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中国科学院福建物质结构研究所:边城女孩的化学奇境

2024-04-28 来源: 搜狐 原文链接 评论0条

编者按

“中国青年女科学家奖”是欧莱雅和联合国教科文组织“为投身于科学的女性”计划在中国的发展和延伸,由中华全国妇女联合会、中国科学技术协会、中国联合国教科文组织全国委员会以及欧莱雅中国于2004年联合设立,已成为专门面向广大女科技工作者的全国性奖项。截止第19届,共有204位女科学家脱颖而出,她们弘扬科学家精神,矢志科技报国。女科学家,一代耀一代。

果壳采访了第十九届“中国青年女科学家奖”的部分获奖女科学家,让我们一起听听她们与科学的故事。

被采访者:

鲍红丽 中国科学院福建物质结构研究所/有机化学

边城女孩

“我出生在黑龙江,在一片森林里长大。”鲍红丽坐在她福州家中的书房,背靠着满架的书,只听说话的语音语调,很难察觉到她其实是个东北人。从1998年南下到中国科学技术大学求学,到2009年远赴美国德州大学西南医学中心深造,再到2014年回国在中科院福建物质结构研究所工作任教至今。25年过去,时间和经历重新塑造了这位在森林里长大的女孩,让她成为了一个创造新物质的有机化学研究者。

鲍红丽教授在有机化学实验室

回望来时的路,在沉思与叙述的交替中,鲍红丽短暂地回到了那个林场,回到了自己的童年。她说,那是一片很美的森林。

长白山系老爷岭的余脉在此处延伸,留下中生代火山活动的地质痕迹。千万年来风与水的剥蚀和生物腐殖质的累积,又制造出异常肥沃的土壤,供养其上丰富多彩的生境。起伏不定的山地间,既有多年生的杨、桦等天然阔叶林,也有以樟子松和落叶松为主的人工林。林下,松茸的肥美的子实体在八九月份冒头,采摘时要记得藏好菌窝,免得第二年被其他人发现。山坡上堆积着厚厚的松毛,以森林为家的孩子们把这当成天然滑梯,一次又一次欢呼着滑下。河里可以捞鱼,山上可以捉蛇。狍子对路过的人类没有警戒心,喊它一两声,偶尔还会好奇地回望。

这就是鲍红丽长大的地方。

“在那种地方长大,会有一种天生的自信。不像现在,你要证明自己的优秀,几乎只能跟别人比学习。我当时在森林里,没有太多条条框框,也没有人告诉我什么能做什么不能做。自由自信的一个结果就是做事笃定,认准了就不彷徨。”

鲍红丽(右)与姐姐在林场小学

鲍红丽在这座森林里长到十一岁,养过好几条狗,摘了许多松茸,形成了她最早的自我认知。林场子弟小学一个班级只有五六个学生,想要未来走得更远,就得去别的地方读书。森林边上有座规模很小的城市,叫作绥芬河,与俄罗斯滨海边疆区接壤,鲍红丽在这里度过了接下来的七年。

在那个年代,匮乏是一代人的常态,但同时意味着某种程度上的公平。当时,整个绥芬河市只有一所中学,绥芬河市第一中学。鲍红丽升入高中就读的时候,整个年级的一个理科班和两个文科班,基本囊括了那一年绥芬河市所有的入学新生。

鲍红丽不刷题,既是因为不喜欢,也是因为其实没有多余的教辅教材可以借重。和大多数那个年代的同龄人一样,她所拥有的只是几本教科书,还有几套卷子。卷子往往还会拿去引火。鲍红丽倒是无所谓,她觉得堆在那里“也是一种思想负担”。学习真正让她兴奋的部分,是全局思考和归纳总结。“那个时候其实没有思维导图,可能小地方信息也不是非常通畅,但我已经自己摸索然后熟练运用了这种方法。”她在脑中勾勒每一个学科从整本书到整个高中三年的知识框架,享受这种拎着任意一点都能把整张网络带出来的感觉。“就觉得要把它学清楚,学不清楚心里就不爽,跟现在搞科研似的,特别喜欢揪着一个问题研究。”

人生的草蛇灰线自此显露。1998年,几乎不接收俄语生的中国科学技术大学,那年出乎意料地在黑龙江招生了。“科大离家远,比北京还要远。我喜欢搞稀奇的东西。我就说那我要去。”

新世界的眩晕

当18岁的鲍红丽收拾行李,准备南下前往中国科学技术大学就读时,她并不真正知道接下来自己将要面对什么样的生活。彼时彼刻,是改革开放的第二十个年头,如同一支用力向上射出的箭,中国正处于日新月异的高速发展期。然而,在绥芬河市,鲍红丽接受中学教育的这几年间,她所接受的外语训练依然只有俄语。

“我不知道整个世界都在学英语。我还以为大家可能都在学俄语。”

