鮑哲南：科學(xué)研究的最高境界

楊宇

我做科研的目標(biāo)不是諾貝爾獎，而是能夠用我的研究成果去幫助人類，這也是我心目中科學(xué)的最高境界。如果只是以獲獎為目標(biāo)，會很難盡心去做研究。我最想看到的是我的研究成果被應(yīng)用到實(shí)踐中，讓人類受益。

鮑哲南，1970年出生于江蘇南京，本科就讀于南京大學(xué)。1990年赴美留學(xué)，后獲芝加哥大學(xué)博士學(xué)位?，F(xiàn)任美國斯坦福大學(xué)化學(xué)工程系教授。2015年因柔性人造電子皮膚開發(fā)，入選Nature2015年度對全球科學(xué)界產(chǎn)生重大影響的十大人物。2017年獲聯(lián)合國教科文組織第十九屆“世界杰出女科學(xué)家成就獎”。

日前，第十九屆“世界杰出女科學(xué)家成就獎”揭曉，華裔女科學(xué)家、美國斯坦福大學(xué)化學(xué)工程系教授鮑哲南等5位在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域取得突破性成果的女科學(xué)家獲此殊榮。

“世界杰出女科學(xué)家成就獎”創(chuàng)立于1998年，由聯(lián)合國教科文組織和歐萊雅集團(tuán)聯(lián)合設(shè)立，旨在表彰女科學(xué)家的杰出成就，并為她們的科研事業(yè)提供支持。該獎項(xiàng)每年從全球各大洲遴選出5名為科學(xué)進(jìn)步作出卓越貢獻(xiàn)的女性授予該獎。自設(shè)立以來，共有5位中國女科學(xué)家先后獲此殊榮。

記者采訪了鮑哲南教授，聽她講述自己的科研工作經(jīng)歷和感悟，對中國科研和年輕科學(xué)家的關(guān)注和期望，以及如何平衡家庭與事業(yè)的體會。

最想看到研究成果被應(yīng)用到實(shí)踐中

記者：這次您獲獎的緣由是“對柔韌、彈性、導(dǎo)電材料的研究能夠提升假肢使用者的生活質(zhì)量”，為什么會選擇這個研究方向？

鮑哲南：我博士畢業(yè)后到貝爾實(shí)驗(yàn)室工作。在那里我的研究方向是柔性電子和軟性電子材料。8年以后，我希望做一些可以改變?nèi)祟惿畹难芯?，而且我比較喜歡和學(xué)生一起工作，所以13年前，也就是2004年，我去了斯坦福大學(xué)。

在斯坦福，我決定拓寬柔性電子材料的應(yīng)用前景，于是開始研究人造皮膚。在我看來，這項(xiàng)研究既可以造福人類，又可以大大拓寬柔性電子材料這個領(lǐng)域，而且還有可能顛覆整個電子工業(yè)的發(fā)展前景。

記者：您的研究目前進(jìn)展到哪一步？

鮑哲南：我們開發(fā)的新型塑料材料，可以表達(dá)硅具備的某些電氣功能，但同時又具有與人體皮膚相似的延展性、生物降解性和自我修復(fù)功能。八九年前，我們開始致力于傳感器的研發(fā)，包括壓力傳感器和觸覺傳感器，其后，我們還開發(fā)出了溫度傳感器和濕度傳感器。

記者：如何看待您的研究意義？

鮑哲南：就長期而言，我們希望掌握并精通相關(guān)知識，以設(shè)計出擁有所有預(yù)期特性的電子材料。例如，用戶可能說“我希望它的長度可拉伸至兩倍，我希望它在一個月內(nèi)降解，我希望它在一分鐘內(nèi)自我修復(fù)”。然后，我們就能夠開發(fā)出按照這一特性設(shè)計的材料。這是我們的長期目標(biāo)。

在不久的將來，我們研制的人造皮膚的主要應(yīng)用是假肢，這可以幫助失去四肢的人恢復(fù)觸覺。

就短期而言，我們開發(fā)的材料和設(shè)備能夠使可穿戴電子設(shè)備更加完美貼合肌膚，仿若無物，在某些情況下我們甚至看不到它。

記者：您的研究成果在臨床中有哪些應(yīng)用？

鮑哲南：長遠(yuǎn)的應(yīng)用是讓假肢可以有觸覺。近期內(nèi)已經(jīng)有一些不同的應(yīng)用，比如可以用觸覺傳感器來測試脈搏跳動，然后變成血壓的信息。另外，溫度傳感器可以放進(jìn)鋰電池里，當(dāng)鋰電池充電或放電時，如果出現(xiàn)過熱、超熱的情況，或者有缺陷時，溫度傳感器可以自動測試到，然后自動停止電池的工作。最近有很多電池充電時著火，就是因?yàn)殡姵剡^熱。另外，我們的自修復(fù)材料可以讓鋰電池（比如電動汽車的鋰電池）更加穩(wěn)定。我們希望在不久的將來可以將它投入到實(shí)際應(yīng)用中。

