致敬科创“她”力量，聆听4位女科技工作者的科研故事

“三八”国际劳动妇女节，我们选取了几位历届“中国青年女科学家奖”的获奖者，通过她们的科研故事，致敬创造未来的巾帼科技力量。

▲《北京科技报》 2022年3月7日封面

刘颖：不给人生设限，世界的边界才是我们的边界

刘 颖

北京大学未来技术学院副院长

北京大学分子医学研究所教授

第十五届“中国青年女科学家奖”获奖者

在分子级别的微观世界中探究本质，在 Nature、Nature Cell Biology、eLife和 Cell Research等国际学术期刊频频“亮相”，29岁成为北大博导，获得众多殊荣的她，就是北京大学未来技术学院副院长、北京大学分子医学研究所教授刘颖。走近她的“高效率人生”会发现，“对生命现象的好奇心”理念贯穿了她整个科研和生活。

“开车时遇到行人，我们会自觉减速避让；听到早晨的闹钟声，就知道应该起床了；感觉到天气越变越暖，人们开始脱去棉衣换上春装……人类依靠视觉、听觉、触觉等接收信息，以此调整自己适应环境。那么作为生命体基本结构和功能单元的细胞呢？”刘颖从事的领域是与细胞应激和稳态调控相关的研究，说得通俗一点，就是细胞如何感知信息并做出反应。

她介绍说，为了维持正常生长和生存，细胞也和人类一样，必须正确评估自身所处的环境状态，并通过一系列应激机制保证其能够适应胁迫环境。对胁迫环境的响应失常以及细胞稳态失调将导致细胞功能异常甚至细胞死亡，最终引发癌症和衰老相关疾病。这一课题与一些常见的代谢疾病、衰老相关疾病和癌症都密切相关，有非常重要的应用前景。刘颖解释说，“所以我的工作其实就是探索生命奥秘 。”

“我从小就对大自然、对生命充满好奇，比如树叶为什么会变黄脱落，蚂蚁是怎么搬家的，它们怎样发现食物、召唤同伴，又是怎样分割食物，再排着队把食物运回家的。从小到大没有被应试教育磨灭掉这样的好奇心，算是后来做科研最关键的东西。”时至今日，刘颖仍然清晰地记得高中那节引发她对科学产生强烈兴趣的生物实验课。她将香蕉捣碎，经过简单几步操作就提取出了DNA。“看到DNA纤维状的丝在玻璃试管中出现的时候，那一刻在我心中特别的神圣，我竟然看到了承载着遗传信息的DNA！也就是在那一刻，我就与生命科学结下了不解之缘。”

谈到自己的研究，刘颖认为自己很幸运，生命科学的研究给了她很多乐趣以及自我价值的实现。“在从事科研的时候，我经常会觉得自己身处于一个独立的小世界，我就是这个精神世界的自由国王。科研对我来说，是一个精神上可以安身立命的地方。现代社会在高速高压的状态下运转着，很多人到了中年，会在某天突然感叹，怎么把自己活成了现在这个样子。社会的标准和大众的眼光确实很难忽视，但希望你们心中能有杆秤，学会为自己想要的生活作出取舍。”刘颖坦言。

育人精神关乎科技事业长远发展。科学是一项承前启后、不断超越的伟业，是甘当人梯的前辈和不断超越的后辈教学相长的过程。正是因为刘颖认识到了好奇心对科研的重要性，在教学和科研以外，刘颖同样热衷于科普教育事业，向青少年传播好奇心。刘颖曾参与录制了一系列小学生命科学课和生活中的实验课。这一系列视频至今仍常常被播放，刘颖偶尔会收到家长来信，向她分享孩子的学习热情，也会请教一些科学问题。这种被认可的感受令她备受鼓舞。“做科普这个事情，就是你可能在自己都不知道的情况下，给孩子的心里埋下了一颗科学的种子，也许之后某一天它就会发芽，会开花，会结出果实。”

在刘颖看来，高效率科研，高质量生活，这才是人生的正确打开方式。刘颖对学生提出最多的期望是，“相信自己，不要给自己的人生设限，相信相信的力量，要敢于尝试任何的可能性，世界的边界才是我们的边界。”（撰文/记者 吕冰心）

吕植：山水之间的观察者与弥合者

吕 植

北京大学生命科学学院教授

山水自然保护中心创始人

中国女科技工作者协会副会长

第二届“中国青年女科学家奖”获奖者

“山水之间而来的我们，怎样才能和谐地生活于山水之间？”这是北京大学保护生物学教授吕植毕生在思考的问题。作为我国保护生物多样性的领军人物，吕植有很多响当当的头衔，然而她对于自我的认知，只是山水之间的一个观察者和弥合者。

