科學(xué)研究總是與“新”字聯(lián)系在一起，每一個從事科研的人都知曉這一點，他們同時還知曉一件事—能做出新東西來實屬不易。
2014年，同以前的任何一個年份一樣，又有一批科研工作者用他們的勤奮和智慧創(chuàng)造出了新的發(fā)現(xiàn)或者新的成果;也有更多的人們，在期待著自己的新想法被證實。固步自封永遠(yuǎn)和科學(xué)天然相斥，從舊的認(rèn)知中獲得新想法，從新想法中總結(jié)老規(guī)律，才是“賽先生”永恒追逐的主題。
但真正去顛覆傳統(tǒng)、革新創(chuàng)造遠(yuǎn)比嘴上誓愿來得復(fù)雜。即使是天然與“新”血脈相連的科學(xué)研究，也容易在某些層面上落入窠臼，進而止步不前。
不少讀者反饋過這樣的信息：盡管前沿成果可以從專業(yè)期刊上獲得，但他們更加好奇的是，最牛的成果從最初構(gòu)想到最后實現(xiàn)，是怎樣的一個過程?
本著這樣的訴求，我們滄海取粟，選擇了8位在2014年挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的新銳科學(xué)家—他們或許年輕，但卻取得了年長者都難以企及的成績;他們或許年長，卻擁有年輕人未曾想到的新鮮想法。
希望能從他們的故事里，發(fā)現(xiàn)關(guān)于創(chuàng)新的蛛絲馬跡。心之所愿，至新世界。
劉靜：威廉·伯格獎最年輕得主
“液態(tài)金屬在室溫下可以流動，那么，為何不能將其與芯片冷卻建立起關(guān)聯(lián)?”幾乎被全世界忽略的領(lǐng)域，為劉靜打開創(chuàng)新的閘門。
在2014年8月下旬召開的國際傳熱大會上，清華大學(xué)教授、中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所雙聘研究員劉靜榮膺威廉·伯格獎。與以往該獎項的獲獎?wù)呦啾龋?5歲的劉靜實屬年輕。
威廉·伯格獎因其嚴(yán)格的評選程序和重要分量，被視為傳熱學(xué)界的“終身成就獎”。劉靜在會上所作的主題報告《通向惡性腫瘤靶向冷凍或熱消融治療的途徑：生物體系內(nèi)熱量的精準(zhǔn)輸運》，被頒獎委員會稱為“主題報告中的主題報告”。
“Better China，Better World”，劉靜在大會上說出的這句話，也是他多年從事腫瘤精準(zhǔn)治療研究的動力之一。據(jù)統(tǒng)計，2013年僅在中國腫瘤新發(fā)病例就超過300萬，而腫瘤死亡人數(shù)則高達(dá)200多萬，傳統(tǒng)的放療和化療面臨諸多困境，而近年來新興的微創(chuàng)治療又對能量的精準(zhǔn)輸運提出迫切需求?；谶@樣的理由，腫瘤物理治療成為劉靜心中“異常嚴(yán)峻的一個現(xiàn)實問題”。
在復(fù)雜的人體結(jié)構(gòu)中達(dá)到對病灶目標(biāo)的精準(zhǔn)治療并非易事，劉靜帶領(lǐng)團隊發(fā)展出了一系列理論與醫(yī)療裝備技術(shù)，在物理、材料、工程等多學(xué)科交叉融合基礎(chǔ)上，力圖最大限度地提升醫(yī)學(xué)治療的效果。
