病毒“觀察家”

天涯莫名

病毒是一種微小的生命體，它的大小要以納米為單位來計算。病毒那么小，怎么才能觀察到它們呢？別擔心，哈佛大學的華裔科學家莊小威已經解決了這個問題。

愛科學的美麗少女

30年前莊小威還是個活潑、聰明的小女孩。那年她才13歲，但已經是蘇州中學中國科技大學少年預備班的學生了。

能成為中科大少年班的學生，當然是因為小威成績優異，門門功課都名列前茅，她還奪得過全國數理化競賽第一名哩。更重要的是，小威從小就喜愛科學，尤其對物理有著濃厚的興趣。在這之前，她連幼兒園都沒讀過就直接上了小學二年級，一直以來小威都是班里年齡最小的學生。

1987年，15歲的莊小威成了高考狀元，順利考入中國科技大學物理系。四年后她取得學士學位，并出國深造，1997年獲得了美國加利福利亞大學伯克利分校的物理學博士學位，接著又轉入斯坦福大學，進行了四年的博士后研究工作。

莊小威從小女孩成長為年輕的女博士后，還不到30歲呢。她學習成績非常好，不過她并不是書呆子哦。她很小的時候就特別能干，不但能打掃衛生做家務，還會燒菜做飯。而且她讀書那么多年還保持了很好的視力——即使是睡在上鋪，都能看到下鋪同學書上的字。

用莊小威自己的話說，她能在學業上始終保持優異的成績正是因為她有興趣，興趣給了她強勁的動力。

“病毒作案”全記錄

2001年，莊小威來到哈佛大學。在這里，她確立了自己的研究方向——她要觀察病毒和核酸這些微小的生命體和生物分子。病毒和核酸都太小了，只有幾百甚至幾十納米那么大，怎么才能觀察到它們呢？

莊小威有辦法。她利用物理學知識，給病毒和核酸加上熒光——這些熒光能夠在各種顏色的光照下反復成像，大大提高了顯微鏡的分辨率。這就好像她給病毒和核酸裝上了追蹤器，讓它們無所遁形，再也逃不過人類的眼睛了。

就這樣，莊小威開始了她的觀察。她看到了一個單獨的感冒病毒是如何進入正常的人體細胞，并且開始在細胞內“行兇作惡”的。

就像莊小威說的，病毒很聰明！它敲開細胞的大門，讓細胞把它帶進自己的保護罩，也就是細胞膜里面，然后又騙取細胞的信任，幫著病毒不斷復制，最后害死了細胞自己。

可螳螂捕蟬，黃雀在后，莊小威她看到了這一切，還把病毒“作案”的全過程記錄了下來，這還是人類第一次記錄病毒“作案”的過程呢。

莊小威最初應用的技術叫隨機光學重建顯微法，是一種將熒光光譜和顯微分析技術應用于單個分子之上的全新物理手段，這種技術比傳統光學顯微鏡高10倍以上分辨率。這是她的重要發明，同時也是人類科學的重要進步。

后來，莊小威又在自己的理論基礎上不斷改進，發展出超高分辨率熒光顯微技術，用來對活體細胞進行追蹤觀察。現在，運用這種技術已經能觀察20納米～30納米甚至更小的活體細胞或者生物分子啦。

年輕的天才院士

隨機光學重建顯微技術的發明意義重大，這種用熒光標記病毒和生物分子的做法展現了莊小威的想象力、創造力和巨大潛力。

就憑這些，莊小威已經不愧為一位年輕的天才科學家啦。因此，2003年她榮獲美國的麥克阿瑟天才獎，得到50萬美元獎金。她還是第一位獲得這個獎項的華裔女科學家，也是當年24位獲獎者當中最年輕的一位。

這時候的莊小威已經在哈佛有了自己的實驗室，而且就用她的名字命名，叫莊小威實驗室。2006年，年僅34歲的她成為哈佛大學物理和化學雙科教授。2012年5月1日，她成為了美國科學院的院士。

莊小威靠著自己的勤奮好學，取得了很多榮譽，但她并沒有居功自傲。如今這位年輕的科學院院士依舊在哈佛大學實驗室搞研究，依然從每天上午10點一直工作到晚上12點。

讓我們期待莊小威教授繼續發展她的超高分辨率熒光顯微技術，用更高明的手段觀察那些微小的生命，為人類作出更大的貢獻吧。

（插畫繪制/蔡成恩 插畫設計/木 青）