雪后的山林总是格外安静，一个身影小心翼翼地在林间小路穿行着，生怕踏雪发出的“吱嘎”声会惊扰这份庄严。雪地上时隐时现的是串串脚印，“被遗落”在草野间的是熊猫的粪便，就连那块写着“保护野生动物”的牌子，还留着大熊猫充满好奇的牙印……这是第一次野外考察时，大自然递给吕植的第一张“名片”，这份记忆连同她对野外的那种兴奋之情，被她深深烙印在了记忆里。

1981年来到北京大学生物系学习，吕植就与自然结下了不解之缘。大三那年，她下决心要研究大熊猫，此后深入山林就成了家常便饭。从最初只能远远地跟着，再到后来建立相互信任，吕植与熊猫的故事既有过狭路相逢的惊险，也有过触人心脾的感动，但是这样美丽的邂逅并没能持续很久——随着城市的扩张和工业的发展，山林越来越少，大地越来越秃，看到野生熊猫们赖以生存的栖息地急剧缩水，吕植突然意识到，保护自然生态早已成为一种迫在眉睫的需求。

然而，保护的过程并不如她想象的顺利：在老师潘文石的带领下，吕植及同学们几经努力，森林虽然保住了，但当地的伐木工人却因此失去了工作，昔日相互照料的朋友转眼成了陌路，甚至还有人写出了“此处禁止科学研究”的标语。一时间，她的心情降到了谷底——她很清楚，当地人要禁的不是科学研究，而是他们这些为了自然而弄丢他们“饭碗”的人。

这段经历如同一根刺，深深扎在吕植的心里，也迫使她开始思考一个问题：保护自然生态的同时，我们该如何平衡人与自然的关系？带着这个问题，她在此后数十年间参与创办了NGO组织，联合了当地和社会等各方资源力量，在开展物种监测的同时也推进了当地居民的培训，如积极指导保护地居民参与护林工作，鼓励当地人开发养蜂、种茶等生态友好产业，为动物爱好者们提供自然观察类的服务……不用再像几十年前那样只能“靠山吃山”，人们也放下了对“自然保护”和“科学研究”的抵触。

在吕植看来，做自然生态保护无法回避的重要问题，就是如何解决“当地人为什么要做自然保护”，如何让当地人的需求与自然保护成为一种顺遂而非对抗的关系。“做自然保护并不是喊口号，而是现实告诉我们问题出在哪里。”她说，“这个保护里除了保护动物和自然外，还有我们要如何看待和解决那些生在其中的人的生活。因此，我后来做的保护工作全都是跟人有关的。”

在修复人与自然关系的过程中，吕植感觉自然潜移默化中也塑造着全新的自己。“自然给我输入了巨大能量——见过世界最美丽的地方、最壮阔的场景，这些经历无形中塑造了我的精神世界，也让我获得了一颗坚定为自然尽力的心和自信”，她说。

在吕植眼里，性别从来不是一种桎梏，尽管在外人看来，野外考察对女性并不是很友善，但于真正参与其中的人来说，完全没有性别障碍，想干什么就去干，更没有适不适合女性干这一说。

“其实，我们这儿现在反而都是女生研究豺狼虎豹，男生研究小动物和植物。”她半开玩笑地说，眼里充满了坚定和从容，“但这不意味着社会上就没有对女性科学家的偏见，就像干我们这一行总会有人认为女孩子不适合，但恰恰相反，我觉得做野外工作女孩子是适合的——体力上的差异可以通过锻炼来改善，在观察动植物上甚至还有性别优势。”

除了周围的人在她当年选择野外工作时谈及过性别，从事科研工作数十年，女性身份并未成为她为理想奋斗的枷锁。直至2005年获“中国青年女科学家奖”荣誉，吕植开始重新审视“女性”一词对她的影响。“我意识到我是幸运的，但世界上还有很多人是不幸运的。”她说，“作为女性群体里的一员，我就想分析看看我所获得的这些东西，哪些是女性都可以获得的、是普世的，又有哪些需要我们去额外争取。”

