“創(chuàng)新英雄”的未來之戰(zhàn)
英特爾基金會(huì)執(zhí)行總監(jiān)溫蒂·霍金斯才毫不遲疑地說，“英特爾之所以支持ISEF，是因?yàn)檫@項(xiàng)大獎(jiǎng)賽鼓勵(lì)數(shù)百萬學(xué)生利用他們的技能進(jìn)行創(chuàng)新，并針對(duì)全球挑戰(zhàn)開發(fā)出有前景的解決方案?！?/p>
EE073展臺(tái)被團(tuán)團(tuán)包圍，奧斯汀·拉塞爾不得不高聲回答圍觀者不斷拋來的問題。他正在講解自己的研究項(xiàng)目：遠(yuǎn)距離無線傳輸能量——通過聚合紅外線束傳輸能量，能量傳輸1萬公里只損耗3%。美國(guó)國(guó)家航空航天署（NASA）已經(jīng)決定為他的項(xiàng)目在太空安裝太陽能電池板，實(shí)現(xiàn)太陽能向地面接收站傳輸能量的開創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)。
泰勒·威爾遜今年已經(jīng)是第二次參展了。去年他的項(xiàng)目是基于核設(shè)施檢查的極低劑量和超靈敏度的偵測(cè)技術(shù)，這個(gè)項(xiàng)目獲得了當(dāng)年5萬美元的英特爾青年科學(xué)家獎(jiǎng)。在PH055展臺(tái)上，這位年輕科學(xué)家今年帶來的項(xiàng)目是一種新型醫(yī)用放射性同位素生產(chǎn)流程。實(shí)際上，公開的秘密是，他以一己之力用廉價(jià)材料制造了一座小型核反應(yīng)堆。這項(xiàng)可怕的發(fā)明甚至引起了美國(guó)軍方的注意。
這只是全球最大的高中生科學(xué)競(jìng)賽——第63屆英特爾國(guó)際科學(xué)與工程大獎(jiǎng)賽（IntelISEF）1549名參賽選手中，兩位分別來自美國(guó)加州圣胡安市和內(nèi)華達(dá)州雷諾市17歲高中生的故事。
5月14～18日在美國(guó)賓夕法尼亞州匹茲堡舉行的總決賽中，來自全球包括中國(guó)在內(nèi)約70個(gè)國(guó)家和地區(qū)的高中生們，展示了各自在17個(gè)科學(xué)學(xué)科領(lǐng)域不亞于拉塞爾和威爾遜的“高點(diǎn)子”（“Big idea”），角逐超過300萬美元的獎(jiǎng)學(xué)金、學(xué)費(fèi)和實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，全場(chǎng)的“王冠”是7.5萬美元的戈登·摩爾獎(jiǎng)。
63年來，ISEF產(chǎn)生的不僅僅是類似“遠(yuǎn)距離無線能量傳輸”、“家庭核反應(yīng)堆”這樣令人炫目的創(chuàng)新型科研項(xiàng)目，正如多次以評(píng)委身份參加ISEF的中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院倫理學(xué)研究中心執(zhí)行主任翟曉梅對(duì)《瞭望》新聞周刊所言，更重要的是，這1500多名全球高中生科技精英毫無疑問將走上世界科技創(chuàng)新最前沿并成為未來的主力軍，“他們目前關(guān)注的非?？赡軟Q定著未來人類科學(xué)發(fā)展的主流方向?！?/p>
發(fā)現(xiàn)“桃葉珊瑚苷”之外
5月15日的戴維·勞倫斯會(huì)展中心，成了高中生們“科技盛宴”的狂歡地。正在布置展臺(tái)的中國(guó)選手被邀請(qǐng)到本刊記者面前，胸前掛滿五顏六色的交換徽章，暗示他們已經(jīng)和其他國(guó)家選手們進(jìn)行了熱切交流。
興奮溢于言表的段沛妍用“震撼”形容自己對(duì)ISEF的第一感觀。其實(shí)這位17歲的小姑娘研究的項(xiàng)目同樣夠“震撼”。正在華東師大二附中讀高三的段沛妍，她的“發(fā)現(xiàn)”動(dòng)力源于幫助患糖尿病多年的爺爺。前年暑假回家看爺爺?shù)臅r(shí)候，她發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)厝艘恢庇玫攸S根泡的茶緩解糖尿病，她猜測(cè)地黃中含有治療糖尿病的“黑匣子”，于是開始了兩年之久的發(fā)現(xiàn)之旅。
段沛妍開始想提取地黃中的有效化合物，但試驗(yàn)后她發(fā)現(xiàn)，想在地黃的數(shù)千種成分中找到“有效”的那部分，再通過小鼠實(shí)驗(yàn)證明效果，無異于在森林中尋找一根針，更不用說所耗時(shí)間和資金之巨。
轉(zhuǎn)機(jī)發(fā)生在2011年，在“國(guó)際化學(xué)年在中國(guó)”的一次講座中，段沛妍接觸到了生物信息學(xué)，尤其是這種利用計(jì)算機(jī)解決問題的方式，讓一度沉浸在巨大失望中的段沛妍看到了曙光。
當(dāng)然，華東師大二附中全國(guó)數(shù)一數(shù)二的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室也給予了段沛妍很大的幫助，以及學(xué)校附近中科院上海藥物研究所、華東師大以及上海交通大學(xué)等機(jī)構(gòu)和高校，愿意為中學(xué)生研究活動(dòng)開放自己的高端實(shí)驗(yàn)室。最終，段沛妍自己設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)模型，用計(jì)算機(jī)分子對(duì)接技術(shù)找到了地黃中的“黑匣子”——桃葉珊瑚苷。
