庄小威:从苏州中学到哈佛教授,2019年获“NAS科学发现奖”!


庄小威:从苏州中学到哈佛教授,2019年获“NAS科学发现奖”!

2019年,她因对基础研究的开创性贡献,收获“NAS科学发现奖”

前不久,美国国家科学院官网最新公布了18位科学贡献奖获得者,以表彰他们在物理、生物和医学科学领域的广泛科学成就。据悉,这一批奖项将在美国当地时间2019年4月28日国家科学院第156届年会期间举行的颁奖仪式上颁发。庄小威教授此次获得的是NAS科学发现奖,她的获奖理由是“因其对超高分辨率成像和基因组水平成像等开创性贡献”。

NAS科学发现奖每两年颁发一次,以表彰在过去五年内取得基础研究成果或发现的科学家。该奖项选择的获奖者,预计将对以下“天文学、生物化学、生物物理学、化学、材料科学或物理”中的一个或多个领域产生重大影响。获奖者被授予荣誉奖章,并获得50,000美元奖金和50,000美元用于支持研究。


庄小威:从苏州中学到哈佛教授,2019年获“NAS科学发现奖”!

2018年,她凭借极高分辨率成像技术,斩获“科学突破奖”

2018年10月17日晚,有着豪华版诺贝尔奖之称的“科学突破奖”(BreakthroughPrize)揭晓,3名华人科学家获奖,庄小威获生命科学突破奖,奖金为300万美元。她的获奖理由是:开发极高分辨率成像技术,发现细胞隐藏的内在结构,这种方法超越了光学显微镜的空间分辨率限制。

科学突破奖(the Breakthrough Prizes)被誉为全世界最慷慨的科学奖,单项奖金为300万美金。该奖项已举办第七个年头,旨在表彰生命科学,基础物理和数学方面的成就,这些学科提出最终极的问题,并寻求最深刻的答案。科学突破奖是由俄罗斯亿万富翁尤里·米尔纳夫妇于 2012 年设立,脸书联合创始人马克·扎克伯格及其夫人、谷歌联合创始人塞吉·布林、阿里巴巴集团创始人马云及其夫人等知名实业家都是该奖项的赞助人。


庄小威:从苏州中学到哈佛教授,2019年获“NAS科学发现奖”!

2016年,她的博士生何江,成为哈佛毕业演讲的首位大陆学生

作为哈佛优秀毕业生代表发言,相当于哈佛大学给予毕业生的最高荣誉——从全校数万名毕业生中各选出一名本科生和研究生,代表毕业生发言。哈佛校方确认该校生物系博士毕业生何江是第一位享此殊荣的中国大陆学生。哈佛毕业典礼的演讲,每年只有极少数的中国学生敢于申请。何江想要发言,目的是让美国的大学生听听来自中国的声音。申请哈佛大学的毕业典礼演讲,总共有3轮测试。第一轮,递交个人学习、科研材料和演讲初稿;第二轮,从10名入选者中挑选4人,每个人都要拿着自己的演讲稿念稿;第三轮,从4人中选出1人,所有人都被要求脱稿模拟演讲。

在这次毕业演讲中,何江讲述了自己的“农村故事”,并在演讲中介绍中医在中国农村发挥的作用,进而推及到自己在哈佛大学所专注的生物光学、物理专业研究,“以一个理科生的角度,来反思科技知识和技术在社会上不均衡的分布,以及如何将自己研究的科技技术,更广泛地传递到世界不同地方”。在何江眼里,庄小威就是自己的偶像和榜样,就是因为庄小威,才立志从中科大毕业后考上哈佛找小威学姐,她才是真正大师级的传奇人物。


庄小威:从苏州中学到哈佛教授,2019年获“NAS科学发现奖”!

