“世界科学才俊”如何改变世界

胡强　编译

对于科学界而言,最重要的人是谁答案并不是功成名就的“老法师”,而且那些正在攀登高峰的青年科学家们――因为他们是最有创新能力的一群人,历史上,以“相对论”为代表的重要学术成果也都是科学家在青年时代获得的.美国权威的科学杂志《大众科学》近日评出了当今世界最出色的“科学才俊”,他们的平均年龄只有34岁.他们中间会不会出现又一个爱因斯坦让我们拭目以待.

尼玛阿卡尼哈米德　34岁　缔造宇宙学说的“神话”

虽然美国有许多伊斯兰族裔的科学家,但是他们大都是基础科学领域的专家,而尼玛阿卡尼哈米德,是其中难得的“宇宙学”科学家.尼玛出生于美国的一个“科学世家”,他的父母都是从伊朗到美国留学、最终定居加拿大的伊朗科学家.

在家庭环境的熏陶下,尼玛获得了丰富的教育经历：他先在多伦多大学获得了物理和数学的双学士学位,再前往美国的伯克利大学攻读硕士,之后又在斯坦福大学的顶级物理研究中心取得了博士学位.尼玛通过学习的过程在学术界积累了广泛的“人脉关系”,他的导师劳伦斯赫尔、他的同窗萨瓦斯迪莫普罗斯等,都是美国物理学界响当当的名字,他们不仅使尼玛获得了全面的尖端知识,还促成尼玛萌发了震惊世界的“多维宇宙”的学说.

所谓的“多维宇宙”,浅显地说就是在我们居住的“三维”宇宙中,还存在众多更“多维”的宇宙.尼玛通过这一学说,大胆地指出我们所居住的宇宙是一个有“漏洞”的宇宙――引力通过“漏洞”扩展到别的宇宙中去,这就是引力总是小于其他自然力的原因,而所有的宇宙数量,大约有10500个.

这一令人瞠目结舌的理论引起了国际学术界的广泛关注,为了证明尼玛的说法,日内瓦的国际物理研究中心还计划专门为他开启世界上最先进的物理试验机械之一――大型强子对撞机,如果这次实验得以成功,那么尼玛的学说就将以“伟大”的名义永载史册.关于它的意义,有物理学家这样比喻：500多年前,当一个叫哥白尼的异教徒创造“太阳中心说”的时候,人们也并不理解它的意义,阿卡尼哈米德很可能又一次创造了令人难以理解的理论,它对于人类的未来,将有深远的影响.

凯利道甘　26岁　挑战达尔文的权威理论

凯利道甘是美国缅因州大学的一名在读博士生,她的工作是要让地下的世界亮出来.道甘一边诱使一只蚯蚓挖通一个盛白明胶的桶,一边说：“我一向喜欢蚯蚓.”

道甘要挑战一段时间长达一个世纪的理论,这个理论正是达尔文所认可的,有关蚯蚓是如何运动的理论.她的研究工作很快就让她成为了地下世界方面的权威,美国杜克大学的生物力学教授史蒂文沃格尔曾说：“任何在她研究的领域里工作的人,都是以查看她的论文或者给她写电子邮件开始工作的.”

蚯蚓是一种非常难以观察的蠕虫,而且生物学家从来就不能明确地说出它们是如何运动的,一向喜欢蚯蚓的达尔文是首先对这个问题进行严肃调查的科学家之一,他不相信当蚯蚓拱进土壤时土会在它周围松开,达尔文认为,当蚯蚓拱进土里时,它会吞掉前面的土,给自己开辟一条道路.

几百年后,道甘对这一理论发起了挑战,她认为,蚯蚓一定是在使用一种窍门帮助它们挖通泥土为自己开出一条路来.研究这种现象需要高深的工程学理论作为基础,学生物出身的道甘为了达成研究目标,花了数年时间来学习她所不熟悉的科目――她白天学习工程课程,晚上则搜寻有关蚯蚓挖土的窍门问题,在相当长的时间里,她每天要学习和工作接近20个小时.最后,她终于通过独创的模拟观察方法,获悉了蚯蚓运动的真正过程：原来,蚯蚓的嘴可以像一个木楔子一样撬开泥土,然后很从容地进入由于裂纹而产生的空隙.为了保持向前运动,它们就不停地撬开泥土产生缝隙.

道甘的发现改变了科学家对整个地下生态系统的理解,生物学家意识到蛤蜊、海胆甚至生长的树根前端打出的洞穴都是在活杠杆的作用下完成的.而这一科研成果,将会推动仿生学、工程学等学科研究的大步发展.

埃里希贾维斯　41岁　揭开“天籁之音”的秘密

美国杜克大学的神经生物系教授埃里希贾维斯可能是世界上最富个性的生物学家,为了研究动物的“语言能力”,他竟然和民间艺人一般学起了“鸟语”.

为了揭开鸟类学会鸣叫的奥秘,贾维斯专门开辟了一个“鸣禽”实验室,在里面饲养了数百种鸟类.在研究过程中,贾维斯的工作完全遵循着鸟的作息,从单个鸟的鸣叫和鸟群中的“相互交流”,他都会观察入微.除此之外,通过倾听鸣禽鸣叫并模仿它们的音调,贾维斯学会了多种鸟类的鸣叫,并逐步获悉鸟是如何学会鸣叫的.在这项研究之后,贾维斯作出了令人震惊的推测：“语言”也许是所有脊椎动物大脑中的先天能力.

