怎样成为科学家

本书介绍了110位中青年科技骨干的成长经历，对中学生、大学生很有借鉴价值，也可以当作了解科技各领域情况的科普读物。书中介绍的科学家都是20世纪90年代以来在人才济济的上海科技界脱颖而出的青年科技启明星计划入选者，其中有的人现在已成长为中国科学院或中国工程院院士。他们的成功除了勤奋和天赋，家庭环境、个人性格以及为人处世的方式等因素也起了重要作用。本书作者在采访他们时就带有探索科技人才成才规律的动机，相信读者在阅读过程中一定会受到触动，获得启发。

 

1. 重视基础研究的心胸外科医生——刘中民 001

2. 建筑材料领域的巾帼豪杰——贺鸿珠 006

3. 中国转基因羊的接生者——陈美珏 009

4. 被手术台恒久吸引的肝胆外科医生——沈锋 013

5. 有良心的寄生虫病研究者——蔡黎 017

6. 超灵敏小型回旋加速器质谱计的研制者——李德明 020

7. 奋战在糖尿病防治一线的医学博士——宁光 023

8. 我国第一台机载成像光谱仪的研制者——王建宇 027

9. 发誓多做善事的肿瘤医生——王杰军 031

10. 启明星中的首位人文学者——袁雯 035

11. 幸福的数学研究者——王亚光 039

12. 上海地表硬土层成因的揭示者——郑祥民 042

13. 视科研为生命一部分的材料科学家——李新贵 046

14. 中西医结合研究耳鸣的女学者——施建蓉 051

15. 机动车尾气控制研究的引领者——黄震 054

16. 与阿米巴虫打交道的女学者——程训佳 058

17. 番茄博士——朱为民 062

18. 深受祖父影响的小儿心血管科专家——孙锟 066

19. 从启明星到首席科学家的血液学研究者——陈国强 070

20. 钟情科普的遗传学教授——卢大儒 075

21. 从黄土高坡走来的神经生物学博士——赵经纬 079

22. 以探索宇宙奥秘为业的女学者——翟向华 083

23. 绿色化学的坚定践行者——丁奎岭 087

24. 矜而不争追其远的纳米环合成者——孔向阳 091

25. 研究黑洞和宇宙的物理学家——王斌 096

26. 从天文爱好者成长起来的天文学家——陶隽 099

27. 研究辐射技术在环保中应用的女学者——吴明红 103

28. 多学科背景的新药研发者——沈建华 106

29. 以培养优秀运动员为业的启明星——吕季东 110

30. 介入医疗领域的创业者——张一 114

31. 努力提高鱿钓产量的渔业教授——陈新军 118

32. 大型红外探测实验装置的研发者——黄志明 122

33. 纳米操纵技术专家——张益 125

34. 与“癌王”较量的医生——孙惠川 128

35. 催化领域的奋进者——曹勇 132

36. 中国环境磁学的早期涉猎者——张卫国 136

37. 善于找到适合自己岗位的遥感专家——舒嵘 139

38. 跨媒体信息海洋的导航人——薛向阳 143

39. 赢得国际同行尊重的地理信息系统研究者——童小华 147

40. 为化工过程绿色化而努力的人——路勇 151

41. 太阳能技术研发者——李红波 155

42. 纳米国家队里的女科学家——孙静 159

43. 地铁安全的守护者——刘国彬 162

44. 再生混凝土研究的领军者——肖建庄 165

45. 新药研发领域的追梦人——柳红 169

46. 生态学者——任文伟 172

47. 化学生物学领域的探索者——姚祝军 176

48. 关心反恐事业的化学博士——施国跃 180

49. 金融物理研究涉猎者——周炜星 184

50. 身处企业的精细化工研发者——詹家荣 188

51. 从事乙肝治疗基础研究的启明星——谢幼华 191

52. 在重大工程中磨砺成长的建筑师——张铭 195

53. 从事环境污染物治理研究的女教授——万颖 199

54. 节能减排大舞台上的启明星——潘卫国 203

55. 偏好交叉学科的生命化学家——唐功利 207

56. 信息隐私的保护者——胡乃静 212

57. 从小喜欢花草的遗传学研究者——明凤 216

58. 懂得感恩的新型显示技术专家——张建华 220

59. 阿秒物理研究者——张敬涛 223

