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高军涛：感谢祖国的支持和鼓励

发布时间：来源：神州学人

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我出生于 1977 年，我和绝大多数同龄人一样，生在红旗下，长在改革开放的历史大潮之中。

那一年，高考恢复、国家科学技术委员会重建。次年，中国展开了改革开放的宏伟蓝图、全国科学大会召开，正式恢复招收研究生，开始扩大派遣出国留学人员。当年，12月26日，改革开放后中国派出的首批52名访问学者赴美留学。1979年1月，邓小平访问美国。随后，赴英、德、法、日等西方发达国家的中国留学生陆续踏上求学征程，掀起了中国近现代以来最大规模的出国留学热潮。

欧美十年

受时代的影响，2000年我在中国科学院生物物理所硕士毕业后，也开始联系出国读书。最终决定到德国的海德堡大学读博士，导师 Roland Eils是德国知名的系统生物学家，现在是柏林健康研究所（Berlin Institute for Health）的所长。

海德堡大学建立于1386年，距今已有600多年的历史，是德国最古老的大学，常位居德国大学排名榜前三。在那里，我第一次接触了共聚焦显微镜，并有机会和德国慕尼黑大学的 Thomas Cremer 教授及其团队成员 Irina Solovei等合作。他们生成细胞核内的染色体图像，由我来对共聚焦成像的细胞生物学图像进行处理。

Thomas Cremer教授是领域内非常知名的科学家，他有个关于染色体疆域（chromosometerritory）的成像工作，被收录在很多教科书中，比如一版再版的 Lewin 的经典教科书 Genes。10多年后，由欧美同学会和德国相关部门推动、在柏林举办的第一届中德科技论坛上，Thomas Cremer 教授还应邀作了报告，介绍相关工作。2019 年在清华大学举办的“第六届三维基因组国际研讨会”上，我还邀请他来北京。他热心地给大家介绍了自己团队的工作。和他及其团队成员的友好合作和交流，更进一步激发了我对生命科学的浓厚兴趣。

2005 年在德国获得博士学位以后，我决定去一个纯粹做生命科学基础研究的实验室进行进一步的探索。哈佛大学李戎教授的实验室进入了我的视野。她的研究领域主要是细胞极性的形成的分子机理。极性是指物体在相反部位或方向表现出相反的力量或性质。通俗地说，极性可以理解成为不对称，细胞极性在低等或高等生物中均普遍存在，是细胞的基本属性。极性的丢失与癌症等疾病状态有关：一旦细胞丢失极性蛋白，将导致细胞不受控制，疯狂增殖，从而促进癌症的发生。李戎在细胞极性这个领域，利用细胞生物学、分子生物学和遗传学的方法，已经从事了20多年的研究，是细胞生物学界、发育学界和遗传学界的知名学者。

顶尖大学里的空间都很拥挤，李戎的办公室也不例外。李戎出生在中国，高中毕业后去美国顶尖大学读书。1984 年的中国极少有人去美国读大学本科。按照她的说法，她当时就挑了一个名字很短的大学Yale去申请。她只申请了这一所学校，因为Harvard、Stanford 的名字都太长，University of California at Berkeley 这样的名字就更甭提了。当时美国的大学也几乎收不到中国高中生的申请，所以耶鲁马上就接收了她。她本科读分子生化和生物物理学专业，毕业后，顺风顺水地读博、做博士后，并于 1994 开始在哈佛大学医学院做助理教授，后升为副教授。

但很意外地，我被告知，李戎要离开哈佛了。在美国有个城市叫堪萨斯城，那里有个姓 Stowers的亿万富翁慷慨地捐出了自己三分之二的财产---20亿美元，建了一个以自己姓氏命名的新研究所，经费很充足。她决定去那里，做自己想做的研究。

那时候我还分不清楚堪萨斯城（Kansas City）和堪萨斯州（Kansas State）的区别，但我被她所介绍的研究课题所吸引，最终决定去这个新的研究所探探险。当时我还顺便拜访了哈佛的 Nancy Kleckner 教授、Marian DiFiglia 教授和我自己的一些熟人和朋友。其中李学义在实验室做博士后，正在埋头苦干。这些人后来都屡有建树，目前还在哈佛大学勇攀科研高峰。

回过头来看，当时我所处的2005-2006年之交的大约一年多时间，在光学显微技术发展史上其实是比较神奇的年份。尽管超分辨技术的孕育和最初的曙光，来自于 1994 年和1995 年的两篇文章（甚至于更早的单荧光分子成像），但其重要的技术实现和突破，却是在2006年。那一年多，好几种超分辨技术都横空出世，与之前的 STED 技术（1994 年提出、2000 年实现）、单荧光分子成像（1989 年开始取得突破、之后一路开挂）、结构光照明（2005年实现）等几种重要技术交相辉映，开启了光学显微的新时代。这些超分辨技术唤起了广大科研工作者对新一代显微技术的巨大热情，因此被《自然—方法学》（Nature Methods）评为 2016 年的“年度方法”（Method of the Year）。

