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全球僅兩人!如皋籍科學家莊小威再獲國際大獎!現為中國科學院外籍院士

來源:如皋發布    2020-02-23 09:06

近日,美國維爾切克基金會宣布了2020年度維爾切克創新獎獲獎人選,如皋籍科學家莊小威獲生物醫學獎。



莊小威(江蘇如皋籍),1991年獲得中國科學技術大學物理學學士學位,1996獲得加州大學伯克利分校物理學博士學位?,F任美國科學院院士、霍華德休斯醫學研究院研究員、哈佛大學物理系、化學與化學生物系終身教授。莊小威教授曾獲麥克阿瑟天才獎、Beckman青年科學家獎等多項獎項,她在單分子動力學、基因表達機制、病毒和細胞的相互作用等領域做出了杰出的貢獻。莊小威教授近年來發明的超微成像光學—STORM技術使得熒光顯微技術的分辨能力達到了納米尺度,極大的促進了生物影像學、細胞生物學、神經生物學和單細胞定量轉錄組學等的研究和發展。



維爾切克創新獎(Vilcek Prize for Creative Promise)頒發給在美國以外出生的藝術家和科學家,獎勵其在職業生涯的早期階段展現出的非凡創意和作出的原創性貢獻。該獎項每年頒發兩人,一個為生物醫學研究者,另一個為藝術或人文類。


全面了解下莊小威



中國科學院外籍院士

美國國家科學院院士

獲得麥克阿瑟天才獎

獲得賽克勒國際生物物理學獎

獲得美國科學院分子生物學獎

哈佛大學化學與化學生物、物理學雙聘教授

被美國的《科技評論》雜志選為35歲以下的100名青年創新者


莊小威


中科大“少年班”出身哈佛雙聘教授

2014年,被稱為與諾貝爾獎只差“運氣”二字的偉大科學家,


近日,又獲得了另一大獎:

2020年度維爾切克創新獎——生物醫學獎。



1972年1月,莊小威出生于中國江蘇省如皋市,而如今48歲的她,卻已經是享譽全球科學家。

她是個名符其實的奇女子: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,此后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,她與諾獎擦肩而過,被人稱為與諾貝爾獎只差“運氣”二字的偉大科學家。


維爾切克創新獎(Vilcek Prize for Creative Promise)頒發給在美國以外出生的藝術家和科學家,獎勵其在職業生涯的早期階段展現出的非凡創意和作出的原創性貢獻。該獎項每年頒發兩人,一個為生物醫學研究者,另一個為藝術或人文類。


天才少年的求學之路



從小愛科學,莊小威早期教育,是個性與順其自然的結合,她順著自己的志向和興趣,動力強勁持續。


莊小威出身于書香門第,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。


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。

在一旁玩的妹妹卻插話:“空氣對水杯還有個作用力。

父親大喜,夸耀:“這孩子尚未上學,竟有幾分物理天分。


這位小女孩便是莊小威,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,于是就這么作答。


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,什么是將、士、象,每個棋子該怎么走,不用多,只教一遍她就全都會了,驚得我爸爸直咂嘴。


莊小威自小聰明伶俐,勤奮好學。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,卻是百里挑一的智力超群。班里男生比較多,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,求知欲強,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”。


后來,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歲那年她如愿以償,以高考600多分的狀元成績考進中科大少年班。


聰慧勤奮譜傳奇


四大力學課全考滿分,紀錄至今無人打破!



天分和勤奮向世界展示著華人女科學家的翩翩風采。


莊小威從小就喜歡物理,圍著自己的興趣轉,談到物理,像談論親密無間而又欽慕的朋友。


“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。


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,甚至發展到近乎癡迷的程度。


中科大的那幾年里,莊小威在數學、物理課考試里幾乎每次都得滿分,化學,計算機等課也成績優秀。她還經常課余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。


她并不在意分數,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。


在中科大畢業后,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。


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。



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么理所當然,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么簡單。在哈佛大學工作以來,一周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。

越挫越勇不畏懼

人生總會遇到挫折,誰都一樣


1997年,25歲的莊小威一路斬關奪隘,毫不費力地拿下了加州大學伯克利分校的物理學博士學位。

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,別人看到的只是她成功的一面。

“其實挫折是挺多的,只是失敗的你沒聽到。

事實上,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,她的導師、華裔科學家沈元壤鼓勵她找教職。滿以為進入斯坦福大學物理系當教師已經板上釘釘的她,吃到了人生中的第一個閉門羹。

