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诺奖得主威廉·莫纳:未来将有越来越多中国科学家获诺奖

2018年10月30日,2014年诺贝尔化学奖得主威廉·莫纳(William Moerner)表示,中国科学家屠呦呦已经获得了诺贝尔奖,未来将有越来越多中国科学家获诺奖。

2014年诺贝尔化学奖得主威廉·莫纳(William Moerner)。摄影:刘素楠

2018年10月30日下午,2014年诺贝尔化学奖得主威廉·莫纳(William Moerner)在接受界面新闻采访时表示,中国科学家屠呦呦已经获得了诺贝尔奖,未来将有越来越多中国科学家获诺奖。

威廉·莫纳生于1953年6月24日,现年65岁,他是美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士、斯坦福大学教授,单分子光谱和荧光光谱领域的著名专家。他开创了凝聚态物质中单分子的光学检测和光谱分析,是世界上第一个能够探测单个荧光分子的人。

2014年诺贝尔化学奖得主威廉·莫纳(William Moerner)参加世界顶尖科学家论坛。摄影:刘素楠

提问:你认为,近年来,中国在基础科学领域取得了哪些比较重要的成果?

威廉·莫纳:中国最近几年有很多令人激动的成就,我不能一一列举。而且,中国很多大学都有创新成果。

提问:您觉得这些成果有可能得诺奖吗?

威廉·莫纳:当然有可能了。我不能告诉你是哪一个,也不能告诉你为什么,因为诺贝尔奖评选的标准在于能否在最大程度上改变了我们对科学的思考方式,所以有时候是不可预知的。诺奖并不会选出那些非常具体的科学研究成果,而是选出那些能够在很长一段时间内改变了人们既有思维方式、研究方法的科学研究。这些科学研究不仅仅是一个科学发现,更多的是对科学界产生深远影响,为此,科学家可能要做无数次实验。

比如我自己,我是做单分子研究的,30年之前,在低温的状况下,人们不知道如何探测单分子,而且人们也不知道我研究出单分子探测技术之后到底有什么样的影响。但是后来随着这项技术的发展,人们越来越多的应用这种思维和技术,我才获得了诺贝尔奖。

所以,能获得诺奖的科学研究可能一开始只是一个科学发现,发表了很长一段时间之后,发明人才会得奖。

提问:很多的发明都是基于起初非常疯狂的想法,有一些想法来自年轻人,你觉得对于年轻人来说,应该如何继续坚持自己的研究直到做出成就呢?

威廉·莫纳:我觉得对科学的热情是最重要的,对于学习一些未知知识充满好奇心,这种热情能够驱动你每天去做研究而不知疲惫。而且,这种热情真的要落实到每一天的生活当中。平时你可能并不觉得你所做的工作有多么伟大,更难得的是坚持,坚持自己的想法,不断去研究,即使默默无闻。

在我们这个领域当中,很多发明创造都来源于不同学科的跨界融合,比如化学和物理,化学和数学,这就意味着研究者必须是某个领域的专家,这肯定是前提。你必须不断去学习才能拿到你的博士学位,但是同时你必须对另外一个领域保持好奇心,这是非常重要的。

如何实现学科跨越呢?我们必须认识到,科学本身就具有跨学科性质。不同学科领域的研究者,其实都使用同样本质的模型或者同样的数学计算方法。所以,我们要从其他领域当中学习共同点,这就是我们上面提到,为什么要保有开放的心态并不断探索和询问,这个领域的原理是什么,那个领域的原理是什么。我自己的感受是——有了这种持续的热情,并通过其他领域的学习获得借鉴并保持开放的心态,那么你就拥有了进行发明创造的潜能。

提问:你觉得中国的年轻科学家和其他科学家相比,最大的不同点是什么?

威廉·莫纳:很难做概括,中国人很勤奋,工作时间也很长,接受的教育质量很高。我觉得,如果他们能够更多发现科学的乐趣并享受这个过程的话,可能会帮助他们取得更好的成就。尤其是年轻人,应该通过个人的思考来提出问题。顶尖科学家固然会有一些好想法,但年轻人也能迸发出好的灵感。

提问:似乎中国在科研方面投入了很多,但是诺贝尔奖得主很少,你怎么看?

威廉·莫纳:有的,中国科学家屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法获得了诺贝尔奖。我觉得,未来会有越来越多的中国科学家获得诺贝尔奖。

提问:你如何发明探测单个荧光分子的方法?它在产业上有什么样的应用?能不能给我们举一些例子,它对于像癌症这样的疾病治疗有什么样的帮助?

威廉·莫纳:我所做的研究,起初是探测单分子,这就意味着必须要找到高敏的荧光显微镜。这个难关克服之后,我们就会发现,单分子会一关一合,就像眨眼一样,它们对于光的反射会不断开合,我觉得这一点很有意思。单分子这个特性其实可以用来帮我们在现实问题中找到一些解决方案。

我举一个例子,假设你现在想看树枝,但是晚上你看不清楚,如果在树杈放上一个手电筒,把光打开,这时候随着手电筒光的变化,你可以看到树枝的形状。每一次手电筒打开的时候,你可以量树枝的位置。灯关上就不量,打开了再量,通过手电筒灯光打开-关上的方式,你可以摸清楚树的轮廓。

我们对单分子做类似的事情,简要总结起来,我们现在可以非常细致的看到之前没有看到的分子结构和轮廓,这对整个分子生物学具有重大意义,它可以帮助我们了解分子。

在疾病的层面上,我们也可以用同样的方法去了解一些未知的疾病,我们之前对在疾病中变异的分子完全不了解,现在都可以看清楚了。

提问:从你的角度来看,哪些研究最具有应用价值?

威廉·莫纳:从疾病的角度来说,疾病是当今人类很大的一个挑战。我们会通过荧光显微镜了解疾病的变异蛋白质,探究帕金森、老年痴呆、癌症等疾病患者的细胞变异之后,蛋白质结构是什么样的。如果能够通过显微镜观察它们,就可能对这些疾病的治疗产生作用。

当然,我们还没有完全治愈癌症,但是至少有一种工具可以试图解决这个问题。我做的荧光显微镜很大程度上可以帮助我们了解分子结构,我不知道它能够最先应用于哪些疾病,但是我觉得会有很大的前景。

提问:大学和企业的合作如何才能促进创新?

威廉·莫纳:我觉得,如果能够把产业跟学术结合在一起非常好,这样做基础研究的科学家就可以知道,学术研究成果如何转化成实际应用,企业也能提出实际应用需求来指引基础科学的研究。双方如果可以互补,我觉得这种融合是一件好事。

提问:你自己是否会与上海的高校或科学家进行合作?

威廉·莫纳:我之前培养的一个博士后现在已经在复旦大学教书,他跟我的实验室也有一些合作。

 

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