“英特爾科學獎”：孕育美國青年科學家的搖籃

羅朝猛

2013年，美國《紐約時報》記者伊桑·豪瑟慕名來到美國紐約州奧思寧高中，正值午飯時間，學校的門廳內吵吵嚷嚷，不斷聽到來自體育館的口哨聲，在學生們重新回到課堂之前，他們在盡力爭取利用好最后一分鐘的自由時間。與此同時，丹·麥奎德卻和他的兩位理科老師埋頭于圖書館，外面的騷動和嘈雜的說話聲沒有引起他們三人丁點兒注意，他們在那里討論丹的有關癌癥研究的課題。

一、選取挑戰性的課題是產出創新成果之石

丹，這位17歲的高中生，他從全美300個獲得半決賽資格選手中脫穎而出，是入圍美國2013年“英特爾科學獎”決賽的40人之一。在最后獲獎的10名選手名單出爐之前，當記者問起丹是否有任何壓力時，其中的一位名叫安吉洛·皮西尼羅的老師接過了話茬，他說，丹已經贏得了足夠的榮譽：他是奧思寧高中第一個闖入決賽的學生。“從現在起，一切將是意外之財。”皮西尼羅微笑著補充說。毋庸置疑，是丹的老師慷慨的鼓勵助推丹走上了今天這個平臺。

與其他高中一樣，奧思寧高中也有學生們專注的研究項目，為此，學生們在10年級時就已經開始投入其中。因為參與此研究項目，自2001年以來已產生出了45個參加“英特爾科學獎”大賽的半決賽者。2010年，該校就有8個學生進入了半決賽，這是當年全美在一所學校中闖入半決賽人數最多的學校。可惜，沒有選手能進入最后的決賽。“從某種意義上說，今年，丹就是我校的宇航員尼爾·阿姆斯特朗。” 丹的顧問老師皮西尼羅說，“以前我校從未登上‘月球。”

該校另一位老師瓦勒莉·福爾摩斯說，丹參與的那個研究項目鼓勵學生發現跟他們個人有某種聯系的研究課題。對丹來說，那就是醫學研究，因為他剛上高一時就失去了一位身患轉移性肺癌的表哥。

KLF6是一種蛋白質，在許多癌癥中都起著抑制癌癥的作用，丹說，然而“里面蘊含的量太少。” 想知道為什么，他便加入了位于曼哈頓在西奈山醫院實驗室所進行的相關研究工作，在那里研究生和醫院研究人員正從事于識別蛋白質退化背后的因素研究工作。福爾摩斯女士說，研究項目的部分意義在于教給學生堅持的品質。丹和他的研究顧問差不多接觸了30～40個潛在的導師，直到最后他現在的導師才答應收在他的麾下。

當記者問他前往華盛頓最大的期待是什么時，丹突然冒出一句，“見奧巴馬。”按照“英特爾科學獎”比賽規程，美國總統和副總統一般都會接見英特爾大賽決賽選手。

在很多方面， 摩瑜利·斯瑞德哈和其他17歲高中生并無異樣。今年2月末的某天早上，一場大雪過后，朵朵雪花點綴著位于紐約長島金斯帕克她的家鄉，她正在為考駕照煩惱。“我為縱列式停車擔憂。”她說。

但在其他方面，她有諸多與眾不同的地方。她在書包里裝有身份認證設備，可把她的筆記本電腦連接到一臺置于田納西州大學名為“克拉肯 ”的高級電腦上。

在紐約州立大學石溪分校， 摩瑜利在其導師卡洛斯· 西姆爾靈化學教授指導下，開始了在抑制腫瘤方面能發揮重要作用的蛋白質研究。

摩瑜利發現，單個氨基酸的突變引起了p53 蛋白質結構的變化，結果再也不能“捆綁”在DNA上，所以不能充當抑制腫瘤的角色。通過精準的計算機模擬，摩瑜利還發現，不是“能量約束”阻止了蛋白質“工作”，而是基本結構的改變。