而中科大要求至少考过英语四级才能毕业。事实上,即便鲍红丽靠着惊人的毅力从零学起,并且在大三成功通过了四级考试,英语后发的劣势依然拖慢了她科研的脚步:阅读英文文献的障碍暂且不论,当其他同学大四考个GRE就能出国读研究生的时候,她还在夯实不太稳固的英语基础。鲍红丽用“内伤”来形容这段经历,并将其视为自己求学及科研道路上“最大的困难和挫折”。但同时她也表示:“没有白费的力气,这也是一个有趣的经历。”

除了外语需要从头学起,进入大学后应接不暇的知识强度和密度,也令鲍红丽受到了很大的冲击。突然之间,高中那种把一切摸透学透的方法不再管用了。“就感觉知识大爆炸了,永远没有能力全部掌握了,为此崩溃了很长一段时间。”

即便如此,她也没有怀疑过自己的能力,更没有陷入“女性不擅长理科”这一类常见能力歧视带来的内耗。“科大那个地方,女生理科厉害得要命。我有一个非常有名的学姐叫庄小威。当时考四大力学,没有男生能考过她。那么难的东西,全满分。我当时理科学得也蛮好。其实每个人擅长的东西不一样,可能跟自己的成长经历有关,但跟男女没有太大的联系。”

鲍红丽作为中科大和中国科学院上海有机所的联合培养博士毕业

也正是在科大读书的时候,鲍红丽听了一场改变了她人生的报告。演讲者名叫丁奎岭,是当时中国科学院上海有机化学研究所的一名研究员,2013年当选为中科院院士。演讲内容是金属催化的不对称反应。鲍红丽被他讲述中展现的人格魅力和化学之美深深地吸引,她立下决心,要跟着这位老师读书。

面对成绩优秀的学生,丁老师最开始却不太愿意。“有机合成在行业里,相对来说是一个比较脏也比较累的工作。不但要求你体力好,还要付出大量的工作时间。女生就特别少,做得好的女生也少。还有一点是,可能很多女生一旦毕业,就以家庭为主了。比如说夫妻两个都是科学家,有的时候好像女的要为家庭更多做一些,所以看着一部分女性好像就在这个领域消失了。”今日的鲍红丽从老师的角度也能理解他当初的犹豫。

丁奎岭觉得鲍红丽没有做好准备,他反复告诫她,有机合成这个领域又苦又累,希望她知难而退。鲍红丽却觉得困难虽然存在,但可以靠坚持克服。森林赐予她的那份自信此刻发挥了作用,她对老师说,“除了钢瓶我抱不动,其他实验我都可以跟男生一样做。”

她的笃定最终说服了老师。2004年2月,鲍红丽读完研究生的文化课,开始跟着丁奎岭做有机,也正式走上了自己的科研道路。2008年7月,鲍红丽作为中科大和中国科学院上海有机所的联合培养博士毕业,并于次年前往德州大学西南医学中心读博士后。

从长白山北部的森林出发,这个边城女孩去了合肥,又去了上海。现在,她将飞往美国。

离开是为了回来

不同于以往,这个阶段的鲍红丽和外部世界不再存在太大的信息差。现在,她不但熟练掌握了英语,还进入了有机化学这个令她兴奋的领域。对于科研,她不再懵懂。她明白除了美好,这项事业也有其痛苦的一面,而任何工作都具有这样的两面性。

更重要的变动发生在她的个人生活里:她成为了母亲。先有了一个女儿,然后又有了第二个孩子。而科研压力并不会因为做了母亲就减少半分。鲍红丽生产那天,上午在做实验,下午去剖腹产,二十天后回归了岗位。

“生育损伤一定是会有。我有两个孩子,要不停地在调整适应,想找到一条更好的路径。”

为了兼顾科研和育儿,她选择压缩自己的休息时间。美国实验室的硬性要求是,每天工作满八个小时,起止时间不限。于是鲍红丽每天早上四五点来上班,做实验,中午12点或者1点回家照顾小孩,长期睡眠不足将她逼到了生理极限。鲍红丽回忆起那段时间也很感慨:“原先没生孩子的时候,感觉脑子很好使。刚生完孩子那个时候真是什么都记不住,所有的东西都要用更科学的办法去管理,才能搞得好。比如所有想法都写下来分类,然后看着它去回忆。感觉人都废掉了,好几年以后才恢复。”

她因此对自己后来带的女学生也有更多的共情和理解。“她们痛经要请假,我都同意。我还会想,我当年怎么就不知道要去请假呢?”

