“三八”國際勞動婦女節(jié)，我們選取了幾位歷屆“中國青年女科學(xué)家獎”的獲獎?wù)?，通過她們的科研故事，致敬創(chuàng)造未來的巾幗科技力量。
▲《北京科技報》 2022年3月7日封面
劉穎：不給人生設(shè)限，世界的邊界才是我們的邊界
劉 穎
北京大學(xué)未來技術(shù)學(xué)院副院長
北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所教授
第十五屆“中國青年女科學(xué)家獎”獲獎?wù)?/strong>
在分子級別的微觀世界中探究本質(zhì)，在 Nature、Nature Cell Biology、eLife和 Cell Research等國際學(xué)術(shù)期刊頻頻“亮相”，29歲成為北大博導(dǎo)，獲得眾多殊榮的她，就是北京大學(xué)未來技術(shù)學(xué)院副院長、北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所教授劉穎。走近她的“高效率人生”會發(fā)現(xiàn)，“對生命現(xiàn)象的好奇心”理念貫穿了她整個科研和生活。
“開車時遇到行人，我們會自覺減速避讓；聽到早晨的鬧鐘聲，就知道應(yīng)該起床了；感覺到天氣越變越暖，人們開始脫去棉衣?lián)Q上春裝……人類依靠視覺、聽覺、觸覺等接收信息，以此調(diào)整自己適應(yīng)環(huán)境。那么作為生命體基本結(jié)構(gòu)和功能單元的細(xì)胞呢？”劉穎從事的領(lǐng)域是與細(xì)胞應(yīng)激和穩(wěn)態(tài)調(diào)控相關(guān)的研究，說得通俗一點，就是細(xì)胞如何感知信息并做出反應(yīng)。
她介紹說，為了維持正常生長和生存，細(xì)胞也和人類一樣，必須正確評估自身所處的環(huán)境狀態(tài)，并通過一系列應(yīng)激機(jī)制保證其能夠適應(yīng)脅迫環(huán)境。對脅迫環(huán)境的響應(yīng)失常以及細(xì)胞穩(wěn)態(tài)失調(diào)將導(dǎo)致細(xì)胞功能異常甚至細(xì)胞死亡，最終引發(fā)癌癥和衰老相關(guān)疾病。這一課題與一些常見的代謝疾病、衰老相關(guān)疾病和癌癥都密切相關(guān)，有非常重要的應(yīng)用前景。劉穎解釋說，“所以我的工作其實就是探索生命奧秘 。”
“我從小就對大自然、對生命充滿好奇，比如樹葉為什么會變黃脫落，螞蟻是怎么搬家的，它們怎樣發(fā)現(xiàn)食物、召喚同伴，又是怎樣分割食物，再排著隊把食物運(yùn)回家的。從小到大沒有被應(yīng)試教育磨滅掉這樣的好奇心，算是后來做科研最關(guān)鍵的東西?！睍r至今日，劉穎仍然清晰地記得高中那節(jié)引發(fā)她對科學(xué)產(chǎn)生強(qiáng)烈興趣的生物實驗課。她將香蕉搗碎，經(jīng)過簡單幾步操作就提取出了DNA?！翱吹紻NA纖維狀的絲在玻璃試管中出現(xiàn)的時候，那一刻在我心中特別的神圣，我竟然看到了承載著遺傳信息的DNA！也就是在那一刻，我就與生命科學(xué)結(jié)下了不解之緣?！?/p>
