发现了一个现象——现在学化学尤其是基础化学的人越来越少,即便是化学院的学生在大二选专业的时候,多数人也会转学数学和物理。


“比如去年学生在大二选专业时,选择数学系的大概在110人,选择物理的占到了60人,而选择化学只有30人,同样情况也反映在师生占比上面。一届学生老师的占比是2:1的比例,2是指老师占比。”齐拴虎说。


不止于北航,在中国其他多所大学化学系也面临着相似的境遇。一所全国化学系排名前三高校的老师对经济观察报表示,这是个普遍现象,现在学化学的人越来越少。该老师以自己学校为例,从招生情况来看分数线最高的为经济类院系,化学系原来分数线也还可以,但现在数学分数线很高,化学类经常招不满需要进行调剂。


另一方面,学部制的建设也在进一步加剧这一现象。该老师所在的理学部是将数学、物理、化学等科目都划归到一起。划归后,一个学生既是化学学院的学生,同时也是理学部的学生,转专业门槛降低,大部分学生都可以按照自己的想法更换专业。


人工智能、5G等一系列新技术浪潮的兴起催生了人们学习数学和物理等学科的热情,但是,同为基础学科的化学正在两门强势科目下日渐声微。


齐拴虎认为这是人们对化学的误区。


“事实上化学很重要。它是材料、生物蛋白质、医学的基础,也涉及我们生活中衣食住行的方方面面,人工智能大家想到的都是软件,但最终要实现出来,还是需要用到化学。”齐拴虎说。


歪打正着的化学家


执教于化学系的齐拴虎,最初的梦想是成为一名物理学家。


一直以来,数学中的哥德巴赫猜想,微分几何,物理中的相对论,这些深奥但是漂亮的理论正如一颗颗磁石吸引着无数的人们为之努力和奋斗。


作为理论物理“追星”大军中的一员,齐拴虎也一度认为只有粒子物理和宇宙学才是真正的物理。基于这样的想法,他在2003年报考了中国科学院理论物理研究所,这个被认为是当时理论物理研究的顶尖机构。


但,在中国高分子物理属于化学系。也是这样的阴差阳错,让本来有着物理梦想的齐拴虎成为了中国科学院化学研究所一名高分子化学与物理的硕博研究生,并就此开启了与化学学科之间的渊源。


在化学院,齐拴虎所从事的工作是用基本的物理理论和数值计算来模拟高分子材料体系,寻找到提高材料力学性能可能的方法,为实际开发新型高性能材料提供方向指导。


相比于实验室实际合成,这种仿真的方法可以在短时间扫描巨大的参数空间并尝试各种各样的结构,大大节约了新材料开发的经济成本,因此对于新材料的开发具有重要作用。


“打个比方,你想改变一个灯泡灯丝的性能就得着手去实验,由于需要确定的参数很多,一个灯泡往往需要进行上千次实验。那我们通过理论的方法,在电脑上进行仿真模拟就能很快地帮助实验确定方法和方向”,齐拴虎说。


17世纪,德国金匠布朗特在炼金术中意外发现了易燃物质——磷,并最终促使英国化学家罗伯特.波义尔发明了火柴,第一次使这门学科走近了人们的日常生活。现在,包括衣服、塑料、洗涤剂等化学制品几乎涵盖了日常生活的方方面面。


齐拴虎认为,化学是一门让生活变得更好的学科,同时也是研究材料、生物蛋白质、医学的基础。与数学、物理一样,化学也应该得到人们的重视:“这几年大家都很关注健康,对抗癌症需要构造新药物,像我们熟知的靶向治疗——一颗药吃进去,药品就扩散到全身跟着血液进入,只在需要的地方才能起到作用——这里面也牵扯到化学。”


“比如病在小肠里,你希望它在胃里不溶解,就需要运用到化学。胃里边是酸,在酸性环境下,我们要用耐酸的东西把它包裹起来不让药片溶解,而是去到小肠里面再溶解”,齐拴虎说。


尽管,化学对于生活、工业的重要性已经毋庸置疑,但是受到传统认知的局限以及就业、薪金等诸多现实因素影响——化学系乏人报考、中途转换专业等现象也在困扰着这一基础学科的发展。


在各类论坛中,不要学习化学、想不开才学化学的留言大量充斥在互联网上。一位2012级兰州大学(以下简称“兰大”)化学系的学生告诉记者他的大学同学在化学毕业后选择直接就业的不超过30%。其中,还在读与化学相关的专业大概只占到一半左右。而他本人也在很早的时候就转换了专业,出国就读水安全学科。


“会出现这些问题,与实际就业有关系。”上述高校老师总结:“现在,许多学生在大二选专业的时候喜欢选择物理和数学,是因为这两门学科更容易转经济类专业,现在经济是大热的专业。另一方面,化学实验的危险性以及接触有毒物质的客观存在,一些家长出于子女健康问题的考虑也不会支持他们学化学。


当然最重要的原因是,化学与其他学科相比在就业后薪金方面差距较大。以学历较高的博士生为例,同等就业条件下一个计算机博士与一个化学博士毕业后,薪金能相差1-2倍。”该老师说道。


我的学生在哪


齐拴虎是在回国任教后才发现这一现象的——他所从事的领域迟迟没有招到硕士生。


想学物理的年轻人基本上不会把化学系的高分子物理认为是“真正的物理”,想学化学专业的基本上选择了易出成果的有机合成类研究生。齐拴虎面临的窘境,也代表了当下基础化学发展的困难。


“在国内高分子物理化学这门学科的特性决定了它需要掌握大量基础知识,像数学、物理涉及的学科比较多,没有一两年你都搞不定。不容易出成果,也就没人喜欢报考,”齐拴虎说。


