剛剛，素有科學界“奧斯卡”之稱的2019年度科學突破獎揭曉。 莊曉偉、陳志堅、丁晨陽三位中國科學家榮獲生命科學獎，每人將獲得高達300萬美元的獎金！ 其中，莊曉偉因開發超分辨率成像技術，突破光學顯微鏡的空間分辨率極限，揭示隱藏在細胞內部的精細結構而獲獎，彌補了錯失2014年諾貝爾獎的遺憾。
每當提起莊小薇這個名字，“天才少女，中國科大少年班尖子生，34歲就成為哈佛大學雙聘教授，打破了美國歷史上的紀錄”。 40歲時成為最年輕的華人美國科學院院士，并在隨后兩年成為美國藝術與科學院院士和中國科學院院士。“最年輕的外籍院士”，第一個關鍵詞浮現在我們腦海中的一切似乎與她“天才”的身份密不可分。
今天，就讓小德帶大家來認識一下莊曉偉，一位哈佛“青年班”雙聘教授、一位距離諾獎僅“幸運”的華裔科學家。
莊小偉
天才少年的求學之路
1972年，莊曉偉出生于江蘇如皋的一個知識分子家庭。 父親莊立憲、母親朱仁智均為中國科學技術大學教授。
從未上過幼兒園的莊小偉，下班后就被父母教拼音識字。
莊小偉全家福
也許是受到家庭氛圍的影響，也許是由于先天的基因優勢物理學家年輕照片，莊小偉從小就表現出了超越同齡人的智力，也表現出了對科學的熱愛。
他的父親曾經問過他的學生一個問題：當一杯水放在桌子上時，它受到的力有多大？ “有了水和水杯的重力，桌子也就有了支撐力。” 學生回答道。 但一旁打球的莊小偉卻插話道：“水杯上還有空氣的力量。”
當時尚未上學的莊小偉并不明白空氣是如何對水杯施加力的，但因為他的父親是空氣動力學教授，所以他提出的問題肯定與空氣有關。
莊小偉小時候和奶奶、姑媽在一起
“神童”莊曉偉從上學起就走上了“學術霸主”之路。 中學時，莊曉偉是班上年齡最小的，但他各科成績都非常出色。 如今，莊小偉的老師已經70多歲了，還記得莊小偉在課堂上專注的眼神。 “老師走到哪里，眼睛就跟到哪里，從不走神。”
莊曉偉曾獲得全國中學生數理??化競賽第一名。 1987年，年僅15歲的莊小偉從中國科學技術大學少年班預科班畢業，以全科狀元的身份進入中國科學技術大學少年班。高考。
在天才輩出的年輕班級里，莊小偉依然表現出色。 據低年級班會介紹，莊小偉擁有常人難以做到的“一舉多得”能力：一邊聽《三國演義》講故事，一邊做物理作業時間。
在中國科學技術大學少年班學習期間，莊曉偉從未錯過任何物理定律的細節，甚至到了近乎癡迷的地步。 她并不關心分數，她只是享受探索問題的過程，但優異的成績是她努力的結果。
莊曉偉在理論力學、電動力學、量子力學、統計力學四門力學專業課上全部獲得滿分。 這一傳奇紀錄至今仍未被打破，成為中國科學技術大學物理系一座不可逾越的豐碑。
1991年，年僅19歲的莊小偉從中國科學技術大學少年班畢業。 畢業后，莊小偉前往美國深造。 在楊振寧教授的建議下，她來到加州大學伯克利分校攻讀博士學位。 與沈遠洋。
2001年，她被聘為哈佛大學助理教授。 2003年，她成為美國第一位獲得麥克阿瑟基金會“天才獎”榮譽的華裔女科學家，也是最年輕的一位。 2006年初，34歲的她成為哈佛大學化學系和化學生物物理系雙聘教授。 2012年，她當選為美國國家科學院院士，創下中國最年輕院士的新紀錄。 2013年，她當選為美國藝術與科學學院院士。 2015年，她成為中國科學院最年輕的外籍院士。
一路走來，莊曉偉認為自己的成就不是天賦的結果，而是努力的結果。 “我自己的大腦比較聰明物理學家年輕照片，但更大的原因是我很執著。五年、六年甚至十年，遇到困難不會退縮，遇到挫折也不會改變初心。”
