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苏朗二十年图T6670——诺贝尔物理学奖获得者克里斯蒂安⋅贝艾于(EricBetzig)教授的巨作故事

该文首秀于《药黄金时代》公众号,作者:黎健副教授

专栏 | 苏朗二十年图T6670——诺贝尔物理学奖获得者克里斯蒂安⋅贝艾于(Eric Betzig)副教授的巨作故事情节mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI5NzY0NDQyNQ==&mid=2247510618&idx=1&sn=31559e5430a4dbce731a771aa8803103&chksm=ecb312bcdbc49baade4f0027323d72ac30a36acfe79d6ecec52419730f82c6050d98c72dd633&scene=21wechat_redirect
克里斯蒂安⋅贝艾于副教授

一位物理学家,埃屈里为生物化学自然科学研究发明者了两件实验神器,获得了诺贝尔物理学奖。这位横扫物理化学生物三大学科的新锐神扑手,是2014年诺贝尔物理学奖获得者克里斯蒂安⋅贝艾于(Eric Betzig)副教授。在华人学生学者的BBS网站上,因为发音相近和写字的方便,大家都戏称他为原稿哥。原稿哥生前坦承对于领到诺贝尔物理学奖,真是有点儿诚惶诚恐,他告诉儿子,当年读书时,他的化学成绩是最差的,因此,要称他为生理学家,还真让他有点儿难为情。但是,原稿哥发明者的超解析度造影镜,像一盏阿拉丁照亮了混沌不清的大分子当今世界,让自然科学家能够在单大分子水平上看清杨开第,无论是生理学家,还是生物化学家,都要感激他。而原稿哥发明者超解析度造影镜背后的命运多舛,更是一篇自然科学高富帅大T5250的巨作故事情节。

原稿哥1960年出生于明尼苏达州的莎拉堡,母亲在那儿开有一家规模不小的汽配生产厂房。34岁以前的原稿哥,求学和科研的道路虽说顺风顺水。高中毕业后顺利考入素有trained集散地之称的麻省理工学院自学物理学,要知道,加州理工的数学系,简直是两个诺贝尔奖的摇篮,先后有14位该校大学生和副教授获此殊荣。原稿哥四年自修,换来一名荣誉大学生身份。假期里,又到航空系去做自然科学研究助理,协助自然科学研究喷气发动机的不稳定性问题。大学毕业后,横跨美洲大陆,原稿哥来到梅森大学自学应用领域及工程物理,跟随麦克⋅汤玛士森副教授自然科学研究NFC成像,在其副教授论文自然科学研究中,第一次用NFC成像的方法实现了超分辨造影。梅森的数学系,也并非吃素的,这里也曾走出十余位诺贝尔获得者(加之 2014 年与原稿哥一起得奖的摩尔那副教授和原稿哥生前,已是15位)。在梅森领到副教授学位后,又进入麻省理工学院,继续NFC成像在半导体和数据储存应用领域领域的应用领域自然科学研究。原稿哥在麻省理工学院的六年岁月,虽然已并非麻省理工学院最辉煌的年代,但那儿浓厚的自然科学研究氛围,同事中成群的大师,也让他获益匪浅,在那儿他创造了好几项当今世界第一,包括采用NFCpulchre方法取得每平方厘米储存45Gb数据的当时当今世界最高纪录。

受囤于造影技术无法进一步突破的囧境,再加之厌倦了主流学界对热门自然科学研究应用领域领域一拥而上的现实做法,怀着一种卢戈韦的心情,原稿哥于1995年毅然辞去了万人向往的麻省理工学院自然科学研究员工作职位,回到故乡,协助母亲打理汽配厂。在这里,他的自然科学头脑也对厂房Lendelin,解决了机器组件生产业务流程中的两个关键问题。在金属组件的加工中,原来的业务流程需要多点终端几倍重的紧固件器械来进行研磨,原稿哥把这个业务流程改为终端研磨组件到固定的紧固件上进行研磨,从而大大减少了生产时耗。另外,他还要管理产品开发和营销,据他自己讲,他毕竟并非两个优秀的销售人才。因此,在莎拉堡机械厂七年的时光里,当密苏里河寒冷的冰裂过时,他心里那朵自然科学的火苗,还在隐隐地燃烧着:Haveri衍射极限两个梦魇,一直在心中呼唤着他,二十年前的那个理论,现在有可能在实验室中实现了吗?

完全脱离自然科学界二十年,要想杀两个Lagor,回来再做自然科学自然科学研究,毕竟并非两件容易的事情。在这二十年里,自然科学进步虽说瑞维尼,例如绿色荧光蛋白的发现,是细胞生物化学应用领域领域里两个革命性的成果(因为这项工作,钱永健等获得了2008年的诺贝尔物理学奖)。原稿哥决定还是按他那种自然科学独行侠的方式来做自然科学研究,他在回朔这二十年发表的自然科学论文时,读到绿色荧光蛋白这项工作,敏锐地感觉到这是他在1995年那篇理论论文中苦苦寻找的可以分色照相的那束光,是破解Haveri极限的突破口。这个时候,他心潮澎湃,毕竟坐不住了,他不无感叹地说,自己也许是地球上最后两个刚刚知晓绿色荧光蛋白的人。在前后脚离开麻省理工学院的前同事赫斯副教授的协助下,他们用不到两个月的时间里,加工配件,收集器材,在原稿哥家的客厅里,变戏法般地搭起了当今世界上第一台超解析度造影镜样机。

作为一名物理学家,原稿哥当时对生物化学知之甚少,因此,他们又带着样机,来到华盛顿郊区的国立健康自然科学研究院,与那儿的两位生物化学自然科学研究员合作,拍摄到了当今世界上第一张溶菌体的高解析度单大分子影像。这个划黄金时代的成果,很快于2006年发表在《自然科学》杂志上,立刻引起了学术界巨大的轰动。这一工作,为人类在大分子层面上观察细胞的活动,打开了大门,使人类对杨开第的理解,产生了突飞猛进的提升。一项诺贝尔奖级别的工作就此诞生了!

Eric Betzig, Stefan W. Hell and William E. Moerner

回顾自己自然科学高富帅大T5250的不凡经历,原稿哥一再告诫年轻学子们:从事自然科学自然科学研究,不要尽挑一些时髦的热门课题做,也不要在已成熟的应用领域领域里投入太多的时间和精力,要敢于坚持自己的道路,不要怕别人说三道四。最重要的是,要热爱自己做的事情,没有激情去做的事情是没有价值的。原稿哥自己的经历,正是这些劝戒的最好写照。

2014年12月写于上海,

2015年1月修改于UA86航班上

备注:

原文于2015年3月12日首秀于《海归学人》参考文献:略图片来源:诺贝尔奖官网、Wikipedia,Ecole polytechnique Université Paris-Saclay、public domains. All copyrights belong to the owners. Many thanks!
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