60. 以科研为乐的化学生物学家——贾能勤 227

61. 肥胖和糖尿病研究的“幸运者”——翟琦巍 231

62. 珍视所有的人生经历的微电子专家——屈新萍 235

63. 糖化学领域的探索者——王顺春 239

64. 德能俱佳的神经外科医生——陈菊祥 242

65. 密码学专家——刘胜利 246

66. 护卫人类生殖健康的上海女性——李卫华 250

67. 储能材料的研发者——吴宇平 253

68. 大城市交通管理研究者——张小宁 258

69. 希望静心做事的电化学家——鲜跃仲 262

70. 兼顾临床和科研的神经泌尿外科医生——谷宝军 265

71. 在生物医学前沿不断有所创新的神经外科医生——钟春龙 269

72. 敢摘“制造业皇冠上的明珠”的人——轩福贞 274

73. 专攻污水处理的年轻女教授——王亚宜 278

74. 轻合金设计与成型专家——彭立明 283

75. “玉米塑料”研发者——张乃文 286

76. 把论文做在鱼塘边的水产专家——白志毅 290

77. 想让更多人免受大肠癌之害的医学研究者——洪洁 294

78. 饮用水安全的守护者——舒诗湖 299

79. 想做有实际价值工作的电子材料研发者——刘浦锋 303

80. 极地微藻研究者——罗玮 307

81. 从小不怕虫的病虫害治理者——季香云 311

82. 研究薄膜太阳能电池的年轻人——李东栋 316

83. 将稀土发光材料用于生物医疗的陶瓷专家——步文博 322

84. 特种机器人专家——谢少荣 327

85. 心系产业的纳米材料研究者——杨东 331

86. 来自郭守敬故乡的射电天文学者——安涛 335

87. 一流团队出来的青年光学家——武愕 340

88. 医疗微型机器人研发者——王坤东 344

89. 研究肺癌发生发展机制的生物医学追梦人——吕雷 350

90. 选择在企业实现抱负的焊接博士——张华军 355

91. 绿色建筑研究者——李魁山 360

92. 工业过程大数据技术的开拓者——沈春锋 364

93. 希望为听力障碍治疗提供依据的神经科学研究者——闫致强 369

94. 城市生态系统的营造者——鞠瑞亭 374

95. 脑科学研究者——陈爱华 378

96. 研究纳米生物医学的年轻人——冯纯 383

97. 探究中医药“黑箱”奥秘的年轻人——尹磊淼 387

98. 在重大项目中成长的城建专家——赵兴波 392

99. 心无旁骛的光学研究者——吴健 397

100. 把废塑料降解成燃油的有机化学家——黄正 402

101. 海洋生物生态学研究者——杨金龙 408

102. “海绵城市”的践行者——吕永鹏 413

103. 关节健康的守护者——朱文辉 418

104. 潜心反问题研究的数学教授——陆帅 423

105. 首获德国肉毒毒素行医资格的中国神经内科医生——靳令经 429

106. 新一代中医皮肤科医生——李福伦 436

107. 填补建筑遮阳领域空白的工程师——岳鹏 441

108. 享受创新、钟情科普的物理学者——黄吉平 445

109. 重型装备制造的新一代传人——熊杰 451

110. 主打大尺寸触摸屏的创业者——程抒一 455

 

附录 启明星计划提出的背景及其绩效 461

 100. 把废塑料降解成燃油的有机化学家——黄正

 

黄正，浙江东阳人。2013年入选中组部青千计划。2014年入选启明星计划，同年获得基金委优青基金资助。受访时（2015年4月）至今为中科院上海有机化学研究所金属有机化学国家重点实验室研究员。

 

（1）采访背景

起意访问黄正博士是在前不久参加的以“未来材料和合成化学”为主题的启明星论坛上，黄正是那次论坛的报告人之一。主持人介绍黄正简历时，他的背景引起我的关注。年方35的他有7年多的海外学习研究经历，两年前刚回国即入选中组部青年千人计划，第二年入选启明星计划。那天他是最后一个报告人，报告的内容是讲通过金属有机催化剂，把废塑料降解成燃油（柴油）或有应用价值的化学原料。尽管黄正强调上述实验还只是处在实验室克级水平的小试阶段，但是相信那天黄正的报告引起了不少人的注意，其中当然包括我。

