02.26 全球僅兩名!天才中國女科學家斬獲重量級大獎

近日,一段在哈佛大學畢業典禮的演講視頻火了。

他叫何江,是一名農村子弟

卻是首位在哈佛博士畢業典禮上演講的中國人。


全球僅兩名!天才中國女科學家斬獲重量級大獎


原來在這位哈佛學霸何江背後,

還有著另一位更厲害的科學家大牛——莊小威


在何江眼裡,

她就是自己的role model,

她才是真正大師級的傳奇人物。


全球僅兩名!天才中國女科學家斬獲重量級大獎

前幾日,美國維爾切克基金會

宣佈了2020年度維爾切克獎獲獎人選,

著名女科學家莊小威獲生物醫學獎。

這個獎項每年只有兩個名額,

頒發給在美國以外出生的藝術家和科學家,

獎勵他們在藝術或科學領域作出的傑出成就。

一個是給生物醫學界,

一個是給人文藝術界,

而今年生物醫學的獎項落在了莊小威身上。


全球僅兩名!天才中國女科學家斬獲重量級大獎


1972年1月,出生於中國江蘇省如皋市,

25歲拿下了加州大學伯克利分校的物理學博士學位

31歲拿下“麥克·阿瑟天才獎”,

成為第一位獲此榮譽的華人女科學家,

也是24個獲獎者中最年輕的一位。

34歲哈佛在讀博士後,

被美國的《科技評論》雜誌選為35歲以下的100名青年創新者

與諾貝爾獎最接近的華人女性

年僅46歲,已成為美國國家科學院院士

哈佛大學化學與化學生物、物理學雙聘教授

...

莊小威身上的光環真是數也數不清。


全球僅兩名!天才中國女科學家斬獲重量級大獎


翻看她的人生履歷,你會覺得這個女子從小彷彿像開了掛一樣的優秀。


中科大首屆少年班高材生,34歲成為哈佛大學雙聘教授,40歲刷新美國國家科學院最年輕華人院士紀錄,此後兩年又陸續成為美國人文與科學院院士和中科院最年輕的外籍院士。她所取得的成就和榮獲的獎項,也趕超了許多資歷老名氣盛的科學家。


她發表的論文他引超過12600次,最高單篇他引超過2000次。(這僅僅是截止到2015年的統計數據)


2014年,明明成就更大的她卻與諾貝爾獎擦肩而過,許多人站出來為她打抱不平。

01

PART

從小就表現出異於常人的聰慧

莊小威出身於書香門第,父親和母親退休前都是中國科學技術大學教授。受父母親的影響,從小耳濡目染不學以能。那時莊小威就對科學感興趣,同時被物理嚴謹的推理之美所吸引。


全球僅兩名!天才中國女科學家斬獲重量級大獎


書桌邊,父親正在教一個小男孩物理,父親問:“一杯水放在桌子上,這個水杯受了多少力?”這是一個普通初中物理問題。

“有水和水杯的重力,桌子還有個支持力。”男孩說。

“你還能不能想出來其他的力?”父親問。

“沒錯啊,就這兩個力,一平衡它就不動了。”男孩回答。

在一旁玩的莊小威卻插話:“空氣對水杯還有個作用力。”

父親大喜,誇耀:“這孩子尚未上學,竟有幾分物理天分。”

那時的她也許還不懂空氣怎樣讓水杯受力。只是因為父親是空氣動力學教授,提出的問題肯定跟空氣有關,於是就這麼作答。

兒時的莊小威便表露出了超出同齡人的聰慧。她的表妹曾回憶一段幼年秩事:“她記憶力超強。記得小時候,我爸爸教她學中國象棋,什麼是將、士、象,每個棋子該怎麼走,不用多,只教一遍她就全都會了,驚得我爸爸直咂嘴。”

不僅如此,莊小威從小就非常懂事獨立。5歲多時,父母上班不在家,她自學炒青菜、打掃衛生等家務活。

中學時,她在班上年齡最小,但各門功課都拔尖,曾榮獲全國中學生數理化競賽第一名。

莊小威當年的老師,如今已年過七旬,但起這個30多年前的學生,卻仍舊記憶猶新。

“首屆22個學生是全國招生,雖然只有十二三歲,卻是百裡挑一的智力超群。班裡男生比較多,女生只有5個,莊小威就是其中之一。她上課非常專心,學習特別刻苦用功,求知慾強,有打破沙鍋問到底的勁頭。”

