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[德]斯特凡·黑尔Stefan Hell

物理学、生物物理化学

● 哥廷根大学实验物理学教授、哥廷根马克斯-普朗克生物物理化学研究所所长、海德堡马克斯-普朗克医学研究所所长

● 曾获2014年诺贝尔化学奖

◆“我的标准很高,我要求自己必须达到这些标准。”

黑尔教授,您出生在罗马尼亚,是巴纳特施瓦本人。1978年您15岁,搬到了德国。尽管语言不通,但您从一开始就在学校里名列前茅,是什么让您的学习成绩一直遥遥领先呢?

其实并没有语言不通,情况跟您说的恰好相反。正因为我们说的是德语,我们也把自己当成德国人,所以我们才能够在德国开始新的生活,这让我如释重负。突然之间,国家的官方语言不再是一门外语,不再是罗马尼亚语,而变成了我的母语。我并不想成为各个学科的佼佼者,但我的确很想做数学和物理学领域的佼佼者,我可以从中获得自信。在读高一、高二的时候,我的德语成绩是班上最好的,因为我在罗马尼亚上过德语课,老师教得很好。虽然我喜欢踢足球,但我的足球成绩依然是倒数几名,这让我的自尊心很受伤害,不过我的数学成绩和物理成绩给我带来了很大的鼓励和安慰。

您的父母非常重视教育,这是为什么?

这和我们是罗马尼亚的少数民族有关,我们算不上被迫害的少数民族,但算得上是受歧视的少数民族。少数民族要想保留他们的生活方式,就必须坚定维护自己的立场,而维护自身立场的策略之一就是要获得多数人的尊重,所以我父母告诉我,我必须比罗马尼亚人优秀,必须远超他们,这样我才不会被别人忽视。如果我继续留在罗马尼亚,那我一辈子都是少数民族。但是到德国之后,这种情况一两年内就消失了。我的出身不再重要,有时甚至还起到了积极的作用,这主要是因为战后德国到处都是难民和难民子女。我和我父母面临的挑战是必须开启一段新生活,所以我需要接受教育和培训。

您小时候是否经常独来独往?

我当然不是那种孤僻、离群索居的人,但在上司面前,我会比较害羞。我能比大多数人更好地理解因果关系,这始终是我的优势。如果我确信我理解了一些东西,我就会用精辟的话把我的理解说出来,而且非常自信。我觉得我作为一名科学家,能够成功的关键在于我总想抓住事物的本质和精髓,我对各种细节的关注度完全取决于有没有必要这样做。

大学毕业的时候,您第一次遇到了瓶颈。

我可以用一种很浪漫的方式来讲述我与阿贝极限相遇的故事。阿贝极限指的是光学显微镜分辨率的极限,大约是可见光波长的一半。我上大学的时候,觉得显微技术和普通光学技术无异,对它并不感兴趣,真正让我感兴趣的是19世纪枯燥无味的物理学。但考虑到我的家庭背景,我只能先把我的兴趣放在一边,选一个能让我以后更容易找到工作的论文题目。我父亲总是担心有一天他会失去工作。最后,我决定写一篇与物理学几乎毫无关系的毕业论文,论文的主要内容是描述如何把一个精密的机械平台安装到一个光学显微镜中。我坚持要写这个选题,但是这个选题和物理学关系不大,我因此吃了不少苦头。之后,我想做一些与物理学相关度更大的事情。但我的博士生导师并没有把我当作一个真正的物理学家,我感觉他把我当成了一名技艺精湛的技工。他让我用光学显微镜检查电脑芯片,这项任务跟物理学没什么关系。我当时心情糟透了,因为我觉得自己对待工作的方式是错误的,我只是为了在社会中寻求安稳。光学显微技术毕竟是19世纪老掉牙的物理研究课题之一。迫于无奈,我开始思考针对这个课题是不是还能研究出一些有趣的东西。后来我发现,可能还有一些有趣的东西值得研究一下,例如突破既定的分辨极限。一想到能够解决一些基本问题,甚至有可能创造科学历史,我就有了坚持下去的动力。不知道从什么时候开始,我意识到这个想法尽管在当时看起来很牵强,但它并没有错。

有了这个发现之后您做了些什么呢?