談到自己的研究，劉穎認(rèn)為自己很幸運(yùn)，生命科學(xué)的研究給了她很多樂趣以及自我價值的實現(xiàn)。“在從事科研的時候，我經(jīng)常會覺得自己身處于一個獨(dú)立的小世界，我就是這個精神世界的自由國王?？蒲袑ξ襾碚f，是一個精神上可以安身立命的地方。現(xiàn)代社會在高速高壓的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)著，很多人到了中年，會在某天突然感嘆，怎么把自己活成了現(xiàn)在這個樣子。社會的標(biāo)準(zhǔn)和大眾的眼光確實很難忽視，但希望你們心中能有桿秤，學(xué)會為自己想要的生活作出取舍?！眲⒎f坦言。
育人精神關(guān)乎科技事業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展。科學(xué)是一項承前啟后、不斷超越的偉業(yè)，是甘當(dāng)人梯的前輩和不斷超越的后輩教學(xué)相長的過程。正是因為劉穎認(rèn)識到了好奇心對科研的重要性，在教學(xué)和科研以外，劉穎同樣熱衷于科普教育事業(yè)，向青少年傳播好奇心。劉穎曾參與錄制了一系列小學(xué)生命科學(xué)課和生活中的實驗課。這一系列視頻至今仍常常被播放，劉穎偶爾會收到家長來信，向她分享孩子的學(xué)習(xí)熱情，也會請教一些科學(xué)問題。這種被認(rèn)可的感受令她備受鼓舞?！白隹破者@個事情，就是你可能在自己都不知道的情況下，給孩子的心里埋下了一顆科學(xué)的種子，也許之后某一天它就會發(fā)芽，會開花，會結(jié)出果實?！?/p>
在劉穎看來，高效率科研，高質(zhì)量生活，這才是人生的正確打開方式。劉穎對學(xué)生提出最多的期望是，“相信自己，不要給自己的人生設(shè)限，相信相信的力量，要敢于嘗試任何的可能性，世界的邊界才是我們的邊界?！保ㄗ?記者 呂冰心）
呂植：山水之間的觀察者與彌合者
呂 植
北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授
山水自然保護(hù)中心創(chuàng)始人
中國女科技工作者協(xié)會副會長
第二屆“中國青年女科學(xué)家獎”獲獎?wù)?/strong>
“山水之間而來的我們，怎樣才能和諧地生活于山水之間？”這是北京大學(xué)保護(hù)生物學(xué)教授呂植畢生在思考的問題。作為我國保護(hù)生物多樣性的領(lǐng)軍人物，呂植有很多響當(dāng)當(dāng)?shù)念^銜，然而她對于自我的認(rèn)知，只是山水之間的一個觀察者和彌合者。
雪后的山林總是格外安靜，一個身影小心翼翼地在林間小路穿行著，生怕踏雪發(fā)出的“吱嘎”聲會驚擾這份莊嚴(yán)。雪地上時隱時現(xiàn)的是串串腳印，“被遺落”在草野間的是熊貓的糞便，就連那塊寫著“保護(hù)野生動物”的牌子，還留著大熊貓充滿好奇的牙印……這是第一次野外考察時，大自然遞給呂植的第一張“名片”，這份記憶連同她對野外的那種興奮之情，被她深深烙印在了記憶里。
1981年來到北京大學(xué)生物系學(xué)習(xí)，呂植就與自然結(jié)下了不解之緣。大三那年，她下決心要研究大熊貓，此后深入山林就成了家常便飯。從最初只能遠(yuǎn)遠(yuǎn)地跟著，再到后來建立相互信任，呂植與熊貓的故事既有過狹路相逢的驚險，也有過觸人心脾的感動，但是這樣美麗的邂逅并沒能持續(xù)很久——隨著城市的擴(kuò)張和工業(yè)的發(fā)展，山林越來越少，大地越來越禿，看到野生熊貓們賴以生存的棲息地急劇縮水，呂植突然意識到，保護(hù)自然生態(tài)早已成為一種迫在眉睫的需求。