也清晰記得那時莊小威在課堂上專注的眼神,“老師到哪,她的眼睛就跟到哪,聚精會神一刻都不會落下”。

後來,莊小威被推薦到北京景山學校上了半年中科大預備班;

13歲轉入蘇州中學中科大預備班;

15歲那年她如願以償,以高考600多分的狀元成績考進中科大少年班。

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02

PART

除了吃飯,寸步不離實驗室

多少人被物理高深的理論和繁多的公式折磨哭過,可是莊小威從小就喜歡物理,談到物理,像談論親密無間而又欽慕的朋友。


全球僅兩名!天才中國女科學家斬獲重量級大獎


“物理有著很強的邏輯性,真的覺得物理非常的美,非常嚴謹,很合我的口味,任何東西都有它的邏輯推理,不要死記硬背,注重邏輯推理,一連串下來,理解了也就全部學會了。”


全球僅兩名!天才中國女科學家斬獲重量級大獎


她花工夫,力圖把每一個物理定律搞得透透徹徹清清楚楚,絕不放過一個細節,甚至發展到近乎痴迷的程度。

中科大的那幾年裡,莊小威在數學、物理課考試裡幾乎每次都得滿分,化學,計算機等課也成績優秀。她還經常課餘時間和同學討論學術問題。不論對方是男生女生,她不分結果絕不罷休。

她並不在意分數,只是很享受探索問題的過程,但優秀的成績伴隨著她的努力接踵而來。結果一不小心,理論力學、電動力學、量子力學、統計力學四大力學專業課都考了滿分,這個傳奇紀錄至今仍無人打破,成為中科大物理系一個難以逾越的豐碑。

在中科大畢業後,莊小威來到美國,先在加州大學伯克利分校拿到了物理學博士學位。


全球僅兩名!天才中國女科學家斬獲重量級大獎


2001年她被聘為哈佛大學助理教授。

2003年成為美國首位獲得麥克阿瑟基金會“天才獎”榮譽的華人女科學家,也是最年輕的一位。

2006年初,年僅34歲的她成為哈佛大學化學與化學生物、物理系雙聘教授。

2012年當選美國國家科學院院士,刷新最年輕華人院士紀錄。

2013年又當選美國人文與科學院院士。

2015年她還成為了中科院最年輕的外籍院士。


全球僅兩名!天才中國女科學家斬獲重量級大獎

莊小威的科大同窗曾回憶道:

小威得天獨厚,雖然讀書無數,視力卻是1.5。有時在宿舍時,大家都伏案用功,她卻躺在上鋪的床上看書,還能看見我們書上的字,令我們佩服不已。小威還有個一心兩用的本領,邊聽三國評書邊做原子物理作業的絕招也是絕無僅有。

如今,她還延續著這樣的習慣,一心二用。“我現在工作還是這個樣子,一邊在網上放著中國的電視連續劇,一邊研究工作。”

莊小威一直以天才的形象示人,過人的天賦聰慧的頭腦讓許多人望塵莫及。但實際上,任何的成就都不會來得那麼理所當然,而成長中的艱辛只有莊小威自己知道。

和科學史上的著名故事一樣,成功從來不是天才的靈光乍現那麼簡單。在哈佛大學工作以來,一週7天時間,莊小威每天都從早上10時工作到半夜12時。

這位除了吃飯之外,寸步不離實驗室的工作狂人,用自己的天分和勤奮向世界展示著華人女科學家的翩翩風采。


03

PART

生活給了她一記當頭喝棒

莊小威取得了無數過人的成績,讓她被各種光環和榮耀包裹其中。但實際上,任何的成就都不會來得那麼理所當然,生活哪會讓人真的事事順風順水,成長中的艱辛只有莊小威自己知道。