2014年,她的论文早发表一天,却仍然错失了“诺贝尔奖”

2014年的诺贝尔化学奖颁给了白兹格、赫尔和莫纳三位物理学家。第一个被念到名字的白兹格,获奖的理由就是—— “超分辨率荧光显微镜”PALM 。同为“超分辨率荧光显微镜”的研究,诺贝尔化学奖名单上却没有庄小威,这在华人世界引起了不少争议。特别是在华人科学家聚集的网站上,大家都纷纷为庄小威打抱不平。关于性别歧视、种族歧视之类的猜测不断。一位清华大学的教授在微博上就写道:听到白兹格名字的时候,我几乎要准备给庄小威写贺信了……。虽然诺奖结果已是板上钉钉,尘埃落定的事情。但庄小威的STORM,与白兹格的PALM可以说是并驾齐驱的一项技术。而且在后续发展跟推广方面,庄小威的作用可以说是比白兹格更重要。相关论文的发表时间上,也只是一天之隔。

白兹格的相关论文发表于2006年8月10日出版的《科学》杂志(3月13收稿,8月2日通过评审);

庄小威的相关论文发表于2006年8月9日出版的《自然·技术》杂志 (7月7日收稿,7月31日通过审评)。

对这一质疑,诺贝尔奖委员是这样解释的。

第一:白兹格早在1995年发表了论文,对这一技术提出了理论设想。

第二:白兹格论文的收稿时间要比庄小威早几个月。

庄小威虽与诺奖无缘,但她的成就确实是诺奖级别的。纵观历史,没得到应有殊荣的能人异士大有人在。而庄小威也当得起“无冕之王”这四个字。


庄小威:从苏州中学到哈佛教授,2019年获“NAS科学发现奖”!

2006-2012年,她34岁成为哈佛大学双聘教授,40岁当选美国科学院院士

庄小威在2012年5月获选美国科学院院士,由此刷新了最年轻美国科学院华人院士的纪录。在这一名单中,被她甩在身后的不乏声名如雷贯耳的名家,包括华人诺贝尔奖得主杨振宁、李政道、丁肇中等人。而在6年前,34岁的庄小威成为哈佛大学化学与化学生物、物理学双聘教授,并随后在哈佛大学建立了以自己名字命名的单分子生物物理实验室。此后,她便带领着21名博士、博士后开始研究流感、艾滋病、SARS等病毒入侵宿主细胞的过程。实验室的建起,也让她的生活变得更忙碌了。一周工作7天,每天都从早上10点开始,工作到半夜12点。她说 “除了吃饭睡觉,剩下的时间都在工作。”

事实上,庄小威在圈内成名更早。2004年,美国著名的《科技评论》评选出在纳米技术、计算机与通信及生物技术领域从事前沿技术研究的、年龄在35岁以下的100名青年创新者,庄小威就名列其中。北京大学生命科学学院院长饶毅说:“庄小威的科学成就有目共睹。如果说她是杰出的华人女科学家之一,不会有很大争论。”


庄小威:从苏州中学到哈佛教授,2019年获“NAS科学发现奖”!

2001-2003年,她29岁成为哈佛助理教授,31岁获“麦克阿瑟天才奖”

31岁的哈佛大学生物物理学家庄小威,凭借研究单个分子特性的杰出才能获得本年度“麦克阿瑟天才奖”,在获奖名单中,庄小威是其中最年轻的一位,也是惟一的旅美科学家,第一位获此荣誉的华人女科学家。庄小威利用改进的荧光光谱技术来研究单个分子,从而揭示复杂的生物过程。她利用这种方法研究流感和艾滋病病毒如何侵入宿主细胞,这有助于研发治疗病毒性疾病的方法。庄小威说:她对所有的病毒都有研究兴趣,其中包括SARS病毒的研究。哈佛大学人文和自然科学院院长威廉·科比对她的获奖发表评论说:“庄小威在科研方面多才多艺,她的成就让我们感到骄傲。”

“麦克阿瑟天才奖”由设在美国芝加哥的麦克阿瑟基金会创建,通常奖励在各行各业有创意的优秀人才。得奖人所得50万美元奖金,可按自己的意愿自由支配。庄小威说,这笔钱不打算用于个人生活,可能用于支持探索性的研究,这些探索性的研究往往很难找到资助,但其创意都很好,成功的可能性比较大。


庄小威:从苏州中学到哈佛教授,2019年获“NAS科学发现奖”!

