1.神秘的昏迷
一个医疗小组围在玛丽亚·马祖尔克维奇(Maria Mazurkevich)的病床四周,所有的目光都聚焦在她身上——而她却什么都没做。7月里炎热的一天,30岁的马祖尔克维奇被哥伦比亚大学纽约长老会医院收治入院。在入院前数日,她在家中突然丧失了意识。起因是大脑血管破裂,出血区域对她大脑的关键区域造成巨大压迫。彼时,医院神经重症监护室的医护小组正在寻找能表明马祖尔克维奇可以听到他们的任何迹象。她当时还需要机械呼吸机辅助呼吸,生命体征平稳,但没表现出任何具备意识的迹象。
马祖尔克维奇的父母也在她的病床边问道:“我们能和女儿说话吗?她听到我们说话了吗?”但她好像什么都不知道。在两位作者中,克拉森医生是马祖尔克维奇医疗小组的成员。当他要求马祖尔克维奇睁开眼睛、举起两根手指或者动动脚趾时,她一动不动。她的双眼也不会跟随视觉线索移动。然而,她的亲人仍认定她还“在那里”。
马祖尔克维奇确实“在”。医疗小组给她做了脑电图(EEG)——通过在头部放置传感器来监测大脑的电活动,同时要求她“持续开合右手”,然后“停止开合右手”。尽管马祖尔克维奇的手没有任何动作,但在两种命令下,她的大脑活动模式表现出了差异。大脑的反应清楚地表明,她察觉到了这些指令,并发现这两种指令是不同的。此后大约过了一周,她的身体开始跟上大脑的步伐。伴随着细微的反应,马祖尔克维奇开始渐渐苏醒过来。不到一年,她几乎完全康复了,身体和认知能力都没有出现重大缺陷。现在,她已经成为一名药剂师。
2.隐匿的意识
马祖尔克维奇的经历展示了“隐匿意识”(covert consciousness)的存在:一种大脑能在一定程度上表现出理解外部世界、身体却没有反应的状态。当医生使用先进的脑成像方法或复杂的脑电活动监测技术,对表现为昏迷或其他无反应状态的病人进行评估时,高达15%~20%的病人能表现出具备隐匿意识的迹象。但多数能探测到隐匿意识的技术和方法,直到近期才得到完善。
这些方法正在改变我们对昏迷和其他意识障碍疾病的理解。而我们在哥伦比亚大学的研究也表明,对于早期就发现拥有隐匿意识的病人,最终能完全恢复意识和认知功能的可能性更高。如果是在几十年前,这些发现可能会让绝大多数神经科医生和神经科学家大吃一惊。由此可见,识别这种隐藏的意识状态,以及研发如何与处在这种状态的病人交流的方法极为重要。
昏迷病人的标准定义为无意识、无法被唤醒、没有任何知觉或与外界环境互动的迹象。与处于深度睡眠中的人相比,由严重脑损伤导致昏迷的病人可能看起来并没有差别,只是大多数昏迷的病人不能自主呼吸,需要依靠呼吸机和人工气道的辅助。
一些人认为陷入昏迷很容易恢复,或者反之,认为昏迷后,人就进入了一种“活死人”状态——这两种极端的认知都是错误的。对于这种现象,电影、小说等作品对于昏迷的通俗描述或许应该承担一部分责任。例如,在电影《杀死比尔》中,乌玛·瑟曼饰演的新娘突然从长期昏迷中醒来,在没有任何喂养管辅助进食的情况下,她看起来营养充足、状态良好,在数小时内就完全恢复了体力。然而,现实远比电影情节更具挑战性,昏迷病人漫长的康复之路,总是伴随着各种频发的医疗并发症、身体机能退化等问题。他们恢复的进程在缓慢地小步前进,但也不得不走上许多回头路。严重脑损伤后昏迷的病人通常需要留置胃管以获取营养,接受气管切开术以通过颈部的人工气道呼吸,而后还要经历数周至数月的康复阶段。但身体恢复的过程总是多变且不可预测,即使对于像马祖尔克维奇一样最终恢复生活自理能力的人来说,也是如此。另一方面,对昏迷病人过于悲观的看法也是不准确的,人们可能会认为所有这类病人都注定无法从昏迷中苏醒,直到最终离世,或者他们即使活下来也会伴有严重残疾。但对于一些病人而言,即便经历了长时间昏迷,他们仍有可能恢复意识、沟通能力甚至生活自理能力。