研發(fā)腫瘤微創(chuàng)高低溫復(fù)式治療設(shè)備“康博刀”、編寫國內(nèi)外首部《微米/納米尺度傳熱學(xué)》，劉靜的工作得到一片叫好聲，但他總有“未盡興”之感。直到“液態(tài)金屬”為他帶來的顛覆性想法：“液態(tài)金屬在室溫下可以流動，那么，為何不能將其與芯片冷卻建立起關(guān)聯(lián)?”由此，一項又一項基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)突破接連誕生：液態(tài)金屬芯片冷卻技術(shù)、液態(tài)金屬電子電路打印機、植入式醫(yī)療電子在體3D打印技術(shù)、液態(tài)金屬神經(jīng)連接與修復(fù)技術(shù)、液態(tài)金屬血管造影術(shù)……
相比成為各家科學(xué)期刊追逐報道的對象，能夠幫助到病人更能帶給劉靜踏實的成就感。他說：“如果做出來的東西能夠有幸真正為世人所用，哪怕只有一小點，我想那就是最大的滿足和成就了。”
宗傳明：終于糾了亞里士多德的錯
經(jīng)過23年的苦心鉆研，宗傳明關(guān)于希爾伯特第十八問題的突破終于得到了世界同行的認(rèn)可，歐美同行稱其為一項輝煌的工作。
亞里士多德相信，如果把正四面體形狀的磚彼此無縫地相接起來，就能裝滿整個空間。該斷言盡管在16世紀(jì)就被論證為錯誤的，但是仍然沒有解決。1900年，德國數(shù)學(xué)家希爾伯特在第二屆國際數(shù)學(xué)家大會上作了一次演講，他提出新世紀(jì)數(shù)學(xué)家應(yīng)當(dāng)努力解決的23個數(shù)學(xué)問題，包括著名的費馬猜想、哥德巴赫猜想等。其中第18個問題十分有趣，除了要求論證亞里士多德判斷錯誤的同時，還引入了天文學(xué)家開普勒關(guān)于堆球的疑問，也就是說，船甲板上的炮彈怎樣堆放才可以使球之間的縫隙總量最小，進而衍生出了各種問題：在一只大箱子里裝同樣的小球，其最大密度是多少;在一個球周圍擺放與它同樣的球，最多能有多少個與它接觸……
北京大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院教授宗傳明很早就下定決心要在希爾伯特第十八問題上取得突破，但在起初的六年里，并沒有什么實質(zhì)性的進展。經(jīng)歷過無數(shù)次的失敗后，宗傳明于2012年8月發(fā)現(xiàn)了一個巧妙的方法，從而在這一著名問題上獲得突破性進展。他證明正四面體的最大平移堆積密度介于0.367346……和0.384061……之間，這是人們對這一問題所取得的第一個上界。
長達(dá)一年半的審稿時間讓宗傳明惴惴不安，生怕其中出現(xiàn)什么差錯，自己二十多年的心血毀于一旦。事實證明他61頁的研究論文完全經(jīng)得起推敲，2014年5月4日，純數(shù)學(xué)領(lǐng)域的權(quán)威雜志《數(shù)學(xué)進展》發(fā)表這篇論文，宗傳明關(guān)于希爾伯特第十八問題的突破得到了世界同行的認(rèn)可。德國著名數(shù)學(xué)家漢克評價稱：“必須承認(rèn)，我被其中異常復(fù)雜的運算和構(gòu)造嚇壞了—非常讓人敬佩!”