作為印度人的后裔，摩瑜利出生在新加坡，作為移民或移民的子女闖入英特爾決賽，人們不禁要追問，是先天遺傳還是后天培養在起作用，因為她的姐姐，是2008年入圍決賽者之一。

二、實驗室里走出的青年科學家

有很多年，紐約市的蒂文森高中和布朗克斯科學高中不均勻地有學生入圍英特爾大賽。他們的霸主地位一方面得益于它們建立起的以科學課程為核心的課程體系，另一方面要歸結為它們所選取的有金字招牌美譽的研究課題。此外，不少入圍決賽的這些選手很小就參加像英特爾這樣的比賽。

喬納森·蓋斯特爾，一名蒂文森高中科學教師兼研究協調者，他認為參加研究課題本身要比純粹獲獎對學生更有益處，學生可能不會把從事科學研究作為他們有望實現的職業生涯路徑。他說，“他們也許認為科學家就是那些待在實驗室里長著卷曲頭發的人。他們可能被誤導什么是科學家，即科學家就是一個下決心要去解決世界上一些重大問題的人。”

喬納森老師的熱情打動并說服了杰米· 李· 索利馬諾一個17歲的翩翩少年，他發現了那些亟須闡明問題中的其中一個問題。與其他入圍選手不同的是，“英特爾科學獎”是她參加的第一個科學比賽項目。作為一名藝術家的女兒，杰米在曼哈頓出生與長大。她完成并提交參與英特爾比賽的項目是檢測細胞信號。她是當年僅有的一位來自紐約市入圍“英特爾科學獎”的高中生。

杰米說，她的興趣源于某個夏天在科爾德斯普林實驗室所做的研究項目，諾貝爾獎獲得者詹姆斯·沃森曾在此實驗室做了大量的實驗。在蒂文森高中，她繼續探索被她描述成“跨學科研究”的研究。

在哥倫比亞大學的某個實驗室，她能看見當一個細胞初級纖毛被一個外來物分裂時所發生的情形。她的研究，有可能僅僅是通過利用超分辨率顯微鏡來診斷和防止出生缺陷與基因缺陷。

“其中最大的挑戰就是如何向普通大眾解釋分子生物學。”她在哥倫比亞大學實驗室接受采訪時說，“就是要讓人們明白他們不能看見和與之互動的東西。”

三、把著力點放在最有影響力的研究領域

許多英特爾科學大賽的入圍選手都在一流的大學附屬實驗室和研究中心做過長時間的研究，而來自新澤西州莫利斯頓的凱瑟琳·王，相比他們要幸福得多，她的研究大多是在學校端莊的教室和自己家里完成的，在那里她“折斷了許多材料。” 她的研究成果主要聚焦于遠程醫療，即通過手機把患者的經過數字化的心電圖傳輸到醫生那里進行診斷。

凱瑟琳現就讀于莫利斯頓高中，對于遠程醫療的興趣，是當她在曼哈頓庫珀休伊特觀看了一個名為 “為其他的 90%所設計”的展覽后萌生的，此展覽旨在鼓勵人們為發展中國家的人民開發更多的設備。

此后，她自學了手機軟件編碼和電氣工程技術。“‘工程是最具影響力的領域，”她說：“她選擇該領域，是因為它影響大，而且還必須在發展中國家。”

凱瑟琳是今年入圍英特爾半決賽和決賽中的“局外人”， 因為提交工程研究項目成果的82%是男孩。為此，有人擔心在科學領域性別平等的問題。其實， 在英特爾大賽過去的10年中，8年進入決賽的選手40%～50%都是女孩。

凱瑟琳為她的研究成果申請了臨時專利，她目前正在自學視網膜攝影，這也同樣是在發展中國家有很大潛在影響力的另一領域，因為可以借助成像通過遠程醫療幫助診斷糖尿病。

四、發現科學領域未來的領軍人物

對于和丹一道參加“英特爾科學獎”決賽的學生來說，入圍“英特爾科學獎”決賽僅僅是剛剛開始。如果蒼天能夠預言，他們其中的一些青年男女有一天終將名聲大震。此項科學比賽肇始于1942年，“西屋科學獎”是它的前身。在榮獲過“英特爾科學獎”的選手中，其中的七名后來獲得了諾貝爾獎，十一位獲得了麥克阿瑟“天才”獎。