随着时间的推移,医学界对昏迷和意识的看法已经发生改变。在20世纪60年代,神经内科和神经外科医生注意到,一些昏迷的病人睁开了眼睛,但没有表现出与周围环境的交互。许多此类病人一直保持这种状态直至离世,这使得一些临床医生认为,一旦以这种方式失去意识,就不可能再恢复。
然而,在20世纪90年代,关于“永久性”植物状态的病人恢复意识的报道开始出现在医学文献中。不同于昏迷,在植物状态下的病人可以睁闭双眼,但他们仍然无法做出自主反应。这些报道推动神经重症监护和康复医学领域发展出了更精细的分类,比如微意识状态。这一状态的特征是具备非言语反应,比如用眼睛追踪物体,或间歇性遵从指令。医生发现,病人的预后与所处的这些状态有关。例如,从植物状态转变为微意识状态的病人进一步康复的可能性更大。
在重症监护室,能及早发现并预测意识恢复往往是生死攸关的问题。因为通常家属需要在病人受伤后的10~14天内决定继续还是停止生命维持治疗——此时外科手术是支持长期辅助呼吸和临床营养的必要治疗方法。此外,对于隐匿意识的诊断还可能会影响照护目标、疼痛管理、临床医生和家属的床旁诊疗操作和护理行为、抑郁和焦虑管理等相关的临床决策。
3.理解和诊断
那么对于临床医生和病人家属,要如何理解隐匿意识呢?我们可以从闭锁综合征的视角来了解一些概念。闭锁综合征的病人可能保留了正常或接近正常的认知,但无法支配身体执行大多数运动动作。这一病症说明了仅基于运动功能去判断意识、思维能力和情绪表现的局限性。1966年,神经病学家弗雷德·普拉姆和杰罗姆·波斯纳在他们的专著《昏迷和木僵的诊断》(The Diagnosis of Stupor and Coma)中创造了术语“闭锁”。他们将大仲马的经典作品《基督山伯爵》中的诺瓦蒂埃·德·维尔福描述为“一具有着灵动双眸的尸体”。在临床实践中,闭锁综合征的病人通常无法移动他们的四肢,但许多人可以稳定地控制他们的眼球上下移动,从而响应口头指令。一些病人也能眨眼或者做出其他细微的面部运动。
以闭锁状态生活的体验,被《ELLE》杂志的编辑让-多米尼克·博比生动地描绘了出来。1995年,让-多米尼克·博比突发中风,中风阻断了从大脑运动皮层到脊髓和四肢的信号传递,也导致他失去了说话和移动四肢的能力。此后,他开始用眼球的移动来与他的语言治疗师交流,并撰写了一本回忆录——《潜水钟与蝴蝶》(于1997年出版)。这本书捕捉到了闭锁综合征病人可能会经历的恐惧、挫折和希望。值得一提的是,一些处于闭锁综合征状态的病人曾述说自己的生活很有意义。
而隐匿意识状态的病人完全丧失了外在的运动反应,远甚于闭锁综合征的病人。但这并不意味着他们也丧失了内心世界。2006年,美国西安大略大学的神经科学家阿德里安·M.欧文和同事检测了一名有严重创伤性脑损伤的年轻女性,该病人拟诊为植物状态。医疗团队使用功能性磁共振成像(fMRI)扫描对她进行了评估,该技术是通过追踪大脑中的血液动力反应来显示脑中的激活区域。在扫描过程中,临床医生要求她想象自己正在打网球或正走过自己的房间。令欧文和同事惊讶的是,这位女士的大脑活跃程度与健康志愿者相当。而对比网球任务与步行任务,她的大脑活动模式也表现出两种不同的状态,这表明她可以有意识地改变自己的大脑活动模式。
此后,临床医生在世界各地的病人中发现并确认了隐匿意识的存在,而这些病人有着不同类型的脑损伤。2017年,麻省总医院重症监护室接收了一批严重脑损伤病人,他们看起来对外界毫无知觉,但临床医生却在他们身上同样发现了隐匿意识。这表明隐匿意识不仅会发生在病人昏迷数周之后,也可能发生在近期受伤的急性期病人身上。为了诊断隐匿意识状态,临床医生使用不同的行为任务,比如要求病人开合双手,或者想象自己正在游泳,同时他们借助脑电图或功能性磁共振成像记录病人在执行这些任务时的脑响应。尽管使用的方法有所不同,但世界各地的多个研究小组已经能再现这些脑响应。具有隐匿意识的病人在被要求移动身体部位或想象做某项活动时,可以有意地改变他们的大脑模式。但从表象上看,他们的身体并没有表现出任何试图完成指示运动的迹象。