近日，美國數(shù)學(xué)會2015年度各項大獎陸續(xù)揭曉。其中，萊維·柯南特獎被授予美國密歇根大學(xué)教授Lagarias和北京大學(xué)教授宗傳明，這是美國數(shù)學(xué)會首次將學(xué)會大獎頒發(fā)給在中國工作的數(shù)學(xué)家。
汪滔：搶占世界天空的中國小子
消費級無人機可能是目前世界上最激動人心的產(chǎn)品了，“大疆”研發(fā)的無人機已占據(jù)全球民用小型無人機約70%的市場份額。
很多中國人知道深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司(以下簡稱大疆)，是因為湖南衛(wèi)視真人秀節(jié)目《爸爸去哪兒》用到了其航拍設(shè)備。其實一些熱門美劇(如《神盾局特工》《國土安全》)中的航拍鏡頭，很多亦是用大疆的設(shè)備拍攝。在歐美國家，大疆有大量擁躉，連蘋果聯(lián)合創(chuàng)始人沃茲尼亞克都是粉絲之一。
汪滔創(chuàng)立的大疆在過去的4年時間內(nèi)呈現(xiàn)了爆發(fā)式增長的態(tài)勢，目前占據(jù)了全球民用小型無人機約70%的市場份額，主要市場集中在歐美國家。
2003年，華東師范大學(xué)電子專業(yè)大三學(xué)生汪滔退學(xué)。電子專業(yè)并非這所學(xué)校的強項，這讓志向是成為一名科學(xué)家的汪滔倍感苦惱。退學(xué)后他申請了全世界排名前十幾位的大學(xué)，只有香港科技大學(xué)電子及計算機工程學(xué)系發(fā)來了錄取通知書。兩年后，準(zhǔn)備畢業(yè)的汪滔選擇了將遙控直升機的飛行控制系統(tǒng)研究作為自己的本科畢業(yè)課題。當(dāng)時需要解決的核心問題之一，是通過慣性測量單元IU、測加速度和角速度的傳感器、GPS和電子指南針，獲取飛機的姿態(tài)角和速度的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)控制飛機舵機的反饋運動，使飛機可以自動懸停在空中。
大半年的時間過去，汪滔和成員們在DEMO階段已經(jīng)失敗，畢業(yè)課題的分?jǐn)?shù)也很差。不服氣的他兩個月沒有去學(xué)校，一人待在深圳苦戰(zhàn)，終于在2006年1月做出第一臺樣品。之后他繼續(xù)留校攻讀研究生課程，同時和兩位伙伴正式創(chuàng)立大疆。
隨著當(dāng)時多旋翼飛行器的興起，大疆很快把在直升機上積累的技術(shù)運用到多旋翼飛行器上。從2011年開始，大疆陸續(xù)推出了WooKong-M (悟空)、Naza(哪吒)、筋斗云等多個系列的產(chǎn)品，其中面向大眾用戶的Phantom(精靈)系列大受好評。
汪滔將大疆比作“汽車啟蒙時代的福特”，他總結(jié)大疆的長處在于首先做出了整體化的產(chǎn)品，進而開辟了較大的市場—“我們瞄著這個點，搶占先機，有了現(xiàn)在的市場份額”。
金鑫：“橫掃”三大學(xué)術(shù)期刊的學(xué)霸
繼國際著名學(xué)術(shù)期刊Science、Cell發(fā)表研究成果之后，26歲的金鑫在Nature雜志上以并列第一作者身份發(fā)表高水平研究成果。
2010年7月、2012年12月、2014年1月，金鑫分別在國際著名學(xué)術(shù)期刊Science、Cell、Nature雜志上以并列第一作者身份發(fā)表高水平研究成果《50個全外顯子測序揭示人類的高原適應(yīng)機制》《基因胚系de novo突變及其與自閉癥之間的關(guān)聯(lián)性》《大規(guī)模掃描發(fā)現(xiàn)可能引起銀屑病的編碼區(qū)突變》。