從物理學到生物學的完美轉變
莊曉偉一直被視為天才。 他非凡的才華和聰明的頭腦是很多人都望塵莫及的。 但事實上，任何成就都不是那么自然而然的，成長過程中的艱辛也只有莊小偉自己知道。
1997年博士畢業時，一向我行我素的莊小偉遇到了重大挫折。 她認為自己成為斯坦福大學物理系的一名教師是板上釘釘的事了。 沒想到斯坦福大學最后一刻改變了主意，只能給她提供博士后的機會。 原因是學校認為莊曉薇“還沒有準備好”，需要幾年時間才能完成學業。 證明你自己。
莊曉偉得知此事后，震驚不已，哭了好幾天。 經過一番反思，莊小偉發現自己難過并不是因為別的，而是因為自己的虛榮心。 畢竟，當同學們還在讀博士的時候，他已經是斯坦福大學的助理教授了。
莊小偉和朱棣文
經過一番沉淀，莊小偉決心抹去過去的一切成功和失敗，一切從頭開始。 莊曉薇拒絕了多所學校提供的教職機會，進入斯坦福大學，在著名華人科學家朱棣文教授的指導下擔任博士后研究員。 那一年，朱棣文剛剛獲得諾貝爾物理學獎。
受到鼓勵和啟發，莊曉偉決定潛心研究，開始跨界生物領域。 然而，在加入實驗室之前，莊小偉的生物學水平只有高中水平，他甚至無法區分DNA和RNA。
然而，初生牛犢不怕虎。 無知無畏的莊曉薇始終以一顆純潔而熱情的科學探索之心頂住壓力。 她將全部熱情投入到生物學領域，年復一年堅持不懈。
從此，世界失去了一位原子物理學家，多了一位杰出的生物物理學家。 回顧這一人生轉折點，莊曉薇相信，如果按照之前的研究方向，一定能很快拿出成果。 然而接觸生物領域后，她對生命的理解有了前所未有的期待。 她期望自己能夠進入這些新領域，填補空白。
堅持不懈成就諾獎級學術成就
三年的博士后研究經歷，為莊小偉今后的科學研究奠定了堅實的基礎，也打開了從物理學到生物學的大門。
大量的offer紛至沓來，莊曉偉最終選擇了哈佛大學，并在那里建立了自己的實驗室。 莊曉偉博士期間的工作重點是利用其光學研究背景探索生物系統中單分子或單粒子的運動性能。
自從光學顯微鏡誕生以來，科學家們已經能夠通過鏡頭看到細菌等微小生物的動態。 然而，19世紀末，德國物理學家恩斯特·阿貝指出，光學顯微鏡有衍射極限，最高分辨率只能達到200納米左右。
雖然可以在這個水平上觀察細胞，但細胞內的分子大小只有幾納米，尺度相差兩個數量級。 例如，如果把整個人體放大到地球那么大，那么一個細胞大約有上海人民廣場那么大，而細胞中的分子就只有上海游客的腦袋那么大。廣場。
雖然電子顯微鏡的分辨率只有幾納米，但生物無法在真空中生存，更不用說觀察生物運動了。 那么，如何突破光學顯微鏡的衍射極限，觀察單個分子的運動呢？
莊曉偉創造性地將生物熒光與顯微分析技術結合起來，發明了“超高分辨率熒光顯微技術”。 十多年的物理研究啟發她將熒光分子標記附著在病毒上。 當激光照射時，標記會發出明亮迷人的色彩。
莊曉偉用光控開關探針控制一小部分分子點亮，關閉其余部分，然后重復這個過程。 通過控制堆積在一起的分子依次發光，可以獲得一系列不重疊的圖像。 然后，對該排拍攝的數千張圖像進行組合和分析，以獲得超高分辨率的分子圖像。
傳統成像與STORM效果對比
莊小偉將這一研究成果命名為“STORM”，意為風暴，威力非常大。 該技術克服了光學顯微鏡的衍射限制，使光學顯微鏡的分辨率能力提高了10倍以上。
在光學顯微鏡的幫助下，莊小偉拍攝到了單一流感病毒的連續圖像。 這是世界上首次記錄該病毒的各個階段。 它把人類對生命機制的認識提升到了一個新的水平，幫助科學家更清楚地看到疾病的原因。 生物分子結構的變化可以帶來更有效的治療選擇。