（2）求学从研经历

①经商之家出了一个读书郎。黄正是浙江东阳人，父母和两个姐姐都在商海里打拼。黄正小时很调皮，但从小读书很轻松，尽管成绩起起伏伏，但他心理素质好，不太在意成绩，事实上只要他用心用功，成绩很快就会上去。或许是看到儿子在读书上是块料，黄正的父母很支持他读书，从来没有鼓励他走经商赚钱之路。

②从高中老师那里喜欢上了化学。黄正说他对化学的兴趣始于在东阳中学念高中时，他们的班主任卢梁龙老师是化学老师。“卢老师对我影响很大。他上的课条理非常清晰，化学反应及其原理讲得很清楚。我正是从那时起喜欢上了化学，或许这也和我好动的性格有关。当时就感觉化学非常生动，各种反应可发生奇妙的颜色变化，是可以创造新物质的学科，很吸引我”。

③高考化学接近满分，第一志愿是化学。黄正就读的是南开大学化学系，在做出选择前他征求过卢老师的意见。卢老师对他说的这段话他一直记在心里：人生经常就如十字路口，要做出正确选择，你真的要选化学，就要做好投入十年时间的准备。“卢老师的意思是你既然选择化学，就要读得深一些，他觉得我对化学有兴趣又有专注度，所以鼓励我走这条路。结果我花了十二年时间在化学的求学路上”。

④一流学府奠定科研志向。回顾南开的求学经历，黄正说最让他难忘的一幕是，“南开有一批老先生，不少已年逾八旬，但还在教学和科研岗位上，指导学生做课题。其中有一位化学系的申泮文院士，我进南开时他已年逾八旬，经常看到他从家里骑车到实验室。还有一位老师周其林教授对我影响也很大，当年查文献不如现在方便，周教授做科研查资料在图书馆一待就是半天，经常见他搬着厚厚的文献资料楼上楼下跑。老一代化学家对科研、对培养学生的热情对我们晚辈是一种无声的激励”。

南开非常扎实的本科教育也让黄正深受其惠：“大学本科做实验先从拉玻璃管开始，在明火下对着煤气灯拉玻璃管，这是训练我们基本的动手能力。实验笔记的记录要求严格而规范，每个反应过程先加了什么，加了多少毫升溶剂，反应液颜色有无变化，过了多长时间产生了什么，所有这些都要一五一十记录清楚。我后来加入课题组做实验能有一个较好的记实验笔记的做法，就是受益于当时南开本科实验训练养成的习惯。”

⑤导师引入科学殿堂。黄正大四时接触科研，他把本科和硕士论文的导师卜显和教授称为把自己引入科学殿堂的人。“卜老师带学生的方法是给你一个方向，他不是紧盯着你，而是充分相信你。给你充分的自由度，自己去查文献、去设计反应。课题出现困难怎么去克服，以及后期如何整理实验数据并成文，整个过程自己直接参与，全身心投入。我正是在这个过程中体会到做科研的乐趣”。

受惠于良师和好的科研方法，硕士三年级时，黄正已有3篇第一作者论文，其中两篇发在美国化学会所属的杂志。也是在那时，黄正确定自己要以科研为业，而且要做重要的、有意义的科研，做有科学价值和应用价值的工作。

（3）在国际最好团队受到训练

硕士毕业前夕（2004年），有意出国读博的黄正看到美国北卡罗来纳大学化学系的布鲁克哈特（Brookhart）团队从事的科研工作非常有意义，这位教授基于他们课题组多年在金属有机化学基础研究工作上的积累，发展了一种新型的镍金属催化剂，可用于乙烯聚合制备高支链化的聚乙烯；并且和杜邦公司合作，开辟了一种新型结构聚乙烯制备的新途径。这是一个典型的基础研究与应用结合的范例。黄正决定要去北卡大学布鲁克哈特教授的团队读博。一切办妥后在实验室见到这位心仪的导师，导师问他想做什么，黄正说就想做聚烯烃这个工作。老先生说好啊，但过了几周美国导师却给这位中国学生选了另外一个方向——碳氢键活化的课题。或许令黄正始料未及的是，这个课题涉及的烷烃复分解体系成了他博士时的主要课题，前后花了5年时间，而这方面的工作也深深影响了他日后的科研走向。

