弗朗西斯·阿諾德： 跨過人生坎坷的諾獎女科學家 | 人物

原標題：弗朗西斯·阿諾德： 跨過人生坎坷的諾獎女科學家 | 人物

　　上周，諾貝爾自然科學領域的獎項塵埃落定，兩位女性獲獎者備受關注。

來自美國加州理工學院的弗朗西斯·阿諾德（Frances H. Arnold）因使「酶進行定向進化」榮獲諾貝爾化學獎。阿諾德不僅是諾貝爾獎118年歷史上第五位獲得化學獎的女科學家，同時也是首位獲得諾貝爾化學獎的美國女科學家。

加拿大科學家唐娜·斯特里克蘭（Donna Strickland）成為了第三位女性諾貝爾物理學獎獲得者。

阿諾德與美國密蘇里大學榮休教授喬治·史密斯（George P. Smith）和英國劍橋大學的格雷格·保羅·溫特（Gregory P. Winter）爵士共同分享了今年的諾貝爾化學獎。其中，阿諾德獲得了一半的獎項，她的貢獻是在試管里演繹了達爾文的「進化論」。

事業上成績斐然的阿諾德，卻在生活上遇到過諸多坎坷，但堅強如她，始終昂首前行。

首位女性「三院院士」

現年62歲的阿諾德一頭金髮，清瘦的面頰煥發著活力。早在20年前，年僅43歲的阿諾德就獲得了美國工程院院士的稱號，她也是美國最早獲得美國國家科學院、美國國家工程院、美國國家醫學院「三院院士」稱號的女性科學家。

更為傳奇的是，阿諾德的父親是美國著名的核工程專家，他曾服務於美國的西屋電氣公司。老阿諾德也是在43歲那年獲得了美國工程院院士稱號，他們是美國歷史上為數不多的一對「父女院士」。

2011年，阿諾德成為首個獲得美國工程院頒發的「查爾斯·斯塔克·德雷珀獎」（Draper Prize）的女性科學家。2013年她獲得國家技術與創新獎，奧巴馬在白宮親自為她頒獎。2014年，她入選國家發明家名人堂。2016年，阿諾德成為第一位獲得芬蘭科技學院頒發的「千禧技術獎」（Millennium Technology Prize）的女性。去年她還獲得了美國國家科學院頒發的2017年薩克勒獎。

「在20世紀90年代初，阿諾德教授首次創建了『定向進化』的方法，並用它來快速地改造酶的功能。她在『定向進化』領域做了奠基性的工作。」阿諾德的博士學生、現伊利諾伊大學化學和生物分子工程系教授趙惠民接受第一財經記者電話採訪時說道，「這是一項變革性的技術，已經被全球大量的實驗室採用，很多化學和生物科技產品也是利用這種技術生產的。」

趙惠民是阿諾德在加州理工學院實驗室的見證人。在阿諾德的Wikipedia網頁上，只列了兩位博士學生，一位是麻省理工學院（MIT）合成生物中心聯合主任Christopher Voigt教授，另一位就是趙惠民教授。趙教授是阿諾德教授的第一位做定向進化研究的博士學生。

趙教授1992年加入加州理工學院阿諾德教授的實驗室，直到1998年離開，其間與阿諾德教授一起發表了數篇在行業內極具影響力的論文。

在瑞典皇家科學院公布的《2018年諾貝爾化學獎科學背景》、《酶和蛋白結合的定向進化》的參考文獻中，有五篇重要的論文提及了趙惠民教授，其中四篇趙教授為第一作者。趙教授於1998年刊登在《自然生物科技》雜誌中的一篇文章，是阿諾德教授在「定向進化」方面引用最多的文章。

清晨6點半的好消息

趙教授欣喜地告訴第一財經記者，10月3日那天早上6點半，他正在準備早餐，聽到新聞里播報諾貝爾化學獎的獲獎者。當時聽到阿諾德教授的名字時，他有點不敢相信。

「十年前就有傳言說她的研究可能是諾獎級的，但你永遠不知道自己什麼時候會得。這一刻真的到來時，你會不敢相信。」趙教授在電話那頭仍然止不住激動，「那種驚喜就好像是自己得了獎一樣，好多新聞媒體的電話都來了，讓我評論，學生也紛紛來電告知我這一消息。」

