她的人生让许多人望尘莫及:中科大首届少年班高材生,34岁成为哈佛大学双聘教授,40岁刷新美国国家科学院最年轻华人院士纪录,此后两年又陆续成为美国人文与科学院院士和中科院最年轻的外籍院士。她所取得的成就和荣获的奖项,远远赶超了许多资历更深的老科学家。

2014年,她与诺贝尔奖失之交臂,引发了全世界华人的关注,今天,我们一起来看看这位了不得的女科学家——庄小威,和她的故事。

从小立志

庄小威笑称自己性格比较执拗:“我从没想过要做企业家,政治家,飞行员,这些都是很伟大的职业,我从小到大只想做科学家。”从少年时代就对物理有着浓厚兴趣的庄小威,早早确立了毕生的志向。

庄小威自小学习能力就很强,中学时,她在班上年龄最小,但各门功课都拔尖,曾荣获全国中学生数理化竞赛第一名。后来被推荐到北京景山学校上了半年中科大预备班,13岁转入苏州中学中科大预备班,15岁那年她如愿以偿,高考以600多分的状元成绩考进中科大少年班。

少年班的传奇

在少年班的那段日子里,庄小威与物理结下了不解之缘。

谈到物理,她像是谈论一位亲密无间的朋友,“物理有着很强的逻辑性,真的觉得物理非常美,非常严谨,很合我的口味,任何东西都有它的逻辑推理,不要死记硬背,注重逻辑推理,一连串下来,理解了也就全部学会了。”

她花工夫,力图把每一个物理定律搞得透透彻彻清清楚楚,绝不放过一个细节,甚至发展到近乎痴迷近乎病态的程度。在少年班,她并不在意分数,但理论力学、电动力学、量子力学、统计力学四大力学专业课都考了满分,这个传奇纪录至今仍无人打破,成为中科大物理系一个难以逾越的丰碑。

闭门羹

尽管从小就是天之骄子,但庄小威的人生也不是一直都顺风顺水。1997年,在美国博士毕业的她遇上了人生中一次重大挫折。当时,她的导师、华裔科学家沈元壤鼓励她找教职工作,满以为进入斯坦福大学物理系当教师已经板上钉钉的她,因为经验不足申请失败了,吃了人生中第一个闭门羹。

沈元壤

但是庄小威哪是那么轻易就放弃的,她重整旗鼓,教师这条路走不通就去做博士后,于是她毅然投身到斯坦福大学朱棣文教授旗下,开始了博士后地工作。后来在朱棣文的实验室她突然180度大转弯转到了生物领域,庄小威在回顾这一转折时说,当时自己是“想做点新的东西”,朱棣文问她要不要尝试生物,“Why not?”她斩钉截铁地回答。

此后,小威从对生物一无所知到能熟练地做各种分子生物学实验,开启了崭新的篇章。

朱棣文

跨界生物

虽说当初跨界投入生物领域是个不小的挑战,但是物理专业的背景也给庄小威带来了许多帮助。

自光学显微镜诞生以来,科学家们就能通过镜头,看到细菌等微小生物的动态。但传统的光学显微镜其实存在着一个衍射极限,使光学显微成像系统只能在样品上形成有限的光斑(艾里斑)。因为这个光学衍射极限存在,能观察到200纳米到300纳米已经是极限了。电子显微镜的真空下条件下,生物无法生存,观察生命运动也基本没辙。

而庄小威研究的“超高分辨荧光显微技术”,就是为打破这个瓶颈而生的。这种技术,克服光学显微镜的衍射极限,使得实时揭示生物分子运动成为可能。

长达10年的物理学根底赋予她敏锐的直觉,启发她创造性地将带荧光的分子标记物附在病毒上,当用激光照射时,标记物会发射出艳丽迷人的色彩。借助超分辨率显微镜技术,就可以实现跟踪拍摄。庄小威创造性地将荧光光谱和显微分析技术应用于单个分子,这种崭新的物理手段,使得实时揭示复杂生物过程中的分子个体及其运动步骤成为可能。

正因如此,那年31岁的她一举拿下2003年度全美“麦克·阿瑟天才奖”,成为第一位获此荣誉的华人女科学家,也是24个获奖者中最年轻的一位。

专心的态度、通过科研训练获得与众不同的长远眼光,以及敢于选择难度大且有深远意义的课题坚持下去,是庄小威恪守的人生准则,而她也一直用行动来落实对自己的严苛要求。即使是天才,仍需要付出99%的汗水,没有人能随随便便成功,每当我们谈论这些起科学家们的人生时,除了鲜花与掌声,也不要忘记他们背后的付出与辛劳。