“英特爾科學獎”比賽由美國科學與公共協會主辦，由英特爾公司的英特爾基金贊助。15年前，當“西屋科學獎”停止贊助后，英特爾公司捧起了接力棒。該基金會執行主任溫迪·霍金斯說，舉辦此項賽事主要是“改變關于在美國青年科學家之間的對話。”

為了改變科學家就是土包子加心不在焉的教授這種刻板形象，霍金斯女士補充說：“我們想致力于支持與頌揚科學家們把畢生的精力都投入在正在或將要做的能改變人類命運的事業上。”

英特爾首先要改變的就是要大大增加獎勵金額。“錢真正能喚醒人們的注意。” 霍金斯女士說。“我們想為闖入英特爾獎決賽的選手在他們的學校為他們召開慶賀大會，就像祝賀體育與娛樂明星一樣氣派。”

在華盛頓，英特爾獎最終十名選手的角逐與勝出，由來自全美大學的科學家擔任評委。有個有趣的現象就是，許多參賽選手所掌握的科學知識遠遠超過了評委們自身領域之外的知識。這一點也是評委門所希望看到的，他們希望參賽選手所掌握的知識不僅局限于他們所做的研究項目。“我們的目標是發現科學領域未來的領袖。” 伊利諾伊大學芝加哥分校數學、數據和電腦科學教授、評委會主席大衛·馬克說。

在4個15分鐘的與每組中的三位評委面談中，評委們不僅要詢問他們研究項目的情況，而且還要測試他們基礎的科學知識。馬克博士說，他們可能被問“如何圖解某種植物細胞并解釋其細胞器的功能”等問題。

有些問題是參加決賽選手事先無法提前準備的。“其中最受青睞的一個問題是來自于以前的一個評委所問的問題：‘告訴我關于宇宙。” 馬克博士說，“另外有可能問他們如何預測報業的未來。”其初衷就是想得到“他們是如何思考的一些痕跡”。

五、青年科學家的成長與激勵時時相伴

“激勵”是一個經常用于英特爾科學比賽的詞。亞利桑那大學醫學院的教授安得魯·耶格爾博士，退休后擔任“英特爾科學獎”比賽評委主席，他說，英特爾“是一種我參加過活動中最鼓舞人心和有意義的活動。”《紐約時報》專欄作家托馬斯L.弗里德曼在寫在2010寫道：出席英特爾比賽頒獎晚宴是他生活在華盛頓20年中“最鼓舞人心的夜晚”。

在美國，那些不知曉這些獲獎的男女青年科學家有著過人的聰明才智的人，也常常被他們的故事所感動。去年，一個來自長島入圍半決賽的選手薩曼莎·蓋麗，當她得知自己所獲榮譽時，她還生活在一個臨時棲居處。

今年入圍大賽有個名叫萊恩·貢德曼的選手，是芝加哥大學實驗學校的一名高中生，他的興趣在光合作用的發展。僅在六年前，他和他的家人還無家可歸。

鏈接：有著“小諾貝爾獎”別稱的“英特爾科學獎”（Intel Science Talent Search）是全美公認含金量最高的高中科學研究競賽，它吸引了那些出類拔萃、擁有遠大理想的年輕科學家們。每年都有來自全美各州的上千名高中生報名參賽，展示他們原創性的科研作品。大賽由各領域的知名科學家擔任評委，評選出300人進入半決賽，之后再選出40人入圍決賽，最后公布前10名學生的名單。

莎拉·沃爾茲是一名科羅拉多州科羅拉多斯普林斯市的17歲高中生，她的項目是在她的床下培植藻類，這為她贏得了今年頭獎和10萬美元的獎金。最后10位獲勝者獲得20，000 至100，000美元的獎金；其余30人獲得7，500美元的獎金。

（作者單位：中山大學附屬中學）