然而,我们对这种认知功能超过运动表达的状态仍然知之甚少,而脑电图和功能性磁共振成像技术也都有局限性。这些方法可能无法在一些后来恢复意识的病人中检测到有意的大脑活动。同时,这两种技术还可能受到镇静药物的干扰,而镇静药物是保障大多数危重病人安全或舒适的前提。此外,功能性磁共振成像通常需要一个专门的机房。这意味着,想要做磁共振扫描,就需要将身体状况不稳定的病人从重症监护病房转移到机房中,这一过程很可能会置他们于危险之中。还有一个问题是,磁共振成像的重复测量过程并不容易,因此它只能提供短时间内病人意识水平的快照。脑电图的设备倒是可以经常放在病床旁进行检测,它能在不同的时间内捕捉意识水平的快照——但是这种方法也有不足。重症监护室里其他医疗设备产生的电子噪声会影响脑电图读取到的信号,导致测试反映的是伪迹而不是真实脑活动。
尽管这两种方法仍然需要改进,但已有充分的证据表明它们可以用来诊断隐匿意识,它们也已经在美国(2018年)和欧洲(2020年)的临床指南中得到认可。如我们研究小组在2019年发表的工作所展示的(2022年也再度证实),如果能在病人脑损伤后的早期探测到隐匿意识的存在,就可以预测病人在随后也能出现意识恢复的表现。预测还可以具体到行为的恢复、长期功能的恢复以及恢复的速度。而在此类研究突飞猛进的基础上,一群科学家于2019年共同发起了“昏迷治愈行动”。这是一个由神经重症监护学会牵头的国际合作项目,旨在引导医疗资源和公众关注这一疾病,达成研发促进意识恢复新疗法的目标。
神经病学家正尝试开发一种测试手段,用来判断哪些病人可能处于隐匿意识状态,从而为选出的病人做进一步的脑电图和功能性磁共振检测。虽然世界各地的实验室正在努力开发这种筛查方法,但进展缓慢。这是因为隐匿意识出现的结构和功能性机制尚不明确,临床医生无法明确具体需要寻找些什么。最近的研究表明,脑损伤切断了丘脑——一个在身体和大脑之间传递运动信号和感觉信息的区域——与负责高级认知功能的大脑皮层之间的联系,这可能是造成这种情况的原因。然而,导致病人运动功能障碍、同时却具有隐匿意识的,可能并非单一类型的损伤,而是多部位出现的多种损伤的组合。严重脑损伤病人的意识水平会经常波动,也使得检测隐匿意识的临床工作进一步复杂化。这种意识水平的波动意味着单次评估可能会遗漏重要的信号,因此病人可能需要接受多次测试。
4.与昏迷者沟通
基于最近有关隐匿意识的发现,研究人员正试图借助脑机接口设备与这些病人重新建立联系并进行沟通。当医生要求病人在电脑屏幕上移动鼠标光标时,这些设备可以记录病人大脑的电活动。通过“训练”,计算机将“学习”识别病人试图向左、向右、向上或向下移动光标时脑中产生的生理信号。一旦训练完成,脑机接口设备就可以通过识别大脑模式来帮助病人用意念控制光标。这些病人甚至可以用这种方法来选择字母,实现拼写出单词。
显然,脑机接口设备将是隐匿意识病人与外部世界沟通的理想途径。但若想使用这种技术,还需要克服巨大的挑战,特别是对那些急性脑损伤病人而言。这些病人的持续注意能力可能已受到损伤,因此长时程的脑机接口训练通常不太可行。此外,重症监护室繁忙嘈杂的环境也不是进行脑机接口训练的理想场地。回到本文开篇描述的案例,尽管马祖尔克维奇具有隐匿意识,而且她最终恢复情况极好,但她在当时也没能激活脑机接口,实现与医疗团队或家人的沟通。
