今日上午,我们参观了中科院的生物物理研究所。两个小时的行程丝毫无法削减我心中的激动。在我听说这个研究所之前,我从未想过生物与物理也有交叉之处。然而,在听完许瑞明教授给我们做的讲座之后,我对这两个学科都有了更深的了解。
许教授先给我们谈了他的人生经历,并给我们分享了他以往学习工作中的经验,使我深受启发:(1)当我们不知道选什么系时,选物理系最好,因为很多学科都以它为基础;(2)虽然学习很重要,但锻炼身体也必不可少;(3)中学和大学的学习方法不同,一定要找到正确的学习方法;(4)不要为未来忧虑,只要认真做好现在的每一件事就行。
随后,许教授又对“生物大分子晶体学”、“表观遗传与健康”等许多方面谈了谈他的研究成果,让我们感受到了生物的无限魅力,也激发了我对探索生物世界的无限向往。然而,有点遗憾的是,由于时间有限,许教授没能给我们更深地讲解。
最后,我向许教授请教了关于在用量子力学计算大分子体系时,采用何种近似方法来简化运算的问题,许教授给了热情的解答。他说:“只要在要研究的小部分用量子力学精确计算,而在其他部分只需用经典力学近似处理即可。”
听完许教授的讲座,我仿佛受到了一次科学的洗礼。今后,我一定要更加努力地学习知识,争取以后能成为一个像许教授一样卓越的科学家。
7月17日是我在国科大正式旅程的第一天,一天的参观后,我见识到了许多令我大开眼界的新事物,然而给予我最深刻印象的,也是最令我动容的,是校史馆、院史馆里一张张泛黄的文件与老照片。
对我而言,国科大如同一棵苍劲挺拔的老树,而本科部如同这棵老树上刚刚绽放的一朵新花:依附着老树,在阳光下汲取营养,正在茁壮成长。也许正是这种新与旧的奇妙碰撞,让国科大本科部这朵新花刚刚绽放便拥有了与群芳争艳的魅力;也正是这种新与旧的完美融合,让我们流连于国科大,被其源远流长和活力迸发所折服。
当我看到校史馆里历任院长照片不变的坚毅眼神,当我看到钱学森、郭永怀等科学前辈为争取科研机会而上交的一份份申请,当我看到“科学十四条”文件上密密麻麻的修改与旁批时,那些穿越了岁月长河的语句,那些朴素却富有温度的笔迹,那老照片中的一颦一笑,让我感慨万千。
前辈们的照片挂满整面墙壁,我明白他们正用最殷切、最热忱的目光注视着即将进入科学殿堂的我们。第一次,我感受到了肩上的重任:科学事业,从不是为了一己私利。为国家,为人民,是所有科研工作者不变的追求。
相约国科大,逐梦UCASer!