光有突破分辨极限的想法还算不上新发现,但从所选的研究问题能够看出一个人是否具备发现者的资质。我当时还不到30岁,年轻气盛,我坚信只要我努力发挥自身的创造力,努力思考,既定的分辨极限一定会被刷新。我曾尝试在德国为这个项目集资,不过失败了,因为我当时还不是一位有影响力的科学家,所以我去了芬兰。那时候,年轻科学家都没有机会独立搞科研。他们必须给有名气的教授们干活,如果家里没什么钱,可以说独立搞科研是非常困难的事情。我跟他们不一样,我有自己的想法,但是除此之外,我一无所有。

您想在《自然》( Nature )或《科学》( Science )杂志上发表论文介绍这一发现,但是当时这些杂志都让您吃了闭门羹。

我知道关于受激发射损耗荧光显微术(STED)的想法很重要,但我也担心这个想法会被人剽窃,所以我把介绍这个想法的文章投给了一个不太知名的期刊。接下来我又做了好几年实验,所获成果其实是值得上《自然》或《科学》杂志的,但他们完全不考虑我付出的这些努力。当我们在推广真正无人涉足的研究新领域时,这种情况时有发生。

您马上申请了专利,因为您认为自己的想法能带来商业利益,所有人都应该知道这是您的想法。

我天真地以为我可以用专利赚钱。我不打算用社保,因为它不够用,我用的是科研基金。我在芬兰过得很简朴,因为一开始我以为我只会在那里待半年。但几周过后,我萌生了发明STED光学显微镜的重要想法。一阵激烈的头脑风暴过后,我觉得我知道一些可能没有人知道的东西,而且我知道的这些东西可能很重要。我信心十足,静下心来思考这个想法。两天过后,虽然有时我还会觉得这个想法可能是错误的,但我没有发现它有任何自相矛盾的地方,一切都顺理成章。将这个想法变为现实是一条充满坎坷的路,好在我最后成功了。此外,我们也应该警惕竞争对手的嫉妒心,那些嫉妒我的人和我的竞争对手都令我感到困扰,但他们也鞭策了我和像我一样的人,我早晚会让他们大吃一惊的!

在您入职哥廷根的马克斯-普朗克研究所之前,您向20所大学投了简历,但都石沉大海。

当时我已经33岁了,芬兰的大学没有多余的奖学金给我。在这种棘手的情况下,我很走运,1996年,哥廷根马克斯-普朗克生物物理化学研究所的所长——来自美国的托马斯·约温(Thomas Jovin)——和他的同事给了我一个机会,但我到了哥廷根之后,仍然有人不信任我。2000年,他们让我另谋出路,但我向德国大学和国外大学提出的申请全都杳无音信。

2001年,您在伦敦国王学院做了一次报告,之后那里的人马上向您抛出了橄榄枝。

这对我来说完全是意外之喜。我收到这个消息的时候正在吃饭,叉子差点从手里掉下去,因为我觉得这不可能。我之前四处求职,却一无所获。他们真的想聘用我吗?那一刻我永生难忘。

◆“有的同行非常过分,他们说:‘不要相信他的数据,他只是在作秀罢了。’”

但您留在了马克斯-普朗克研究所,并从初级研究组组长跃升为研究所所长。

他们想留住我,可能是因为他们认为我真的在做一些有独创性的事情,但我已经做好了离开哥廷根的心理准备,一直都有人建议我这么做,最后很多高校和研究所向我抛出了橄榄枝。哥廷根的天空总是乌云密布,但后来我接受了这样的哥廷根,成为世界上最著名研究所之一的所长。研究所的人跟我说,在这里我完全可以按照自己的想法搞科研。我是一个知道自己想要什么的人,这样的地方对我来说简直就是天堂。

如果是在美国,您就得从头再来,而且那里不会有马克斯-普朗克研究所给予您的保障,毕竟研究所给您提供了终身所长的职位。

在美国,也有竞争对手想阻止我在那里站稳脚跟,他们不想让我的想法在那里生根,但正因为我在美国遭到了别人的阻拦,才让我在美国的那段经历显得尤为重要。我在德国也有类似的经历,但德国马克斯-普朗克研究所主动给我提供了自由科研的空间。当然,我还有非常闹心的故事要讲。有的同行非常过分,他们说:“不要相信他的数据,他只是在作秀罢了。”甚至有两个人在教授的不记名评估中说我的数据毫无条理、乱七八糟,说我搞科研是在胡闹。这种事情之所以会发生,很大程度上是因为嫉妒。只有时间才能证明谁是对的,而这是一个漫长的过程……

经过这么多年的奋斗,诺贝尔奖是不是会让您感到满足呢?

奇怪的是并没有。当我意识到我所做的一切变得有意义的时候,我才会真正感到满足。如果我获得成功,不管我怎么做,我的研究成果都会惠及世人,而我是第一个获得这个新发现的人,这的确是无可争议的事实。获得诺贝尔奖之后,我继续研究,希望显微镜实现无法被超越的分子级分辨率。现在的显微镜分辨率是原来的10倍。我的愿望不仅仅是改进显微技术,我更想从根本上革新这项技术,我想创造新的科学历史。

您能简单地解释一下您获得诺贝尔奖的原因吗?