事实上,隐匿意识病人与外界的沟通也可以通过功能性磁共振成像技术实现。几年前,美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的认知心理学家马丁·蒙蒂曾研究过一组无行为反应的病人,他尝试用磁共振成像法判断他们是否具备隐匿意识。蒙蒂想探究的是,通过识别不同的功能性磁共振激活模式,判断病人是不是可以准确地回答出“是”或“否”。这项工作需要实时地分析成像数据,因此需要协调大量不同种类的技术。参考欧文在2006年的研究,蒙蒂也让病人想象自己正在打网球或者正走过自己的公寓。不同之处在于,蒙蒂并非单纯地寻找大脑活动的信号,他更想知道病人对问题的理解能力是否好到可以做出准确的应答。他告诉病人,如果一个问题的答案为“是”,那么就想象自己正在打网球;如果答案为“否”,那么就想象正走过自己的家。最终,蒙蒂在研究对象中识别出一位能使用这种方案进行稳定交流的病人——他创建了一种大脑活动模式用于回答“是”,另一种模式用于回答“否”。尽管对于这一方案能否扩展到更广泛的应用还存在疑问,但他的研究表明,与处于隐匿意识状态的病人进行沟通是可能的。
若想进一步改善与隐匿意识病人的沟通,需要在床旁使用可靠的工具来识别他们。目前,许多研究团队正在开发更先进的沟通技术,比如脑电图技术,因为它更容易纳入重症监护室的临床常规中。而在使用脑机接口设备时,也可以结合大脑活动信号之外的生物信号,比如心率,这样就可以通过算法解码病人控制计算机的意图,提高识别的准确性。
对隐匿意识的诊断和探索,除了能解决救护危重病人这一紧迫的问题外,还具有探索人类心智的潜力。意识是我们之所以为人这种体验的根本,但在隐匿意识状态下,意识与行为却是分离的。那么隐匿意识病人的内在精神生活是什么呢?可以说,对隐匿意识的检测从根本上影响了我们对个体人格和自主性的抽象理解。目前,我们还无法通过脑机接口与隐匿意识病人进行深入交流。而迄今为止,那些恢复了沟通能力的隐匿意识病人在之后接受采访时,都表示不记得有隐匿意识的经历。比如,马祖尔克维奇并不能回忆起她在重症监护室昏迷那段时间里的任何事情。因此在很大程度上,隐匿意识的经历仍然是一个谜。
但不管隐匿意识的发生机制如何神秘,医生都必须利用所有可用的技术和资源,在那些似乎没有任何反应的病人身上寻找是否有意识存在,这是对医生的道德约束,它并不神秘。在“昏迷治愈行动”的引导下,增加获取这些技术和资源的机会已是医学界的一个基本目标和挑战。有了这些工具,我们可以期待一个所有隐匿意识病人都能为自己发声的未来。
(本文译者臧迪是复旦大学附属华山医院神经外科的博士生,研究方向为意识缺失状态的神经基础、意识障碍的神经影像诊断与神经调控治疗)
(图文由《环球科学》杂志社供稿)
《光明日报》( 2023年01月12日 14版)
跟着他们一起追“星” 当科学家可以有多酷******
王应睐:科学需要人的全部生命去探索
王应睐(1907年-2001年),著名生物化学家,我国现代生物化学事业的主要奠基人。他是人工合成牛胰岛素工作的主要组织者之一,1963年他担任人工合成胰岛素协作组组长,坚持组织一支精干的队伍,在世界上首次人工合成结晶牛胰岛素。
人们以中国生化先驱赞誉王应睐,他却说:“往者不可谏,来者犹可追。”中科院上海生科院生化与细胞所前所长李伯良回忆到:“有一次,我们把一个很好的喜讯告诉他,他淡淡地一笑。我们还告诉他获得了100万元的大奖,他说‘我要那么多钱干什么呢,这是社会的钱,应该很好地对社会用,尤其对我们祖国的生化事业。’”他曾说,科学需要人的全部生命去探索。
(中青报·中青网记者 戴月婷整理)
张香桐:搞科研要有“仙人掌精神”
张香桐(1907年-2007年),国际著名神经生理学家,中国科学院院士,新中国神经科学的奠基人之一,国际上公认的树突生理功能研究的先驱者之一,中国针刺麻醉机制研究的主要学术带头人之一,被誉为2000多年来对神经生理科学发展最有贡献的人物之一。