时隔两年（2006年），黄正参与的这个课题就开始发文章，文章发在权威的Science杂志上（黄正是第三作者）。该文首次报道了在较温和条件下实现了烷烃高效、高选择性的分解，其意义或其价值在于首次实现了将低价值的短烷烃（如在石油炼制中会大量产生的含有碳5、碳6的短烷烃）经高效分解得到可作为柴油的烷烃产物。这一工作引起了国际上FOX、BBC?Radio、Scientific?Ameirican、Science?Daily、Discovery?Magazine等主要媒体的报道。有些报道称，煤转化为清洁柴油取得了突破。National?Geographic?News杂志称这个工作实现了“无价值的物质到黑色金子的转换”。

（4）在挫折中修炼能力和做人

科研之路上，荆棘远多于鲜花。不久黄正就遇到了挫折，准确地说是在把均相烷烃复分解体系做成工业界更倾向于使用的异相烷烃复分解体系时遇到了困难。为克服这个障碍，黄正前后花了两年多时间。

黄正介绍，异相催化的优点是催化剂和产物的分离更简便，且异相催化剂能重复利用。这是一个难度超出预期的工作，黄正先后尝试了三种策略，并为此设计了多个实验方案，每个实验历时周期都比较长。前一年半的所有结果都不理想，那段时间实验一次次失败，整个课题时常出现卡在那里的情况，以致圣诞节到迪士尼玩的时候他的脑子里都在想怎么突破，实在没有心思玩。在付出两年多努力后，总算有一种实验方案取得了较满意的结果。

做这个课题过程中有一个小插曲。2008年，有一次黄正无意中发现一个单晶在表征完以后发生了颜色的变化：一个原来为红色含双氮配体的铱金属单晶在暴露于空气中后变为绿色的物质，而该物质还是保持单晶状态。这个无意中的发现随后发展成为一系列单晶到单晶的转化，该转化涉及单晶与小分子气体高度选择性的反应，可用于烯烃选择性氢化反应。这是新观察到的现象，也是无心插柳的产物。这篇文章2010年发在Nature上，也获得不少媒体的报道和同行的关注。

回溯以上，黄正坦言：“博士期间的研究经历让我受益很大。起起伏伏的过程不仅考验了我做科研的能力，对自己怎么做人也是一种修炼，这也是我经常与研究生分享的科研经历。这也提示只有脚踏实地地做，才可能会有发现和意想不到的进展。在这个过程中布鲁克哈特教授一直给予鼓励，在我需要的时候他会给予具体的帮助。在上述发展异相催化剂的困难过程中我们换了三种策略，尝试了二十多种方法。在每一次失败结果面前，他给我的永远是鼓励。我想这是一名伟大的研究生导师身上具有的优异品质，我希望自己能学习到皮毛。”

作为记录者，我想黄正以上这段科研经历其实更实在而宝贵。科学圈以外的人经常听到的是科学家成功的喜讯，一般不太会知道在科学探索的道路上失败其实远远多于成功。只有在探究之路上不放弃的人才可能有所成就。

博士论文完成前，黄正从均相到异相的实验已完成，希望获得的突破也已基本达成，最终还在专业杂志上发了两篇文章。博士论文答辩中，答辩委员会主席对黄正说他的工作够三个人获得博士学位。黄正说这段付出超常努力，过程中不时有挫败感的科研经历对他的帮助其实是很大的：“我经常和学生说如果你研究生求学期间太顺利未必是一件好事情。经历一些挫折反而会促进你去思考和总结，并且磨炼毅力。博士期间的最大收获不是你发了多少文章，而是你学会了怎么去发现问题，遇到问题怎么去克服。”

