摘要:5月28日,北京市科协,市委宣传部,市委教育工委,市科委、中关村管委会,市人才局,海淀区委、区政府联合举办“530科技工作者之歌”主题活动,特邀四名科技工作者代表围绕成长经历及创新成果进行主旨演讲。“北京科协”公众号采访整理后,陆续推送主题文章,以飨读者。
5月28日,北京市科协,市委宣传部,市委教育工委,市科委、中关村管委会,市人才局,海淀区委、区政府联合举办“530科技工作者之歌”主题活动,特邀四名科技工作者代表围绕成长经历及创新成果进行主旨演讲。“北京科协”公众号采访整理后,陆续推送主题文章,以飨读者。
叶盛,北京航空航天大学教授、科普作家
在生命分子结构与人工智能(AI)模型的研究领域探索生命的本质,在科学与公众之间架起文字的桥梁。面对科技迭代的挑战,叶盛以实际行动投身中国自主科研力量的构建,推动科学文化的蓬勃发展。
科普读物开启科学之门
任何事业的萌芽都自有其源头。少年时期,《十万个为什么》《少年科学画报》和《科幻世界》宛如三把钥匙,为叶盛打开了一扇通往科学世界的大门。“这些科普读物让我看到了一个由规则与公式编织的奇妙世界,它与我所熟悉的生活截然不同,却又遵循着严谨的逻辑运行。”他回忆道,“它们在我心中埋下了追求科学的种子。”
图片来源:受访者供图
正是这颗种子,引领着叶盛在1996年考入清华大学自动化系。彼时,个人电脑正悄然兴起,Windows系统刚刚换上那标志性的蓝天白云桌面。当时,叶盛和他的同学都笃定地认为,未来一定是属于电脑的,而现实世界也必将离不开机器人。然而,当本科毕业的日子渐渐临近,叶盛却意识到,机器人时代的到来尚需时日。不愿被动等待的他,转而将目光投向另一种“更为精妙、复杂且神秘的自动化系统”——生命。
纳米尺度探寻生命奥秘
在攻读博士学位期间,叶盛进入清华大学生物系深造,踏入了结构生物学这个充满神奇色彩的领域,开始在0.1纳米这个极微观的尺度上探寻生命的奥秘,解开生命的谜题。
在他的视野中,蛋白质绝非简单的英文单词或氨基酸序列,亦非纸上冗长的化学式,而是由数万至数百万个原子精密构筑而成的复杂三维结构。他的工作,便是测定这些原子在空间中的精确排布,进而解析蛋白质的结构特征,探究其生物学功能。倘若某种蛋白质与特定疾病存在关联,他们便可基于其三维结构特征,设计出能够特异性结合的靶向药物分子。
然而,三维结构的解析难度远超线性序列测定。尽管现代技术已经测定了很多种生物的基因组,甚至能够在短短一周内完成个人基因组测序,但蛋白质的研究仍是一项漫长而艰巨的工作。有的学生耗费数年光阴,才成功解析出一个蛋白结构;而有的学生,即便投入近十年时间,也未能获得某个重要蛋白质的结构。这种问题的根源在于科学家至今尚未完全掌握蛋白质形成三维结构时的折叠规律。
叶盛正在做实验 图片来源:受访者供图
随着研究的不断深入,叶盛愈发意识到,在这个领域,人类还有太多未知的问题亟待解决。
2003年,叶盛所在的实验室在全球范围内率先解析出SARS病毒主蛋白酶结构,但相关药物研发未能取得突破。2013年,中东呼吸综合征MERS疫情来袭,叶盛带领研究组不但成功解析了病毒部分蛋白结构,还设计出了相应的抑制多肽分子,有望开发成为一种阻断药物。不过,当成果问世时,疫情已近尾声,终究未能赶上疫情发展的速度。
“面对蛋白质中数以万计原子的复杂三维排列,人类的理解力显得如此有限——就像莫比乌斯环上向前爬行的蚂蚁,永远在绕圈却不自知。”叶盛感叹道。
科普桥梁连接大众认知
比病毒本身更令叶盛忧虑的,是公众对病毒认知的普遍匮乏。病毒是否等同于细菌?抗生素能否对抗病毒?口罩为何必须覆盖口鼻?
长期兼顾科研与科普工作,让叶盛真切感受到公众在生命科学知识方面的严重短板。人类的恐惧往往源于未知。这种情况让他产生了前所未有的科普紧迫感,他渴望通过科学传播,帮助公众建立对病毒的科学认知、理性认知。
于是,叶盛参与了央媒等众多渠道关于病毒科学的科普活动,其中也包括北京市科协等平台开展的系列病毒科普讲座。在讲座中,他真切地感受到了公众的困惑与强烈的求知欲。“我不知道自己的科普影响了多少人,但我认为这个工作非常有意义。”虽然难以量化科普效果,但叶盛坚信这是最有价值的科学传播实践。
在公众对病毒治疗的诸多困惑中,最令叶盛痛心的问题是:“生物学不是已经很发达了吗?为什么连个抗病毒药物都设计不出来?”面对这个直截了当的质疑,他又陷入了沉思。技术瓶颈固然存在,但他并不愿简单地将问题归咎于此。
重启专长融入AI科研
然而,危机往往与机遇并存。人工智能技术突飞猛进,特别是AlphaFold的出现,彻底颠覆了结构生物学的研究范式。当这个能准确预测蛋白质结构的AI算法问世时,叶盛感到了前所未有的震撼——他二十年前积累的计算科学知识与二十年来深耕的蛋白质研究,在这个历史性时刻产生了奇妙的化学反应。“命运仿佛早有安排,我前半生的学术轨迹都在为这一刻做准备。”叶盛说道。
他果断重拾计算机算法专长,将其与蛋白质研究深度融合,同时另辟蹊径,探索AI生成模型在蛋白质设计中的应用。曾经需要数月乃至数年的蛋白质设计流程,如今在AI辅助下,仅需数小时就能完成。“这一刻,我感觉自己挣脱了莫比乌斯环的桎梏——AI如同新生的翅膀,让我得以俯瞰曾经困住自己的认知迷宫。”
叶盛正在做实验 图片来源:受访者供图
随着AI技术的爆发式发展,叶盛的科普使命感再次被唤醒。当国外聊天机器人初露锋芒时,他在央视的楼道里参与录制了一期紧急的AI科普节目。
面对“AI是否会取代人类工作”的普遍焦虑,他总会回顾自己的人生轨迹:那个读《十万个为什么》的少年,不曾预见AI时代;那个在自动化系编程的青年,未能想象AI革命的降临;那个专注蛋白质研究的中年学者,也始料未及AI会成为科研利器。“与其担忧不确定的未来,不如把握确定的当下。AI时代更需要我们保持学习与创新的能力,用踏实的每一步走出属于自己的道路。”叶盛感悟道。这或许就是他在莫比乌斯环上逡巡多年后获得的最珍贵启示。
制作:北京市科协融媒体中心
来源:澎湃新闻客户端