张香桐常自比仙人掌,他说:“仙人掌在任何情况下都能生长、开花。它不怕干旱酷热,牢牢扎根在瘠土、砂砾中,坚忍不拔,生机勃勃,不时绽出艳丽芬芳的花蕾来。我认为搞科研工作也好,搞其他任何工作也好,要做出成绩来,就要有这种‘仙人掌精神’。有了这种精神,一个人在任何艰难困苦的条件下,都可以找到他所能做和应该做的工作。”他自己也像仙人掌一样,有着顽强的生命力,无论在怎样艰难的条件下,都能开展工作并有所成。
吴自良:做科研“急不得”
吴自良(1917年-2008年),物理冶金学家,中国科学院院士,是新中国合金钢体系建立的开拓者,领导分离铀同位素用的甲种分离膜的研制,为原子能工业和国防现代化作出了重要贡献,1999年被授予“两弹一星”功勋奖章。
1980年已被选为中国科学院学部委员(后改称院士)的吴自良,仍继续着自己的科研事业,他的学生谢晓明和陈廷国在高温超导体微结构实验中收获了漂亮的结果,大家都急不可耐,想要先发表一篇文章。吴自良却笑着回复:科研成果从习题变成论文,还需要一个过程。没想到,这个过程长达几个月。1989年文章才终于发表。多年后,已成为本领域顶尖专家的学生无比佩服老师当年的治学精神。截至2021年7月,这篇论文已经被国际学界引用多达178次,是当之无愧的高被引经典研究成果。
黄耀曾:做研究要有三个口袋
黄耀曾(1912年-2002年),中国金属有机化学的开拓者,中国科学院院士。他的工作对国防建设和经济建设都有重要贡献,曾获国家科技进步奖一等奖、国家自然科学奖二等奖2项和第三世界科学院化学奖。
黄耀曾经常对身边的同事和学生说:“做研究要有三个口袋,一是基础研究;二是应用研究;三是人才培养。”黄先生治学严谨,为人和蔼可亲,他对研究生循循善诱,时常以亲身的经历和科研体会来教育和引导学生。他培养的学生总数不多,部分学生如周其林、谢作伟、唐勇等近年当选科学院院士,部分学生成为知名企业家。黄先生曾在诗中深情地写道:“心血甘抛铺作路,好教后学步青云。”
你眼中的“酷”是什么?
站在万众瞩目的舞台中央,听着掌声响起来或许是一种;在国际赛场上披荆斩棘、争金夺银或许也是一种……而在中国科学院一群青年科学家的眼中,“酷”还可以是功成不必在我,是干惊天动地事做隐姓埋名人,是国有所需必有所应,是研制的“星船弹箭”发射升空闪耀苍穹,是身处暗夜却依然能化为星光照亮前路,是愿意一辈子守在微观的世界里探索未知的广袤……
党的二十大报告中提到,培育创新文化,弘扬科学家精神,涵养优良学风,营造创新氛围。在2023年新春到来之际,中国青年报社联合中国科学院上海分院、哔哩哔哩共同推出“中国青年说·科学家精神”特别节目,首期邀请了四位不同领域的青年科学家,回望科学长河中星光闪耀的时刻,眺望远方的精神家园。在他们的讲述里,科学家精神化为万千载体融进了日常,是星空中熠熠闪光的名字,也是实验室里泛黄的笔记本,是雕刻在必经之路上的所训,也是手中研究了几十年的RNA分子……
观星:学霸眼中的超级学霸
很少有人知道,就在我们熟悉的星空之中,有不少以中国科学家名字命名的小行星,它们在既定轨道上遨游,永远闪耀苍穹。这其中,有张香桐、王应睐两个名字,它们就是此次节目中青年科学家要追的两颗“星”。
中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究员李毅说,在实验室休息间隙,他们会聚在一起聊这些闪亮的名字,讲讲老一代科学家年轻时的传奇故事。在这群年轻学霸的心里,也有着各自的学术“偶像”。
因为留过学,李毅格外关注“先生们年轻时掀起来的‘归国潮’”。
