诺贝尔化学奖获得者William E. Moerner教授开讲,与我院师生座谈

329日下午, 2014年诺贝尔化学奖得主威廉·莫纳(William E. Moerner)教授在我院聂书明院长(国际)邀请下来到南京大学,带来题为What Can You Learn from Watching Single Molecules? From Super-Resolution Imaging to Nanoscale Probes of 3D Dynamics in Cells(观察单分子可以学到什么?——从超分辨率成像到纳米尺度探测细胞三维动力学)的讲座。报告由我院聂书明院长主持,化学与化工学院黎书华院长致辞,全校300多名师生参加了报告会。

1:聂院长向Moerner教授赠送“天地名人讲坛”纪念品

Moerner教授是斯坦福大学化学系的教授、应用物理学系的客座教授,在过去的三十年间致力于研究单分子技术,2014年他凭借发现单分子荧光成像在超分辨成像中的作用获得了诺贝尔化学奖。此次讲座中,Moerner教授从显微观察单分子的故事说起,内容延伸到物理化学、工程学的应用,以及通过超分辨显微成像观察细胞中的单分子的轨迹和图像的收获。 

2Moerner教授报告会现场

早在1873年,德国科学家恩斯特·阿贝(Ernst Abbe)首次推算出光学衍射导致的分辨率极限大约为光波长的一半(约0.2微米),这意味着无法分辨所有亚细胞结构以及单个生物大分子。100多年来,科学家们一直对光学显微镜的这一局限感到无计可施。Moerner教授与Eric Betzig1989年首次探测到单个荧光分子,在1997年找到控制荧光“开”开和“关”的方法,Stefan W. Hell发明了超分辨显微成像技术,三人于2014年被授予诺贝尔化学奖,该技术目前在生物学领域已经得到了广泛应用,实现了对活细胞中的单个生物分子进行纳米尺度的成像。 

著名物理学家薛定谔曾断言人们无法观测到单个荧光分子。Moerner教授在IBM下属的实验室工作期间观测到了单个荧光分子,这让他坚信,工业技术的进步能够带来基础科学领域的突破。“当有诺贝尔奖得主告诉你们有什么事情是不可能的时候,不要轻易相信他们,他们只是在激发你去证明他们说错了的欲望。”Moerner教授笑着说。

Moerner教授在讲座中还分享了很多趣事。讲座末尾,Moerner教授给同学们分享了几点感触:

第一,科学是有趣的。“大家都知道诺贝尔奖奖牌的正面是诺贝尔的头像,有没有人知道奖牌的反面是什么?”物理学奖和化学奖奖牌的背面图案中,左边的女神是自然之神伊希斯,右边是科学女神,正掀开伊希斯的面纱,在西方文化中,“掀开伊希斯的面纱”指代破解神秘现象。在Moerner教授看来,这深刻地诠释了科学的魅力所在。

第二,找到你的热情所在。热情对科研过程又尤为关键,因为科研工作很辛苦,需要决心、毅力和恰当的方法,并且在验证细节的时候加倍的细心去完成它。

第三,找出事情真正运作的方式。在日常生活中,需要经常质疑传统的智慧和假设。

第四,在试图找出事情是如何运作的过程中,同时思考为什么要知道事情是如何运作的,所以,随时保持好奇心。

第五,把失败视为学习的过程,因为我们在做的是前沿领域的研究,我们对结果有一定程度的预测,但总不是百分之百确定,所以我们要竭尽所能从失败的实验过程中学到点什么。

以上这些让科研成为一个令人兴奋的工作,科学让我们理性地以可预见的方式去面对这个世界。  

天地名人讲坛之后,Moerner教授和我院国际院长聂书明教授还与我院本科生进行了座谈交流。

3:座谈会现场

近一个小时的交流过程中,Moerner教授细致地回答学生提出的每一个问题,谈到了自身早年的学术经历、科研过程中的体会和感受、对同学们的建议和期望,由浅入深地为大家展现了一个学者对科学的热爱、对人生的洒脱态度。

4William E. Moerner教授与青年学子合影

(“天下为工”微信公众号)