为了证明这一说法,贾维斯还利用了先进的生化技术来开展研究――在鸣禽“歌唱”后立即对它们的大脑进行冷冻、阻塞和染色,以便研究它们是如何学习新歌的.研究发现,鸣禽利用两个独特的神经系统通道来学习唱歌,一个位于大脑前部,一个位于大脑后部,从神经学上讲,人类学习说话的方式与鸟类非常类似,因而他的大胆推测是有理论依据的.

虽然贾维斯的研究成果看似平淡无奇,但它对于人类却有着很重要的意义――这一发现能使神经学家对人类专用于语言的基因有更为深刻的理解,从而对大脑修复、语言教学等领域的研究提供更多的信息.

萨拉西格　35岁　外星球的探路人

萨拉西格出生于加拿大多伦多,1994年毕业于多伦多大学,获得数学和物理学学士学位.随后,她转投美国哈佛大学,并在1999年拿到天文学博士学位,她的毕业论文是世界上最早的探讨太阳系外行星的著作之一.西格对宇宙初期的气体状况进行过彻底的物理性研究,最终制作了一个详细的电脑模拟系统,并因此成为业内的标杆.

西格现在是华盛顿卡内基学院的高级研究员,是对太阳系外的行星大气进行深入研究的先锋,由于她在多数的研究在该领域都是开创性的,所以她的研究也常常是其他行星大气研究者出发的起点――她的模拟实验有力地告诉所有的天文学家,“地外生命”或许将在其他行星上留下“指纹”.

在过去10年,天文学家已发现200颗太阳系以外的新行星,而这其中并无一颗行星与地球相似.虽然关于遥远行星构成的资料非常少,但是西格通过想象从数千光年远 的地方看地球的样子,制成了外太阳系行星的早期模型.随后,她通过对模型的改变,进行了无数次的计算与研究,最终获得了坚实结论：宇宙中存在与地球相似的行星,“外星人”并不是没有根据的臆想.她的这一学术成果,在国际天文学界掀起了一股太空探索的新浪潮,可以说,近几年天文学家对“外星人”的探寻,都是以西格的理论为基本思路的.

陶哲轩　31岁　智商超高的数学奇才

1975年7月15日,陶哲轩出生在澳大利亚阿德莱德,是家中的长子.他的父亲和母亲均毕业于香港大学,1972年从香港移民到了澳大利亚.陶哲轩的智商高达220,他从小就展现出不凡的天分.11岁他就在国际奥林匹克数学竞赛中获胜,成为当时最年轻的奥林匹克数学竞赛获胜者；12岁开始攻读大学3年级数学课程,16岁毕业于阿德莱德的弗林德斯大学,获理科学士学位.后赴美国留学,21岁时取得普林斯顿大学博士学位,24岁时被美国加利福尼亚大学聘为全职数学教授.2006年8月22日,在西班牙马德里第25届国际数学家大会上,陶哲轩获得了数学界最高的荣誉――菲尔茨奖.今年刚满31岁的陶哲轩,不仅是荣获菲尔茨奖的第一位澳大利亚人,也是历史上最年轻的获奖者之一.

陶哲轩不仅在数学上有着很深的理论造诣,他还善于把学术本领应用到现实中.他发明了一种能将破碎的信息有效拼凑在一起的方法,这种方法的原理涉及了几何学、统计学和微积分学等领域的高深理论,目前,这项技术已经被美国情报局“征用”,用于辅助情报人员窃听国际.此外,陶哲轩还是一名计算机专家,他能制作出复杂的电脑程序,用来破译各种.

陶哲轩的导师、著名数学家埃利亚斯施泰因曾这样说过,陶哲轩是个百年难遇的奇才：“他就是数学界的莫扎特,数学是从他身体中流淌出来的.”现在的国际数学界还流传着一句有趣的“传言”：“如果在数学研究方面遇到无法攻克的难题,最好的解决办法就是设法让陶哲轩对那个难题感兴趣.”陶哲轩本人的名言,还成为了澳大利亚数学教育的座右铭――“培养对数学的兴趣最重要的一点就是和数学一起玩,当孩子学会用积木计算,他就已经迈进了数学的殿堂.”

梅勒迪斯瓦兹　37岁　发现奥秘

梅勒迪斯瓦兹是美国最优秀的女生化学家,她于1991年毕业于约翰霍普金斯大学,此后又在麻省理工学院学习了7年,最终获得了化学工程的博士学位.除了获得博士学位的学科之外,她在生物工程、医药学、环境学等学科也有颇多建树――22岁时,她被美国环保署聘请为环境工程师；23岁时,她还兼任过西北大学麻醉学的研究员；此后,她还陆续在哈佛大学、麻省理工学院等著名学府担任参与重要的研究工作.

在梅勒迪所有的科研成果中,的生长原理是最具国际影响力的一个――它揭示了液体如何通过在人体组织细胞间的缓慢流动来促进器官生长.以前,人们对循环系统促进器官生长知之甚少,生物工程师只能创建很少的、而且是简单的组织类型,如皮肤和心肌.但是,去年,斯瓦兹的人体细胞实验显示,在生长发育期间,细胞间的液体流动会重新分布一种叫作“成形素”的蛋白质,它会创建支持组织生长的毛细管网.这一发现,使梅勒迪成为发现慢循环对于身体发育重要性的第一人.

她的研究可以说是尖端的、罕见的并挑战着权威理论.她的发现暗示,在实验室创造可移植的器官必须再造细胞间的循环.理解这种循环也有助于研究人员研发新的抗癌药物,因为癌细胞扩散到身体的其他部位也需要细胞间的循环.

(据《上海译报》)