莊小威：獨立研究者的道路

文- 易蓉蓉

書桌邊，父親在教小男孩物理。父親問：“一杯水放在桌子上，水杯受了哪些力？”這是一個普通的初中物理題。

“有水和水杯的重力，還有桌子的支持力。”男孩說。

“你還能不能想出其他的力？”父親問。

“沒錯啊，就這兩個力，一平衡它就不動了。”男孩答。

在一旁玩的妹妹，卻插了一句：“空氣對水杯還有個作用力。”

父親大喜，道：“這孩子尚未上學(xué)，竟有幾分學(xué)物理的天分。”

其實，長大后的小女孩已不記得當(dāng)時她是否真的知道空氣是什么，只因父親是空氣動力學(xué)教授，猜到提出的問題肯定跟空氣有關(guān)，于是就這么作答。

這位小女孩是莊小威，日后她不僅踏進(jìn)了物理學(xué)的殿堂，且成為美國科學(xué)院目前最年輕的院士。

做科學(xué)家“很省事兒”

痛恨死記硬背的莊小威，從小便被物理學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)推理之美所吸引。

在大學(xué)里，莊小威力圖把每一個物理定律摸得清清楚楚，甚至發(fā)展到近乎病態(tài)的程度。于是，她“一不小心”把四大力學(xué)課程都考了滿分，該紀(jì)錄在中科大至今無人打破。

大學(xué)畢業(yè)，莊小威父親建議她去舊金山讀書，她選擇了加州大學(xué)伯克利分校。博士階段她聽取楊振寧的建議，選擇了實驗物理方向，并很快喜歡上了光學(xué)。

楊振寧在信中告訴莊小威，實驗物理組里的一些儀器壞了，同事踢一腳，儀器變好了；而他踢一腳，儀器反而變得更糟了。他想以此告誡莊小威，實驗物理非常重要。

25歲時，莊小威毫不費力地拿下了物理學(xué)博士學(xué)位。

莊小威經(jīng)常自嘲“一根筋”，她從小就認(rèn)定自己要做科學(xué)家，因為這“很省事兒”，而不是企業(yè)家、政治家、航天飛行員，“改來改去怪麻煩的”。

自滿后開始反思

莊小威覺得自己很幸運，從一開始就確立了畢生的志向。然而，在她成長為科學(xué)家的道路上，卻并不省事兒。

1997年，莊小威的導(dǎo)師沈元壤鼓勵她找教職。斯坦福大學(xué)物理系學(xué)術(shù)委員會給莊小威打電話：“我們對你非常感興趣，準(zhǔn)備給你一個位置，但需要寫書面材料給系主任，需要你提供一些更詳盡的信息。”以為得到這份教職已是板上釘釘，她便開始自我膨脹，心想“我同學(xué)還在斯坦福做博士后，我就已經(jīng)是助理教授了！”

兩天后，那位老師給莊小威打電話，說她沒有博士后經(jīng)歷，建議她到斯坦福做博士后，2～3年內(nèi)可跟任何教授合作，來證明自己。

打擊來得太突然，莊小威整整哭了一天。之所以哭，也是因其對自己的自滿生氣。想明白后，她打電話拒絕了很多教職的邀請。莊小威靜下心來反思，擦掉眼淚，將過去的成功和失敗都抹掉，一切從頭開始。

獨立研究者

“兩彈一星功勛獎?wù)隆鲍@得者、中國科協(xié)名譽主席、中科院前院長周光召強調(diào)，20世紀(jì)重要的生命科學(xué)進(jìn)展很大程度上是因為物理學(xué)家的參與。

美國華裔物理學(xué)家、1997年諾獎得主、美國能源部部長朱棣文也鼓勵物理學(xué)家進(jìn)入生命領(lǐng)域。

經(jīng)歷挫折后，莊小威選擇加入朱棣文在斯坦福大學(xué)的實驗室，并轉(zhuǎn)向了此前毫不了解的生物學(xué)領(lǐng)域。

此后便是近3年蟄伏的沉寂。

莊小威大學(xué)沒學(xué)過生物課，甚至不知DNA和RNA的區(qū)別。同事曾開玩笑說DNA和RNA只有一字之差。然而，初生牛犢不怕虎，此后莊小威憑借無知無畏闖入生物學(xué)。前兩年她幾乎僅限于摸索和辛苦的試探，沒有任何成果。