“新中国刚成立时,有的先生放弃了优渥的薪资,排除万难归来,也不求青史留名。他们中有的需要辗转万里绕道数个国家,有的需要借学术会议之名才能脱身。”李毅的“学术偶像”——我国脑科学的奠基人张香桐先生便是其中之一。
那一年,面对一些发达国家的封锁,张香桐留下多年存款和大量藏书,先去丹麦哥本哈根做学术报告,再转道芬兰,滞留大半年的时间才等到去苏联的签证,后来经列宁格勒(现为圣彼得堡)才顺利归国。
李毅觉得,当时张先生抛开所有的“身外之物”毅然回国的样子很酷,“他的个人用品只带回了一台打字机,一件风雨衣,但神奇的是,在友人的帮助下各种先进的电生理实验设备却带回了六大箱,这为当时在一穷二白环境里开创中国脑研究的天地注入了强心剂。”
在中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员苟兰涛的手机相册里,珍藏着老科学家王应睐先生30多岁时在剑桥大学做生物化学实验的一张照片,“每次想起王先生出国留学做生化研究的初衷,我都会感动。”
苟兰涛不止一次地查阅资料了解过当年的细节:“王应睐先生刚开始研究的是工业化学,直到22岁毕业留校任教不久得了肺结核。他发现,很多基层百姓都和他一样得过这个病,死亡率很高,当时王先生就下定决心放弃工业化学,改学生化。”
“于是10多年后,王应睐成为我国第一位英国剑桥大学生化博士,如愿归国开启了科研生命的黄金时代,布局了新中国的生化研究,成就了新中国最著名的一项生命科学成就——我国在世界上首次人工全合成结晶牛胰岛素。”苟兰涛提起这项成就时,眼睛里闪着光芒。
他从书包里小心翼翼地拿出一个泛黄发旧的笔记本,封皮用牛油纸装订着,上面简单用钢笔手写着“胰岛素化学合成资料”九个小字。当苟兰涛在展览馆里发现它时感觉“如获至宝”,“可太珍贵了,这可是牛胰岛素合成的第一手资料!”
“很难想象在新中国百废待兴的时候,王先生能让我国的生化学科‘跳级’式成长,取得震惊世人的成就!”透过时光在实验记录本上留下斑驳泛黄的印迹,年轻的科学家们看到了何为“勇攀高峰、敢为人先”的“创新精神”。
先生们的“酷”又不止于此。在载入史册的成就背后,老一代科学家们选择了“隐身”。
“在牛胰岛素合成相关的奖状和论文成果里,我们竟然找不到王先生的名字,众所周知,在人工合成牛胰岛素的重大科研攻关中,王应睐是协作组组长。但他始终坚持不在任何一篇相关论文中署名。”苟兰涛记得曾听自己的老师们说过,“王先生经常教导学生们,科学家需要相互合作、相互协作解决科学问题,不能为了名和利去做科研。”
“淡泊名利、潜心研究”,是许多科学家的专属精神气质,这种精神气化为了王应睐常提的“科学需要人的全部生命去探索”,化为了“两弹一星”功勋奖章获得者吴自良口中的“国家的需要就是我研究的方向”,成为每一个上海微系统所人的精神基因和人生格言。
1999年,中共中央、国务院、中央军委授予了23位科学家“两弹一星”功勋奖章,吴自良是上海市唯一的受勋人员。在荣誉面前,吴自良表示功劳属于大家。他把奖状复印后分发给每一位参研人员,最后把重达1斤的金质奖章交给研究所。
追星:一场跨时空的对话
即便半个多世纪过去了,在中国科学院上海有机化学研究所,青年科学家黄海丰经常和同事们谈论起1958年所内开展的那场“三天三夜大讨论”。
彼时,为响应国家“向科学进军”的号召,时任有机所党支部书记、副所长的边伯明同志和时任上海分院办事处主任的王仲良同志,组织有机所的科研骨干开展了著名的“三天三夜大讨论”,以此明确认识、统一思想,引导科研人员以国家利益为重。
随后,我国有机氟化学的先驱者之一黄耀曾带领黄维垣、袁承业、徐维铧、丁宏勋、刘铸晋等全所三分之二科研人员,放弃了自己已耕耘多年的钟爱领域,毅然接受“两弹一星”有关任务,从事国防先进材料研究。