在1997年博士畢業時,霸氣的莊小威遇上了一次重大挫折。

當時斯坦福大學就告訴莊小威,說對她各方面很滿意,準備給她留一個職位。

莊小威心裡異常激動啊,而且開始有點自我膨脹。畢竟她的同學還在讀博士後,自己就已經是斯坦福助理教授了。

可是沒想到,斯坦福竟然改口了,認為她還沒有準備好,只給了她在斯坦福讀博士後的機會。

“我哭了一整天,很傷心。當時我只想到做教授很風光,其實並不知道自己要做什麼。後來想想傷心很大一部分是虛榮心作怪。”

莊小威意識到自己的虛榮,也看清自己確實沒有準備好。不能為了教授的風光而丟掉最初做科學的動力。

在這之後,無論哪個大學打電話來邀請她參加教職,她都一一拒絕了。

沉下心來的莊小威,決定加入朱棣文在斯坦福大學的實驗室,在斯坦福做了三年多博士後。

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朱棣文是華裔物理學家,獲1997年諾貝爾物理學獎,同時也是美國能源部部長;

在這裡,她的研究方向發生重大轉變,從物理轉入到生物。

可能你會覺得好歹是個斯坦福博士,就算讀的物理系,生物肯定也不會差到哪去。然而事實上,莊小威在加入朱棣文斯坦福大學實驗室之前,對生物學沒有一點了解,她在大學沒修過生物課,甚至連DNA和RNA的區別都不知道。早年莊小威只喜歡物理學,篤信“眼見為實”,對“混亂”的生物學並不感興趣。


但是接觸到生物學領域後,莊小威發覺人類對生命的認知有諸多空白,這讓她產生了一種前所未有的期待,期待自己能夠進入這些嶄新的領域去填補空白,她對此產生了真摯的熱愛,並投入了滿腔的熱情。

可謂是初生牛犢不怕虎,從此闖入生物學,讓她有一種無知而無畏的感覺。

跨學科是偶然的事,但能堅持下來,絕不是因為偶然。

前兩年,她幾乎都是在摸索和試探,沒有做出任何成功,哭鼻子更是家常便飯。

04

PART

跨界研究卻獲“麥克阿瑟天才獎”

雖說當初跨界投入生物領域是個不小的挑戰,但是物理專業的背景也給莊小威帶來了許多幫助。

她創造性地將生物熒光和顯微分析技術結合,發明了“超高分辨熒光顯微技術”。這種技術,克服光學顯微鏡的衍射極限,使得實時揭示生物分子運動成為可能。


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自光學顯微鏡誕生以來,科學家們就能通過鏡頭,看到細菌等微小生物的動態。但傳統的光學顯微鏡其實存在著一個衍射極限,使光學顯微成像系統只能在樣品上形成有限的光斑(艾裡斑)。因為這個光學衍射極限存在,能觀察到200納米到300納米已經是極限了。

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(衍射極限中的艾裡斑)


電子顯微鏡的真空下條件下,生物無法生存,觀察生命運動也基本沒轍。


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在電子顯微鏡下的照片:極度罕見,可以在真空下生存的生物“水熊蟲”

所以要想觀察到細胞內細胞器、病毒如何影響細胞等生命活動過程,變成亟待解決的問題。現代生物醫學研究中,理解人體生命的作用過程和探明疾病的產生機理,也因顯微鏡的極限碰到瓶頸。

而莊小威研究的“超高分辨熒光顯微技術”,就是為打破這個瓶頸而生的。

長達10年的物理學根底賦予她敏銳的直覺,啟發她創造性地將帶熒光的分子標記物附在病毒上,當用激光照射時,標記物會發射出豔麗迷人的色彩。藉助超分辨率顯微鏡技術,就可以實現跟蹤拍攝。莊小威創造性地將熒光光譜和顯微分析技術應用於單個分子,這種嶄新的物理手段,使得實時揭示覆雜生物過程中的分子個體及其運動步驟成為可能。

31歲的她一舉拿下2003年度全美“麥克·阿瑟天才獎”,成為第一位獲此榮譽的華人女科學家,也是24個獲獎者中最年輕的一位。

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2012年8月,莊小威回到中國,成為北京大學第二位大學堂頂尖學者,此前的一位是諾貝爾物理獎得主、普林斯頓大學教授崔琦。