26歲的金鑫終于在2014年完成了三大頂級學(xué)術(shù)期刊“大滿貫”。大二即被深圳華大基因研究院破格錄用的他，再一次用自己的實力證明了科學(xué)青年的力量。
對世界充滿好奇的金鑫從小便將學(xué)習(xí)看作了解這個世界的最佳方式。他愛看《十萬個為什么》，更愛琢磨事物表象之后的規(guī)律。高中階段癡迷于生物的他，很早便立志從事生物學(xué)的研究。
2008年上半年，華大基因到學(xué)校舉辦活動，還在讀大二的金鑫努力爭取到了實習(xí)的機會。一個暑假的時間里，金鑫的勤奮和靈氣引發(fā)了華大基因?qū)λ銐虻淖⒁饬Α嵙?xí)結(jié)束后金鑫提交了長達(dá)10頁的實習(xí)報告，詳盡記錄了自己對生物科學(xué)的認(rèn)識以及對深圳華大基因研究院的體悟，據(jù)報道，這份報告當(dāng)時甚至被華大基因總裁汪建定為中層干部的內(nèi)部傳閱材料。金鑫榮獲暑期科研實踐活動獎一等獎，并獲得特別獎金1萬元。
2008年底，深圳華大基因研究院向金鑫所在的華南理工大學(xué)生物與工程學(xué)院提出了破格錄用他的建議。從此金鑫有了兩種身份：既是一名在校大學(xué)生，也是國內(nèi)頂尖生物研究所的團隊成員。他每周有3天時間到華大基因工作和實踐，其余時間則在學(xué)校內(nèi)完成相應(yīng)的課程和學(xué)分。
除了金鑫之外，華南理工大學(xué)學(xué)生劉石平2014年也作為第一作者在國際頂級期刊Cell上以封面故事形式發(fā)文，揭示了世界上最大陸地食肉動物北極熊很少得心血管疾病的奧秘。研究結(jié)果對于廣大的“吃貨”是一個福音：未來有一天，哪怕你像北極熊一樣頓頓吃肉，長得膘肥體壯，也不用擔(dān)心心血管疾病的困擾了。
張哲野：本科生帶博士碩士做科研
一年多的時間里，華中科大本科生張哲野以第一作者的身份發(fā)表5篇SCI論文，帶著碩、博士一起搞研究，被稱為“新一代研霸”。
2014年，從華中科技大學(xué)本科畢業(yè)的張哲野被直接保送本校讀博。
張哲野研究的是石墨烯的化學(xué)特性及相關(guān)復(fù)合材料。作為一種單原子層材料，石墨烯擁有一個奇異的特性—它是目前發(fā)現(xiàn)的最薄最硬的材料，強度比世界上最好的鋼鐵還高100倍。
2010年，英國曼徹斯特大學(xué)兩位科學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖羅夫，憑借二維空間材料石墨烯方面的開創(chuàng)性實驗獲得當(dāng)年的諾貝爾物理學(xué)獎。這樣的消息讓張哲野非常興奮，他覺得自己終于找到了一個可以改變世界的“杠桿”。
2011年，還是大二學(xué)生的張哲野和另外幾十個本科生一起進到化學(xué)院下設(shè)的化學(xué)與化工創(chuàng)新基地，跟著一個師兄作石墨烯的研究。40個學(xué)生陸陸續(xù)續(xù)地放棄了，真正留下來的只有張哲野一個人。除了睡覺他基本都在實驗室待著，晚上11點實驗室關(guān)門回寢室，回到寢室繼續(xù)看文獻(xiàn)。后來索性睡在了實驗室里，更加專心地做實驗。
諾獎的消息讓石墨烯研究的熱度空前高漲，很多業(yè)內(nèi)人士都認(rèn)為石墨烯研究“到頭兒了”。張哲野卻并不這么認(rèn)為，他覺得太多石墨烯的文章停于表面，難以深入，因此這個領(lǐng)域仍然大有可為。他甚至用一種近似于哲學(xué)的語言解釋了自己癡迷于石墨烯的理由—碳是人體的基本構(gòu)成元素，石墨烯是單層碳原子構(gòu)成的，大自然中又富含碳，“人最終的本源是要回歸大自然”。