早上11點左右，趙教授撥通了導師的電話，電話那頭的阿諾德教授正在達拉斯。她原定當天要向得州大學西南分校的學生做一場報告，但是突如其來的好消息不得不讓她飛奔機場，趕回加州。

「我早上很早被叫醒了，電話不斷。」阿諾德興奮地告訴趙教授，「現在我不得不取消講座，從達拉斯飛回家了。」她同時還通過社交媒體Twitter向所有支持她的人表示感謝。

這一刻，趙教授想起了兩年前由他籌劃為阿諾德舉辦的60歲生日研討慶祝活動，當時活動被安排在加州理工學院，全世界來了70多個專家學者，總共100多人的聚會搞得熱鬧有不失隆重。「我們邀請了每個時代的一位科學家做代表，請他們講述自己所做的工作。阿諾德教授也很高興。」趙教授說道。

60歲生日對於科學家意義重大，標誌著學術的一座巔峰。但當時，又有誰會想到兩年後，諾貝爾獎會垂青阿諾德呢？「我馬上給阿諾德教授實驗室的同事打了電話，商量再為她舉辦一場慶祝活動。」趙教授告訴第一財經記者。

阿諾德教授於1956年出生於美國匹茲堡， 1979年獲得普林斯頓大學機械和航空航天工程學士學位，後來她的職業發生轉向，1985年獲得加州大學伯克利分校化學工程博士學位。她於1986年作為訪問助理來到加州理工學院，並於1987年成為助理教授，1992年獲得副教授，1996年任教授，2000年成為化學工程、生物工程和生物化學Dick & Barbara Dickinson講席教授 。她於2013年成為加州理工學院Donna和Benjamin M. Rosen生物工程中心的主任。

在2013年獲得國家技術與創新獎時的一條視頻短片中，阿諾德教授解釋了她的工作：「定向進化讓我重寫生命密碼，尤其是用它來解決人類的問題。定向進化的神奇之處就在於，一旦你展示了這種能力，那麼所有具有創造力的人都能夠將它應用到解決實際問題中去。」

重寫生命的密碼

不過，阿諾德剛開始做研究的時候，她也並不清楚這種「定向進化」的方法未來會有如此大的技術應用前景。趙教授告訴第一財經記者：「我們定向進化做得很早，我後來也問過她，當時決定做的時候，是否認識到這種技術能夠產生這麼大的意義，她說她感覺這會有用，但是究竟多有用，她也不知道。科學研究就是這樣，當你有一個足夠強大的想法，突然有一天，當用的人多了，重要性也就體現出來了。」

趙教授回憶道，大約是在2000年的時候，當時他發表在《自然生物科技》上的論文引起了巨大的反響，全球很多實驗室都開始做類似的東西。「這就是一個很好的證明，證明你研究的領域具有重要價值。」趙教授對第一財經記者表示。

趙教授還表示，這幾年阿諾德教授的實驗室不斷產生新的成果。他說道：「她的實驗室現在博士研究生就有13個人左右，還有很多博士後，大約有25人，而且聚集了大量的跨界人才。」

比如在2017年，阿諾德和她的同事們用「定向進化」的方法來使酶能合成硅碳鍵。該發現能以更環保的方式製造從潤滑劑到藥品等多種具有硅碳鍵的產品。

趙教授告訴第一財經記者，阿諾德教授目前還是在做「定向進化」方面的研究，但更加側重創造一些新的、更好的酶。「她不斷在超越自我，通過試管模擬進化，來創造自然界難以創造的東西。」趙教授表示。

趙教授進一步解釋道，酶是催化化學反應的蛋白質，這些酶對環境無害，並通常可替代有毒化學物質。通過定向進化產生的酶可被用於製造從生物燃料到創新藥物等所有產品，能夠促進更環保的化學工業，生產新材料，製造可持續生物燃料，減輕疾病和拯救生命。

「進化是世界上最強大的工程方法，我們應該利用它來尋找解決問題的新的生物解決方案。」阿諾德在2017年接受加州理工學院校報採訪時說道。

根據研究機構Allied Market的數據，到2020年，合成生物學應用市場的規模將達到387億美元，複合年增長率為44%；另據研究機構Research & Market的數據，到2025年，該領域市場規模將達到560億美元，複合增長率為28%。

