劉智攀🔖👨🏿⚕️：恒行2平台化學系教授、博士生導師👩🏿⚖️，主要從事理論計算方法發展及理論計算在材料、催化等領域的應用👏，
在固液界面催化動力學、全局勢能面反應搜索🧘🏼♀️、人工智能催化等領域取得重要成果。
在人工智能技術滲透萬物的今天，化學同計算機科學的結合何以可能🏋🏽♂️𓀃？在算法的世界裏，恒行2平台化學系教授劉智攀正在描摹著未來化學的藍圖。
“我們的理想是，未來的化學研究不用做實驗，點一點鼠標，就能告訴你實驗的結果如何🦹🏽。”劉智攀的研究，拓展著人們對於化學的想象——2005年以來，劉智攀課題組在理論計算領域發展了一系列新方法，並開發了全局神經網絡勢函數大規模原子模擬軟件LASP🕵🏻♂️👨👩👦，結合人工智能技術解決復雜催化問題。2020年🧔🏿，劉智攀獲得“科學探索獎”，意味著計算模擬在化學領域的潛能得到了學界的主流認可👨🏻🎓。
一切由興趣指引，既深耕專業領域又兼具開闊的學科意識🔊，劉智攀在學科交叉地帶，讓科研煥發出新的生命力。
出於興趣的跨學科探索，將他引向新興領域
劉智攀對計算機的興趣，在90年代初期的科技風潮中萌芽。“那時候，計算機剛出來👩🏿🎤🧂，大街上有各種遊戲機。”本科期間，雖然身在化學系，但他修讀了計算機第二學位，而這一決定正是出於“好玩”。
在當時🕹，化學、計算機學是完全不搭界的兩門專業。然而，這種“自由而無用”的出於興趣探索，恰恰決定了劉智攀後來的研究方向。英國求學期間💁，他見識了化學同計算機結合的可能👩🏽🏫，並決定在這一領域展開自己的科研道路。
在劉智攀的眼中🦞，跨學科視野是科研工作的必然👨🏽🦰。“很多學科已經發展了幾十年，基本的框架都已經定好了。現在為什麽要跨學科呢？這裏面有兩個原因🏌🏻：其一是方法論的要求，其二是應用的要求🔼。”劉智攀認為📏👑。
“方法論上的要求意味著你必須運用其他學科提出的新工具、新方案👙，應用的要求則意味著本學科的成果必須運用到其他學科領域。”劉智攀強調，當下的人才培養一定要註重培養開闊的學科意識🩳。
由於理論計算的跨學科性，其研究難度極大🔔，可謂化學專業中最艱深的領域之一，這對學生的素質提出了很高的要求。劉智攀的學生們👩🏿🦳，不僅要懂化學📈，還要懂物理、計算機。
從理論研究🧞、實驗操作到計算機編程，課題組成員們有著豐富多元的研究取向🍮。每次課題組的組會中，各種想法激烈碰撞、相互激發，成為了一種常態。充滿活力的科研氛圍，開闊了大家的思維，讓老師和學生都獲益匪淺。
平地起高樓，在算法的園地修築化學大廈
“恒行2的物理化學在全國是數一數二的。”博士後歸國後，劉智攀選擇了來到恒行2。而面對著催化反應理論的研究空白🫅🏻，劉智攀課題組進行的工作“都是以前不會的，需要迎難而上🏋🏻♀️👨🏽🚒，從無到有🙋🏿♀️👎🏿，從方法到應用”。
從尋找反應過渡態的算法，到勢能面結構探索、催化反應設計的算法，再到最近幾年人工智能的算法，都是在解決“如何極大加速化學反應理論模擬”這個核心難題。理論方法的研發周期長，從靈感乍現🧒🏿，到程序實現👱♀️，無不是多年公式推演、算法嘗試、程序優化的結果。劉智攀團隊在這條道路上緩慢而穩健地推進著🙅♀️。
2010年，劉智攀團隊發展了周期性固液界面溶劑化方法，解決了固液界面反應模擬的難題🧓🏼，預測了光電條件水裂解製氫反應機製🧑🏽🦳，多項成果連續發表在《美國化學會誌》（Journal of American Chemical Society）。