与齐拴虎同样感受的还有上述兰大学生。在他看来,化学无论从学习难度还是就业来讲都是很不划算的专业:“兼具文理两科属性,本科学习既要理解一些抽象的基础理论和复杂的反应机理,又需要记忆大量的知识点和反应,在所有专业中,这门学科肯定属于中上水平或偏难程度。


该同学以自己班级为例,“如果是就业,面其实并不窄,可以从事制药、化工、能源等工作。但待遇确实是不太好。我所知道还在从事相关工作的有3个人,都是校招的时候去了药企,其中两个人是做药企销售代表,一人做原料采买。这些职位招聘的时候也没有什么学历要求,身边大专学历的也有。其中一个同学对我讲过,在收入方面基础工资很低,全靠业务提成,工作比较辛苦”。


“基于就业的考虑,大部分人还是会选择继续往上读。如果顺利的话,4年本科加3年硕士,再读4年博士,总计11年的时间拿到学历敲门砖。进入高校或科研机构的话,还需1-3年海外经历和最少一个博后。收入差别很大,很多企业一开始并不会开高薪,该同学一个朋友家里是南京药企的,招博士一开始只有20-25万一年”,上述兰大学生说。


对于化学的担心还不止于就业和收入。


原北汽新能源总工、卫蓝新能源科技有限公司创始人俞会根在最近几年投入到新能源电池的创业中。作为一家与化学行业紧密相连的企业负责人,他在自己孩子报考大学的时候也没有让其选择化学专业。


俞会根的考虑有三点:学化学环境更恶劣一些。第二,化工厂一般都在远郊区县,即使是市区的化工研究院、化工厂如果基于长期考虑也会往远郊区县疏散。第三、基于唯一中心的一线城市,化工厂很难在其中布局。


“那么,基于便捷性、环境、上下班出行等多个纬度考虑,选择化学的概率都要低一些”,俞会根说。


但俞会根认为,从事基础性研究的人才一定是需要的。无论从国家战略还是从企业角度来讲,原创一定是基础研究,应用研究也是在基础研究的基础上再去开发应用的。“如果企业你想做一个产品,挖几个人才过来就可以。但是一个企业要想实现持续的发展非要有创新,尤其是原始创新。”


未来的出口


“你想的化学场景是什么,应该是用坛坛罐罐做实验嘛,其实高分子物理化学是一门‘用电脑做实验’的实验科学。不同的是,它是基于数学方程式和物理模型的构建。”


“很遗憾,多数人的认识都是这样。人们普遍不会把这种‘电脑的实验’认为是化学。同时,高分子物理化学对于物理和数学知识的要求也提高了学习的门槛,使一些希望学化学的人望而却步”,齐拴虎说道”。


人们对待化学的普遍认识是枯燥、乏味,需要不断重复的机械过程。一项新材料的发现往往需要若干年。齐拴虎觉得要扭转现状,需要和物理一样向青少年多做些普及工作。


“你得让他们知道这是个有意思的学科”,齐拴虎看到已经有一些高校在行动起来,通过做整套物理设备像高中生推广,为他们构建实验室进行演示。


“它实际上起到了一种知识推广的作用,现在外面很多东西很有噱头,反而忽略了化学这种基础学科在背后起到的支撑作用,就像现在我们提到的海水绿色能源——它就是利用潮涨潮落海水中盐分差进行的发电,我们要多做些这种工作”,齐拴虎说。


齐拴虎的想法,并没有得到同行的认可。上述高校化学系老师认为,学科宣传能起到了很正面的作用,但从实际效果来讲,化学应该是在上世纪八,九十年代经历了高速发展时期,当前化工等化学相关产业发展已很成熟。而目前化学和材料相关的研究突破可能还需要很多年。


对于这个说法,齐拴虎不置可否。他表示,基础研究从来不存在什么高光时刻,也不存在衰败。那些直接导致学生放弃化学转换方向的原因还是与认识不清、从众心理、就业待遇以及喜欢短平快出成果的东西有关。


齐拴虎曾经在国外工作近10年,与国内相比,他感触最深的是在国外研究者很多都能踏踏实实沿着自己的研究方向做事情,有些基础性研究工作需要涉及大量学科,是一个长期积累的过程。


上述那个去了加拿大的兰大学生在留学之后也很快找到了自己方向:“学习环境无论是从师资力量到硬件设施都改善了很多。很多本科毕业生可以找到相关性很高的工作,比如,实验室的研究助理或者技术员(国内一般需要硕士学位)。收入的话以加拿大来讲大概是4-6万加币/年。”


“一般情况下,在这里化学硕士允许两年毕业,如果没有出成果或者想为读博积攒一些好文章的话也可以选择更久才毕业。由于需要付工资,老师带的学生普遍很少,所以会有更多的时间来指导学生。硕士毕业生会比本科生更好找工作一些,同时收入也更高,上限可以到接近20万加币/年。”上述兰大学生表示。


化学的出口在哪里,齐拴虎和上述高校老师都将目光投向了与人类身体健康密切相关的方向。


原因在上述高校老师看来,化学与生物二者是孪生兄弟的关系。“你要搞明白生物,必不可少是把化学搞明白,从发展需要来讲,人们对身体健康越来越重视,在这种情况下,化学与生物结合在一起,实际上是想把我们的生活变得更好。包括各种基因,包括人工智能,很大的一个出口就是做以化学为基础与生物相关的新材料、新技术。


“未来,与人身体健康相关的化学一定是一个热点”,齐拴虎说。


本文来自微信公众号:经济观察报(ID:eeo-com-cn),作者:李静。

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