科研是探索未知的邊界
——專訪南方科技大學助理教授、博士生導師姚煒琪

文_王楠 編輯_劉煜 設計_金烏

一張燦爛的笑臉，齊肩的頭發軟軟地落下來，南方姑娘的溫婉美麗和科研人的果敢、嚴謹巧妙地在她身上交融，這是姚煒琪給人的印象。姚煒琪是南方科技大學海洋科學與工程系助理教授、博士生導師，采訪中她談起自己的科研初衷：“我研究海洋，地球70%都是海洋，但人類對它知之甚少?？蒲胁粌H能滿足我的好奇心，更是在探索未知邊界，與人類命運息息相關?！?/p>

追蹤來自古海洋的微小信號

姚煒琪關注新生代至今多時空尺度下的古海洋和古氣候，尤其是極熱時期。約5500萬年前，古新世—始新世地球突然發生了氣候快速變暖，在這持續20萬年的極熱時期，巨量注入海洋系統的碳排放，導致海洋酸化、大洋脫氧、大量底棲有孔蟲滅絕。以古為鏡，將今論古。極熱時期碳排放總量接近現代社會的碳排放預測值，是研究未來氣候和地球系統變化的重要地質案例。在全球變暖背景下，姚煒琪希望自己的研究為當下和未來氣候暖化環境下的地球系統變化給出一些參考和啟示。

2018年，27歲的多倫多大學地球科學系在讀博士生姚煒琪一直在研究長時間尺度古海洋環境反應。數據測試時一個小小的信號突然闖進她的視線：極熱時期，海水硫同位素信號在10萬年內發生了千分之一的正偏移并快速恢復。理論上，這一時期的硫同位素信號應該非常穩定不會發生改變。古海洋化學的示蹤指標，能夠反映生物地球化學過程對氣候和構造變化的響應與反饋機制，及其對生態系統的影響。根據這個微小的信號異常，姚煒琪接連提出了三個假說，并用建模驗證了其中一種的可能性，最終這一成果投稿到《科學》雜志，半年后被順利刊登。她發現，古新世—始新世極熱時期，海水含氧最小層出現大規模脫氧的現象，氧氣的減少促進了以硫酸鹽為食的細菌繁衍，這些細菌會生成有毒物質硫化氫，繼而影響魚類的食物鏈。

小時候，姚煒琪常常在海邊撿貝殼、游泳，對大海親近又熟悉。姚煒琪本科在中山大學就讀的海洋專業，彼時是報考“冷門”，班上多數同學是被調劑過來的。海岸、洋流、大氣、生態漁業……接觸專業知識后，姚煒琪發現海洋專業遠比她想的復雜。大三細分專業前，老師們講解了各自的科研方向，其中一位老師提到了可燃冰，這種蘊含天然氣的燃料仍在海底沉睡，亟須科研探索。她為此著了迷，決定研究海洋生物地球化學循環和氣候變化。因為喜歡，姚煒琪的專業課學得極好。學習上的得心應手，讓姚煒琪越來越感到自己和海洋專業契合，對這片神秘的藍色領域進行科研探索的想法在她的腦海里逐漸清晰。

確定專業方向后，姚煒琪參與了一項“南海天然氣水合物自生物礦物學和地球化學示蹤特征”的課題。水合物是當時海洋領域的研究熱點之一，但多數研究關注甲烷和碳循環。這個課題讓姚煒琪第一次接觸了硫循環、各種含硫礦物以及與碳循環之間的緊密耦合關系。循著硫循環的研究方向，她申請了多倫多大學的碩士，導師Ulrich G.Wortmann教授是這方面的專家?！扒髮W階段是影響一個人世界觀、人生觀和價值觀的重要時期，我很想出去見見世面，拓寬視野。”出國前，父母叮囑她：“出去學一些真本事，回國作貢獻。”

一條做了三年的曲線

出國求學第一年，她“太崩潰了”。課上的內容用錄音筆錄下來，課下再花兩三倍的時間弄懂。多倫多冬季氣溫低至零下30攝氏度，雪厚厚地鋪滿整個校園，生長于南方的小姑娘姚煒琪起初覺得下雪非常浪漫，后來才發覺還要挨過漫長的寒冬和凜冽的風。實驗需要嚴格控制時間，姚煒琪時常在凌晨1點關掉整棟樓實驗室最后一盞燈，把自己嚴嚴實實地裹進羽絨服再往回走。黑暗中風聲呼嘯著穿過校園古堡，間或夾雜著汽車經過的聲音。高高的路燈散發微弱的光芒，積雪融化后濕漉漉的小路上，她一個人走得飛快，擔心有意外，緊緊地抓住口袋里的手機。

姚煒琪回憶起幼時學電子琴的經歷。對越往上考級難度越高的電子琴，她曾動過放棄的念頭，父親告訴她：“這是你自己的選擇，不能遇到難題就退縮，得堅持下去。”后來她咬咬牙考到了最高等級。多年后姚煒琪感覺出國讀書“很辛苦不想再堅持了”，父母依然回答她：“這是你自己的選擇?！?/p>

