论文部分内容阅读
2013年，美国《纽约时报》记者伊桑·豪瑟慕名来到美国纽约州奥思宁高中，正值午饭时间，学校的门厅内吵吵嚷嚷，不断听到来自体育馆的口哨声，在学生们重新回到课堂之前，他们在尽力争取利用好最后一分钟的自由时间。与此同时，丹·麦奎德却和他的两位理科老师埋头于图书馆，外面的骚动和嘈杂的说话声没有引起他们三人丁点儿注意，他们在那里讨论丹的有关癌症研究的课题。
一、选取挑战性的课题是产出创新成果之石
丹，这位17岁的高中生，他从全美300个获得半决赛资格选手中脱颖而出，是入围美国2013年“英特尔科学奖”决赛的40人之一。在最后获奖的10名选手名单出炉之前，当记者问起丹是否有任何压力时，其中的一位名叫安吉洛·皮西尼罗的老师接过了话茬，他说，丹已经赢得了足够的荣誉：他是奥思宁高中第一个闯入决赛的学生。“从现在起，一切将是意外之财。”皮西尼罗微笑着补充说。毋庸置疑，是丹的老师慷慨的鼓励助推丹走上了今天这个平台。
与其他高中一样，奥思宁高中也有学生们专注的研究项目，为此，学生们在10年级时就已经开始投入其中。因为参与此研究项目，自2001年以来已产生出了45个参加“英特尔科学奖”大赛的半决赛者。2010年，该校就有8个学生进入了半决赛，这是当年全美在一所学校中闯入半决赛人数最多的学校。可惜，没有选手能进入最后的决赛。“从某种意义上说，今年，丹就是我校的宇航员尼尔·阿姆斯特朗。” 丹的顾问老师皮西尼罗说，“以前我校从未登上‘月球’。”
该校另一位老师瓦勒莉·福尔摩斯说，丹参与的那个研究项目鼓励学生发现跟他们个人有某种联系的研究课题。对丹来说，那就是医学研究，因为他刚上高一时就失去了一位身患转移性肺癌的表哥。
KLF6是一种蛋白质，在许多癌症中都起着抑制癌症的作用，丹说，然而“里面蕴含的量太少。” 想知道为什么，他便加入了位于曼哈顿在西奈山医院实验室所进行的相关研究工作，在那里研究生和医院研究人员正从事于识别蛋白质退化背后的因素研究工作。福尔摩斯女士说，研究项目的部分意义在于教给学生坚持的品质。丹和他的研究顾问差不多接触了30～40个潜在的导师，直到最后他现在的导师才答应收在他的麾下。
当记者问他前往华盛顿最大的期待是什么时，丹突然冒出一句，“见奥巴马。”按照“英特尔科学奖”比赛规程，美国总统和副总统一般都会接见英特尔大赛决赛选手。
在很多方面， 摩瑜利·斯瑞德哈和其他17岁高中生并无异样。今年2月末的某天早上，一场大雪过后，朵朵雪花点缀着位于纽约长岛金斯帕克她的家乡，她正在为考驾照烦恼。“我为纵列式停车担忧。”她说。
但在其他方面，她有诸多与众不同的地方。她在书包里装有身份认证设备，可把她的笔记本电脑连接到一台置于田纳西州大学名为“克拉肯 ”的高级电脑上。
在纽约州立大学石溪分校， 摩瑜利在其导师卡洛斯· 西姆尔灵化学教授指导下，开始了在抑制肿瘤方面能发挥重要作用的蛋白质研究。
摩瑜利发现，单个氨基酸的突变引起了p53 蛋白质结构的变化，结果再也不能“捆绑”在DNA上，所以不能充当抑制肿瘤的角色。通过精准的计算机模拟，摩瑜利还发现，不是“能量约束”阻止了蛋白质“工作”，而是基本结构的改变。
作为印度人的后裔，摩瑜利出生在新加坡，作为移民或移民的子女闯入英特尔决赛，人们不禁要追问，是先天遗传还是后天培养在起作用，因为她的姐姐，是2008年入围决赛者之一。
二、实验室里走出的青年科学家
有很多年，纽约市的蒂文森高中和布朗克斯科学高中不均匀地有学生入围英特尔大赛。他们的霸主地位一方面得益于它们建立起的以科学课程为核心的课程体系，另一方面要归结为它们所选取的有金字招牌美誉的研究课题。此外，不少入围决赛的这些选手很小就参加像英特尔这样的比赛。