“它最大的神奇不在于降糖，而在于能夠隨著患者身體機(jī)能需要將糖控制在合理水平，具有巨大的研究?jī)r(jià)值?！背晒麕Ыo她的快樂和自信還不僅僅在此。在研究中已經(jīng)深深迷戀上中醫(yī)的段沛妍，特別希望自己用這種現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)分析中藥的方法，改變西方醫(yī)學(xué)對(duì)中醫(yī)的認(rèn)識(shí)，“我一直想能不能通過中藥現(xiàn)代化的手段，使中醫(yī)和中藥走出國(guó)門、走向世界?！?/p>
采訪中，作為醫(yī)療健康領(lǐng)域的評(píng)委，翟曉梅對(duì)段沛妍的項(xiàng)目給出自己的評(píng)價(jià)，“這樣的選題完全是博士生級(jí)別的研究?！?/p>
他們有強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感
令本刊記者印象深刻的是，小選手們的科研項(xiàng)目普遍具有強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感。
2008年汶川大地震和伴生泥石流帶來巨大災(zāi)害，給來自四川成都的三位女中學(xué)生留下了深刻記憶。樹德中學(xué)彭菁菁、石室中學(xué)田園和第七中學(xué)馮卓立組成一個(gè)研究小組，從泥石流形成原因出發(fā)，設(shè)計(jì)了一種自諧振滲透膜土壤水分監(jiān)測(cè)傳感器，使用該傳感器，可以通過監(jiān)測(cè)土壤含水量預(yù)警泥石流發(fā)生。這套無需供電、測(cè)位少、安裝簡(jiǎn)便的預(yù)警系統(tǒng)成本只有4300元，對(duì)目前普遍花費(fèi)高達(dá)6萬元以上，且準(zhǔn)確率很低的泥石流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)而言是一次開創(chuàng)性革新。
她們研究的最精彩部分在于如何找到傳感器中檢測(cè)泥土中水分的材料：這種材料必須能夠穩(wěn)定均衡地與土壤中的含水量保持一致。而解決這個(gè)曾折磨她們很久的難題的創(chuàng)意，完全緣于女性的敏感。彭菁菁告訴本刊記者，她們?cè)L(zhǎng)久苦思不得，直到一個(gè)晚上，她看到自己的媽媽坐在沙發(fā)上做面膜那一刻，豁然開朗。面膜可以保持與皮膚水分一致的特點(diǎn)，讓三個(gè)女孩子將客廳里的美容術(shù)，復(fù)制到了事關(guān)人類生命安全的嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害防治中。
類似的精彩思路遍及參賽選手的項(xiàng)目。比如，安徽省蚌埠第三中學(xué)的徐毅華，將驅(qū)蚊草、艾草和薰衣草三種具有特殊氣味的植物浸提液添加到農(nóng)藥中作為驅(qū)避劑，來避免蜜蜂遭受農(nóng)藥毒害；湖南長(zhǎng)郡中學(xué)許令瑋在洞庭湖區(qū)發(fā)現(xiàn)神農(nóng)蜣螂分解糞便同時(shí)破壞血吸蟲卵活性的特點(diǎn)，提出通過保護(hù)和擴(kuò)大蜣螂種群量，以達(dá)到阻斷洞庭湖血吸蟲病傳播的嶄新思路；北方交通大學(xué)附屬中學(xué)的鞏炳辰基于“手機(jī)KEY”的文件保密柜……
最終，今年的大賽，中國(guó)大陸代表隊(duì)共派出19個(gè)項(xiàng)目27名學(xué)生參賽，有12個(gè)項(xiàng)目20人獲獎(jiǎng)，共獲得16個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，在參賽國(guó)家和地區(qū)中排名僅次于美國(guó)和加拿大。其中，段沛妍和徐毅華獲得了一等獎(jiǎng)；彭菁菁團(tuán)隊(duì)和鞏炳辰等五人獲得了三個(gè)二等獎(jiǎng)；許令瑋等五人獲得了三個(gè)三等獎(jiǎng)；還有五人獲得了三個(gè)四等獎(jiǎng)。
采訪中，中國(guó)參賽代表團(tuán)團(tuán)長(zhǎng)、中國(guó)科協(xié)青少年科技中心副主任蒙星向本刊記者介紹說，自2000年開始，中國(guó)科協(xié)在英特爾公司贊助下，組織中國(guó)學(xué)生參加一年一度在美國(guó)舉行的總決賽。迄今為止，共計(jì)365名中國(guó)學(xué)生的228個(gè)項(xiàng)目入選IntelISEF，并贏得了228個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，其中包括2004年獲得的一項(xiàng)IntelISEF頂級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)“英特爾基金會(huì)青少年科學(xué)精英獎(jiǎng)”。
對(duì)此，ISEF組織機(jī)構(gòu)美國(guó)科學(xué)與公眾協(xié)會(huì)主席伊莉莎白·馬里科拉向本刊記者表示自己毫不驚訝，在過去幾年間有6名中國(guó)學(xué)生獲得同類最佳獎(jiǎng)，這在所有獲得同類最佳獎(jiǎng)國(guó)家中排名第四，而且相比各國(guó)平均28%的獲獎(jiǎng)率，53%的中國(guó)參賽選手獲得了大獎(jiǎng)，“中國(guó)在科學(xué)方面富有成就，看到中國(guó)的年輕人表現(xiàn)優(yōu)異并不令人驚奇?！?
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