事实上,黄耀曾多次按国家需要转换研究方向。在接到高能炸药研制任务之前,他已经开始了对金霉素全合成的深入研究,并积累了大量宝贵数据。用黄耀曾自己的话讲,突然让他放弃手上的研究,“就好像死了一个儿子”。正是忍着这份痛,黄耀曾全力以赴,经过3年多的不断探索所研制的高能炸药通过层层严格筛选,最终在核武器上得到实际应用。
在一次全院大会上,钱三强紧紧抱住黄耀曾,激动地说:“感谢有机所的工作,使我国原子弹的爆炸提前了一年。”
“在黄耀曾先生高能炸药的研究基础上,我们继续坚持面向国家重大战略需求,开展新一代高能炸药的研制。每当研究中遇到‘急难险重’的难题,特别是在做那些具有极高爆炸危险的高能炸药合成等实验时,我总会想到那场三天三夜的大讨论,想起黄先生等老一代科学家的精神境界,激励着我攻克一个又一个难关。”2022年秋天,在上海有机所举办的“中国科学院科学家精神教育基地”揭牌仪式暨“黄耀曾攻关突击队”授旗仪式上,黄海丰作为攻关突击队所在的重点实验室党支部书记表态道:“我们必将接过先辈们的旗帜,不辱使命,全力开展关键技术攻关,为满足国家需求、建设国防事业贡献出我们有机所人的力量!”
对这些青年科学家们来说,“追星”的方式大都与科研攻关有关,在对科学的探索中与老一辈进行“跨时空的交谈”,用实际行动履行国家战略科技力量的使命担当,用奋斗用成果让自己的表态“掷地有声”。
在李毅的办公桌里,珍藏着一本《脑研究的崎岖道路》,扉页里有作者张香桐的亲笔签名。书中,张香桐记载了不少研究成果和心路历程。
这本书读久了,李毅仿佛亲眼看到这样的场景:张先生即便年近六旬,但为了取得第一手的研究资料,却依然“以身试针”,在身上扎了数十根针长达一个多小时;李毅也好像亲耳听到那段经典对话一样:张先生的保姆问他“为什么要自讨苦吃”,张先生笑着说:“以我一人之痛,可能使天下人无痛,不是很好吗?”
李毅还记得自己初到研究所时,总能看到或听到张先生的这句名言,“刚开始心里觉得这是一句‘大话’,因为疼痛研究到现在还有很多问题没有攻克。”但深入了解实验的前因后果之后,李毅深感震撼。
他也开始尝试给自己针灸,感受到的是“轻微的刺痛”,复杂的感受在于运针,他记得书里清晰的字眼描述:“在运针的时候需要捻,是一种酸、麻、痛、胀,这样一种非常复杂的感受。”他经常想象张先生在手术台上经历60根针的运针后叠加在一起的那种酸麻痛胀,也经常想象张先生在实验室里解析成功针灸麻醉镇痛机理的那份喜悦。
如今,李毅仍在延续着张先生关于感觉和运动的部分研究工作,“当了解张先生的故事后,研究的信念和使命感更强了。”
“先生们几十年前铺下的路,我们还在一步步往前走,解决一个个科学问题。”苟兰涛时常觉得幸运,在读研究生的时候就遇到了想一直研究的方向——核糖核酸(又称RNA分子),“王应睐先生和其他老科学家一起,首次人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸,随后王先生还提出了未来关于核糖核酸的研究方向,很荣幸如今自己还能以RNA分子为研究对象,继续深入地进行探索和研究。”
传承:有先生引路便有后生可畏
这些青年科学家在提起老一代科学家时,似乎很少用“前辈”这样的称呼,更习惯用“先生”“老师”“教授”这样的字眼。他们形容这是“习惯”,“科学不需要论资排辈,探索之路永无止境,有先生引路,便有后生可畏。”
党的二十大报告第一次把教育、科技、人才三大战略放在一起统筹部署、集中表达:必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力,深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,开辟发展新领域新赛道,不断塑造发展新动能新优势。
