一位科学家的多个侧面

张文韬/编译

● “为什么生活中的其他方面与科学同样重要”，这是对一维、二维核磁共振技术（NMR）做出开创性工作的理查德·R·恩斯特（Richard R.Ernst），与来自布里斯托大学的斯蒂法妮·哈里斯（Stephanie Harris）在林道会议上讨论的话题。

理查德·恩斯特，物理化学家，瑞士苏黎世联邦理工学院名誉教授，1991年诺贝尔化学奖得主（以表彰他在核磁共振（NMR）方面做出的开拓性工作）。

斯蒂芬妮·哈里斯，英国布里斯托大学的一名研究生，其研究方向是超快瞬态吸收光谱。这项技术能够实时捕捉化学键断裂和结合、提供化学反应进程中的详细机理信息。

可以看到人体内部的MRI

哈里斯：您是如何向完全没有科学背景的人解释NMR？

恩斯特：首先，NMR能确定分子结构和分子之间的连接，甚至能够形成人体的图像，其工作原理是探测磁场中原子核的响应。这些原子核像一群间谍传递出编码信息，一旦电子设备记录到这些信息，就可以对它们加以分析推断。

原子核有磁矩，对外加磁场会做出反应。加上外部磁场后，原子核开始进动（进动是自转物体之自转轴又绕着另一轴旋转的现象，又可称作旋进——译者注），改变了它们自转轴的方向，其频率与磁场强度成正比。假如测定出进动频率，就可以确定局部磁场，局部磁场与外部磁场的区别，是因为原子核周围的电子有屏蔽作用。两个磁场之间的不同，反映了分子内部原子核周围化学环境的区别——多电子还是缺电子。

NMR还能告诉我们分子的结构：原子核空间排列是怎样的。在研究中，原子核附近的磁矩会扰动局部磁场，或引入精细结构或可观察到共振分裂。这种分裂的确切性质——无论是分裂成2个、3个、4个或者更复杂的模式——告诉我们，在我们研究的原子核周围，有多少原子核。在这些模式里，线之间的距离可以告诉我们原子核间的距离，也就获得了分子结构的整个图像。

哈里斯：NMR最佳用途是什么？

恩斯特：最有价值的应用是核磁共振成像（MRI），能让你看到人体内部。事实上，MRI对我个人来说也很重要。2007年的一天，我坐在书桌旁，突然感到天旋地转。去医院检查，医生用MRI扫描我的脑部，发现一处血管狭窄，限制了血液流动。这种情况几年前再次出现，我在街上散步时突然觉得左腿疼痛，一会儿功夫就寸步难行了。通过MRI诊断，我患了动脉阻塞。心脏搭桥手术使我恢复了健康。

科学不是生活的全部

哈里斯：您拿到博士学位后，没有选择进入学术界，而是去了企业。当时您是怎么考虑的？

MRI能让你看到人体内部

恩斯特：当时我厌倦了大学里的氛围，想寻求一点改变。加利福尼亚是求职的最佳地点，我必须到企业工作，成为对社会有用的一份子，而不仅仅是个学术顽童。我加入了加州帕洛阿尔托市的瓦里安联合公司，继续研究NMR。

五年后我回到了苏黎世联邦理工学院，那里是我博士阶段求学的地方。这是个错误的决定，两年后我就精神崩溃了。我感觉我的学术生涯就要结束了。我曾经考虑去邮局工作，在信封上盖盖邮戳。经过漫长的自我斗争，我再次成为了科学工作者。不过从头再来要难得多了。

哈里斯：那又是什么帮助您找回了对科学的兴趣？

恩斯特：好奇心是我一直固有的，对发生在周围的事物我会寻思，并试图解答。你当然不可能什么都知道或解决所有的问题，所以必须得扩充知识，我就是这样做的。同时，教学工作对我也有帮助，学生们想从你这里学到什么，因此你必须成为一个好的榜样，需要更多的知识储备。这就像你来到幼儿园做演说：他们会问很多基本问题，如果不知道如何回答，你就知道知识缺陷点在何处。

哈里斯：保持对科学之外事物的激情重要吗？

恩斯特：灵感通常来自外部信息、来自意想不到的渠道。没有这样的灵感，你的思维会非常狭隘。如果你对科学之外的事物还有激情，应该为此感到骄傲——它使你的生活更加美好。太多的科学家失去了人的特点，在这个意义上他们只有一个聚焦点：他们的研究工作。其实科学不是生活的全部，生活里还有其他激动人心的时刻。

哈里斯：您是怎么实现生活中的平衡的？

恩斯特：在我年轻的时候，是音乐让我充满活力。起初，我尝试过演奏和作曲，如今只是听音乐。走出科学实验室，放松精神，享受生活，这是非常重要的。最近，我被藏族绘画迷住了，开始收集、研究和保护这类珍贵的艺术作品。

让学生自己寻找答案

哈里斯：如何成为一个有影响力的教师？

恩斯特：好的教师允许学生发展自己的个性和学习方式 ——他们向你提出一个问题，然后说“自己寻找答案。”另一方面，传统的教师则认为，学生必须严格按照他们的要求或规则学习。这两类教师我都遇到过。教师更重要的是鼓舞和激励，让学生有更多的想象空间，而不仅仅是服从。

哈里斯：可否举一个优秀教学实践中的例子？

恩斯特：把学生扔到冷水中，让他们自己游泳求生。不是先教他们在陆地上做游泳的姿势，而是直接把他们扔到水里，不加引导，看看他们会怎么做。教学过程中师生都是边做边学，实践出真知。

哈里斯：对您而言，科学的社会责任同样重要。您有没有采取过实际的措施，让您的研究工作更富有责任感？

恩斯特：2005年，为庆祝苏黎世联邦理工学院150周年校庆，我们举行了一次公开教学活动，150位教授走上街头与公众交流。我们在苏黎世市中心搭起了帐篷，三个星期内进行了300个开放式教学课程。这一公开教学活动的好处是，在对公众传授科学知识的同时，也促使教授们更多的考虑公众，思考公众对他们的反应以及公开教学活动的重要性。最初他们并不看好这次活动，但活动结束时，他们却喜欢上了它，想要再举办一次。