然而，保護(hù)的過程并不如她想象的順利：在老師潘文石的帶領(lǐng)下，呂植及同學(xué)們幾經(jīng)努力，森林雖然保住了，但當(dāng)?shù)氐姆ツ竟と藚s因此失去了工作，昔日相互照料的朋友轉(zhuǎn)眼成了陌路，甚至還有人寫出了“此處禁止科學(xué)研究”的標(biāo)語。一時間，她的心情降到了谷底——她很清楚，當(dāng)?shù)厝艘牟皇强茖W(xué)研究，而是他們這些為了自然而弄丟他們“飯碗”的人。
這段經(jīng)歷如同一根刺，深深扎在呂植的心里，也迫使她開始思考一個問題：保護(hù)自然生態(tài)的同時，我們該如何平衡人與自然的關(guān)系？帶著這個問題，她在此后數(shù)十年間參與創(chuàng)辦了NGO組織，聯(lián)合了當(dāng)?shù)睾蜕鐣雀鞣劫Y源力量，在開展物種監(jiān)測的同時也推進(jìn)了當(dāng)?shù)鼐用竦呐嘤?xùn)，如積極指導(dǎo)保護(hù)地居民參與護(hù)林工作，鼓勵當(dāng)?shù)厝碎_發(fā)養(yǎng)蜂、種茶等生態(tài)友好產(chǎn)業(yè)，為動物愛好者們提供自然觀察類的服務(wù)……不用再像幾十年前那樣只能“靠山吃山”，人們也放下了對“自然保護(hù)”和“科學(xué)研究”的抵觸。
在呂植看來，做自然生態(tài)保護(hù)無法回避的重要問題，就是如何解決“當(dāng)?shù)厝藶槭裁匆鲎匀槐Ｗo(hù)”，如何讓當(dāng)?shù)厝说男枨笈c自然保護(hù)成為一種順?biāo)於菍沟年P(guān)系?！白鲎匀槐Ｗo(hù)并不是喊口號，而是現(xiàn)實告訴我們問題出在哪里?！彼f，“這個保護(hù)里除了保護(hù)動物和自然外，還有我們要如何看待和解決那些生在其中的人的生活。因此，我后來做的保護(hù)工作全都是跟人有關(guān)的?！?/p>
在修復(fù)人與自然關(guān)系的過程中，呂植感覺自然潛移默化中也塑造著全新的自己?！白匀唤o我輸入了巨大能量——見過世界最美麗的地方、最壯闊的場景，這些經(jīng)歷無形中塑造了我的精神世界，也讓我獲得了一顆堅定為自然盡力的心和自信”，她說。
在呂植眼里，性別從來不是一種桎梏，盡管在外人看來，野外考察對女性并不是很友善，但于真正參與其中的人來說，完全沒有性別障礙，想干什么就去干，更沒有適不適合女性干這一說。
“其實，我們這兒現(xiàn)在反而都是女生研究豺狼虎豹，男生研究小動物和植物?！彼腴_玩笑地說，眼里充滿了堅定和從容，“但這不意味著社會上就沒有對女性科學(xué)家的偏見，就像干我們這一行總會有人認(rèn)為女孩子不適合，但恰恰相反，我覺得做野外工作女孩子是適合的——體力上的差異可以通過鍛煉來改善，在觀察動植物上甚至還有性別優(yōu)勢?！?/p>
除了周圍的人在她當(dāng)年選擇野外工作時談及過性別，從事科研工作數(shù)十年，女性身份并未成為她為理想奮斗的枷鎖。直至2005年獲“中國青年女科學(xué)家獎”榮譽(yù)，呂植開始重新審視“女性”一詞對她的影響?！拔乙庾R到我是幸運(yùn)的，但世界上還有很多人是不幸運(yùn)的?！彼f，“作為女性群體里的一員，我就想分析看看我所獲得的這些東西，哪些是女性都可以獲得的、是普世的，又有哪些需要我們?nèi)ヮ~外爭取。”
此后，呂植便開始積極投身各種公益活動，積極地為女性科研工作者發(fā)聲，力爭為她們創(chuàng)造更好的發(fā)展環(huán)境。作為中國女科技工作者協(xié)會副會長和指導(dǎo)過許多女博士的導(dǎo)師，呂植發(fā)現(xiàn)，許多女性科研工作者雖然工作能力突出，但仍無法避免因為生育而對事業(yè)產(chǎn)生的影響。為此，呂植積極鼓勵女學(xué)生的獨(dú)立性，女科技工作者協(xié)會推動了相關(guān)政策的出臺，將青年科學(xué)家基金評選的年齡延遲了5年，為女性科學(xué)家提供更多的時間來兼顧家庭和工作的需要，為其創(chuàng)造更為友善的良性發(fā)展環(huán)境。