鲍红丽教授与自己的学生们一起拍毕业照

2012年鲍红丽凭借在不对称[2,3]-重排反应研究中取得的突破性成果,获得了美国德州大学西南医学中心颁发的Chilton Award,这是西南医学中心生物化学系颁给所有在一线做科研的学生和博后的奖项。两年一次,每次一人。在全美排名第一的生物化学系,在同时承担育儿责任和科研压力的情况下,鲍红丽依然拿到了这个奖。

在重庆大学学报社会科学版一篇发布于2013年的论文中,统计数据显示,“985”“211”院校的招聘要求中,明确规定须有海外留学或工作经历的比例为32%。也在那一年,我国的研发人员总量超过了美国,成为世界第一。从中也许可以看到这一代许多中国科研工作者的人生路径:在国家的快速发展期,他们从一些不发达的地方考出来,接受高等教育,在大学第一次打开了眼界,其中有些人去到更远的地方,接受更加国际化的学术训练,初步形成了自己的工作方法。而后可能是一份还不错的教职,可能是更好的发展前景,有的人选择留下,有些人回来了。

鲍红丽是后者,理由很简单:在美生活数年,她始终没有归属感。2013年12月,经过四年的深造,带着一双儿女和亮眼的科研成果,鲍红丽放弃美国绿卡,选择回国在中国科学院福建物质结构研究所开始独立的研究生涯。

福建丘陵广布,水系发达,森林覆盖率高达65%,从这个角度看,转了一圈,鲍红丽又回到了她心心念念的森林边上,并将在这里,继续深入化学的奇境。

大黄蜂和擎天柱

今年是鲍红丽回国的十年。十年间,她组建了属于自己的科研团队,深耕有机合成及不对称外球自由基反应,创制了许多全新的功能分子和试剂。她先后获得过多项重要人才和科技计划项目资助。2021年,鲍红丽荣获中国化学会“中国均相催化青年奖”。同年,她作为中国科协十大代表在《人民日报》上发表了这样的感言:“作为科研人员,我们生逢其时,在祖国科技大发展时期,我们大有可为,更要大有作为。我将潜心科研,勇闯创新‘无人区’,争取在原始创新上多出成果。”

这份事业给她带来了许多外在的荣誉,但当问起做科研最快乐的地方,她说:“创造是最幸福的。我们要么就创造新的知识,拓展知识的边界;要么就创造新的物质,而且它极有可能直接跟我们的生活相关。所以非常有成就感。赚一个亿两个亿,可能后面都没感觉了,但创造每走一步,都会非常让人兴奋。”

她喜欢挑战行业中公认的难点,比如自由基中心的立体化学控制。作为一类化学基团,自由基能量太高,过分活泼,很难按照固定的路径去发生人们想要的反应。尤其是外球自由基,两个反应物之间往往没有明显的相互作用,或者由于反应太快而来不及识别出对方。这种情况下,一个反应物需要捕获另外一个反应物并且对其进行精准立体化学控制,就变得非常困难。

鲍红丽带领她的团队,专注于这类反应,发展了很多新的不对称催化反应,通过这些新反应改变了一些重要化合物的合成策略,甚至于创造了此前世界上没有的全新物质。比如最近,她们创制出了新的荧光分子家族。

“荧光探针已经被广泛用于探索生命系统,它们已被用于信号分子的特异性识别、蛋白质的相互作用以及许多探索人类健康有关的问题,比如新冠病毒检测就需要用到荧光材料检测。我们刚发现的这个荧光分子家族,它的发光强度和稳定性都非常好,而且与之前经典的那些荧光分子的骨架是完全不同的。”

鲍红丽教授与团队合成的全新荧光分子

“发黄光的,我叫它大黄蜂,发绿光的叫救护车,然后还有一个发红光的叫擎天柱。”取这样的名字,既是因为她喜欢看科幻电影和小说,也是因为这些全新的荧光分子的能力堪称“变形金刚”。“我们知道一些可以在细胞内原位发生这种化学反应的发光分子,但是它们的反应是相对简单的,基本你还能认出谁是谁。但我们做的这个东西,它会完全转变成另一个形态,这是我非常喜欢它的一个原因,这种创造和惊喜真的是无法预料的。”

全新的物质、充满惊喜的反应过程、尚不明确的化学特性、有待变革的合成路径,这些都让鲍红丽兴奋。在反应瓶里直接用自己的双手将知识的边界往外推一推的这个过程,也让她感到无比满足。

鲍红丽承认,做科研很难,比自己刚入行时想的要难得多。“搞科研简直是对人的一个巨大的考验,要有各种优秀的品质,勤奋乐观这种基础的就不说了。我觉得最重要的品质就是想象力、创造力、毅力,还有特别准确的判断力。女性做科研我觉得有个优势,就是直觉通常好一些。”但最终,她还是会反复强调:“我非常喜欢做这件事,我真的觉得这是最棒、最有趣的职业。”

听鲍红丽讲荧光分子和这些年的科研工作,很容易让人觉得,探索和创造本身就让她兴奋,就像在一座有机化学的森林里漫步,虽然不能像年少时那样仅凭一条脉络就抓起整个知识网络,但对经常攀爬的这座山坡的地形,她也已经足够熟悉,足够心有成竹,而邂逅全新的有机分子,就像在夏末的林间寻找那些美味的松茸。

与之不同的是,在绥芬河边上的山中,就算有所收获,也得藏好那个只有你知道的菌窝;但在化学的森林里,先行者会踩出一条小径,供后来人继续探索和前行。

采访/撰文:陆鸣

编辑:吴欧

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