“心怀梦想,不负青春”——记中国科学院学术会堂里的开营典礼
饶是赶上北京“首堵”,经过了两个半小时的车程才到达目的地,却丝毫没有影响我热切期待的心情。7月18日上午9:30,我们从大门走进。向两边望去,每栋大楼的墙壁上都内嵌着科学伟人们的青铜雕塑,而中国科学院学术会堂正门两侧分别是阿尔伯特·爱因斯坦和艾萨克·牛顿,肃穆和崇敬的心情油然而生。
待所有营员坐定,中国科学院大学2017年中学生科学夏令营开营仪式正式开始。首先是奏唱国歌与中国科学院大学丁仲礼校长致辞。然后接下来中国科学院大学党委副书记马石庄书记的一番语重心长的嘱托令我尤为印象深刻。马书记教导我们,梦想成为国科大一员的学生,万万不可贪图玩乐,要牢记志在报国的精神和热爱科学的初心,将最美好的青春年华奉献给学习,使其绽放出最美的光彩。这番话在所有营员心中敲下了警钟,同时也使我更加斗志昂扬。“为了不辜负青春。”我在心中默念。
这之后由来自北京的闪晔同学和另一位来自云南的同学进行了发言,她们作为学生代表表达了我们全体营员对所有老师和辅导员们衷心感谢,同时也道出了我们虽然有着不同的兴趣方向,但胸怀着同样的科学梦,期待在国科大中学生科学夏令营中汲取科学知识与方法。
最后一名代表上台,接过马书记向夏令营营员代表授予的营旗。学生代表挥舞营旗的有力动作,白底蓝字的营旗劈裂空气的振奋声音,伴着全体营员和老师们热烈的掌声,开营仪式圆满落下了帷幕。
“深入浅出,开拓视野”——记中国科学院生物物理研究所两场讲座
上午11:30,结束了开营仪式的我们进入了中国科学院蛋白质科学中心501聆听讲座。
许瑞明副所长:《我的读书、科研道路——从物理学到生命科学》
“生物物理研究所成立于1958年,最开始是服务于两弹一星……”许副所长从生物物理研究所和国科大的历史简介说起,谈到他过去人生中与科研有关的种种。从农村到浙江大学,研究生考到美国,进入费米实验室,又转专业从物理走向生物,到冷泉港实验室……一路是不泯的好奇心与钻研精神,和各种各样的“机缘巧合”。借此,许副所长告诉我们,“面对已做出的选择和即将做出的选择,不必感到焦虑,船到桥头自然直自然直,只需要在自己的领域中尽最大程度去认真努力,机会自然有。”
这其中还穿插有许多许副所长亲身的经验传授以及建议。经验比如大学与中学学习方法的不同在于要由特殊解法过渡到普适解法;而建议是若对未来方向迷茫则适合选择物理等基础学科,空闲时间要多锻炼、强身健体更有助于心理健康等。
接下来的环节中许副所长对于他的研究成果和方向做了一些简略的介绍,外加一些科普。比如在结构生物学中,科研人员如何通过蛋白质晶体的X光衍射图像经傅里叶变换得到电子云密度图像,进而辨识蛋白质的结构及每个位置上的元素。再有关于表观遗传的分子机理研究,“什么决定了基因的选择性表达”,拓展至遗传物质的结构层次、核小体的组蛋白、核酸的甲基化和乙酰化修饰等。更有关于酵母菌的两性、蛋白质内部的亲水空穴、白藜芦醇是否对SIRT1的活性有影响、NSD1发生突变的结构位点、核小体上病毒的结合位点等丰富内容,令人大开眼界。
精彩的讲座内容激发了营员们强烈的求知欲,接二连三地向许副所长抛出自己的疑问,直至行程时间截止都没有停下,引得辅导员老师只能无奈的笑着,“再问最后一个问题”……
杨郑鸿老师:《小身材大作用——果蝇与脑科学》
“大脑偶尔会被眼睛欺骗……” 杨郑鸿老师由几幅视错觉图像引入,开启了一场深入浅出、妙趣横生的讲座。杨老师将讲座分为了“我们用什么做生物实验”、“关于果蝇你需要知道什么”、“果蝇的眼睛——复眼”、“我们如何培养果蝇”、“我们在做什么实验”、“我们为什么要研究果蝇”六个部分。其中有许多有趣的科普知识,比如果蝇用于学术搜索的拉丁文名为Drosophila;果蝇的第二对翅退化为了小肉球,并在飞行中起到保持平衡的作用;果蝇的整体视觉图像是由一个个单眼看到的一个个范围互不重叠的马赛克共同组成的等等。