乔纳森·盖斯特尔，一名蒂文森高中科学教师兼研究协调者，他认为参加研究课题本身要比纯粹获奖对学生更有益处，学生可能不会把从事科学研究作为他们有望实现的职业生涯路径。他说，“他们也许认为科学家就是那些待在实验室里长着卷曲头发的人。他们可能被误导什么是科学家，即科学家就是一个下决心要去解决世界上一些重大问题的人。”
乔纳森老师的热情打动并说服了杰米· 李· 索利马诺一个17岁的翩翩少年，他发现了那些亟须阐明问题中的其中一个问题。与其他入围选手不同的是，“英特尔科学奖”是她参加的第一个科学比赛项目。作为一名艺术家的女儿，杰米在曼哈顿出生与长大。她完成并提交参与英特尔比赛的项目是检测细胞信号。她是当年仅有的一位来自纽约市入围“英特尔科学奖”的高中生。
杰米说，她的兴趣源于某个夏天在科尔德斯普林实验室所做的研究项目，诺贝尔奖获得者詹姆斯·沃森曾在此实验室做了大量的实验。在蒂文森高中，她继续探索被她描述成“跨学科研究”的研究。
在哥伦比亚大学的某个实验室，她能看见当一个细胞初级纤毛被一个外来物分裂时所发生的情形。她的研究，有可能仅仅是通过利用超分辨率显微镜来诊断和防止出生缺陷与基因缺陷。
“其中最大的挑战就是如何向普通大众解释分子生物学。”她在哥伦比亚大学实验室接受采访时说，“就是要让人们明白他们不能看见和与之互动的东西。”
三、把着力点放在最有影响力的研究领域
许多英特尔科学大赛的入围选手都在一流的大学附属实验室和研究中心做过长时间的研究，而来自新泽西州莫利斯顿的凯瑟琳·王，相比他们要幸福得多，她的研究大多是在学校端庄的教室和自己家里完成的，在那里她“折断了许多材料。” 她的研究成果主要聚焦于远程医疗，即通过手机把患者的经过数字化的心电图传输到医生那里进行诊断。
凯瑟琳现就读于莫利斯顿高中，对于远程医疗的兴趣，是当她在曼哈顿库珀休伊特观看了一个名为 “为其他的 90%所设计”的展览后萌生的，此展览旨在鼓励人们为发展中国家的人民开发更多的设备。 此后，她自学了手机软件编码和电气工程技术。“‘工程’是最具影响力的领域，”她说：“她选择该领域，是因为它影响大，而且还必须在发展中国家。”
凯瑟琳是今年入围英特尔半决赛和决赛中的“局外人”， 因为提交工程研究项目成果的82%是男孩。为此，有人担心在科学领域性别平等的问题。其实， 在英特尔大赛过去的10年中，8年进入决赛的选手40%～50%都是女孩。
凯瑟琳为她的研究成果申请了临时专利，她目前正在自学视网膜摄影，这也同样是在发展中国家有很大潜在影响力的另一领域，因为可以借助成像通过远程医疗帮助诊断糖尿病。
四、发现科学领域未来的领军人物
对于和丹一道参加“英特尔科学奖”决赛的学生来说，入围“英特尔科学奖”决赛仅仅是刚刚开始。如果苍天能够预言，他们其中的一些青年男女有一天终将名声大震。此项科学比赛肇始于1942年，“西屋科学奖”是它的前身。在荣获过“英特尔科学奖”的选手中，其中的七名后来获得了诺贝尔奖，十一位获得了麦克阿瑟“天才”奖。
“英特尔科学奖”比赛由美国科学与公共协会主办，由英特尔公司的英特尔基金赞助。15年前，当“西屋科学奖”停止赞助后，英特尔公司捧起了接力棒。该基金会执行主任温迪·霍金斯说，举办此项赛事主要是“改变关于在美国青年科学家之间的对话。”
为了改变科学家就是土包子加心不在焉的教授这种刻板形象，霍金斯女士补充说：“我们想致力于支持与颂扬科学家们把毕生的精力都投入在正在或将要做的能改变人类命运的事业上。”
英特尔首先要改变的就是要大大增加奖励金额。“钱真正能唤醒人们的注意。” 霍金斯女士说。“我们想为闯入英特尔奖决赛的选手在他们的学校为他们召开庆贺大会，就像祝贺体育与娱乐明星一样气派。”
在华盛顿，英特尔奖最终十名选手的角逐与胜出，由来自全美大学的科学家担任评委。有个有趣的现象就是，许多参赛选手所掌握的科学知识远远超过了评委们自身领域之外的知识。这一点也是评委门所希望看到的，他们希望参赛选手所掌握的知识不仅局限于他们所做的研究项目。“我们的目标是发现科学领域未来的领袖。” 伊利诺伊大学芝加哥分校数学、数据和电脑科学教授、评委会主席大卫·马克说。
