以下文章来源于科学探索奖 ,作者ltx。
写在前面
回到20年前,美国两院院士、哈佛大学教授George M. Whitesides大概不会想到,他的一场分享,会帮助台下一位在研究方向上正摇摆不定的中国留学生做出选择。
十几年后,学成归国的蒋兴宇尝试用纳米金颗粒和药物前体小分子搭对,去攻击革兰氏阴性菌。
这类细菌拥有坚固的细胞外膜,既能抵挡大多数抗生素,还能通过“流出泵”将菌体药物泵出体外,除了臭名昭著的“超级耐药菌”,常见如大肠杆菌、肺炎杆菌、流感(嗜血)杆菌也都属于革兰氏阴性菌。
实验结果令人振奋:纳米金可以穿过革兰氏阴性菌坚固的外壳防线,具有潜在的药物应用价值。
也许将来,我们可以用这种“魔法攻击”去替代抗生素,缓解当前日益严峻的抗生素滥用问题。
“用纯粹的物质结构,解释细胞的各种生物学特性。”将纳米技术来突破现代医学难题,成为蒋兴宇一个重要的研究方向。
作者介绍
蒋兴宇
南方科技大学讲席教授、生物医学工程系系主任,美国医学与生物工程学会会士。2019年“科学探索奖”前沿交叉领域获奖人。
获奖理由:肯定他在生物材料与器件研究开发方面的成绩,支持他研究“分子积木”对抗耐药细菌。
科学家来信
当我们把材料做到纳米的程度,得益于体积小,表面积变大,接触面积增大,我们可以把反应效率大幅度提升,带来无穷的可能性。
纳米状态的金是粉红色的,会获得多种特性 图源网络
很多人也就此问过我,什么时候,我们才能完完全全迎来纳米时代?
很抱歉,我无法在这里给出一个具体的时间。科学研究充满着不确定性,但我对此有耐心,我坚信纳米技术会对人类的发展起到非常大的作用。
很多人还记得,2000年的互联网泡沫破灭时,到处都充斥着悲观的论调,觉得互联网全是骗人的,不会有任何发展——即便2000年的时候,互联网已经发明了很长时间,但鲜少有人会相信,互联网会如此深刻地塑造我们的生活。
今天如果没有互联网,可能你就无法读到我这篇文章,我们也根本没有办法开展工作。
纳米也是如此,作为一项新技术,大家总会在开始给予过分期待,在注意力和资源投入上,都会发生非理性、爆炸性的增长。然后理所当然地,因为我们实际上对新技术认识还很肤浅,人们容易陷入幻灭和失望,潮水退去,进入理性调整。但总会有人因为兴趣和信念留下来,继续探索,技术开始缓慢地发展。
人们认识新技术的作用需要一个过程,接受它的发展同样是一个过程。只要我们相信大方向是明朗的,往下要做的,就是十年、二十年、五十年地走下去。
图源:Pixabay
站在社会的角度,要在技术长跑中不落下风,保证可持续的人才产出培养就非常关键,这里我谈谈几点看法:
1、我们应该鼓励人才培养交叉学科素养。以自身为例,我是化学、材料背景,但纳米的研究,很多时候需要生物、医学方面的知识补充。
如果能够给20年前的自己一份建议,我会建议他趁年轻,多吸收几门其他学科的知识。技多不压身,储备的学科知识越多,更容易取得突破。
2、通识教育不能落下。我在高中时候选了理科,文科不用考试,大家就都“放”下了。结果后来做科研的时候才发现,写作能力很重要,把你的发现清晰明了地描述出来,是需要有基础功底的。
所以我在芝加哥大学念本科的时候,常常会去听通识课,包括人文社科领域在内,这给我带来了视野的拓展。
3、鼓励人才流动。比如美国学术界有一个特点,尽管年轻教师最初工作的学校不甚出名,但只要他做得很好,他往更好的学校去是相对容易的,这在一定程度上也激励着他的上进心。
此外,由于设备都是政府基金购买,他可以带去新单位继续把研究工作做得更好。但在国内,换单位常常意味着需要重新购置,这就成了人才流动的障碍。
图源:Pixabay
4、我们对于基础科学的投入应该是持续的、长期的。忽多忽少、忽高忽低、忽冷忽热,对于科学研究都不是好事。