以前人们认为,用光学显微镜只能看到直径大于等于200纳米的粒子,但我发现,利用荧光显微技术可以让显微镜达到分子级别的分辨率,这对生物医学的发展至关重要。

为什么科学对一个社会来说很重要,科学能做些什么?

人们总是想尽办法改善他们的生活,改善生活的直接结果就是催生出科学,所以科学的脚步是谁也无法阻挡的。每当我获取了新的知识,我能做的事就越多,我就会获得解决问题的能力。只不过今天问题的解决方案可能就会变成明天的问题,一个人的优势可能就是另一个人的劣势,我们必须牢记这一点。而我们无法抑制自己获取知识的欲望,我们总是能找到解决问题的方法。我希望在我之后至少三到五代人都能够一切顺利,好好享受生活。

您是一位科研痴,您的妻子是一名医生,也很忙。在这样的情况下,你们是怎么将4个孩子抚养成人的?

我无法想象没有家人的生活。我结婚较晚,38岁才结婚。我妻子也是个有抱负的人,但我们并不只是为了工作而活。2005年,老大和老二出生,他们是一对双胞胎。有了孩子以后,我当然不能把全部精力都放在科研上,但我也不希望为了孩子而放弃自己的事业。现在我们一共有4个孩子。

您如何满足自己的虚荣心?

我总是自我批评、自我怀疑,所以我并没有所谓的虚荣心。一方面,没有虚荣心让我有底气;另一方面,不爱慕虚荣也阻碍了我。当我有一些不可思议的发现时,我并没有要立刻告诉别人、向别人炫耀的冲动,所以我发表期刊论文的速度很慢,我的标准很高,我要求自己必须达到这些标准,我的标准一直都非常高。

成功的要素是什么?

我们要享受自己的工作,我们要有对成功的渴望,我们也要有天赋,我们必须在某些方面比其他人做得更好、表现得更优秀。比如我喜欢思考问题,我会不停地思考,直到我认为我完全想通了某个问题,说得更准确一点:我会不停地思考某个问题,直到我认为我是所有思考过这个问题的人里理解最透彻的一个,所以我只关注一个问题,也就是关于分辨率的问题。

为什么德国的科研水平落后于美国,也许将来还会落后于中国?

经济实力与科学实力是相关的。20世纪时,美国经济和政治崛起,吸引了很多优秀的科学家,美国投入大量资金用于科研,我们根本无法将美国和德国或者美国和欧洲相提并论。美国的科研圈子非常大,组织井然有序,只要能在那里做出成绩,马上就会闻名世界,中国未来也可能是这样。有了知识优势,就可以做出正确的经济决策和政治决策。中国人已经充分认识到了这一点,并且有了推陈出新的念头。遗憾的是,德国寻求创新的火苗出于多种原因早已熄灭了。

德国的学校教育是不是必须有所改变,才能让德国科研再次赶上其他国家的水平?

这是肯定的。我的4个孩子都在上学,我感觉到过去10—15年的教学水平正在缓慢下降,这是第一个问题。我们需要摆脱意识形态的束缚,让我们的教学适应新的形势,并大规模提升教师职业和学校的重要性。在我看来,第二个问题是:当今世界正处在全球化进程中,许多教师从未体验过全球化时代背景下的竞争,但他们却要教我们的孩子做好面对这个世界的准备。第三个问题是:教师其实只需粗略地讲授或者根本不需要讲授那些权威的知识。如果我没有贯彻思想的工具,那么思想再伟大又有什么用呢?思想在全世界传播的速度越来越快,最后将思想的果实握在手里的人才是赢家。

如果教育体制一团糟,这对未来而言意味着什么?

我担心我们会离不开那些拥有巨大知识优势的人,就像我们曾经依赖没什么文化知识的人一样,这既不“公平”也不“浪漫”。西方民主国家的一个缺点是他们总要等到事情发生以后才采取应对措施,因为通常只有少数人会预先处理问题,而且那些最先发现问题的人一般都会被污名化。当所有人都意识到需要采取行动时,可能为时已晚,有时从事情发生到采取行动甚至要隔好几代人。如果我们不能正确认识到自然和社会中各种事情之间的因果关系,那我们必输无疑,大自然会严厉地惩罚我们,但如果我们能够正确认识到这些因果关系,那么大自然就会是我们最强大的盟友。 0X4Cbi1uSeCVj2ijWEYojXl3fRfuQqr2oWEzmH6fQcVIlBafPwGZisSnP06fubPw

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