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不去南极洲也知道发生了什么?机器人降低科研门槛?这个青年峰会“脑洞”好大

来源:上观新闻    作者:黄海华    发布时间:2020-10-28    访问量:23
“远程观察将成为一种趋势”

新冠疫情使得科研工作发生了什么改变?20年后的科学研究会有什么不同?作为“过来人”对于科研新人有何建议?解放日报•上观新闻记者获悉,10月27日晚,《科学》/美国科学促进会与浦江创新论坛合作举办了科技创新青年峰会,聆听青年学者的声音。

【“远程观察将成为一种趋势”】

20年后的科学研究会有什么不同?美国加州理工大学的博士后研究员陈子博认为,许多繁琐的工作未来将会简化,进一步降低科学研究的门槛。20年前,为了解决蛋白质结构问题,必须手动设置数百个条件来挑选优质晶体,但如今可以用液体处理机器人来设置大多数条件。“借助先进的模块化技术,科学将变得越来越通俗易懂,这对全民科学普及和跨学科研究发展大有益处。”

美国加州理工大学的博士后研究员陈子博

纽约大学医学院的的助理教授ShrutiNaik说,科学文化正在发生巨大变化,这很大程度上是由科技发展推动的,由于新冠疫情,尽快取得科研突破、研制出药物变得非常紧迫,科学家们在数据方面变得越来越开放,彼此之间的互动也更加频繁,且更加全球化。“20年后,这只会变得更快。”

纽约大学医学院的的助理教授ShrutiNaik

“我脑海中的第一个念头,就是可能会让机器人来完成大部分实验工序。” 纽约大学医学院的博士后陈硕说,最近发表在《科学》上的一项研究表明,机器人可以进行有机合成,这有助于显著减少科研人员的工作量。由于人工智能的发展,还可能通过计算机来设计合成路线或实验工序流程。

“远程观察将成为一种趋势。”美国斯坦福大学霍普金斯海洋所的博士后研究员Matthew Savoca说,他最近一直在从事“南大洋碳与气候观测建模”的研究,该项目在南大洋周围设置了数千个浮标,用于实时观测温度,以及碳和叶绿素的含量,“即使不能去南极洲,我们也能知道那里发生了什么。同样,我们给鲸鱼、鸟或乌龟等动物贴上标签,来查看它们的去向以及与后代之间的互动,将数据通过卫星传输,我们也无需再次接触这些动物就可远程读取这些信息。”

美国斯坦福大学霍普金斯海洋所的Matthew Savoca


【“为科学研究目标感到心潮澎湃”】

新冠肺炎疫情,虽然使得科学家的研究工作或多或少受到了影响,但他们也积极地做出了一些改变。

ShrutiNaik起初对此感到非常不适应,因为她是一名生物学家,关闭实验室意味着不仅要停止细胞系培养,还要关闭所有设备。后来,他们决定不再谈论新数据,而是回到在上一个科学问题中谈到的基本原理。他们浏览二三十年前发表的基础论文,并利用这段时间来分析可能追求的新方向,“这有助于大家凝聚在一起,展现出巨大的创造力,并为科学研究目标感到心潮澎湃。”

对于今年7月来到纽约大学做博士后研究的陈硕来说,他的研究受到了很大的影响。后来,他开始转向计算神经科学研究,因为他的学术背景包含这种计算训练,“这不需要日志记录,也不需要实验,我只需使用并分析之前的神经数据,推测其背后的机制。这是我职业生涯中一个颇为重要的收获期。”

纽约大学的陈硕

来自中国西湖大学的博士后研究员白蕊认为,克服困难的方式总是会超越困难本身。由于疫情在中国基本得到控制,她的生活正慢慢回到正轨,她每天都会前往实验室进行研究工作。

西湖大学的博士后研究员白蕊


【最重要的知识始终来自实验】

如果可以通过计算机进行研究,还需要去实验室吗?陈子博介绍,在洛杉矶,越来越多的科研人员开始意识到外包的重要性。疫情暴发前,科研人员都会自己进行重复性工作,但现在实验室开放时间有限,如果重复性工作都亲自上阵的话,一天下来基本上毫无进展,所以科研人员开始委托公司进行重复性工作,这样一来他们可以做些别人做不了的更重要的实验。

ShrutiNaik则认为,虽然计算机能够提供信息,但作为科学家必须验证这些假设,“我绝不会研制一种完全基于智力分析的药物,就给人服用,永远都不可能。”在ShrutiNaik看来,技术开发人员就像是科学界的催化剂,但她认为科学家也应具有同样的地位。在培训下一代时,要将注意力集中到想要回答的科学问题上,提供不同的见解。

“大自然中总是有无数奇妙事物和现象等待着我们去发现,而这需要我们进行实验,制作一个通用的模型很难。”陈硕认为,大多数计算机模型都是根据已知的知识制成,而这些已知的知识都是来源于实验。如果想制作一个细胞模型,虽然你清楚其中的脱氧核糖核酸和蛋白质成分,但是在实验过程中总是会有各种意想不到的发现,比如一个微米RNA的图像或者未知的蛋白质。所以,科研人员需要在原来的模型中添加更多的参数,而最重要的知识始终来自实验。

【“你会走进一个黑漆漆的空间,然后需要努力照亮它”】

对于那些刚刚起步的年轻科学家,有何经验可以分享呢?白蕊认为,有两个词对她很重要,一是热爱,二是坚持。最重要的是,一定要热爱你的事业,然后永不言弃。

陈硕建议找一个好导师。因为一个好导师会给你很多启发,并在你遇到问题的时候给你鼓励,他不但会教你如何思考科学,还会告诉你如何在充满艰辛的科研之路上享受生活,他还可能给你带来许多与人交流、参加会议的机会,而交流真的会帮你激发很多灵感。

“要习惯工作中的不适感,在职业生涯中,会遇到许多令人不适的问题。”ShrutiNaik特别对女性科研人员说,你可能在设计实验时出现失误,你的假设可能被证明为是错误的,你可能与导师和同事起了争执,你可能要进行演讲但面对听众会感到不自在,“这些都没什么大不了的,我们都经历过这些,你会反复经历这些问题,因为科学事业本质上就是不稳定的,这就好比你会走进一个黑漆漆的空间,然后需要努力照亮它,这种经验会让你感到不适,但这没什么大不了的。”