不过最有趣的部分当属果蝇的实验部分。杨郑鸿老师介绍的第一个实验是基于“飞行模拟器”的对于果蝇学习、记忆能力的研究。“飞行模拟器”简单来讲是将果蝇的头部连接于一台扭矩仪上,用于测量果蝇试图扭动产生的力,经过信息处理将力转化为果蝇在飞行中本应转向的角度,并将扭矩仪四周环形屏幕的图像反向转动相同的角度,以此在果蝇严格处于科研人员可控制空间范围内的情况下,令果蝇误以为自己真的在飞。科研人员基于“果蝇喜爱冲着黑的图案飞”这一认知,通过在屏幕上显示出正“T”图案与倒“T”图案,并在果蝇朝向这两图案的同时分别点亮和熄灭照射果蝇、使果蝇感到发热难耐的激光,使果蝇建立条件反射。最后关闭激光,观察果蝇是否会更多的趋向于面朝倒“T”图案飞行,以此研究果蝇大脑的记忆与学习能力。接下来还有“果蝇的区域热击实验”、“雄果蝇之间的攻击行为、雌雄果蝇之间的交配行为”、“雄果蝇的大脑雌性化”、“果蝇的转基因”、“运用光遗传学工具观察某些细胞对果蝇行为的控制”等等实验,精彩纷呈。
在最后“我们为什么研究果蝇”的部分,杨郑鸿老师为我们讲述了应用性研究和基础性研究的联系与区别,告诉我们基础研究更多的是好奇取向而不考虑实用目的,而其应用发展则是后续的事情了。同时还告诉我们,科学的目的是发现各种规律;科学的精神是质疑、独立和唯一;科学的方法是逻辑化、定量化和证实化。
尽管讲座结束了,同学们却热情不减,众多同学蜂拥而上将杨郑鸿老师围得水泄不通,争先恐后的提出自己的问题并与老师进行交流。无奈行程不允许我们再继续发问,只好拿着杨郑鸿老师给我们留下的联系方式恋恋不舍地离开。
“亲眼所见,方知实践”——记中国科学院生物物理研究所参观
讲座结束后的下午3:30,我们走出中国科学院蛋白质科学中心前往各个中心参观。
生物成像实验室
在各实验室老师的带领讲解下,我们首先参观了几台透射电子显微镜和扫描电子显微镜,在这个过程中我了解到不少关于显微镜的基本知识,还知道了扫描电子显微镜的用途之广,它可以作为基本部分安装各种如切割等配件。
然后我们参观了一台切片机,这是我最感兴趣的部分。切片机的刀片分为两种材质,一种是玻璃刀,一种是钻石刀。玻璃刀比较廉价,只能切出厚度为70纳米以上的切片,而且属于一次性消耗品,切割出七、八个切片后即报废;而钻石刀使用寿命长,能够切割70纳米以下切片,但一个购价高达三万。有趣的部分在于切片的收集方式。不论是钻石刀还是玻璃刀,其整体都呈45度角的楔子状,一角的侧边便是刀刃。于是在使用刀片之前,需要将一个同样形状但小一号的水槽粘于和刀刃平齐的部位,并向其中注满水。这样切下的树脂切片便会浮在水槽中水的表面,进而可以通过切片呈现的颜色判断切片的厚度。接下来将切片捞至载网(一般是铜网)上后,再用金属染色,便可在扫描镜下观察了。
最后是一台高压冷冻仪。在老师的讲解下我了解到,由于普通的常压冷冻应用于稍大的样品如细胞团、植物组织等的固定时,常会由于直接将其浸入液氮冷冻的时间较慢而导致样品在冷冻过程中仍在进行生命活动,导致其固定出的形态结构不够清晰。而使用高压冷冻固定技术,便可使样品中在一瞬间到达液氮的-196度,同时使得样品中的水在一瞬间变为无定形的玻璃态水(无定形的玻璃态水不会像由晶体结构的冰那样损坏组织),以保证固定得到样品最天然、饱满的结构和形态。后续还需要进行冷冻替代处理。
蛋白质科学中心
可惜行程过于仓促,我只了解到我们所参观的仪器大多是质谱仪,气相、液相和固相的样品需要区分使用不同的仪器。进行探测的方式也多种多样,有利用样品中不同元素的荷质比不同而导致不同元素的原子在腔中飞行时间不同进行探测的仪器,也有许多其他不同名字的仪器。
国家大型科学仪器中心北京磁共振脑成像中心
结束了上个实验室的参观,我们穿上鞋套后迈进了脑成像中心。老师为我们讲解了磁共振成像的原理(电信号传导→ATP供能→缺氧血红蛋白的局部数量改变→依据血红蛋白的顺磁性成像),以及功能成像的减法(循环活跃与休息的进程并将所得图像相减得到活跃区域)等部分后,带领我们上到二层参观核磁共振仪。
期间营员们对仪器的原理及实验设计等方面非常积极踊跃的提问,如同连珠炮般老师刚回答完下一问就已抛出,众多有价值的问题令所有学生都受益匪浅。直至到了行程时间结束,同学们都不愿离开。“明天能不能早点起床早点出发再多参观会儿啊……”一路听到了许多这样的声音。这也是我的心声,能与如此多有着共同志向、求知欲旺盛、心怀科学梦想的同学共聚一堂度过这五天夏令营的时光,我感到何其幸运。
什么样的地方才能被称为一座真正的大学?