莊小偉還獲得了麥克阿瑟“天才獎”50萬美元獎金，并于2005年成為美國霍華德休斯醫學研究所（HHMI）研究員。
2006年初，34歲的莊曉偉晉升為哈佛大學教授。 她在哈佛大學建立了以自己名字命名的單分子生物物理實驗室，帶領21名博士和博士后研究流感、艾滋病、SARS等病毒入侵宿主細胞的過程。
錯失諾貝爾獎引發爭議
幾乎與莊小偉同時，世界上其他團隊也做出了類似的科學成果。
就在莊曉偉的 STORM 在《自然方法》上發表一天后，美國科學家埃里克·貝齊格（Eric）基于類似原理的 PALM 在《科學》上發表。 兩者之間的細微差別在于激發熒光材料的使用。 白子閣用的是光敏蛋白，而莊小偉則用的是熒光染料。
三位科學家榮獲2014年諾貝爾化學獎
然而，2014年諾貝爾化學獎卻頒給了貝齊格。 獲獎理由是——“超分辨率熒光顯微鏡”PALM。 同樣是“超分辨率熒光顯微鏡”的研究，但諾貝爾化學獎并未上榜。 沒有莊小偉，這在華人世界引起了很大的爭議。 一時間，人們都在為莊小偉而戰。
北京大學教授饒毅表示，貝齊格和莊曉偉工作的物理原理完全一樣。 他們同時發表論文，但他們不明白為什么結果對其中一方有利。
北京大學副教授奚鵬在這一科研領域擁有很強的話語權，因為他師從諾貝爾獎獲得者、該領域公認的領軍人物黑爾。 他說：莊小偉沒能獲獎，我感到很驚訝。 這表明種族主義和性別歧視并未消失，而是每天都可見。
雖然沒有諾獎，但莊曉薇的發現確實是諾獎級別的，而她本人卻絲毫沒有受到影響。 相反，她進一步克服了缺點，開發出了性能更高的STORM。 僅2016年上半年，莊小偉及其團隊就在《細胞》、《細胞》、《細胞》等頂級學術期刊上發表論文10篇。
離家20年，我依然關心祖國的科研事業。
在美國的業余時間，莊小偉喜歡讀中國小說，小說的主題是婆媳關系、家庭恩怨。
確實，莊曉薇不到20歲就去了美國。 她幾乎沒有機會近距離接觸家庭生活。 這些小說中所描述的反映當代中國社會弊端的內容是她根本不會經歷的。 這些讓她了解了當代中國人的一些生活，也拉近了她與祖國的距離。
莊曉偉與學生何江
雖然離家二十多年了，但喝水時仍念念不忘源頭。 多年來，莊小偉一直致力于為中國人民提供更好、更廣闊的科研平臺，助力母校中國科學技術大學和北京大學相關學科的發展，為本科生和研究生提供優質的科研服務。在中國科學技術大學任教研究生、聯合培養博士生。 莊曉偉曾作為“兼職”委員加入北京大學生物動態光學成像中心（）。
2015年，莊小偉當選為中國科學院外籍院士。 當選外籍院士后，莊曉偉更加關心支持中國科技進步。 他經常來華講學，分享自己的經驗，為年輕學者提供指導。
莊小偉回國講學
頭上戴著無數光環的莊小偉，自然也收獲了一大批粉絲。 每次他演講時，座位總是座無虛席。
有一次，莊小偉去聽講座，饒毅是主持人。 他開玩笑說：“上次講座的時候，我專門發了博客來宣傳，現場來的人很多，這次我沒有發博客，人多了，所以我的博客……”
如今，獲得科學突破獎的莊曉薇，人生再次獲得了耀眼的光環，但她本人卻并不在意。
當有學生問她如何爭取諾貝爾獎時，莊曉薇的回答出人意料：“我不想爭取諾貝爾獎。我覺得做研究首先是你喜歡做的事情，其次，它對人類有貢獻。做任何事情都不是一個好主意。” 為任何獎項做這件事都會很無聊，所以這絕對不是我的人生計劃。”
她對科學研究的專注、堅持不懈的努力以及享受過程的態度都是她成功的標志。
