万若萌:研究怪问题的科学“萌”妹子

 2014/09/10 10:45  吕择 秦勉 《读者·校园版》  (163)    

她是天生的“萌”妹子,如果你从她的轻声细语和眼镜背后,认定她是足不出户的“学霸”,却又大错特错。她是考过了钢琴八级的淑女、击剑高手和热心的志愿者。如果你正处在中学时代,你一定会喜欢她,并奉她为偶像。

我们知道世界上有一种人,他们人格强健,仿佛干什么都能成功。北京师范大学附属实验中学的万若萌,就是这样的人。所以,当这一“萌”主与“小诺贝尔奖”(第65届英特尔国际科学与工程大奖赛一等奖)得主相连的时候,一点都不令人感到突兀。

“万神”的怪问题

“万神”的绰号,来源于同学们,得益于万若萌永远位居年级前列的成绩。但这只是她“神”的一部分。另一个层面的“神”,是她似乎从不关心与自己年龄相符的事。她既不贪图青春岁月的享乐,又不一味地走着“好成绩、好大学、好工作”的平凡之路。她在关心一些在我们普通人眼里“关你屁事”的领域。

从小看宫崎骏的电影,万若萌没有成为动漫的“脑残粉”,而是意识到地球正在遭到令人心痛的破坏,从那时开始,她下决心要改变这一切。

“长大的过程中我接触到了仿生学,我感到这可能是让人类不再与地球处于对立关系而是融为和谐一体的一个可能。如果人类能像生命体与自然界一样捕获能量,转化物质,那我们便不会在地球上继续踩出一个个破坏的脚印了。”

而当前的环境问题更加坚定了万若萌的决心:人们为污染严重的石油资源争抢,但若是能仿造植物色素捕获光能的方式,人们不是能更多地依靠太阳能了吗?若能将闪电、龙卷风的能量转化,相当于多少煤炭发的电?她相信自然科学的力量可以使地球走出目前的环境危机,她更渴望为此尽自己的一份努力。

不要以为上述想法出自电影《蜘蛛侠》或《乔布斯传》,有些人生来如此,不管她是“女神”还是“女神经病”。

她的高中班主任黄彩英对此深感“头痛”:“别看她外表很文静,可问的问题常常是重量级的,以至于我从不敢轻易张口回答,一定要经过深思熟虑。她是个爱读书的孩子,虽然阅读的内容偏向于自然科学,却总是提出富于哲理而且深邃的问题,绝不是一两句话便能打发的,经常把我们给问住。”

如果仅仅是发问,她只能局限在“女神经病”的领域。在发问得不到解答之后,她开始自己去探究真相。

植物为什么是绿的

“植物为什么是绿色的?”

“它至少不该是黑色的。”

“为什么不是黑色?黑色吸收的能量更多,更符合自然选择的规律……”

就是这样一个让大多数人都“嗤之以鼻”的问题,唤起了万若萌浓厚的兴趣。要知道,植物为什么进化成绿色,至今在科学界没有完整的解释。

万若萌没有拿这个问题专门刁难别人,而是开始了自己的研究。“改变大自然未来的钥匙就藏在大自然中,但只有深入挖掘才能找到。”这是她的理念,为了这个理念,她开始行动。

于是她爱上了厚厚的英文文献,爱上了翻阅大学的生物书,因为这些能让她找到关于这个问题的前沿研究成果,并逐渐产生了自己不同的思考角度与实验设计。

通过校科技教育办公室刚永运老师的帮助,万若萌很幸运地认识了北京大学生命科学学院的林忠平教授,当与他交流设计的实验方案时,他的回答令人感动:“虽然这与我的研究领域并不相关,但我支持你探索这个问题,将设计的实验变成行动。”

从此,万若萌开始四处寻找实验需要的仪器。当她到每一条街上的每一个店询问是否有材料的时候,当她跑到北京郊区的厂家挑选最合适的部件的时候,她感到了累与希望。

但更多时候,万若萌感到的是希望的破灭。当自己终于找到了合适的材料,却发现实验进行情况与设计中的理想状态完全不同的时候;当她意识到要完成某一步,需要的是一种怎么都借不到的仪器的时候,她选择了坚持。

在一次又一次走进死胡同的时候,她还是不断地更改实验设计,反复思考所缺仪器的替代品。这样的坚持意味着万若萌会继续面临花上一个月的时间却没有什么进展的可能性,“但是要想探索未知的地方,就需要正视并接受风险”。

有了这样的觉悟,万若萌的成功应运而生。她终于把实验模型完成了。她用厚纸板把卧室窗户挡住,隔绝了外界光源,用磁力棒一点一点地调整每个LED灯泡的高度和角度,这样的实验能够用来判断在隔绝阳光的情况下,植物究竟需要什么样的光,而这就决定了植物为什么会是绿色。

实验模型成功之后,她开始了彻夜的记录和数据分析。她很爱这个过程,因为充满了未知。

水到渠成的奖杯

5月11日至16日,第65届英特尔国际科学与工程大奖赛在美国洛杉矶举行,来自全球70多个国家和地区的1800余名青年科学家参与其中。万若萌携带她的研究项目——《为什么陆生植物不含高效吸收绿光的光合色素——从自然选择的角度探究含藻红蛋白的藻类未能进化为陆生植物的原因》,参加了比赛。

不负众望,万若萌的研究项目获得了第65届英特尔国际科学与工程大奖赛植物学科一等奖,成为北京代表队获得“青少年诺贝尔奖”的第二人。

评委会的研究报告指出,万若萌在研究中发现,从海洋藻类向陆地进化的角度分析,许多藻类含吸收绿光的光合色素,而只有不含该色素的绿藻成功登陆。陆上光环境中绿光辐照度最大,植物大量吸收绿光可能受到严重抑制,光合速率反而降低。这或许是陆生植物对绿光吸收率低的原因之一。为此,她在实验中用单色光混合模拟陆上光环境,其他条件不变,改变绿光光强,发现当红藻对陆上绿光的等效吸收率超出绿藻对入射绿光的吸收率时,其光合速率明显降低,从而证明陆生植物不含高效吸收绿光的光合色素,的确与高强度绿光造成的抑制有关。

获奖之后,高三的万若萌希望出国深造。她共申请了10所国外大学,目前已有5所大学决定录取她,分别是著名的哥伦比亚大学、宾夕法尼亚大学、杜克大学、加州理工学院和韦尔斯利学院。最终,“万神”决定去读加州理工学院。

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