“打破性別偏見除了要有大環(huán)境支持、消除社會和文化中的固有成見，每個人的努力也同樣重要，女性要先尊重自己?！眳沃舱f，“女性要有正確認(rèn)知和態(tài)度，具備獨(dú)立人格，并從內(nèi)心建立強(qiáng)大自信，用實際行動告訴大家你的價值?！保ㄗ?記者 王雪瑩）
王玲華：科學(xué)無關(guān)性別年齡，只關(guān)興趣
王玲華
北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院研究員
第十二屆“中國青年女科學(xué)家獎”獲獎?wù)?/strong>
《星際穿越》中的蟲洞真的可以穿越時空嗎？《流浪地球》中點燃木星大氣的情節(jié)可以使地球逃離木星引力控制嗎？《三體》中威懾地球人的智子間諜在實際理論上可行嗎？……作為北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授，王玲華觀看科幻作品時，總是不自覺地思考起其中的科學(xué)性。在普通人的觀賞體驗之外，這些作品中著力表現(xiàn)出的對未知世界勇于設(shè)想和探索的內(nèi)核，常常會使她得到另一個層面的滿足：這與她在科研中追求真理，對世界充滿好奇的特點不謀而合。
王玲華的科研經(jīng)歷非常單純，貫徹始終的就是兩個字——興趣。從小到大，她的數(shù)理化成績都非常好，于是理所當(dāng)然地選擇了理科。
1995年，當(dāng)她考入北京大學(xué)地球物理系時，第一次聽到空間物理學(xué)這個學(xué)科，這是一門利用空間飛行器直接探測和研究太空中物理現(xiàn)象和過程的學(xué)科。
“簡單來說，人造衛(wèi)星現(xiàn)在能夠達(dá)到的區(qū)域歸我們空間物理學(xué)，人造衛(wèi)星現(xiàn)在達(dá)不到的區(qū)域歸天文學(xué)?！甭牭嚼蠋熯@么說，一直對太空知識感興趣的王玲華心動了，因此選擇了多數(shù)人看來非常“高冷”的空間物理專業(yè)。以興趣為導(dǎo)向的她，在研究生階段選擇了極具挑戰(zhàn)性，也是最吸引她的方向——太陽和日球?qū)痈吣芰Ｗ樱ㄟ^對高能粒子的研究解密更多宇宙信息。
其實，高能粒子在宇宙空間中普遍存在，它們的速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我們的日常認(rèn)知，有可能比噴氣式飛機(jī)的速度高出許多倍，也有可能接近于光速。目前，人類對于宇宙的了解很多都是來自于這些高能粒子。王玲華介紹，高能粒子不僅作用于太空中，還與普通民眾息息相關(guān)。如今大眾生活中如實時導(dǎo)航、快速定位等與衛(wèi)星相關(guān)的需求都有可能受到高能粒子的影響，今后如果人類能夠進(jìn)行星際航行，那么對高能粒子的相關(guān)研究將會為新太空活動提供強(qiáng)力的保障作用。
那么，什么是日球?qū)樱刻枙掷m(xù)向外吹出太陽風(fēng)，而太陽風(fēng)和星際介質(zhì)相互作用，會在整個宇宙空間中吹出一個巨大的空腔結(jié)構(gòu)，這就是日球?qū)?。王玲華說：“太陽和日球?qū)訛槲覀兲峁┝艘粋€巨大的天然科學(xué)實驗室來研究空間中發(fā)生的物理過程?！?/p>