1997年,她丢掉了斯坦福教职,却师从朱棣文,开展跨学科博士后研究

25岁的庄小威在博士毕业后,导师沈元壤就鼓励表现不错的她找教职。当时斯坦福大学就告诉庄小威,说对她各方面很满意,准备给她留一个职位。庄小威心里异常激动啊,而且开始有点自我膨胀。毕竟她的同学还在读博士后,自己就已经是斯坦福助理教授了。

然而在她沾沾自喜时,她也迎来了人生第一个打击。斯坦福大学在最后一刻竟改口,觉得她 Not Ready,只给了她在斯坦福大学读博士后的机会。得知结果的庄小威哭了很久,并开始对自己的自满进行反思。在这之后,无论哪个大学打电话来邀请她参加教职,她都一一拒绝了。因为她也看清自己确实Not Ready,不能为了教授的风光而丢掉最本质的动力。沉下心来的庄小威,决定加入朱棣文(朱棣文是华裔物理学家,获1997年诺贝尔物理学奖 ,同时也是美国能源部部长)在斯坦福大学的实验室。

庄小威直到博士生学业结束时,一直聚焦物理领域。在科学网上,有网友认为,庄小威之所以从物理转而研究生物,是因为“生物科学相对于数理化而言,还是一门非常初级的科学,容易出成果”。庄小威对此的解释是,这就是个偶然。博士后研究期间,她进入诺贝尔物理学奖获得者朱棣文的实验室。庄小威说想做点新东西,朱棣文问她要不做生物,“我就跟他说why not”。科大少年班采取自由选课制度,庄小威的兴趣都在数学、物理上,导致她没有任何生物学基础。研究开始时,她连DNA和RNA有什么区别都不知道。但她认为,“ignorance is bliss(无知者无畏)”。无畏是庄小威性格的一部分。在美求学期间,一次,沈元壤受邀在某大会上做报告。因为临时有事,沈元壤让庄小威代劳。这位还在念书的女学生十分自信地走上讲台,后来效果不错,会议还延长了十分钟。

从物理到生物,这个偶然的变更带庄小威进入了一个完全不同的学术世界,她说:“做生物研究有个做物理没有的体验。做物理研究,经常是自己提出问题,自己给出解答,没多少人关心。做生物研究,不需要挖空心思去想新题目,有很多自然而然的东西,因为生物跟我们息息相关。而且大家都关心健康,因此比较容易产生社会共鸣。”但是,在博士后研究中,她却遭遇了巨大挑战:“博士后以后每天都很辛苦,有两年什么都出不出来,对生物没了解。”庄小威对这段经历的总结是:“持之以恒是最重要的。”


庄小威:从苏州中学到哈佛教授,2019年获“NAS科学发现奖”!

1991-1996年,她19岁到伯克利攻读博士,师从沈元壤,学术视野逐步提升

她出身中科大少年班,15岁进入大学,19岁赴美留学,师从沈元壤。1996年,从加州大学伯克利分校毕业,获得物理学博士学位。但庄小威说:“我在读大学时没有创造力,到了伯克利才慢慢改变,开始批判性地阅读和怀疑性地阅读。”

美国一流院校十分重视创造性。“不能做跟屁虫”,这是美国之所以领先的一个公开的秘密。庄小威多次提起导师对自己的影响,最让她印象深刻的也与此有关。沈元壤告诉她,不要轻易相信前人、甚至是自己前段时间的结果;朱棣文则善于用毫无说教色彩的语言,提点出哪个课题有意义,以此提升其学术视野。

庄小威说,相比自己求学时,现在国内的情况有所改变:“最近几年回国,感觉中国学生们比以前活跃,敢问问题,创造性强了。但是,现在的学生也比以前浮躁了,不少人没有耐性,急于求成。”而作为生物研究领域的领先者,美国有很多值得中国借鉴的地方,“在美国的大学里,助教是独立的。这些年轻人只要有兴趣有想法,都可以独立做研究。年轻人申请科研基金也有优越性,束缚比较少,制度鼓励年轻人不要急功近利。美国的研究体制和人才培养机制值得学习。”


庄小威:从苏州中学到哈佛教授,2019年获“NAS科学发现奖”!