在4个15分钟的与每组中的三位评委面谈中，评委们不仅要询问他们研究项目的情况，而且还要测试他们基础的科学知识。马克博士说，他们可能被问“如何图解某种植物细胞并解释其细胞器的功能”等问题。
有些问题是参加决赛选手事先无法提前准备的。“其中最受青睐的一个问题是来自于以前的一个评委所问的问题：‘告诉我关于宇宙’。” 马克博士说，“另外有可能问他们如何预测报业的未来。”其初衷就是想得到“他们是如何思考的一些痕迹”。
五、青年科学家的成长与激励时时相伴
“激励”是一个经常用于英特尔科学比赛的词。亚利桑那大学医学院的教授安得鲁·耶格尔博士，退休后担任“英特尔科学奖”比赛评委主席，他说，英特尔“是一种我参加过活动中最鼓舞人心和有意义的活动。”《纽约时报》专栏作家托马斯L.弗里德曼在写在2010写道：出席英特尔比赛颁奖晚宴是他生活在华盛顿20年中“最鼓舞人心的夜晚”。
在美国，那些不知晓这些获奖的男女青年科学家有着过人的聪明才智的人，也常常被他们的故事所感动。去年，一个来自长岛入围半决赛的选手萨曼莎·盖丽，当她得知自己所获荣誉时，她还生活在一个临时栖居处。
今年入围大赛有个名叫莱恩·贡德曼的选手，是芝加哥大学实验学校的一名高中生，他的兴趣在光合作用的发展。仅在六年前，他和他的家人还无家可归。
链接：有着“小诺贝尔奖”别称的“英特尔科学奖”（Intel Science Talent Search）是全美公认含金量最高的高中科学研究竞赛，它吸引了那些出类拔萃、拥有远大理想的年轻科学家们。每年都有来自全美各州的上千名高中生报名参赛，展示他们原创性的科研作品。大赛由各领域的知名科学家担任评委，评选出300人进入半决赛，之后再选出40人入围决赛，最后公布前10名学生的名单。
莎拉·沃尔兹是一名科罗拉多州科罗拉多斯普林斯市的17岁高中生，她的项目是在她的床下培植藻类，这为她赢得了今年头奖和10万美元的奖金。最后10位获胜者获得20，000 至100，000美元的奖金；其余30人获得7，500美元的奖金。
（作者单位：中山大学附属中学）
一、选取挑战性的课题是产出创新成果之石
丹，这位17岁的高中生，他从全美300个获得半决赛资格选手中脱颖而出，是入围美国2013年“英特尔科学奖”决赛的40人之一。在最后获奖的10名选手名单出炉之前，当记者问起丹是否有任何压力时，其中的一位名叫安吉洛·皮西尼罗的老师接过了话茬，他说，丹已经赢得了足够的荣誉：他是奥思宁高中第一个闯入决赛的学生。“从现在起，一切将是意外之财。”皮西尼罗微笑着补充说。毋庸置疑，是丹的老师慷慨的鼓励助推丹走上了今天这个平台。
与其他高中一样，奥思宁高中也有学生们专注的研究项目，为此，学生们在10年级时就已经开始投入其中。因为参与此研究项目，自2001年以来已产生出了45个参加“英特尔科学奖”大赛的半决赛者。2010年，该校就有8个学生进入了半决赛，这是当年全美在一所学校中闯入半决赛人数最多的学校。可惜，没有选手能进入最后的决赛。“从某种意义上说，今年，丹就是我校的宇航员尼尔·阿姆斯特朗。” 丹的顾问老师皮西尼罗说，“以前我校从未登上‘月球’。”
该校另一位老师瓦勒莉·福尔摩斯说，丹参与的那个研究项目鼓励学生发现跟他们个人有某种联系的研究课题。对丹来说，那就是医学研究，因为他刚上高一时就失去了一位身患转移性肺癌的表哥。
KLF6是一种蛋白质，在许多癌症中都起着抑制癌症的作用，丹说，然而“里面蕴含的量太少。” 想知道为什么，他便加入了位于曼哈顿在西奈山医院实验室所进行的相关研究工作，在那里研究生和医院研究人员正从事于识别蛋白质退化背后的因素研究工作。福尔摩斯女士说，研究项目的部分意义在于教给学生坚持的品质。丹和他的研究顾问差不多接触了30～40个潜在的导师，直到最后他现在的导师才答应收在他的麾下。