記者：在研究中，您遇到的最大挑戰(zhàn)是什么？

鮑哲南：在我的研究過程中挑戰(zhàn)有很多，主要有三個方面：

首先，因?yàn)槲覀冏龅碾娮悠骷M人的皮膚功能，而人的皮膚具有延展性、生物降解性和自我修復(fù)功能，這些性質(zhì)都是傳統(tǒng)電子材料不具備的，現(xiàn)在人們使用的電子器件都是用硬性材料制成的。所以如果要做成皮膚一樣的電子器件，我們首先必須發(fā)明新的材料，從分子設(shè)計方面著手。

其次，我們需要讓這些材料有知覺，有觸覺，還能感受到周圍的溫度變化和不同的環(huán)境，所以需要設(shè)計一些新的傳感器。我們設(shè)計了金字塔形狀的微尺寸傳感器，并且具有很高的靈敏度，可以很快地感受到觸覺。然后我們通過設(shè)計一些會改變電信號的材料，溫度改變時電信號會隨之改變。

最后，這些信號要通過神經(jīng)中樞傳輸給大腦，并且能夠被大腦識別，所以這些信號必須具有一定的傳輸方式和一定的形狀。我們還需要設(shè)計電子電路，可以將測試到的信號變成大腦能夠識別的信號。這一點(diǎn)我們已經(jīng)做了一些及時的證明，在動物的大腦里演示，動物的大腦可以感受到我們這個傳感器所接受的信號。

記者：您在科研中碰到過什么煩惱，是如何解決的？

鮑哲南：煩惱肯定有，比如有時候需要擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)室，或是需要更多資源，如果你不說出來，首先別人不會知道你需要，但一旦你講出來，并且每次都去爭取，別人又會說這個人太野心勃勃了。這是比較矛盾的。

不過后來我想明白了，如果你不去爭取，肯定拿不到。所以不要去擔(dān)心別人怎么說，如果我需要，我就去爭取。我現(xiàn)在就是這樣，勇于說出自己的需求，不要因?yàn)閯e人的看法而不去做自己的事情。

記者：有人說您的目標(biāo)是諾貝爾獎?，F(xiàn)在看來，這個目標(biāo)還有多遠(yuǎn)？

鮑哲南：我做科研的目標(biāo)不是諾貝爾獎，而是能夠用我的研究成果去幫助人類，這也是我心目中科學(xué)的最高境界。如果只是以獲獎為目標(biāo)，會很難盡心去做研究。我最想看到的是我的研究成果被應(yīng)用到實(shí)踐中，讓人類受益。

記者：在很多人看來，科學(xué)是由一連串?dāng)?shù)據(jù)和公式組成的，十分枯燥。您遨游在數(shù)字和公式的海洋中，是否有樂趣？是否會感到孤獨(dú)？

鮑哲南：其實(shí)我一開始選擇化學(xué)，也是因?yàn)椴幌矚g公式和枯燥的數(shù)據(jù)。我覺得化學(xué)很像烹飪，可以自己做不同的東西，所以我喜歡化學(xué)。但是做到深入的時候我發(fā)現(xiàn)，理解這些公式和數(shù)據(jù)是非常必要的。當(dāng)我認(rèn)識到這一點(diǎn)之后，數(shù)據(jù)和公式就不再那么枯燥了，也不再那么抽象了。因?yàn)槲矣泻芮逦哪繕?biāo)，明白這些公式和數(shù)據(jù)的用處在哪里。所以說，如果想要解決一個問題，所有解決問題的方式和過程都不會枯燥。

在科學(xué)的世界里，我從來沒有孤獨(dú)的感覺，反而越做越興奮，因?yàn)榭梢钥吹轿夜ぷ鞯囊饬x，可以看到我們的研究被認(rèn)可。而且，現(xiàn)在有很多學(xué)者都在介入這個領(lǐng)域，在這個方向有很多志同道合的研究者，我很高興。

記者：在您看來，科學(xué)如何才能解決21世紀(jì)人類所面臨的重大挑戰(zhàn)？

鮑哲南：人類未來所面臨的最大挑戰(zhàn)是環(huán)境、能源、水源，以及健康。作為一名科學(xué)家和工程師，我可以在很多領(lǐng)域應(yīng)用我的專業(yè)知識，但我更希望將我的知識應(yīng)用于真正對人類有影響的領(lǐng)域。

想干事業(yè)就要付諸實(shí)施

記者：據(jù)說您剛到美國留學(xué)時要打兩份工維持生計，在這種情況下只用了20天時間復(fù)習(xí)GRE，就考出了令人驚艷的分?jǐn)?shù)。能講講您當(dāng)時的生活和學(xué)習(xí)狀態(tài)嗎？