平時，王玲華的工作就是利用衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)來研究日球?qū)痈吣芰Ｗ拥钠鹪?、加速和傳播過程中的物理本質(zhì)，以及研制高能粒子探測器。偶爾，當(dāng)觀測到的數(shù)據(jù)暫時無法被理解，她不但不沮喪，反而勁頭十足地開始分析。她從不認(rèn)為這會是科研過程中的阻礙，而把它們當(dāng)作是一種推動力，認(rèn)為這“或許會通往新的科研方向”。
憑借著扎實的研究，她發(fā)現(xiàn)了在平靜時期的日球?qū)又?，存在一種未知的高能粒子成分——暈外電子。這一發(fā)現(xiàn)更新了人們對空間高能粒子的認(rèn)知。由于太陽爆發(fā)活動會拋射大量的等離子體到行星際空間，如果這些等離子體朝向地球傳播，到達(dá)地球后就會擠壓地球磁層，從而造成磁暴。而王玲華的研究將幫助人類應(yīng)對可能發(fā)生的災(zāi)害性空間天氣事件。
與其他很多物理學(xué)科不同，空間物理學(xué)的進(jìn)步要靠空間探測來推進(jìn)。“也就是說，誰掌握了先進(jìn)空間探測器的研制能力，誰就控制了學(xué)科的發(fā)展方向?！蓖趿崛A說，空間探測器的研制能力正是目前我國在空間物理學(xué)發(fā)展上的一個瓶頸，最近她和團(tuán)隊申請到一個國家重大儀器研制項目，主要針對星際空間高能粒子的探索，希望能夠?qū)ν黄七@個瓶頸有所幫助。
作為一名女性科學(xué)家，王玲華天然地對從事科研的女學(xué)生現(xiàn)狀有所關(guān)注。她發(fā)現(xiàn)，很多女學(xué)生的基礎(chǔ)知識和思維能力都很棒，卻由于長期受到“女性不適合學(xué)理科”“女性不適合做科研”等言論潛移默化的影響，而不可避免地不自信，在做科研結(jié)論的時候表現(xiàn)遲疑。“這是一種非?？上У那闆r。因為空間物理學(xué)史上的4個里程碑事件：地球輻射帶的發(fā)現(xiàn)、太陽風(fēng)的首次實地觀測、歐羅巴地下海洋的發(fā)現(xiàn)、太陽微耀斑的發(fā)現(xiàn)，其中兩位發(fā)現(xiàn)人都是女性?？茖W(xué)無關(guān)性別和年齡，只關(guān)興趣，無論男女都能作出重要貢獻(xiàn)?！?/p>
而對于科研工作本身，王玲華建議如果真的對某一領(lǐng)域感興趣，就一定要堅持自己的選擇。“漫漫科研道路宛如人生，永遠(yuǎn)不可能一帆風(fēng)順。在前進(jìn)過程中，一定會遇到很多困難，但是不要放棄，堅持前行，就一定會獲得正向回饋，感受巨大的幸福?！保ㄗ?記者 趙玲 ）
陶曉明：科學(xué)的種子，開出時間的玫瑰
陶曉明
清華大學(xué)電子工程系教授
第十四屆“中國青年女科學(xué)家獎”獲獎?wù)?/strong>
我們正處于一個信息大爆炸的時代，通信技術(shù)日新月異，但卻仍無法滿足人們的需求?！拔磥硗ㄐ偶夹g(shù)航向已經(jīng)轉(zhuǎn)向了寬帶化和多媒體化，而通信頻譜資源卻面臨日益短缺?！碧諘悦髡f。在新的嚴(yán)峻形勢下，如何滿足人們對更高容量、更高帶寬的通信需求成了棘手的國際性難題。
清華大學(xué)電子工程系教授陶曉明和她的團(tuán)隊致力于尋找一把能將難題迎刃而解的密鑰——在傳統(tǒng)通信技術(shù)中引入智能計算的方式，通過基礎(chǔ)研究來拓展帶寬需求——為你我開啟無線世界的更多可能性。
