科学遇见艺术 实践改变认知

孔繁淏

小学时，我迷上了《哈利?波特》，6 年级之前一口气读完了中英文原著。除了跌宕起伏的情节，我对其中的魔药课格外着迷，一种懵懂的想法在脑子里隐隐约约地产生，那就是：物质，应该才是改变世界、产生神奇魔幻效果背后的本质所在吧！那么，物质究竟是什么呢？

“不够解渴”的启蒙之旅

我带着困惑进入了中学，直到接触了化学，终于在众多课程中找到了自己的最爱，唯一的感觉就是跟化学课“相见恨晚”。繁忙的初中生活还没结束，我便如饥似渴地阅读高中乃至大学的专业教材。越学习越觉得化学博大精深，要学的东西实在太多。我开始认识到，物质世界肯定不仅仅是初中实验课展示的内容，读了再厚的课外书，也无法让人找到畅游科学殿堂的酣畅淋漓。科学在哪里？首先在实验室！

2022 年7 月，中考结束，这注定是个一生难忘的假期。我跟爸爸去了被称为“大湖名城、创新高地”的合肥，他知道我对化学和生命科学比较感兴趣，特地带我到了一个美丽而不普通的岛屿——合肥科学岛，大名鼎鼎的中国科学院合肥物质研究所就坐落在这里。在参观了举世瞩目的“人造太阳”托卡马克装置和稳态强磁场中心后，我们重点参观了健康与医学技术研究所。这是我第一次走进前沿实验室，第一次接触到久闻大名的“科学名流”——小白鼠！合成化学实验室、细胞研究实验室、质谱分析仪、零下100℃的超低温“冰柜”……我惊叹于各种奇妙的实验装置，好奇于实验室工作人员忙碌着的各种实验。这是一次宝贵而难忘的科学研究启蒙之旅，但时间实在太短了。如果将来能有机会在实验室真正地做一次科研课题，该多好啊！想法有些不切实际，但机会终于来了……

英才计划点燃科研梦想

高中开学集训内容繁多而陌生，很难记全，当培训教师讲到科研实践活动、中学生英才计划相关内容时，我立刻竖起了耳朵，“到顶尖的科研院所实验室做1年实验”这句话深深地吸引了我，开始关注和了解英才计划。科学研究是严谨的，应该建立在扎实的知识积累基础上，于是，我给自己制订了学习计划，利用业余时间尽快把高中和大学化学基础知识学习一遍，并以参加全国中学生化学奥林匹克竞赛为目标，督促自己完成学习任务。

拿到英才计划招生简章的那一刻，既有看到优秀专家教授导师的欣喜，同时也感受到了选拔过程的严格。功夫不负有心人，在学校教师的悉心指点下，我经过层层选拔，终于如愿以偿地被第一志愿录取了，将在北京大学化学与分子工程学院张文彬教授的指导下开展课题研究。

英才计划收获的，远非化学知识本身

即使有幸加入了英才计划，我一开始也有很多顾虑，因为英才计划导师均为各个领域的拔尖专家，他们的工作非常繁忙。令我惊喜的是，导师非常重视英才计划学生的培养，在培养之初就向我们介绍了不同实验室的研究主题和核心团队，还了解了每位学生的兴趣点，并耐心解答我们提出的问题，既让我们认识到了一流实验室的严谨，又有效缓解了我们的紧张情绪。后期的实验过程中，导师和师兄更是给了我无微不至的关心和指导，不厌其烦地帮我解答了很多问题，手把手教我开展分子克隆、蛋白质的表达和纯化……通过英才计划，我学习了如何做人，这是其一。

在平时的学习中，我就对有机化学产生了浓厚的兴趣，我个人最关心、最感兴趣的领域为生命科学中的化学反应机理及其药物解决方案。导师了解了我的学术兴趣后，提供了指导。经过千万年的进化，生命选择了蛋白质作为最终的功能分子，其丰富的功能性远远超出我们的想象。但是，这些源于大自然的工具并不完美，常常需要对其进行拓扑改造，构建出性质更为优良的蛋白质，以适应某些特殊的需求。通过导师的讲解，我了解了绿色荧光蛋白（GFP）在科学研究中的意义，了解了什么叫索烃化改造，什么叫定向进化……据此，确定了科研课题的方向，展开了1 年紧张而充实的实验室之旅。查阅资料后，我逐渐意识到，我的科研课题涉及了3 个诺贝尔奖主题；做完课题后，我明白了导师的良苦用心，他在循序渐进地引导我思考学术前沿背后的逻辑和意义。通过英才计划，我深化了对化学本质和学术前沿问题的理解，这是其二。

科研实践过程中，我向导师请教了一个困惑已久但不太敢问的问题：我本身感兴趣的是化学，可越来越感觉像是进入了生物学领域，这该如何理解呢？导师并没有笑话我，还深入浅出地教我明白了一个重要的道理，那就是我们要解决的是一个化学大分子的问题，但用到了生物学的方法，实际上还可能用到任何有用的工具和方法，比如实验中对于DNA 重组效率的分析用到了人工智能领域的数据库方法，对于蛋白质结构的分析用到了数学分支拓扑学的方法……科学领域不是割裂的，数理化生常常交织在一起，共同服务于解决人类面临的问题，这也正是科学研究的复杂、精妙和魅力所在。通过英才计划，让我在实践中通透了对于科研方法论的认识，这是其三。

科学与艺术——发现分子之美

直接收获很多，不胜枚举。然而，间接收获的影响也许更为深远，那就是我越发觉得科学是很美的，在科学中看到的是艺术、是美学。或许对于很多资深化学家而言，热爱化学的首要原因就是觉得分子很美，他们享受分子在眼前呈现、从笔尖流淌、在实验室被创造的感觉，然后才是好奇心。我的课题就涉及改造高分子拓扑结构相关工作，蛋白质折叠出的复杂结构犹如美丽的璞玉，而基于结构的蛋白质拓扑改造就像在这块璞玉上精雕细琢的过程。

英才计划对我来说，是第一次真正的实验室旅程，是开启走向科研殿堂之门的钥匙，是指引我面对未来挑战甚至挫折时的一盏明灯。我想我会一直热爱科学，一直感恩英才计划。