博士毕业后的两年多时间，黄正在伊利诺伊大学香槟分校做博士后研究，方向与博士期间完全不一样，是氮氢键活化和铜催化偶联反应的机理研究。导师哈特维格（Hartwig）是个年轻有为的教授，他的科研团队规模较大，当时有近30多个研究生和博士后，哈特维格教授能非常高效地指导这个团队在均相催化和有机反应方法学领域取得一个个重要的突破。他工作异常投入，充满热情和能量。哈特维格教授对科研工作的热爱对黄正有很深的影响。

（5）入选“青千”，融入有机所

2012年初，在美国待了7年半，完成博士和博士后阶段的训练后，黄正选择了中科院上海有机化学研究所。尽管以前和上海有机所没有交集，但是私下的沟通早就有了。黄正透露，唐勇教授（有机所副所长、金属有机化学国家重点实验室主任）的一个在北卡做博士后的学生告诉他有机所在招人，这样黄正就和唐勇有了邮件联系。从最初和唐老师联系到黄正正式到有机所有大约三年时间，在整个过程中一直保持联系。黄正说他很感谢唐老师的耐心和信任。

更让黄正感动的是，由于一家人都回来了，随身带了三十几个大大小小的包，所里派了一辆大巴，所里的书记、唐老师、重点实验室副主任、人事处处长等都来浦东机场接。“一下子就有到家的感觉，很温暖。事后我知道有机所一直有这样的文化传统，年轻人一回来所领导会亲自去接待”。

有机所的科研文化传统远不止于嘘寒问暖。黄正的入所工作的所有手续半天就搞定了，所里各部门都全力以赴配合支持科研人员，“这种高效是我没想到的”。

黄正回来后就得到所里“百人计划”的资助，随后入选中组部的“青年千人”计划。这样他拿到了中组部300万元的科研资助，所里再匹配270万元（这些钱都已到位）。另外他还得到了110万元安家费用（包括“青年千人”计划50万元安家费用），这就给了他在上海购房安家的第一笔资金。

安居乐业，无后顾之忧，受益于有机所健康科研文化的黄正全身心投入他喜欢的科研。他目前的方向是想把石油炼制中产生的大量低价值的小分子烷烃转化为高价值的大宗化学原料，如烯烃。这方面的工作已开展并已发表文章，“我们的重点是放在新型金属有机催化剂上，并使用全新的策略来实现这些高挑战性的反应”。

（6）简单、专注，做有意义的科研

黄正说他关注的另外一块是把聚烯烃废塑料降解成燃油，这个课题的产生获益于加入有机所之前和丁奎岭院士的一次讨论。丁所长建议是否可以发展高活性金属催化剂来解决这种传统方法无法实现的聚烯烃解聚。聚烯烃废塑料（如包装瓶、塑料袋等）是一类分子量非常大的碳氢化合物，聚烯烃废塑料占了整个废塑料的60%～70%，而黄正他们要做的就是把这些固体废塑料降解成液态燃油。目前他们在实验室已经完成了克级水平的实验，主要产物是柴油的主要组成物质。这个工作得到了启明星和基金委项目的支持。

黄正说他们下一步要实现从克级到公斤级的提升，也就是从实验室小试到中试的跃升，同时要进一步提高催化剂的效率，以降低催化成本。“这也是我回来以后最主要的工作，得到了所里的大力支持，我现在带着十来个学生一起做”。

黄正说他对科研的理解最主要就是简单、专注，做科研、带学生都需要这种态度。“我对目前的工作状态很满意，很享受。爱人和父母对我的工作很支持。经费上不用过于担忧，让我们能全身心投入。有机所的学生刻苦努力，有机所的文化很健康”。

（7）采访者感言

我见过的青年千人不多，黄正是我采访的启明星中的第一位青年千人。如果要用几个关键词来概括一下我对黄正的感受，那就是他说的简单、专注做科研的态度，以及他对目标的设定：要做重要的、有意义的科研，做有科学价值和应用价值的工作。当然，黄正现在的工作还起步不久，不能有太大的奢望。但我相信，以他乐观阳光的心态，以有机所健康的科研文化氛围，以上海和整个中国转型发展的大背景，黄正和他的团队会给这个世界带来改变的惊喜。

 

（采访原文见刊于《世界科学》杂志2015年5月号）