作為“先端光電/能源材料與界面化學(xué)合作”實驗室初創(chuàng)階段的“元老”成員之一，張哲野帶著實驗室20多個碩士、博士研究生中將近一半人做實驗，也因此獲得了“研霸”的稱號。“本科生帶博士碩士做科研”的報道一時間讓“張哲野”的名字異?；鸨?，卻同時也引發(fā)了一些困境?？茖W(xué)網(wǎng)關(guān)于本科生到底能不能帶研究生作研究的爭論異常激烈。
張哲野對此頗有些無奈，他解釋說自己“只是有時候就熟悉的領(lǐng)域指導(dǎo)或協(xié)助一下”，同時負(fù)責(zé)一些日常事務(wù)。
霍爾姆斯：一滴血造就億萬女富豪
霍爾姆斯從斯坦福輟學(xué)后創(chuàng)立的血液測試公司Theranos被風(fēng)險投資家估值為90億美元，從而成為全球最年輕的白手起家女富豪。
2014年美國400富豪榜上共有27名新晉成員，其中30歲的伊麗莎白·霍爾姆斯是榜單上最年輕的女富豪，也是全球最年輕的白手起家女富豪。霍爾姆斯從斯坦福輟學(xué)后創(chuàng)立的血液測試公司Theranos被風(fēng)險投資家估值為90億美元，從而成為全球最年輕的白手起家女富豪。 19歲時，在斯坦?；瘜W(xué)工程系就讀的霍爾姆斯，告訴自己的教授錢寧·羅伯遜，她要放棄學(xué)業(yè)去創(chuàng)業(yè)，建立一個可以徹底改變醫(yī)療保健現(xiàn)狀的醫(yī)療系統(tǒng)。
她確實做到了?；魻柲匪褂檬∠聛淼膶W(xué)費創(chuàng)辦Theranos公司，現(xiàn)在的她是各大媒體雜志長篇特寫的報道對象，更有了“女版喬布斯”的美譽。而當(dāng)年她的老師羅伯遜，也早已成為Theranos公司的雇員。霍爾姆斯的生意簡單來說就是用最少的錢、抽最少的血液、做最多的檢測、出最快且準(zhǔn)確的結(jié)果。身為“恐針族”的一員，她本人對于滿滿一試管的紅色膽戰(zhàn)心驚;同時對于慢性病以及重癥患者來說，可遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止偶爾抽上一管子那么簡單。
霍爾姆斯把血液測試帶到貼近人們居住的地方。2013年秋天，她在位于加利福尼亞州帕羅奧多的公司總部附近的一家藥店，推出了自己理想中的血液測試服務(wù)：代替?zhèn)鹘y(tǒng)血液測試時需要的裝血液的小瓶子，她的新方法只需要一個針眼和一滴血。有了這一滴血，就可以做上百種不同的化驗，從標(biāo)準(zhǔn)膽固醇檢查到復(fù)雜的遺傳分析等?；魻柲匪瓜Ｍ軌蚪栌煞奖銣?zhǔn)確的血液檢測，幫助人們盡可能及時地了解自己或者親人身體上的問題。
與其他做血液化驗的同行不同，Theranos公司把化驗價格“明碼標(biāo)價”在其網(wǎng)站上：測血型，2.05美元;膽固醇，2.99美元;鐵元素檢測，4.45美元。霍爾姆斯希望通過低廉的價格，幫助人們養(yǎng)成收集和檢測自己健康數(shù)據(jù)的習(xí)慣。
愛德華茲：13歲少年實現(xiàn)“核聚變”
2014年3月，英國13歲小學(xué)生杰米·愛德華茲宣布自己在學(xué)校實驗室實現(xiàn)了核聚變，并成為世界上實現(xiàn)核聚變的最年輕的人。
2008年，14歲的美國學(xué)生泰勒·威爾遜在美國內(nèi)華達(dá)州完成核聚變實驗，這讓愛德華茲覺得很酷，激發(fā)了他一展身手的欲望。
愛德華茲試圖聯(lián)系原子能實驗室和大學(xué)研究機構(gòu)，尋求他們的幫助。但令人失望的是，這些專業(yè)機構(gòu)對于愛德華茲的訴求并不重視。最后愛德華茲選擇在自己的學(xué)校開展實驗，并成功獲得了校長吉姆·霍瑞根的同意和3000英鎊的實驗經(jīng)費支持。但這畢竟是一項危險的實驗。校長霍瑞根開始也花了大量的精力確定，自己的學(xué)生并不是想把學(xué)校炸毀。
