青年學(xué)者訪談 | “收集陽(yáng)光，追逐閃電”——馬建飛
馬建飛博士，先后于鄭州大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院分別獲得學(xué)士及碩士學(xué)位，后于清華大學(xué)生命學(xué)院獲得博士學(xué)位，師從隋森芳院士。2019年加入清華大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)高精尖創(chuàng)新中心“卓越學(xué)者”項(xiàng)目，主要研究領(lǐng)域?yàn)樵迥戵w及相關(guān)蛋白的結(jié)構(gòu)生物學(xué)、生物物理學(xué)和應(yīng)用研究以及藻膽體結(jié)構(gòu)與能量傳遞功能相一致的生物學(xué)機(jī)制研究。在Nature等學(xué)術(shù)期刊以第一作者發(fā)表文章數(shù)篇。曾榮獲“求是大學(xué)生”——查濟(jì)民獎(jiǎng)學(xué)金、國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金等榮譽(yù)。
小時(shí)候，馬建飛的夢(mèng)想是當(dāng)天文學(xué)家，他好奇浩渺宇宙，暢想用望遠(yuǎn)鏡探索那神秘的太空；如今，他卻意外地闖進(jìn)了微小莫測(cè)的奇妙世界，用冷凍電鏡洞察著微觀而充滿生機(jī)的生物結(jié)構(gòu)。“我們研究捕光復(fù)合體的結(jié)構(gòu)，主要是為了解決將來(lái)人工模擬光合作用?！?/strong>多年來(lái)，馬建飛的導(dǎo)師隋森芳教授在人工模擬光合作用這一課題上持續(xù)發(fā)力，陸續(xù)做出多項(xiàng)成果。2020年2月，隋森芳團(tuán)隊(duì)在Nature發(fā)表的《鹽澤紅藻藻膽體能量傳遞的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》，再次為揭示藻膽體中的能量傳遞機(jī)制提供了結(jié)構(gòu)生物學(xué)基礎(chǔ)。
為什么馬建飛所在的課題組要孜孜不倦地研究這一課題？
人類生產(chǎn)和生活活動(dòng)中除了利用電能外，很大一定程度上還依賴著化石能源，然而化石燃料燃燒導(dǎo)致長(zhǎng)久存儲(chǔ)在地殼中的CO2大量釋放到大氣中，加劇了溫室效應(yīng)，勢(shì)必對(duì)人類的生存環(huán)境造成極大的破壞。多年來(lái)，科學(xué)家們一直在研究如何利用綠色能源，太陽(yáng)能的利用就是其中一個(gè)重要課題，而人工模擬生物的光合作用，可以在不產(chǎn)生CO2的前提下，將現(xiàn)有的太陽(yáng)能高效捕獲、傳遞和轉(zhuǎn)化。
在萬(wàn)千生物中，藍(lán)藻和紅藻擁有光能傳遞效率近100%的光能捕獲機(jī)器藻膽體，研究藻膽體的光能捕獲、傳遞和轉(zhuǎn)化機(jī)制，模仿藻膽體這一高效的天然捕光機(jī)器來(lái)設(shè)計(jì)人工裝置，開(kāi)發(fā)一系列光電轉(zhuǎn)換器件，可以更高效的捕獲和利用太陽(yáng)能，并轉(zhuǎn)換為電能最終為人類利用。電子產(chǎn)品，無(wú)疑是提升現(xiàn)代人幸福指數(shù)的尖端利器。如何為人們使用電子產(chǎn)品帶來(lái)更大的便利，也是馬健飛的研究方向?！氨热缥覀冏畛Ｓ玫碾娮釉O(shè)備——手機(jī)，如果沒(méi)有電了怎么辦？我們就可以用這種直接背在身上的、可穿戴式的太陽(yáng)能發(fā)電，隨時(shí)隨地給手機(jī)充電，這樣就不必再受限于有沒(méi)有帶充電設(shè)備?！?實(shí)際上，這個(gè)領(lǐng)域的意義和價(jià)值，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于此。
“太陽(yáng)能電池也只是它最基礎(chǔ)的一個(gè)應(yīng)用，接下來(lái)我們還設(shè)想將海洋里這種最廣闊水域的太陽(yáng)能直接輸送到陸地上，將來(lái)這就是一個(gè)可回收的無(wú)限的能源?！?/p>
這是未來(lái)人類可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路，但也只是萬(wàn)里長(zhǎng)征的第一步，從基礎(chǔ)科學(xué)的研究到實(shí)際運(yùn)用還有很長(zhǎng)的路要跋涉。
科研從來(lái)不是一片坦途，在這條路上前行的科研工作者必須擁有能應(yīng)對(duì)或大或小的各種難題，而青年研究者們就在一次又一次關(guān)于課題的探索中磨礪自己直面困難的能力，馬建飛也曾這樣一路走來(lái)，從最初的習(xí)慣逃避困難到越來(lái)越敢于解決面臨的問(wèn)題?！白x博士以前，也許受應(yīng)試教育的影響，有時(shí)候會(huì)選擇性地先挑選簡(jiǎn)單的題目做完，把困難的題目留到最后做，到最后沒(méi)時(shí)間就放棄了。從本科畢設(shè)開(kāi)始，我逐漸發(fā)現(xiàn)研究中遇到不懂的，雖能暫時(shí)避過(guò)不討論，但問(wèn)題卻會(huì)越積越多，很大程度上會(huì)影響自己進(jìn)一步探索的積極性，到最后自己也變得不想堅(jiān)持下去了。后來(lái)我慢慢明白，踏入新領(lǐng)域不懂的當(dāng)然會(huì)有很多，逃避不是辦法，遇到問(wèn)題只有第一時(shí)間自己查資料，若還是找不到辦法就主動(dòng)向前輩同行請(qǐng)教。這樣每一點(diǎn)一滴的進(jìn)步積累下來(lái)，在這個(gè)領(lǐng)域最終會(huì)熟能生巧，自己也就可能會(huì)找對(duì)方向，及時(shí)探索到可行的解決方案?！?除了自己能力值的提升，一個(gè)好的導(dǎo)師也給予了馬建飛學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。非常敢于解決困難，極具前瞻性科學(xué)眼光的隋森芳院士成為了他的榜樣。