此后，吕植便开始积极投身各种公益活动，积极地为女性科研工作者发声，力争为她们创造更好的发展环境。作为中国女科技工作者协会副会长和指导过许多女博士的导师，吕植发现，许多女性科研工作者虽然工作能力突出，但仍无法避免因为生育而对事业产生的影响。为此，吕植积极鼓励女学生的独立性，女科技工作者协会推动了相关政策的出台，将青年科学家基金评选的年龄延迟了5年，为女性科学家提供更多的时间来兼顾家庭和工作的需要，为其创造更为友善的良性发展环境。

“打破性别偏见除了要有大环境支持、消除社会和文化中的固有成见，每个人的努力也同样重要，女性要先尊重自己。”吕植说，“女性要有正确认知和态度，具备独立人格，并从内心建立强大自信，用实际行动告诉大家你的价值。”（撰文/记者 王雪莹）

王玲华：科学无关性别年龄，只关兴趣

王玲华

北京大学地球与空间科学学院研究员

第十二届“中国青年女科学家奖”获奖者

《星际穿越》中的虫洞真的可以穿越时空吗？《流浪地球》中点燃木星大气的情节可以使地球逃离木星引力控制吗？《三体》中威慑地球人的智子间谍在实际理论上可行吗？……作为北京大学地球与空间科学学院教授，王玲华观看科幻作品时，总是不自觉地思考起其中的科学性。在普通人的观赏体验之外，这些作品中着力表现出的对未知世界勇于设想和探索的内核，常常会使她得到另一个层面的满足：这与她在科研中追求真理，对世界充满好奇的特点不谋而合。

王玲华的科研经历非常单纯，贯彻始终的就是两个字——兴趣。从小到大，她的数理化成绩都非常好，于是理所当然地选择了理科。

1995年，当她考入北京大学地球物理系时，第一次听到空间物理学这个学科，这是一门利用空间飞行器直接探测和研究太空中物理现象和过程的学科。

“简单来说，人造卫星现在能够达到的区域归我们空间物理学，人造卫星现在达不到的区域归天文学。”听到老师这么说，一直对太空知识感兴趣的王玲华心动了，因此选择了多数人看来非常“高冷”的空间物理专业。以兴趣为导向的她，在研究生阶段选择了极具挑战性，也是最吸引她的方向——太阳和日球层高能粒子，通过对高能粒子的研究解密更多宇宙信息。

其实，高能粒子在宇宙空间中普遍存在，它们的速度要远远高于我们的日常认知，有可能比喷气式飞机的速度高出许多倍，也有可能接近于光速。目前，人类对于宇宙的了解很多都是来自于这些高能粒子。王玲华介绍，高能粒子不仅作用于太空中，还与普通民众息息相关。如今大众生活中如实时导航、快速定位等与卫星相关的需求都有可能受到高能粒子的影响，今后如果人类能够进行星际航行，那么对高能粒子的相关研究将会为新太空活动提供强力的保障作用。

那么，什么是日球层？太阳会持续向外吹出太阳风，而太阳风和星际介质相互作用，会在整个宇宙空间中吹出一个巨大的空腔结构，这就是日球层。王玲华说：“太阳和日球层为我们提供了一个巨大的天然科学实验室来研究空间中发生的物理过程。”

平时，王玲华的工作就是利用卫星的观测数据来研究日球层高能粒子的起源、加速和传播过程中的物理本质，以及研制高能粒子探测器。偶尔，当观测到的数据暂时无法被理解，她不但不沮丧，反而劲头十足地开始分析。她从不认为这会是科研过程中的阻碍，而把它们当作是一种推动力，认为这“或许会通往新的科研方向”。

凭借着扎实的研究，她发现了在平静时期的日球层中，存在一种未知的高能粒子成分——晕外电子。这一发现更新了人们对空间高能粒子的认知。由于太阳爆发活动会抛射大量的等离子体到行星际空间，如果这些等离子体朝向地球传播，到达地球后就会挤压地球磁层，从而造成磁暴。而王玲华的研究将帮助人类应对可能发生的灾害性空间天气事件。

与其他很多物理学科不同，空间物理学的进步要靠空间探测来推进。“也就是说，谁掌握了先进空间探测器的研制能力，谁就控制了学科的发展方向。”王玲华说，空间探测器的研制能力正是目前我国在空间物理学发展上的一个瓶颈，最近她和团队申请到一个国家重大仪器研制项目，主要针对星际空间高能粒子的探索，希望能够对突破这个瓶颈有所帮助。