愛德華茲用自己的圣誕節(jié)零花錢買了蓋革計數(shù)器，使用了一套名為Fusor的裝置。該裝置由美國發(fā)明家菲洛·法恩斯沃思和羅泊特·赫舍于上世紀(jì)60年代發(fā)明，是一種靜電場約束型核聚變裝置，原理不同于托卡馬克等磁約束裝置。裝置主體是一個內(nèi)部呈真空狀態(tài)的大球，四面布置上電極，在里面有一個帶高壓靜電的金屬網(wǎng)格組成的小球，將氘離子導(dǎo)入其中，在靜電的約束下，離子碰撞，發(fā)生聚變反應(yīng)。
2014年3月5日，專家小組教室專門設(shè)置的“輻射控制區(qū)域”觀察了實驗過程—愛德華茲打開了實驗開關(guān)，啟動小型核聚變反應(yīng)，最終在蓋革計數(shù)器上讀取到數(shù)值變化，并在用氘聚變氦的過程中檢測到了中子，證明聚變成功。值得注意的是，愛德華茲在自己的14歲生日之前完成了核聚變實驗，成為全球?qū)崿F(xiàn)核聚變最年輕的人。
愛德華茲的故事被報道后，一度引發(fā)當(dāng)?shù)鼐用竦目只?，大家都很?dān)心輻射問題，更不用說實驗的地點是在一所小學(xué)校里。事實上，F(xiàn)usor裝置的輸出功率遠(yuǎn)小于輸入功率，還不能作為能源，但是可以用作實際的中子源。這種裝置早已成為許多核科學(xué)愛好者的“大玩具”。愛德華茲的目標(biāo)是成為一名物理學(xué)核工程師。
薩曼莎：意大利首位進入太空的女宇航員
俄羅斯“聯(lián)盟TMA-15M”載人飛船搭載3名宇航員飛往國際空間站，其中包括37歲的意大利首位女宇航員薩曼莎。
2009年，ESA(歐洲航天局)進行了歐洲航天員大隊成立后的第一次航天員招募選拔，為其未來的空間飛行和探索儲備人才。同年5月20日，法國巴黎ESA總部舉行新聞發(fā)布會，公布了將成為歐洲新航天員的6位成員，32歲的薩曼莎入選最終名單。她也同時成為意大利的第1位女性航天員，以及ESA的第3位女性航天員。
薩曼莎于1977年出生在意大利米蘭，從小學(xué)習(xí)成績優(yōu)異，精通意大利語、德語、英語、法語，同時具備很好的俄語應(yīng)用能力，擁有工程和航空科學(xué)兩個學(xué)位。在成為一名宇航員之前，她的職業(yè)是一名戰(zhàn)斗機飛行員，同時也是意大利空軍第一批女中尉。
在位于波佐利的意大利空軍學(xué)院學(xué)習(xí)期間，薩曼莎擔(dān)任班長，并在畢業(yè)時以最佳學(xué)業(yè)成績被授予“榮譽之劍”。她曾經(jīng)駕駛過6種類型軍用飛機，擁有500小時的飛行經(jīng)歷。在T-38訓(xùn)練期間，薩曼莎還獲得了最佳飛行編隊人員獎?wù)隆?/p>
在獲知新一輪航天員選拔信息之后，薩曼莎馬上報了名。最終她憑借堅實的軍事飛行員背景和過硬的個人素質(zhì)，通過了包括心理素質(zhì)測試、醫(yī)療互訪和一系列挑戰(zhàn)性測試在內(nèi)的極其苛刻的測試和特殊課程，最終從來自歐洲17個國家的8413名申請人中脫穎而出，入選最終名單。
今年11月24日上午，薩曼莎終于夢想成真。俄羅斯“聯(lián)盟TMA-15M”載人飛船搭載3名宇航員從拜科努爾發(fā)射場升空飛往國際空間站，其中就有薩曼莎的身影。另兩位是俄羅斯航天署的安東·什克普列羅夫、美國航空航天局的特里·維爾特斯。
此次升空，作為意大利首位女宇航員的薩曼莎更是備受關(guān)注。飛向太空前，薩曼莎在采訪中表示她并不認(rèn)為自己做了什么特殊的事情—“只是因為我想飛往太空，而且剛好有了機會，我就成了意大利的第一位女宇航員”。