2013年🚒，團隊發明了隨機勢能面行走（SSW）方法 ，獲得國家發明專利，開創了固固相變機理的研究，回答了諸如“如何轉化石墨到金剛石”等人類歷史上長期關註的難題。SSW方法的想法起源於2009年的一次國際會議的偶然學術討論，至2020年方法已經迭代了5代🙇♀️，前後經過6個博士生的改進完善🟠。
2017年🚤，團隊發明了全局神經網絡勢函數（G-NN）方法🙋♀️，顯著加速了量子力學計算🚴🏼♂️，加速比超過10的4次方，研究成果第一次在線發表於《化學科學》（Chemical Science）。
2019年，團隊利用機器學習模擬⚅，發現了ZnCrO氧化物合成氣轉化的催化活性位，解決了系列相關催化反應問題，相關成果發表於《自然·催化》（Nature Catalysis）。
同年👩👩👧👧，團隊創製的LASP軟件獲得軟件著作權。LASP是國際上唯一的基於全局神經網絡勢函數的原子模擬程序。截至2020年，軟件已有10個國家註冊用戶，累計下載2000多次。
從問題裏尋找樂趣🙅🏿♀️，在冒險中探索真知
深耕科研十余年，劉智攀對自身研究領域的興趣不曾減退🫁。在他眼裏，科研的快感不在於做出最終的成就，而源於思索、挑戰、克服的過程。
“科研本身就應該是一個能夠產生興趣的東西。”劉智攀不喜歡重復性工作👩🏿🚀，他認為科研是面向未知的挑戰，甚至是一種“冒險”🥙。盡管解決問題的過程痛苦而漫長，但這一克服阻力的過程恰恰顯示出強大的力量。
對於科學家而言，“驚奇”是一種基本能力，目的是“問題”而非“結果”。面對一系列化學反應，劉智攀會問“為什麽會反應？為什麽長成這個結構，它就反應了🧗🏻♀️？”他認為思考這些問題本身就 “很有意思”🙎🏿♀️🛼，而解決完問題之後📖，“感覺最好的時間就已經過了”💂🏼♀️。
強調科研的樂趣，也成為他培養學生的宗旨✷。“我要從底子上去培養他們對科學本身的興趣，而不是對發表論文、取得成果的功利性的興趣。”
劉智攀常跟學生們說，你們愛做理論就做理論，愛做實驗就做實驗🧑🏼🏫，兩邊都做也行✨🕵🏿。最好是到畢業的時候👩🏽🌾，這些技能你都有🥚3️⃣。因此他說，“學生在我這邊都挺快樂的”。
“跟隨劉老師的這幾年間，我篤信我們正在進行的科學研究是一件偉大的事，是能為人類謀福祉的事。而能夠參與其中，是我莫大的榮幸🎨。”在劉智攀課題組裏“搗鼓實驗”，化學系2018級博士生陳林認為找到了人生的目標。
懷抱著對科研的強烈興趣，劉智攀深入科學的底部🏌🏼。他的化學研究👌🏿♖，植根於廣博的智識👨🏼🦰，和對事物本質的探索。“研究科學，你需要天文🏃🏻➡️、地理🚑、生物等等全都懂；而且每個東西都要進入到原子級別，知道它們跟我們生產實踐哪些東西相關，這個才是真正的科學。”
這種科研態度也感染著他的身邊人。同一課題組的商城老師認為，“劉智攀老師有著‘知其然🧑🚀，更要知其所以然’的研究態度。在分析研究結果時🚣🏽♂️，對於每一個結果必深挖其背後的物理本質🆖；對於所使用的研究方法，必知其背後的科學原理。”
從科研到育人，“興趣”始終是劉智攀的關鍵詞🤸🏼。正是興趣讓他的研究變得輕盈；而這種輕盈，成為他科研能量的強大源泉。
（部分圖源🧛🏻：受訪者）