朱棣文經(jīng)常否定莊小威提出的一些她自認(rèn)為重要的命題，但也會給她一些非常有見地的建議。當(dāng)談起這些，莊小威邊說邊揚起眉毛模仿起朱棣文生動的表情和深邃的眼神，忽然她忍俊不禁，自己先笑了出來。

“沈先生教給了我質(zhì)疑的能力，培養(yǎng)了我嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；在朱先生的實驗室，我學(xué)會了提出有科學(xué)價值的問題，選擇有意義的題目。”莊小威說。

這樣的經(jīng)歷，帶給了莊小威交叉的思維。莊小威用自己擅長的光學(xué)去“看”浩瀚的生物世界，并逐漸成長為一個獨立的研究者，發(fā)現(xiàn)并解決重要問題。

結(jié)束博士后生涯后，她收到哈佛、麻省理工、普林斯頓等7所大學(xué)的邀請，最終她選擇了哈佛大學(xué)。

在哈佛，莊小威選擇重要、有難度、有風(fēng)險的課題，以至于頭兩年并不順利，申請基金也很困難，當(dāng)然也免不了哭鼻子。

天道酬勤。2006年，年僅34歲的莊小威成為哈佛大學(xué)化學(xué)與化學(xué)生物、物理學(xué)雙科正教授，并建立了以她名字命名的單分子生物物理實驗室，帶領(lǐng)20多位科研人員，用單分子及超高分辨率成像方法研究生物課題。這樣大的規(guī)模在“燒錢”的生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域很罕見。

求仁得仁

莊小威開展的研究，是要探明生物體系中單個分子或單個粒子的運動表現(xiàn)。長達(dá)10年的物理學(xué)根底賦予她敏銳而重要的直覺，帶領(lǐng)她創(chuàng)造性地將帶熒光的分子標(biāo)記物附在病毒上，當(dāng)用激光照射時，標(biāo)記物會發(fā)射出特殊的彩色光。

用這種方法，借助顯微鏡，她跟蹤了單個病毒的行為和諸如蛋白質(zhì)和核糖核酸片斷這樣的單個分子行為。借此，她拿下了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(xué)家。

脫氧核糖核酸

莊小威的成就是突破光學(xué)衍射極限的STORM熒光成像技術(shù)，使光學(xué)顯微鏡分辨能力提高20倍，接近納米尺度，能表現(xiàn)組織或細(xì)胞更加細(xì)微的結(jié)構(gòu)，極大地推動了亞細(xì)胞微觀結(jié)構(gòu)的研究。STORM熒光成像技術(shù)在轉(zhuǎn)讓給尼康公司后，基于該技術(shù)生產(chǎn)的熒光顯微鏡成功上市。

莊小威坦陳：“在科研領(lǐng)域搭建關(guān)系網(wǎng)絡(luò)并不是最重要的，在博士和博士后階段更應(yīng)該專注于課題研究，成功的研究成果一定會引起別人的關(guān)注，功到自然成。”

在莊小威的人生字典里，專心的態(tài)度、通過科研訓(xùn)練獲得與眾不同的長遠(yuǎn)眼光，敢于選擇難度大且有深遠(yuǎn)意義的課題堅持下去，是三個關(guān)鍵詞。

2012年8月21日，莊小威回到中國，成為北京大學(xué)第二位“大學(xué)堂”頂尖學(xué)者，前一位是諾貝爾物理獎得主、普林斯頓大學(xué)教授崔琦。

當(dāng)天，一身淺藍(lán)色襯衣、黑色長褲，留著一頭短發(fā)、素面朝天的莊小威走進(jìn)水泄不通的會場，與北大學(xué)子分享自己的科學(xué)人生。