过去十几年,中国在科学投入确实有大幅度的增长,但相对发达国家而言仍有差距。特别是考虑到我们是人口大国,从人均投入量来看差距更大。
投入的差距和持续性,也会间接影响到人才的流入,什么时候我们也能吸引大量非华裔科学家前来中国研究,那才说明我们在科学投入和人才培养方面上了新的台阶。
除此之外,唯“帽子”、唯论文、过分看重影响因子等情况,确实需要持续改进。尤其有一个痛点:今天科研人员要填的学科规划表,频次太高了。不同部门有不同分支,每个分支会有不一样的表格,不填意味着没有资源支持,全填了则影响科研时间。
我们呼吁能够有统一打通的数据库,可以在保证隐私数据安全的前提下,一劳永逸地解决这个问题。
当然,意见每个人都会提,但制度和计划都不是可以一蹴而就的,外国的月亮也不一定比国内圆。很多人一天到晚都在批评国内各种科学评价制度,希望全面向外看齐,我是不赞成的,那样又将意味着大量的精力浪费在适应新规则之中。当前国内不少变化也是稳中向好,比如坚持同行评审的原则逐渐被基金委以及很多项目采用,科技部也专门发布了破除“唯论文”导向的措施。
总之,理性分析,全局统筹,循序渐进,是我对于学术研究还有科研问题一以贯之的看法。
采访手记
“10年前,行业以为2020年艾滋病的疫苗肯定能出来”,蒋兴宇说道。而实际上仍然没有。
人类的研究进展并不总是线性的,尤其是生物医学领域。2020年爆发的新冠病毒疫情,也让许多人意识到,现代医学在病毒面前路长且阻。
到底是生物医学技术进步更快,还是细菌病毒挟全球化浪潮造成的破坏更快?这是一把悬在全人类头上的达摩克利斯之剑。
蒋兴宇相信,通过交叉学科的努力,人类可以在防治全球性传染疾病的道路上走得更远,但这会一个需要漫长投入的过程。
01
Q:如何看待我们在科研领域与发达国家的发展差异?
A:在应用科学的很多领域,中国和发达国家的投入相比是不够的。除了国家层面还不太够以外,非公有制经济层面也不够。
中国还太缺乏能够投入大量原始技术创新的公司。在政策上,我们中国需要更加鼓励有新技术的人去成立初创公司。
比如美国就是通过社会资本以及国家的投入,以实用型的新技术为核心,形成了一大批初创公司,这些初创公司的新技术往往能够推动社会的进步。
02
Q:你对产学研合作是什么态度?
A:我觉得产学研结合非常有意义,我们在进行科学研究选题的时候,除了对我们课题有研究意义,还有一个很重要的目标:从长远来看,这个选题能不能产业化成为一个产品,能不能对人们的健康水平有所提升。
但这也不是放之四海皆准,不是所有人都要产学研合作。如果你在做非常基础的研究,可能不见得一定要产业来帮助,有时候如果非要逼这些科学家去做这个产品,老干扰他的思路,效果也不会好。
03
Q:当前学科制度改革正在陆续展开,你最希望有哪些改善?
A:我觉得同行评审是值得继续鼓励的,不管是基金委还是科技部的项目,都做得比较好。
但有个比较值得关注的是“填表”问题,各种表格、各种规划,不同部门的不同分支都会找你来填写,内容明明差不了多少,却要费很多时间来填,而且你为了研究经费又不得不填。
更让人哭笑不得的是,可能是相关部门收到了不少反馈,我后来又收到邮件,让我就“怎么改善少填表”这个问题,再填一个表。这个痛点将来希望可以用数据库打通的形式来实现。
04
Q:在招聘学生的时候,你会更看重他们在哪方面的能力?
A:首先我会看他对科学研究有没有兴趣,如果纯粹是为了混一个学位,不是太适合。
其次,是他是否善于,至少愿意学习新的东西。我们做的工作偏向交叉学科,需要化学背景,又需要物理和工程技术知识,最后应用在生物和医学。
我希望学生不光是自己以前的专业可以学得很好,还可以快速自学,掌握各领域最前沿的动态。
关于“墨子沙龙”
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