作为一名女性科学家，王玲华天然地对从事科研的女学生现状有所关注。她发现，很多女学生的基础知识和思维能力都很棒，却由于长期受到“女性不适合学理科”“女性不适合做科研”等言论潜移默化的影响，而不可避免地不自信，在做科研结论的时候表现迟疑。“这是一种非常可惜的情况。因为空间物理学史上的4个里程碑事件：地球辐射带的发现、太阳风的首次实地观测、欧罗巴地下海洋的发现、太阳微耀斑的发现，其中两位发现人都是女性。科学无关性别和年龄，只关兴趣，无论男女都能作出重要贡献。”

而对于科研工作本身，王玲华建议如果真的对某一领域感兴趣，就一定要坚持自己的选择。“漫漫科研道路宛如人生，永远不可能一帆风顺。在前进过程中，一定会遇到很多困难，但是不要放弃，坚持前行，就一定会获得正向回馈，感受巨大的幸福。”（撰文/记者 赵玲 ）

陶晓明：科学的种子，开出时间的玫瑰

陶晓明

清华大学电子工程系教授

第十四届“中国青年女科学家奖”获奖者

我们正处于一个信息大爆炸的时代，通信技术日新月异，但却仍无法满足人们的需求。“未来通信技术航向已经转向了宽带化和多媒体化，而通信频谱资源却面临日益短缺。”陶晓明说。在新的严峻形势下，如何满足人们对更高容量、更高带宽的通信需求成了棘手的国际性难题。

清华大学电子工程系教授陶晓明和她的团队致力于寻找一把能将难题迎刃而解的密钥——在传统通信技术中引入智能计算的方式，通过基础研究来拓展带宽需求——为你我开启无线世界的更多可能性。

传统无线通信技术基于数据通信，包括文字、图像、声音等多媒体信息，每实现一次传输，都必须建立一个新的通信连接。假如把无线通信的每次传输视为一次“见面”，那么在传统通信技术中，每次见面时“双方”都必须重新“自我介绍”，这也因此占用了本就紧缺的带宽资源。对此，通信领域中解决带宽的传统方法，是通过对多媒体信息压缩编码，以达到提高传输效率的目的。但是受制于率失真性能，当多媒体信息一旦达到失真的临界点，就很难再压缩了。面对传统方法的掣肘，陶晓明另辟蹊径，选择了一个大胆而充满想象力的新思路：将人工智能技术引入无线通信领域。

“视频通信智能协同计算的核心创新是在传统通信中融入智能计算，通过计算把真正需要传输的未知信息找出来，而把已知的信息在收发端预存，从而做到不重复传输，这样就有效实现了节省通信传输带宽的目的。”陶晓明解释，“就像陌生人之间‘一回生，二回熟’一样。”基于模型的智能计算在首次连接时“介绍双方认识”，下一次传输就无需“重新介绍”占用带宽了。

陶晓明最早提出这一创新性的研究方向还是在十多年前，当时国内移动通信网络正从2G向3G过渡，而作为新兴交叉学科的无线多媒体通信也绝非是“无线通信”和“多媒体处理”两个领域的简单叠加。虽然当时机器学习正在飞速发展，但把计算通信作为一种新方法去实现面对面的实时通信效果，这种思路在国际上还是被认为难以实现。陶晓明团队的论文也屡屡被拒，“评阅意见大都认为论文研究思路和传统方法不一样，”她回忆道。之后两三年，这个研究方向似乎走进了死胡同。

“从事前沿技术研究往往像在无人区中行走，前路不清晰，也不知道哪里是尽头。”倍感压力的日子里，陶晓明没有轻言放弃。经过几年的艰苦努力，无数次实验后，终于迎来了好消息：实验证明在新的计算通信理论的支持下，用于视频通信的效果比传统方法节省了好几倍的带宽。此后，团队连续发表高水平论文，并得到了国际同行的高度认可。

回想起科研道路上的自我驱动力，陶晓明笑着表示，除了科研工作本身的魅力和乐趣外，还有科幻电影《黑客帝国》种下的“初心”。

1999年，18岁的陶晓明还是一名西安电子科技大学通信工程学院的大一新生。在当时中国互联网刚刚兴起，甚至连蓝屏手机都还没出现的年代里，电影《黑客帝国》里的酷炫场景让陶晓明感到震撼：在这个带宽无限制的世界中，主角Neo和母体Matrix的所有联络都能以无线通信的方式随时传输。当时的陶晓明心中只剩下一个念头：未来科技能否发展成这样？如果能由自己亲手来实现这样的未来就好了。

23年后的今天，她亲手种下的这颗种子，终于开出了时间的玫瑰。（整理/吉菁菁，内容综合澎湃新闻网、清华大学官网）

出品：科普中央厨房

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