当记者问他前往华盛顿最大的期待是什么时，丹突然冒出一句，“见奥巴马。”按照“英特尔科学奖”比赛规程，美国总统和副总统一般都会接见英特尔大赛决赛选手。
在很多方面， 摩瑜利·斯瑞德哈和其他17岁高中生并无异样。今年2月末的某天早上，一场大雪过后，朵朵雪花点缀着位于纽约长岛金斯帕克她的家乡，她正在为考驾照烦恼。“我为纵列式停车担忧。”她说。
但在其他方面，她有诸多与众不同的地方。她在书包里装有身份认证设备，可把她的笔记本电脑连接到一台置于田纳西州大学名为“克拉肯 ”的高级电脑上。
在纽约州立大学石溪分校， 摩瑜利在其导师卡洛斯· 西姆尔灵化学教授指导下，开始了在抑制肿瘤方面能发挥重要作用的蛋白质研究。
摩瑜利发现，单个氨基酸的突变引起了p53 蛋白质结构的变化，结果再也不能“捆绑”在DNA上，所以不能充当抑制肿瘤的角色。通过精准的计算机模拟，摩瑜利还发现，不是“能量约束”阻止了蛋白质“工作”，而是基本结构的改变。
作为印度人的后裔，摩瑜利出生在新加坡，作为移民或移民的子女闯入英特尔决赛，人们不禁要追问，是先天遗传还是后天培养在起作用，因为她的姐姐，是2008年入围决赛者之一。
二、实验室里走出的青年科学家
有很多年，纽约市的蒂文森高中和布朗克斯科学高中不均匀地有学生入围英特尔大赛。他们的霸主地位一方面得益于它们建立起的以科学课程为核心的课程体系，另一方面要归结为它们所选取的有金字招牌美誉的研究课题。此外，不少入围决赛的这些选手很小就参加像英特尔这样的比赛。
乔纳森·盖斯特尔，一名蒂文森高中科学教师兼研究协调者，他认为参加研究课题本身要比纯粹获奖对学生更有益处，学生可能不会把从事科学研究作为他们有望实现的职业生涯路径。他说，“他们也许认为科学家就是那些待在实验室里长着卷曲头发的人。他们可能被误导什么是科学家，即科学家就是一个下决心要去解决世界上一些重大问题的人。”
乔纳森老师的热情打动并说服了杰米· 李· 索利马诺一个17岁的翩翩少年，他发现了那些亟须阐明问题中的其中一个问题。与其他入围选手不同的是，“英特尔科学奖”是她参加的第一个科学比赛项目。作为一名艺术家的女儿，杰米在曼哈顿出生与长大。她完成并提交参与英特尔比赛的项目是检测细胞信号。她是当年仅有的一位来自纽约市入围“英特尔科学奖”的高中生。
杰米说，她的兴趣源于某个夏天在科尔德斯普林实验室所做的研究项目，诺贝尔奖获得者詹姆斯·沃森曾在此实验室做了大量的实验。在蒂文森高中，她继续探索被她描述成“跨学科研究”的研究。
在哥伦比亚大学的某个实验室，她能看见当一个细胞初级纤毛被一个外来物分裂时所发生的情形。她的研究，有可能仅仅是通过利用超分辨率显微镜来诊断和防止出生缺陷与基因缺陷。
“其中最大的挑战就是如何向普通大众解释分子生物学。”她在哥伦比亚大学实验室接受采访时说，“就是要让人们明白他们不能看见和与之互动的东西。”
三、把着力点放在最有影响力的研究领域
许多英特尔科学大赛的入围选手都在一流的大学附属实验室和研究中心做过长时间的研究，而来自新泽西州莫利斯顿的凯瑟琳·王，相比他们要幸福得多，她的研究大多是在学校端庄的教室和自己家里完成的，在那里她“折断了许多材料。” 她的研究成果主要聚焦于远程医疗，即通过手机把患者的经过数字化的心电图传输到医生那里进行诊断。
凯瑟琳现就读于莫利斯顿高中，对于远程医疗的兴趣，是当她在曼哈顿库珀休伊特观看了一个名为 “为其他的 90%所设计”的展览后萌生的，此展览旨在鼓励人们为发展中国家的人民开发更多的设备。 此后，她自学了手机软件编码和电气工程技术。“‘工程’是最具影响力的领域，”她说：“她选择该领域，是因为它影响大，而且还必须在发展中国家。”
凯瑟琳是今年入围英特尔半决赛和决赛中的“局外人”， 因为提交工程研究项目成果的82%是男孩。为此，有人担心在科学领域性别平等的问题。其实， 在英特尔大赛过去的10年中，8年进入决赛的选手40%～50%都是女孩。