当时我还没有意识到自己正处于光学显微技术的爆发前夜。2006年4月10日，我从德国来到堪萨斯城的 Stowers 医学研究所，开始在李戎教授指导下做博士后。具体项目是利用共聚焦和荧光漂白恢复技术，主要是研究细胞极性形成的机理。尽管外面的世界非常激荡，但我的日子还是平平常常，在实验室的那间显微镜“小黑屋”中，我埋头做酵母细胞的共聚焦成像实验。

酵母细胞仅有5微米大�。簿劢顾淙荒芏云渲械牡鞍捉谐上�，但分辨率还不够高。因此我就在小黑屋中开始留意分辨率更高的成像工具。这样就注意到了当时才刚刚问世不久的 PALM/STORM、SIM、STED 等超分辨技术。那时候惊叹于 STED 技术的高超，我梦想着能有自己的超分辨成像系统。STED 就别想了，物理上实现太复杂，但我哪怕是拥有PALM/STORM 这样的系统也好呀。当时的这种梦想，不啻于一名战士梦想着将手中的手动步枪换为威力巨大的全自动机关枪，好去冲锋陷阵、英勇杀敌。没想到，很快，机会就来了。

留学报国

随着中国日新月异的发展，对人才的渴望和需求更加迫切，国内出台的一系列引进人才的重要计划。

我这样后知后觉的人，当然对此一无所知，还一如既往地在小黑屋中苦干。但以施一公、潘建伟为代表的一批杰出科学家，则在祖国的感召之下，开始陆续回国，并做出了杰出的工作和贡献。

我忽然意识到，如果我不加入到大洋彼岸的祖国日新月异的发展大潮，如果错过了这个历史性机会，我一定会留下终身遗憾。在祖国蓬勃发展的历史大背景中，在这些杰出科学家的带头示范之下，我心中要回国发展、留学报国的声音越来越强烈、方向也越来越清晰。

正好清华大学的张奇伟教授在组建一个新的团队，我很幸运地成为了其中的一员。在这里工作，压力大、工作量多，但相互之间都帮助很多。2011 年底我回国后，全身心地扑到了新的科研工作中，在这里开始了新的一页，而且很快引进了重要的科研设备，配置了超分辨平台。

回国没多久，我偶然发现北京大学竟然就有人在做阳春白雪的 STED 技术！我当时在美国都没有找到的技术，却在近在咫尺的隔壁得以实现！这不是这个伟大的时代赋予我们的机会，那是什么！

北大负责这个技术的席鹏教授，很快就成了我的合作伙伴。我们提出了一种新的基于偏振反解调的超分辨偶极子取向解析技术（即 SDOM 技术），该方法为超分辨提供了一种全新的维度。这一成果于 2016年10月21日发表在《自然》旗下的 Light：Science & Application期刊，并在10月31日被《自然—方法学》作为研究亮点进行了报道。在此基础上，我们又乘胜追击，开发了一系列基于 SDOM 的超分辨技术…… 6年过去了，席鹏老师仍然是我最重要的合作伙伴，两个团队的学生如杨旭三、张昊、陈龙等都在频繁的讨论和合作中毕业、逐渐成才，新的学生也在合作中茁壮成长。

筚路蓝缕，以启山林

几十年来，我国人民在一穷二白的基础上，经过几代人的艰苦奋斗和持续不断的努力，才有了今天在科研、技术、工业等很多领域可以和国外跟跑、并跑甚至领跑的机会。虽然我们的工作条件要比前几代科研工作者好很多，但我们时刻意识到，国家的底子仍然很�。热绻ぷ�，还和欧美有较大的差距。

我们很清醒地意识到，我们这一代人目前的事业，目前仍然处于以艰苦奋斗为主旋

律的时代洪流之中----正可谓，筚路蓝缕，以启山林。撸起袖子加油干，才能确保一张蓝图绘到底。服从集体利益是第一要务。

最后，感谢《神州学人》的邀请，使我有幸在新中国成立70周年之际，有机会向伟大的国家和人民汇报一个普通学者所做的一点工作。如果说我的工作还有亮点的话，那就是团队的力量，另外就是有幸有一个强大的国家在背后默默的支持和鼓励——这一点，在欧美留学归来后，感受尤为强烈。（作者系清华大学生物信息学教育部重点实验室副研究员，2005年获德国海德堡大学和德国癌症研究中心（DKFZ）系统生物学博士学位。2006-2010年，在美国Stowers医学研究所进行博士后研究）。

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作者留学美国期间在实验室

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作者在德国海德堡大学博士毕业时留影

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在2018年的实验室年会上，为获奖的博士生陈龙颁奖后，合影留念。该学生由作者和张奇伟教授共同指导，他随后被评为清华大学优秀毕业生。

责任编辑：张静

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