在我眼中,真正的大学是一个人文气息浓郁、学术水平领先,同时又倡导自由平等思想的地方。而国科大,就是这样的一个地方,是我向往的地方。
今天是七月十七日,是国科大夏令营正式开营的第一天,而这样短短的一天就使我惊艳。马书记霸气又有魄力的讲话,校史馆中老一辈科学家们奋斗的历程,数学图书馆中浓浓的学术氛围,当然还有可口的饭菜,都给我留下了深刻的印象,我惊叹于国科大的生机与美好,并坚信她将给我带来潜移默化并深远持久的影响。
作为一个即将升入高三的学生,我也对于自己的未来充满了迷茫。但在国科大这短短的一天却似乎拨开了我前方的云雾,唤起了我从小便有的科学梦,让我的未来有了方向。
国科大,简单的名字,有不简单的内涵。希望我们能一起努力,为这内涵中添一份光彩。
夏日炎炎,轻风不兴,正是帝都一年中最为炎热的时候,但内心却是更加的火热。参加国科大夏令营,零距离感受国内真正顶尖的科学研究的气氛,自高中军训后首次和同学一起外出数日,住进了自己一个人一间的放眼国内条件无与伦比的宿舍,展现自己生活能力的机会,无不灼烧着火热的神经。
早上5点钟就起床了,跑跑步,锻炼锻炼身体,开启神清气爽的一天。跑完步的冲澡,更是畅快无比。接下来,洗漱、收拾、早饭、乘车,来到了国科大中关村校区,参观、游览、还有聆听大神们的讲座。其中,最令我印象深刻的,无疑是《小果蝇,大用处》主题讲座。
主讲人以幽默风趣的语言,通俗易懂的方式,由浅入深,循循善诱,带领我们走入生物实验的领域。不同于高中的那些随随便便的实验,真正的实验需要严密的设计、精密的操作、周密的筹划等等。主讲人除了大量的“干货”之外,还有更为本质的科学方法的讲述。也就是所谓的科学精神和科学文化。
正如鬼谷子说过的,人的能力分为“道”和“术”,如果想在一个学科当中出类拔萃,“术”的 精确运用是必不可少的,但无论“术”多么高明,没有“道”的统领,只会变成一个像为纳粹研究原子弹的海森堡先生一样的没有良知和基本道德底线的科学界之败类。故需要“道”作为“术”的统领,以“道”心驭“术”心。正如先生所说,科学研究,尤其是理论科学研究,其目的,不在为人类造福,更不在为自己谋利,这两种或许可以成为结果,但不可能,也不应该成为科学研究的动力的源泉。
真正的科学家,都怀着一颗热爱科学的心,具体说来,就是对探究这个世界的本源的极度的好奇心,和揭开披在本质外的如一团乱麻的表象的成就感。这是对科学家的要求,也是对每一个热爱科学,希望以科学兴国,科技报国的青少年们所必须了解以至于拥有的最为基本的品质。我等不才,却愿以此为目标,竭毕生之力,以达夙愿。