“我意識(shí)到，老師也是在這種解決困難、積累知識(shí)的過(guò)程中磨礪出了一眼就能看到問(wèn)題本質(zhì)的能力。作為他的學(xué)生，在導(dǎo)師潛移默化的影響下，我也變得不再害怕困難了”。
讓馬建飛受益良多的還有隋森芳教授作為科學(xué)家“窮盡一切”追求本質(zhì)的精神?！八謇蠋熮k公室有各種物理、化學(xué)類的書(shū)籍，我有時(shí)不是很懂某個(gè)技術(shù)原理，想蒙混過(guò)關(guān)的時(shí)候，他都能看到我竭力想避開(kāi)的是什么，一問(wèn)問(wèn)到根上去，還能從他書(shū)架上立刻找到這個(gè)物理知識(shí)所在的那本書(shū)。這使得我為基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)而羞愧，進(jìn)而不斷找到自己的不足來(lái)彌補(bǔ)，所以課題才能深入下去”。盡管做課題困難頗多，付出亦不少，但馬建飛卻不覺(jué)辛苦。
“如果選對(duì)方向，科研很有意思，不是枯燥的，你會(huì)沿著自己選擇的方向，有動(dòng)力自發(fā)地解決遇到的一切問(wèn)題?！?/p>
基于自己的這種經(jīng)驗(yàn)，他覺(jué)得青年科研者，應(yīng)該具備的一大能力就是“學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)自己的學(xué)術(shù)興趣”，“因?yàn)樽罱K青年科研工作者也要獨(dú)立做研究，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)課題是獨(dú)立的第一步”，而這也是隋老師對(duì)他的學(xué)生們著重培養(yǎng)的能力。
學(xué)會(huì)獨(dú)立，學(xué)會(huì)探索自己的興趣邊界讓馬建飛收獲了成長(zhǎng)，在這種成長(zhǎng)中他總結(jié)了自己的心得：青年研究者不能知識(shí)面太狹窄，要多聽(tīng)多看，廣泛了解同行，甚至是跨行的研究，“或許總有一天自己能在學(xué)科交叉中發(fā)現(xiàn)自己的興趣”。也正因?yàn)槿绱?，“發(fā)現(xiàn)自我”是馬建飛認(rèn)為的一個(gè)重要的課題，也是馬建飛最想送給那些有志于科研工作的“00后”們的建議：“每個(gè)人都有自己的特點(diǎn)，要找到自己的優(yōu)勢(shì)，并最大可能的發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)?！本拖?2年前馬建飛放棄天文學(xué)志愿填報(bào)生物系時(shí)，不會(huì)想到自己未來(lái)有一天也能在結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究上深耕多年，但隨著對(duì)自己的不斷認(rèn)知，馬建飛仍然在結(jié)構(gòu)生物學(xué)中發(fā)現(xiàn)了自己的興趣所在和“武力值”。
天文學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)，一個(gè)宏大一個(gè)細(xì)微，卻都是人類未來(lái)發(fā)展的科學(xué)基石。就像馬建飛所在的課題組主要研究“藻膽體”的光合作用機(jī)制，看似只是一個(gè)小小的生物結(jié)構(gòu)問(wèn)題，卻可能以此為基礎(chǔ)推動(dòng)整個(gè)人類利用太陽(yáng)能的效率，更進(jìn)一步推動(dòng)人類環(huán)境的改善。2020年，全球都因新冠肺炎的流行深受重創(chuàng)，無(wú)數(shù)人因?yàn)榇瞬《臼チ松?，更多人的生活由此遭遇巨變。這些都被從事科研的馬建飛看在眼里，同時(shí)，他也看到許多之前從事病毒結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研究、檢測(cè)試劑和疫苗研發(fā)相關(guān)研究的課題組勇挑重?fù)?dān)，爭(zhēng)鋒奪秒地與病毒賽跑，投入到抗疫的科研戰(zhàn)斗中。“看到這些科研工作者在這次抗疫工作中的努力，使我更加堅(jiān)信基礎(chǔ)研究的價(jià)值。啟示自己從事的科研事業(yè)，將來(lái)一定會(huì)應(yīng)用在國(guó)民生產(chǎn)的方方面面”?！皹?lè)觀向上，奮斗進(jìn)取”是馬建飛從小抄在自己每個(gè)課本上的一句話。小時(shí)候，他看到書(shū)上說(shuō)魯迅先生為了勉勵(lì)自己在課桌上刻了一個(gè)“早”字，于是也如此效仿，在自己的課本上抄上這樣一句話。他說(shuō)，這也并不算是什么座右銘，但做科研何嘗不正是需要這種不畏困難，努力攀登的精神？馬建飛業(yè)余愛(ài)好長(zhǎng)跑，一周總會(huì)做幾次5公里的勻速跑，科研探索之路就猶如一場(chǎng)長(zhǎng)跑，沒(méi)有捷徑，最需不放棄、勇進(jìn)取的決心。
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