「嚴師」柔軟的一面

回憶起學生時代在阿諾德實驗室工作時的情形，趙教授還是對「嚴師」有著足夠的敬畏。「她還是比較嚴厲的女人，非常直接，如果做得不好肯定會當面挨罵。」趙教授告訴第一財經記者，「但是她也是那種比較粗放型的管理，會跟學生指明一些大方向，給學生很大的自由度，只要她認可你的想法，就會很支持你。美國的教授一般不會手把手教學生，而是更加註重互動。」

1998年趙教授博士畢業那年，曾諮詢過阿諾德教授對其職業發展規劃的建議。「當時她還勸我申請教授職位，但是我權衡一下，覺得當上教授的可能性不大，於是就去了陶氏化學。」趙教授回憶道，「在企業工作兩年後，我才又重新回到學校當上了教授。」

趙教授眼裡的這位「嚴師」形象有所改變是通過一次出差途中的插曲。那是在1995年，阿諾德教授帶趙教授一起去加州聖迭戈（San Diego）參加第13屆國際酶工程大會，那也是趙教授候加入阿諾德實驗室的第三年。

「她那時候懷了第二個孩子，她就請我來開車，我當時還是個窮學生，只有一輛破車，而且大熱天的空調也壞了，她說沒關係。」趙教授回憶道，「一路上，她和我談論了很多私人的事情，也問了我一些國內的情況，後來到了會場，她還介紹很多業界有名的專家給我認識。後來回到帕薩迪納（Pasadena，加州理工學院的所在地）之後，還給我一些錢作為路費的補貼，這件事讓我比較感動，其實她可以不必那麼做。」

「回來之後沒多久她就生孩子了，但就在生產的前幾天，她還在學校開會。生完後沒過幾天，她又回來上班了。」趙教授談論起阿諾德教授至今仍好像歷歷在目，「她是個性格非常直爽的人，對工作非常負責，也很關心人。後來我發現她生了小孩之後，脾氣變好了，感覺柔和了許多。」

2005年，阿諾德教授患了乳腺癌。那年，她邀請趙教授回到加州理工學院做了一場報告。儘管身患重病，但阿諾德還是出現在報告的現場。「我去學校之前才知道她生病的事情，但她還是來了，這讓我很感動。」趙教授告訴第一財經記者。

無視性別歧視

最近幾年趙教授每年都因為各種會議，要和阿諾德教授見好幾次面，儘管現在他們在學術上有所不同——阿諾德教授仍在進行定向進化的研究，而趙教授則偏向了代謝工程和合成生物學方面的研究，但是兩人的交往甚至比師生時期的接觸還多。

「去年，她向我打聽中國的情況，她受到國內一個研究所的邀請，問我意見。」趙教授透露了阿諾德教授有來中國訪問的想法，「她在1997年去過一次北京，那一年的國際酶工程會議上，她受邀做過報告，後來就沒有再來過。」

在談到中國近年來酶工程領域的發展時，趙教授對第一財經記者表示：「中國在這方面工作的顯示度還不夠，國際上比較能夠引起注意的成果還是不多。」不過他表示，他正在籌劃明年溫哥華舉行的第25屆國際酶工程大會上，並計劃邀請來自中國的學者參加。

儘管在事業上取得了巨大的成功，但阿諾德的人生卻充滿了坎坷磨難，而她仍始終昂頭挺進。

阿諾德在去年一場加州理工學院的演講中說道：「我的生命中發生了太多事情。」除了2005年罹患乳腺癌之外，2001年，阿諾德的第一任丈夫、美國工程院院士、生物化學工程師James Bailey患癌症去世，而她的前任伴侶、美國科學院院士、著名的宇宙學家Andrew Lange於2010年自殺身亡。2016年，她和Lange的兒子也在意外中身亡，那年他即將完成大三學業。

對於這一切，阿諾德也都已經能夠坦然面對。這也是她作為女性堅韌的一面。在2014年的一次採訪中，阿諾德教授承認，女性科學家確實面對性別壁壘和成見，但是她鼓勵女性無視這些障礙，並勇敢地跨過去。

「縱觀歷史，取得成就的女性科學家是很難真正實現生活和工作的平衡的。」 趙惠民對第一財經記者表示。

「我肯定有人懷疑女性是否擁有與男性一樣的承擔某些工作的能力，但非常幸運的是我並沒有意識到這些人的存在，我為能夠完全忽視他們感到幸運。」 阿諾德說道。

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