鮑哲南：我1990年去美國，之前在國內(nèi)讀大學(xué)三年級。那時候中國的經(jīng)濟(jì)條件比美國落后很多。到美國之后，要生活，要讀書，都需要自己去掙錢，所以我同時打兩份工。而且還要復(fù)習(xí)考試，因?yàn)槲抑?，高等教育是唯一能使我在美國社會立足的方式，所以學(xué)習(xí)很有動力，但又沒有太多時間去準(zhǔn)備考試，只能很快復(fù)習(xí)，抓住重點(diǎn)，然后去考試。我也很幸運(yùn)，芝加哥大學(xué)有一位中國教授，他對我?guī)椭艽螅容^了解中國學(xué)生的情況，所以他接受我進(jìn)芝加哥大學(xué)學(xué)習(xí)，引領(lǐng)我走上科學(xué)研究的道路。

記者：您對年輕科學(xué)家有什么建議和忠告？

鮑哲南：我的信念是如果想干一番事業(yè)，就要付諸實(shí)施。我總是告訴我的學(xué)生，盡情去嘗試你想做的事，否則你將永遠(yuǎn)不會實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)。樹立遠(yuǎn)大夢想，無所畏懼，并盡自己最大的努力。

對年輕的科學(xué)家們，我想說兩點(diǎn)：一是堅信自己，做自己喜歡的事，對自己有信心，不要擔(dān)心會有太多工作，或是會面臨很多困難。因?yàn)閷δ憷щy的事情，對其他人也一樣難，所以不要擔(dān)心自己的能力。二是如果遇到一些負(fù)能量的事情或說法，不要太在意，那都是別人的看法和說法，你不能去控制別人怎么想、怎么做，只要堅信自己做的事情是對的，就朝著這一方向去努力，并且要一直保持樂觀的狀態(tài)。

記者：您與國內(nèi)科研界是否有合作？如何看待中國目前的科研狀況？

鮑哲南：我與國內(nèi)許多高校、科研院所都有交流和合作，比如與南京大學(xué)的合作就很緊密，同時還擔(dān)任一些學(xué)校的客座教授或榮譽(yù)教授。此外，浙江大學(xué)、北京大學(xué)、清華大學(xué)、中科院等也有很多訪問學(xué)者到我這里來。

我認(rèn)為現(xiàn)在國內(nèi)科研發(fā)展非常迅速，國家也投入了非常多的資源，這非常好?，F(xiàn)在國內(nèi)的學(xué)術(shù)環(huán)境和條件跟我20多年前離開時相比有很大改變，不少科研領(lǐng)域都走在世界前列。希望國家繼續(xù)大力支持各類研究，也希望國內(nèi)的科學(xué)家更有信心，去主攻一些前沿項(xiàng)目，他們完全有這個實(shí)力。

既要有開心的家庭，也要有滿意的事業(yè)

記者：獲得本屆“世界杰出女科學(xué)家獎”，對您意味著什么？

鮑哲南：這個獎項(xiàng)的宗旨是表彰女性對科學(xué)的貢獻(xiàn)，我希望該獎能激發(fā)更多女性對科學(xué)的興趣，吸引更多女性獻(xiàn)身科研，并且能讓社會更多地了解科學(xué)和工程領(lǐng)域的女性。

記者：作為女性科學(xué)家，您如何看待愛情、婚姻、家庭與事業(yè)的關(guān)系？如何在事業(yè)和情感、家庭之間做到平衡？

鮑哲南：我覺得女性一定要做好幾方面的平衡，既要有開心的家庭，也要有自己滿意的事業(yè)，兩邊都要給予足夠的重視和足夠的時間。自己要定一個準(zhǔn)則，不能為了一個而放棄另一個。這就需要選擇最重要的事情，因?yàn)槊總€人的時間和精力都是有限的，不可能兼顧所有，所以必須有所選擇，讓重要的事情不會被犧牲掉。特別是不能因?yàn)槭聵I(yè)而犧牲家庭生活。家里的事更要做好選擇，比如，我不可能所有時間都用來陪孩子或家人，但我會選擇最重要、最有效的時間來陪伴他們。

記者：在科學(xué)界，頂尖女科學(xué)家的數(shù)量仍然很少。在您看來，要成為世界頂尖的女科學(xué)家，需要具備什么樣的思維和素質(zhì)？頂尖女科學(xué)家應(yīng)該在科學(xué)界發(fā)揮什么樣的能量？

鮑哲南：我覺得男科學(xué)家和女科學(xué)家沒什么不同。首先要做自己喜歡的事情，這樣才會積極努力地去推動。其次是思考與解決問題的方式。其實(shí)，無論學(xué)習(xí)還是做實(shí)驗(yàn)，都是在尋找或培養(yǎng)解決問題的方式，這很重要。此外，還需要有好的老師和其他研究人員的指點(diǎn)，一路指引，這也是非常重要的。

現(xiàn)在女性科學(xué)家的數(shù)量不多，特別是在領(lǐng)導(dǎo)層和高層次知識分子中的數(shù)量尤其少。我認(rèn)為應(yīng)該有更多的成功女性去激勵年輕的女科學(xué)家，讓她們有興趣投入到科學(xué)工作中。此外還要讓她們看到，作為普通女性，女科學(xué)家也可以擁有幸福的家庭，兼顧家庭與事業(yè)的女性也可以很成功。