傳統(tǒng)無線通信技術(shù)基于數(shù)據(jù)通信，包括文字、圖像、聲音等多媒體信息，每實現(xiàn)一次傳輸，都必須建立一個新的通信連接。假如把無線通信的每次傳輸視為一次“見面”，那么在傳統(tǒng)通信技術(shù)中，每次見面時“雙方”都必須重新“自我介紹”，這也因此占用了本就緊缺的帶寬資源。對此，通信領(lǐng)域中解決帶寬的傳統(tǒng)方法，是通過對多媒體信息壓縮編碼，以達(dá)到提高傳輸效率的目的。但是受制于率失真性能，當(dāng)多媒體信息一旦達(dá)到失真的臨界點，就很難再壓縮了。面對傳統(tǒng)方法的掣肘，陶曉明另辟蹊徑，選擇了一個大膽而充滿想象力的新思路：將人工智能技術(shù)引入無線通信領(lǐng)域。
“視頻通信智能協(xié)同計算的核心創(chuàng)新是在傳統(tǒng)通信中融入智能計算，通過計算把真正需要傳輸?shù)奈粗畔⒄页鰜?，而把已知的信息在收發(fā)端預(yù)存，從而做到不重復(fù)傳輸，這樣就有效實現(xiàn)了節(jié)省通信傳輸帶寬的目的?！碧諘悦鹘忉?，“就像陌生人之間‘一回生，二回熟’一樣。”基于模型的智能計算在首次連接時“介紹雙方認(rèn)識”，下一次傳輸就無需“重新介紹”占用帶寬了。
陶曉明最早提出這一創(chuàng)新性的研究方向還是在十多年前，當(dāng)時國內(nèi)移動通信網(wǎng)絡(luò)正從2G向3G過渡，而作為新興交叉學(xué)科的無線多媒體通信也絕非是“無線通信”和“多媒體處理”兩個領(lǐng)域的簡單疊加。雖然當(dāng)時機(jī)器學(xué)習(xí)正在飛速發(fā)展，但把計算通信作為一種新方法去實現(xiàn)面對面的實時通信效果，這種思路在國際上還是被認(rèn)為難以實現(xiàn)。陶曉明團(tuán)隊的論文也屢屢被拒，“評閱意見大都認(rèn)為論文研究思路和傳統(tǒng)方法不一樣，”她回憶道。之后兩三年，這個研究方向似乎走進(jìn)了死胡同。
“從事前沿技術(shù)研究往往像在無人區(qū)中行走，前路不清晰，也不知道哪里是盡頭。”倍感壓力的日子里，陶曉明沒有輕言放棄。經(jīng)過幾年的艱苦努力，無數(shù)次實驗后，終于迎來了好消息：實驗證明在新的計算通信理論的支持下，用于視頻通信的效果比傳統(tǒng)方法節(jié)省了好幾倍的帶寬。此后，團(tuán)隊連續(xù)發(fā)表高水平論文，并得到了國際同行的高度認(rèn)可。
回想起科研道路上的自我驅(qū)動力，陶曉明笑著表示，除了科研工作本身的魅力和樂趣外，還有科幻電影《黑客帝國》種下的“初心”。
1999年，18歲的陶曉明還是一名西安電子科技大學(xué)通信工程學(xué)院的大一新生。在當(dāng)時中國互聯(lián)網(wǎng)剛剛興起，甚至連藍(lán)屏手機(jī)都還沒出現(xiàn)的年代里，電影《黑客帝國》里的酷炫場景讓陶曉明感到震撼：在這個帶寬無限制的世界中，主角Neo和母體Matrix的所有聯(lián)絡(luò)都能以無線通信的方式隨時傳輸。當(dāng)時的陶曉明心中只剩下一個念頭：未來科技能否發(fā)展成這樣？如果能由自己親手來實現(xiàn)這樣的未來就好了。
23年后的今天，她親手種下的這顆種子，終于開出了時間的玫瑰。（整理/吉菁菁，內(nèi)容綜合澎湃新聞網(wǎng)、清華大學(xué)官網(wǎng)）
出品：科普中央廚房
監(jiān)制：北京科技報 | 北科傳媒
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