黄耀曾是化学界有名的诗人。他的诗作中有这样的诗句:“心血甘抛铺作路,好教后学步青云。”无论是过去还是未来,育人都被视为科学家最重要的工作之一。
中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员李浩记得,吴自良先生曾带领科研团队,进行了一项代号为“真空阀门”的研制工作,当时的研究团队非常年轻,平均年龄也就30岁左右,“无论是我们的前所长邹世昌院士,还是所里现在经常能碰到的老师,当时都在吴先生的研究组里,那时候都才20多岁。”
来自各方的60多名科研人员不过30岁上下,他们没有参考资料,也没有对外信息,连必要的工作和生活条件都极为匮乏,因为整个国家都处在“三年困难时期”,但是这个年轻的群体日夜鏖战,在吴自良的率领下于一片空白之中奋力探索。
代号为“真空阀门”的工作就是为我国第一颗原子弹安装心脏。所谓原子弹的心脏是什么呢?是一种叫作甲种分离膜的核心原件。这个原件可以将铀235和铀238这一对同位素分开,提炼出高浓度的用于发生核裂变反应的铀235,所以它被称之为原子弹的心脏。吴自良团队卓著的科研成果使得我国成为掌握这项技术的第三个国家,另外两个国家是美国和苏联。
后来钱三强评判说,吴自良团队的甲种分离膜比美国和苏联的还要纯。言下之意是,我国第一颗原子弹因为吴自良等科学家的贡献而有着一颗更为强劲的“心脏”。
如今,李浩所在的团队仍延续着吴先生的研究。“我们现任的所长(谢晓明)是吴先生亲传的学生,他做事的风格、写论文的风格也和吴先生很像,是出了名的细致严格,小到标点符号,大到篇章逻辑,都会认真审阅,逐句推敲。”李浩说,严师出高徒,正是老一代科学家们的言传身教,才不断培养出一批又一批的青年科技人才在各自的工作舞台上发光发热。
时移势易,但精神一脉相传。在这些青年科学家眼中,目前手里所做的科学研究依然是一件很“酷”的事情,他们在仰望星空的同时,也在传承并弘扬老一代科学家的荣光。
在苟兰涛看来,RNA分子本身就是非常酷的研究对象,“在我们身体中,编码蛋白质的这些基因,只占到基因组的2%,其他98%非编码区域都是一些暗物质,而各种类型的RNA分子是暗物质的重要产物,但它们的功能却不是完全清楚,很值得继续研究下去。”
而对黄海丰来说,“星船弹箭”都是他的研究方向,是拓展无限可能的舞台,“星就是卫星,还有飞船、导弹、火箭。最近我们就研究出了可以应用在新一代载人飞船返回舱的绿色无毒单元液体推进剂,未来大有可为。”
李浩目前正在研究超导单光子探测器,他们研制的探测器的性能已达到国际领先的水平,不久前所研发的上百个器件也在光量子计算上得到了应用。而让李浩觉得最酷的事情就是,“把我们真正自己做的东西,用到国内量子信息技术的发展上。”
最近,李毅所在的研究团队则忙着绘制大脑的地图,“我们知道大脑有860亿个神经元,即使是一个脑区绘制出来都会像森林一样。再经过10年左右,这些研究成果也许就可以大规模地应用到临床,例如能够帮助那些瘫痪的病人重新站立甚至行走。”
李毅很高兴地看到,一些突破性的科学成就背后,有越来越多的年轻面孔,他们中有的人年纪轻轻就能“挑大梁”,“比如最早出来的两只克隆猴中中和华华,就是我们所培养的博士研究生刘真参与主要研制的,当时他们在一个偏僻的小岛上,用比较短的时间就攻克了这个国际难题,这难道不酷吗?”
科技星光,熠熠生辉。百年信仰,永世传唱。
这群喜欢仰望星空的青年科学家们相信,以后会有更多更年轻的科学界新星出现,不断用科研成果璀璨未来、惊艳世界。
中青报·中青网记者 戴月婷 来源:中国青年报
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() ![]() 彩票注册地图 |