1987-1991年,她考进中科大少年班,在校期间获四大力学满分,至今无人打破

以下《科大同窗庄小威》转载自《科大-历史文化网》,作者8706校友毛珺婕2003年写的一篇短文,内容有删减。

与小威初次相见是在1987年暑假中科大少年班复试时。当时先认识也是来自苏州中学少年班预备班的袁中一,袁冰肌雪肤,文雅大方,举手投足间颇有薛宝钗之风范。当时听说庄小威是苏州中学预备班的女状元,高考600多分,早想会会这位苏州中学的才女。只见她1米6多,身材适中,留着短发,热情爽朗,却没有我预期的苏州美少女的影子, 倒有几分枕霞旧友史湘云的模样。

开学后,庄小威在数学、物理课考试里几乎每次都得满分,化学,计算机等课也成绩优秀。她还经常课余时间和同学讨论学术问题。不论对方是男生女生,她不分结果绝不罢休。

小威是科大子弟,有时住家有时住校。那时我们晚自习一般去宿舍旁的四座教学楼,时称“四牌楼”。有一晚我俩去了四牌楼的很多间教室,间间人满。到最后一间教室门外时,小威说:“这间如果再没有位置,我就回家了,还可以看电视。”结果最后这间有几个空位,我俩就都坐下学习到熄灯锁门。那时一周六天课,早晚和周末大家都珍惜时间自习。看看现在有些同学不但不主动自习,连上课都不认真,真是替他们担心“老大徒伤悲”。

小威得天独厚,虽然读书无数,视力却是1.5。有时在宿舍时,大家都伏案用功,她却躺在上铺的床上看书,还能看见我们书上的字,令我们佩服不已。小威还有个一心两用的本领,边听三国评书边做原子物理作业的绝招也是绝无仅有。

后来大三时,“三•八”节女生聚会于科大门前的餐馆“湘皖饭店”,小威从家里背了托福单词就径直到了“湘皖”。可能还没有从托福中解脱出来,小威吃得很少。袁中一劝她,“你再吃一两筷子。”小威立即答到:“一两筷子,你这个量词用错了。”我们大家都笑个不停。小威准备托福的用心真可和《红楼梦》中的香菱学诗媲美了。


庄小威:从苏州中学到哈佛教授,2019年获“NAS科学发现奖”!

1985-1987年,她就读苏州中学“中科大少预班”,她说:我在苏州中学“开了窍”

2013年8月,庄小威回到母校,与同学老师共同回忆在苏州中学美好的求学经历。庄小威深情回忆说,“我所上过的学校中,苏州中学对我的影响最深远,她曾在最好的中学遇到最好的老师。”她坦言,自己走上科研道路的自信正是苏州中学给予的,“来苏州中学之前,我是个‘没开窍’的孩子——不知道自己怎么样,也不明白今后能做什么。来到苏州中学以后,我有了一种‘咦,自己好像还行’的感觉,也认识到只要勤奋努力,自己也可以成才。”


庄小威:从苏州中学到哈佛教授,2019年获“NAS科学发现奖”!

首届少科班的物理老师,72岁的朱琳老师说,当年,年仅13岁的她就表现出了很强的专业精神,“当时班级的学习讨论氛围很浓,而她的特点是爱问,喜欢打破沙锅问到底。”朱琳老师回忆,首届少科班的学生是面向全国招生的,孩子的入学年龄在11-13岁,比正常的高一学生小了好几岁,“他们年纪比普通学生小不少,同时学习质量比普通学生高好几倍,可以说孩子们都很优秀。”庄小威透露,至今家里还保存着当年在校的成绩单,“当时的成绩单是手写的,还附有老师评语。我记得朱老师的评语中,有一句是说我‘概念不清’。”


庄小威:从苏州中学到哈佛教授,2019年获“NAS科学发现奖”!

陈兆立是该班同学在校时的副校长,也是少年班预备班创办工作的主要负责人。他说,北京景山中学先有中科大少年班预备班,1984年时,中科大希望在南方也寻找到一所合作中学,经过努力,苏州中学与之达成协议,1985年首届学生入学。“我曾经带他们一起去合肥参加中科大的夏令营,我也清楚地记得一次中科大的物理教授特地来苏州中学做讲座,庄小威主动向教授提问‘在学习中如何做到分清概念’。”陈兆立对这些细节仍然记忆犹新。他笑着说,后来教授是这样回答庄小威的:“如果闭上眼睛脑子里能出现这个概念的动态图像,概念就算清楚了。”


庄小威:从苏州中学到哈佛教授,2019年获“NAS科学发现奖”!