03

PART

同樣的研究成果,卻與諾獎擦肩而過

很多人都猜測, 如果超分辨率熒光顯微鏡是諾獎成就,那莊小威必然是得獎者。

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2006年,莊小威就STORM在《自然·技術》雜誌上發表相關論文。


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在2011年,她又進一步克服了之前耗時長的缺點,開發出了更高性能的STORM。


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(STORM與傳統顯微鏡的分辨率對比)


這一路走來,莊小威也成了超分辨率熒光顯微鏡的大戶,隔三差五就在頂級雜誌上發表重要研究成果。


那時很多人都認為莊小威會是2014年的諾獎得主。但是,世事卻總是在關鍵時刻和莊小威開玩笑。


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2014年的諾貝爾化學獎頒給了美國科學家埃裡克·貝齊格、威廉·莫納和德國科學家斯特凡·黑爾。

第一個被唸到名字的埃裡克·貝齊格,獲獎的理由就是——“超分辨率熒光顯微鏡”PALM。

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同為“超分辨率熒光顯微鏡”的研究,諾貝爾化學獎名單上卻沒有莊小威,這在華人世界引起了不少爭議。

  • 北京大學教授饒毅表示,貝齊格與莊小威的工作在物理原理上完全一樣,兩人同時發表論文,不明白結果為什麼會出現厚此薄彼。
  • 北京大學副教授席鵬在這個科研領域頗有發言權,因為他跟隨當年諾獎得主、該領域公認的領軍人物黑爾學習,他表示:莊小威沒能獲獎,我大感意外。這說明種族主義和性別歧視,其實不僅沒有消失,而是日常可見。
  • 瑞典皇家理工學院化學專業博士徐磊稱“諾獎獲得者埃裡克·貝齊格在超分辨率顯微鏡方面的貢獻不如莊小威”。多名研究人員認為莊小威的貢獻比有的獲獎者更大。


特別是在華人科學家聚集的網站上,大家都紛紛為莊小威抱打不平。關於性別歧視,種族歧視之類的猜測不斷......

最終,對這一質疑,諾貝爾獎委員給出了這樣解釋:

第一:白茲格早在1995年發表了論文,對這一技術提出了理論設想。

第二:白茲格論文的收稿時間要比莊小威早幾個月。


全球僅兩名!天才中國女科學家斬獲重量級大獎

莊小威雖錯失了諾貝爾獎,但她的成就確實是諾獎級別的。縱觀歷史,沒得到應有殊榮的能人異士大有人在。而莊小威也當得起無冕之王這四個字。

05

PART

因為熱愛,所以堅持

就算沒有諾獎加持,莊小威這一路仍然圈粉無數。每次開講座,必定是座無虛席、人滿為患的情況。


全球僅兩名!天才中國女科學家斬獲重量級大獎


這不,文章最開始的提到的哈佛博士何江,就是因為莊小威,才立志考上哈佛找小威學姐。

與眾多華裔科學家相比,莊小威非常樸素,沒有任何討好人的姿態,且有著一種單純和非常的專注。

心無旁騖的做科學,持之以恆的努力,享受過程的心態,都是她走向成功的風向標。

全球僅兩名!天才中國女科學家斬獲重量級大獎

莊小威給她的科學人生做了一個簡單的總結:

Single-Mindedness:專注,心無旁騖一心做科學

Vision(far-reaching ):要有遠見和想象力,這個需要一定的訓練

Fearless:不揀便宜的做,要敢於迎難而上

Persistence:堅持,執著地做一件事,不輕言放棄

Someluck:也要有點小運氣,這當然來自好的性格和品德


無冕之王 ——莊小威 https://zhuanlan.zhihu.com/p/42642651

她是“少年班”出身的哈佛雙料教授,與諾貝爾獎只差“運氣”二字!https://zhuanlan.zhihu.com/p/27313588


全球僅兩名!天才中國女科學家斬獲重量級大獎


作者|安安

平臺|她鄉WEEKLY

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