她說

我差點拿到斯坦福的錄取通知,學術委員會一名教授給我打了電話。以為得到這份教職已是板上釘釘的事,我特高興,開始自我膨脹,覺得自己挺了不起的,可是兩天后,這名教授通知我因為沒做博士后,認為有缺陷,不錄用我了。誰知剛上天,又要入地。

我哭了一整天,很傷心。當時我只想到做教授很風光,其實并不知道自己要做什么。后來想想傷心很大一部分是虛榮心作怪,我并不覺得人生重要的機會沒有了,我同學剛跑到斯坦福來做博士后,而我一出現就是斯坦福的助理教授,比他們厲害多了,我真的覺得這是一種虛榮。

不過從那之后,我做了一個非常正確的決定:讀博士后。

我打電話告訴其他想給我教職的學校,說我還沒有準備好,然后靜下心來在斯坦福做了三年多博士后。

重整旗鼓的莊小威決定投入到斯坦福大學的知名華裔科學家朱棣文教授旗下去做博士后,在這里,她的研究方向發生重大轉變,從物理轉入到生物。

從物理到生物,這個偶然的變更帶莊小威進入了一個完全不同的學術世界:“做生物研究有個做物理沒有的體驗。做物理研究,經常是自己提出問題,自己給出解答,沒多少人關心。做生物研究,不需要挖空心思去想新題目,有很多自然而然的東西,因為生物跟我們息息相關。而且大家都關心健康,因此比較容易產生社會共鳴?!?/span>

尤其是接觸到生物學領域后,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,并投入了滿腔的熱情。

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”的生物學并不感興趣,可能是因為細胞中大量分子混在一起,很難看清它們之間是如何相互作用的。

然而初生牛犢不怕虎,從此闖入生物學,讓她有一種無知而無畏的感覺。

一朝得獎揚國威

31歲拿下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,而且是女性。

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。

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(艾里斑)。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。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。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。

圖:極度罕見,可以在真空下生存的生物“水熊蟲”,在電子顯微鏡下的照片。


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?,F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,標記物會發射出艷麗迷人的色彩。借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于單個分子,這種嶄新的物理手段,使得實時揭示復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。

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。

與諾獎擦肩而過

在華人世界引起了不少爭議


那時候很多人都猜測, 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。

2006年,莊小威就STORM在《自然·技術》雜志上發表相關論文。

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。

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志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。

一將功成萬骨枯,用來形容諾貝爾獎確實不為過。

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

第一個被念到名字的埃里克·貝齊格,獲獎的理由就是——“超分辨率熒光顯微鏡”PALM。

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,不明白結果為什么會出現厚此薄彼。

  • 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??梢?。

  • 瑞典皇家理工學院化學專業博士徐磊稱“諾獎獲得者埃里克·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。關于性別歧視,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。


莊小威雖與諾獎無緣,但她的成就確實是諾獎級別的??v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。

良師益友好榜樣

培養了無數人才精英


名師出高徒,這話一點都不假。

雖然沒有了諾獎加持,但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。

有一次莊小威參加講座,饒毅是主持人,他開玩笑說:上一次講座的時候,我為了宣傳還專門發了一篇博客,現場來的人非常多,這一次我沒有發博客,來的人更多了,可見我的博客......

莊小威常??偨Y自己在做學問上一路走來的經驗,分享給年輕的學者們,不僅僅是研究上的,更多的是對待研究的恒心和態度。

曾經有學生問她如何向諾貝爾獎而努力沖刺時,莊小威的回答出人意料:“我不想向諾貝爾獎努力,我覺得做研究首先是你喜歡做,其次對人類有貢獻。做任何事情都不應為任何一個獎項去做,那樣就沒意思了,所以這絕對不是我的人生規劃。

之前,一段畢業演講視頻在網絡上刷屏。


叫何江,是首位在哈佛博士畢業典禮上演講的中國人 ,這位哈佛學霸正是師從莊小威。

在他眼里,莊小威就是自己的 role model(偶像和榜樣) ,是真正大師級的傳奇人物。

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,持之以恒的努力,享受過程的心態,都是她走向成功的風向標。

她是真正的學者
無所畏懼
意氣縱橫
不忘初心

編輯:董佳慧

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