在多倫多大學剛讀了四個月的碩士，導師就看到姚煒琪的科研潛力，表達了希望她留下來讀博的想法。博士申請截止日期臨近，但猶豫的她遲遲沒有提交申請，導師看著她的眼睛說：“現在提我會馬上通過?！痹谧鲞x擇的關鍵時刻，被導師“推了一把”，姚煒琪有了堅持下去的信心。

這位連姚煒琪的父母都視為女兒伯樂的導師，從不會為她的研究結果給出所謂的“正確答案”。姚煒琪曾經花了三年重建3000萬—6000萬年前海水硫酸鹽的硫同位素記錄，僅數據測試就已經積累了兩年。但奇怪的是，她的結果與加州大學圣克魯茲分校Adina Paytan教授1998年公開發表的記錄存在明顯偏差，這位學術前輩兼好友是該記錄的首位發現者。姚煒琪不明白為何二者存有差異，導師很堅持：“數據點測出來就要想辦法給出解釋，而不是解釋不通就直接扔掉?！彼悸芬稽c點被導師“懟出來”，為了找出數據背后的意義，后續她做了許多次補充實驗，證明了新記錄的可靠性。原來，之前的論文中一個站點的沉積物受到了成巖作用的影響，從而影響了原始海水信號的解讀，使得原曲線預測波動劇烈，而她的曲線則更為平緩。姚煒琪的發現，也校正了一項經典 研究。

批判性思維的學術訓練，練就了姚煒琪“自己懟自己”的能力。每每產生新的想法， 她會不斷反思，用排除法消滅其他的可能性，再想盡辦法佐證自己的設想。人類為科學發展的努力探索，無限趨近于真理。姚煒琪認為，許多文章闡述的觀點，是研究者在一段時間內得出最合理的結果，不一定絕對正確。

年輕的“90后”學術導師

博士后進站前，抱著了解國內的學術進展和學術交流的想法，姚煒琪參加了南方科技大學主辦的一個學術論壇。她的報告甫一結束，南方科技大學就發來邀約，請她出站后過來做PI（研究員）。面朝南海、連接太平洋，深圳憑借得天獨厚的地理位置，向海圖強建設海洋中心城市。在南方科技大學這片開放的學術平臺上，圍繞深圳這座城市對海洋的科研需求，又能做自己關心的研究，姚煒琪沒再考慮其他機會。

得益于南科大和國際接軌的科研體系，像姚煒琪這樣的青年科研學者一入校就有博士生、博士后招收指標，很快便能組建自己的科研團隊。做了PI的姚煒琪接觸了許多以前沒想過的工作，比如建設實驗室、管理科研經費等等。她笑著說自己為此“惡補”了一些管理學、金融學的知識。資歷頗深的研究員的團隊、科研思路等方方面面相對成熟，缺少經驗可能是青年人最大的劣勢，“大家都是這樣過來的”，姚煒琪相信，堅持努力，時間的力量可以彌補一切。

從前埋首實驗室的日子里，姚煒琪看到周圍的科研工作者并不急著出成果，只一心做好自己的事情。準聘轉常聘的壓力不是沒有，她更為在意的，是理解數據背后的意義?！奥こ黾毣睢?，穩扎穩打比急急忙忙做出來的成果更完整。她篤信，每一點微小的進步都是推動她向科學深處拓展的動力?！翱蒲芯褪且芯亢桶l展，做有意義的事?！?/p>

南科大實行本科生導師制，本科生可以在大二大三時根據自己的興趣，自由選擇設計畢業課題的導師。2021年秋季的海洋系本科生大會上，姚煒琪成了兩名本科生的學術導師。姚煒琪讓他們旁聽組會，特意把時間安排在倆人沒課的時候。“90后”學術導師剛剛褪去學生的青澀，對學生的需求更容易產生共鳴。為自己科研團隊的成員設計課題，姚煒琪花了一番心思。她會依據學生的知識背景因材施教：對本科生，要激發他們的學習興趣，或者學會一項小技能，為他們接下來開展科研奠定基礎。姚煒琪注重培養碩博研究生的系統性研究能力，所以分給他們具有挑戰性的工作。博士后有扎實的科研訓練和研究基礎，姚煒琪就結合他們已掌握的技能去設計課題，使他們可以充分運用所學，同時也為團隊的課題研究注入新活力。本科生一開始可能對實驗沒概念，形成認知的最佳方式是具體操作。姚煒琪將本科生和博士后的課題設計鏈接在一起。如此，本科生在幫助博士后完成相應的簡單實驗過程中，自己也獲得了體悟。好幾名海洋系的本科生對海洋化學很感興趣，但類似的課程只開給研究生。從學生的眼中，姚煒琪看到了對知識的熱切渴望，她想在2022年秋季來臨時，為本科生開設一門生物地球化學循環的選修課。

夕陽下的海邊，姚煒琪撿貝殼的身影倒映在翻卷的海浪和粗糙的礁石上。小學時在三亞潛水，她看到珊瑚、水母和她叫不出名字的漂亮魚兒，那時她感到海的有趣和神奇。現在可以在一座海濱城市做海洋研究是幸福的，姚煒琪想。深圳這些年發展得那樣好，還有很多風景她要去看。