凯瑟琳为她的研究成果申请了临时专利，她目前正在自学视网膜摄影，这也同样是在发展中国家有很大潜在影响力的另一领域，因为可以借助成像通过远程医疗帮助诊断糖尿病。
四、发现科学领域未来的领军人物
对于和丹一道参加“英特尔科学奖”决赛的学生来说，入围“英特尔科学奖”决赛仅仅是刚刚开始。如果苍天能够预言，他们其中的一些青年男女有一天终将名声大震。此项科学比赛肇始于1942年，“西屋科学奖”是它的前身。在荣获过“英特尔科学奖”的选手中，其中的七名后来获得了诺贝尔奖，十一位获得了麦克阿瑟“天才”奖。
“英特尔科学奖”比赛由美国科学与公共协会主办，由英特尔公司的英特尔基金赞助。15年前，当“西屋科学奖”停止赞助后，英特尔公司捧起了接力棒。该基金会执行主任温迪·霍金斯说，举办此项赛事主要是“改变关于在美国青年科学家之间的对话。”
为了改变科学家就是土包子加心不在焉的教授这种刻板形象，霍金斯女士补充说：“我们想致力于支持与颂扬科学家们把毕生的精力都投入在正在或将要做的能改变人类命运的事业上。”
英特尔首先要改变的就是要大大增加奖励金额。“钱真正能唤醒人们的注意。” 霍金斯女士说。“我们想为闯入英特尔奖决赛的选手在他们的学校为他们召开庆贺大会，就像祝贺体育与娱乐明星一样气派。”
在华盛顿，英特尔奖最终十名选手的角逐与胜出，由来自全美大学的科学家担任评委。有个有趣的现象就是，许多参赛选手所掌握的科学知识远远超过了评委们自身领域之外的知识。这一点也是评委门所希望看到的，他们希望参赛选手所掌握的知识不仅局限于他们所做的研究项目。“我们的目标是发现科学领域未来的领袖。” 伊利诺伊大学芝加哥分校数学、数据和电脑科学教授、评委会主席大卫·马克说。
在4个15分钟的与每组中的三位评委面谈中，评委们不仅要询问他们研究项目的情况，而且还要测试他们基础的科学知识。马克博士说，他们可能被问“如何图解某种植物细胞并解释其细胞器的功能”等问题。
有些问题是参加决赛选手事先无法提前准备的。“其中最受青睐的一个问题是来自于以前的一个评委所问的问题：‘告诉我关于宇宙’。” 马克博士说，“另外有可能问他们如何预测报业的未来。”其初衷就是想得到“他们是如何思考的一些痕迹”。
五、青年科学家的成长与激励时时相伴
“激励”是一个经常用于英特尔科学比赛的词。亚利桑那大学医学院的教授安得鲁·耶格尔博士，退休后担任“英特尔科学奖”比赛评委主席，他说，英特尔“是一种我参加过活动中最鼓舞人心和有意义的活动。”《纽约时报》专栏作家托马斯L.弗里德曼在写在2010写道：出席英特尔比赛颁奖晚宴是他生活在华盛顿20年中“最鼓舞人心的夜晚”。
在美国，那些不知晓这些获奖的男女青年科学家有着过人的聪明才智的人，也常常被他们的故事所感动。去年，一个来自长岛入围半决赛的选手萨曼莎·盖丽，当她得知自己所获荣誉时，她还生活在一个临时栖居处。
今年入围大赛有个名叫莱恩·贡德曼的选手，是芝加哥大学实验学校的一名高中生，他的兴趣在光合作用的发展。仅在六年前，他和他的家人还无家可归。
链接：有着“小诺贝尔奖”别称的“英特尔科学奖”（Intel Science Talent Search）是全美公认含金量最高的高中科学研究竞赛，它吸引了那些出类拔萃、拥有远大理想的年轻科学家们。每年都有来自全美各州的上千名高中生报名参赛，展示他们原创性的科研作品。大赛由各领域的知名科学家担任评委，评选出300人进入半决赛，之后再选出40人入围决赛，最后公布前10名学生的名单。
莎拉·沃尔兹是一名科罗拉多州科罗拉多斯普林斯市的17岁高中生，她的项目是在她的床下培植藻类，这为她赢得了今年头奖和10万美元的奖金。最后10位获胜者获得20，000 至100，000美元的奖金；其余30人获得7，500美元的奖金。
（作者单位：中山大学附属中学）