庄小威说,“很喜欢苏州中学老师的教学方式,没有太多的填鸭式的教学,我们也从不搞疲劳战题海战,因为学校要求晚上9点离开自习室,9点半必须睡觉,谁都不能违反的。”她还回忆说,“陈淦浩老师给我们留下了特别深的印象。我后来非常喜欢数学就是受陈老师的影响。上课先15分钟批评,绘声绘色。在30分钟里很顺畅的,还不觉得紧张,不觉得加快速的,很悠闲地讲下去。听他讲课是一种非常优美的享受。在所有老师身上都是这样子的。语文老师是对我们文学素养的提携,没有应试,有很多课外读物,上课感觉特别愉快,提高了自己的兴趣,高考也考得不错。现在国内的学校都是为了应试而做的教学,都是应试教出来的人,不出大师。从小学到初中到高中,应该做一种从兴趣从好奇心的培养。苏州中学少预班是这样一个模式,特别希望,把当年的模式宣扬一下,把整个国家的中小学教育体制改一改,对将来创造性人才的培养更有用。对苏州中学感情特别深,对生活的照顾,对成长的培养,对做人的培养,最难忘的经历。能到苏州中学是父母做的最伟大的决定。”

“近年来留在美国做科研的中国留学生人数有增多趋势,早些年留美获得奖学金虽容易,但有相当一批人不是为科研而来的。如今奖学金申请难度变大,不过我相信这些学生都是真正拥有科研兴趣的,他们会做得更好!”她说。


庄小威:从苏州中学到哈佛教授,2019年获“NAS科学发现奖”!

她受父母影响,她从小就对科学感兴趣,长大后也一直享受科学研究

1972年,庄小威出生于中国江苏省如皋市,父母亲是中科大的教授。她小时候在江苏如皋跟爷爷、奶奶生活了5年,5岁多被父母接到合肥中国科大,没有上过幼儿园,直接上了科大附小二年级。初中时曾获得全国中学生数理化竞赛第一名,后被推荐到北京景山学校上了半年中国科大预备班。1985年,13岁时转入离家较近的苏州中学首届中科大少年班预备班。

15岁,她又凭高考600多分的状元成绩考入中国科技大学少年班 。在天才云集的少年班,庄小威也完全不露怯。凭着对物理的热爱,她对物理的每一个细节都不放过。本来不太在意成绩的她,最后竟考了个四大力学课程满分。这个“大满贯”的传奇记录,至今在科大还没人能打破。中科大少年班毕业后,庄小威便赴美开始博士生涯,那年她仅仅 19岁 。


庄小威:从苏州中学到哈佛教授,2019年获“NAS科学发现奖”!

如今,庄小威的学术影响力越来越大。中国科学技术大学校友总会评价说:庄小威自小聪明伶俐,勤奋好学。庄小威的研究方法、实验原理、装置、结果、分析,逻辑清晰,简洁紧凑,充满科学精神。2010年马克斯·德尔布吕克生物物理奖评:庄小威是高分辨率光学成像、单分子荧光共振转移等光子学方法及其应用方面的专家,具有开拓性贡献,极大地推动了生物医学领域的突破性进展。2011年赛克勒国际生物物理学奖评:庄小威发明了突破光学衍射极限的STORM荧光成像技术,使得光学显微镜分辨能力接近纳米尺度,极大地推动了亚细胞微观结构的研究。在庄小威的字典里,有3个关键词:“动力、眼界、深度思考”。她认为,做科研很辛苦,对学问有热情,才有动力,保持动力才能化解困难;选题时要有眼界,要找那些能影响社会、使多数人受益的课题;在研究时,务必深思,杜绝肤浅。


庄小威:从苏州中学到哈佛教授,2019年获“NAS科学发现奖”!

庄小威的父亲庄礼贤说,一个人成才机遇很重要。中科大少年班无疑改变了庄小威的一生。而从另一个角度看,在学科交叉推动生命科学革命的时代,庄小威从物理走上生物这条转型之路,也可谓恰逢其时。和科学史上的著名故事一样,我们相信成功从来不是天才的灵光乍现那么简单。但在庄礼贤眼中,庄小威从来都是乐呵呵的。“她在享受”。 庄小威也说:“用‘坚持’这个词好像让人觉得搞科研是个很苦的差事。其实搞基础研究也是一件很有趣的事情。


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