當來自北京八中、今年才17的劉果夫以很快的語速告訴我們,他的項目叫做“等溫等離子體輔助催化發光傳感器對乙烯的監測”時,我們的反應都是這樣的:&*……&%&……¥%*%……。
然而這種“明明每個字都懂但是放到一起完全不知道他們在說什么”的茫然,其實變成了我們一群科技記者在英特爾國際科學與工程大獎賽(Intel ISEF)上的常態,因為,這些還在念高二高三的學生們,他們的項目名字通常叫做用“粗提取葉綠素輔以茄子衍生的多孔碳催化劑及水電解質的染料敏化太陽能電池”,或者“關于兩種布尼亞病毒核蛋白轉錄復制復合體的結構研究”,以及“中華草龜(Chinemys reevesiis)芳香化酶基因(Aromatase)的擴增及其功能探究”……
不由得默默感慨一句:這才是真·學霸的境界。
這場匯集了全世界科學和工程領域的少年天才們的比賽,也被稱作全球最大的高中生科學競賽,每年5月,自全球的數千名中學生會帶著自己的科研項目來到美國參加總決賽,角逐總獎金超過500萬美元的大獎,而這其中,已經走出了8位諾貝爾獎獲得者,科學家、企業家、工程師等不計其數。
坦白說,一開始很難想象,這些臉上還明顯帶著稚氣的高中生們已經開始進行這么深奧的課題的研究,但是在隨后的采訪中,我們才意識到,這些才15、16歲的少年少女們,其實很多早都已經在和清華、北大等一流大學的導師指導下,研究這些項目很久,而和大多數還在做著文山題海、等待高考升學的同齡人不同,他們即將走上完全不一樣的路。
從Coursera自學到目標斯坦福
黃逸然來自北京順義國際學校,和大多數同齡人相比,他看起來更成熟一些——自信的神態和良好的風度,讓他還獲得了“小鮮肉”的外號。
和我們普遍認為的少年天才更為類似,黃逸然的優勢是在計算機方面,他參賽的項目就是把機器學習應用到醫學、尤其是心臟移植手術中,幫助醫生在更簡單地找到心臟發生排斥反應的部位,甚至可以自動識別到底是什么樣的排斥,從而可以更好地救助病人。
他的爺爺就是在心臟移植手術之后出現了排斥反應,沒有得到有效搶救去世了,所以黃奕然總感覺自己應該做點什么。一個夏天的時候,他在Coursera上面聽了一堂斯坦福教授、也是Coursera聯合創始人Andrew Ng講授的一堂關于機器學習的課,對他而言,一扇新的大門被打開了。于是,他決定自學編程,想把機器學習應用到醫學上來。
黃逸然喜歡編程,對于才念高二的他來說,編程就和其他人打球、看漫畫一樣,充滿了歡樂。在定下目標之后,他自己編程、學習算法,另外還得找醫生的論文看,去了解技術怎么和醫學結合得更好。半年之后,他就做出了基本的檢測模型,并且在這次大賽中獲得了計算生物與生物信息學科三等獎。
黃逸然是在加拿大出生的,父母都是跨國企業的職業經理人,就像大部分擁有中西方家庭背景、在國際學校念書的孩子一樣,他的思維非常活躍,而且表達很好,雙語能力更是不在話下,甚至和其他諸如來自北京四中、人大附中這些“名校”的中國參賽的選手們相比,你也能明顯地感受到不同。他甚至已經練了12年的小提琴,還在斯坦福表演過。
在這次大會上,他就被選中向四位諾貝爾獎獲得者提問,提問時的他表現得相當淡定,但是聊到當時的感受時,他才表現出和年齡相符的一絲緊張,他說,“我當時也挺緊張的。不過,不全是因為面對的是諾貝爾獎獲得者,而是因為在座還有很多未來的獲獎者——我相信我們當中的很多人將來都會得獎。”
對于未來,黃逸然也有很清晰的思考,他說,他計劃大學到美國來念書,繼續學習計算機專業,而他的夢想學校,就是斯坦福。
扛著爬行機器人去災區
北京師范大學附屬實驗中學的楊可涵是一個動手小達人,她的項目是一個基于Wi-Fi控制的爬壁偵察機器人。
盡管看起來有點像一個掃地機器人,但是楊可涵的機器人可以吸附墻面行走,并且有一定的過障能力,配合手機應用,可以對機器人進行遠程控制,而機身安裝的兩個攝像頭會將拍攝圖像同步傳輸到APP中。根據她的介紹,爬壁機器人可以應用在災區、用來偵查被困的災民,也可以檢查高墻上的裂縫,甚至還可能幫助偵破恐怖襲擊案件。
楊可涵的這個項目大概進行了9個月,盡管還有大學導師和研究生學姐在帶她。不過,她一手設計和制作了機器人:外殼是3D打印的,零部件是網上買了自己組裝起來,甚至手機應用,她也參與了開發。她甚至帶著這個機器人去過汶川當志愿者。
楊可涵的這個機器人獲得了美國聯合技術集團獎項,并將受邀參加太平洋天文學與工程峰會。而和黃逸然一樣,這個小女孩的大學目標,也是斯坦福。
三個月就學會了編程
與黃逸然和楊可涵相比,林佳寧和傳統的“學霸”形象更接近一些。聊起自己的生活時,她言簡意賅、沒有太豐富的表情;不過,當她開始切換到英文模式介紹自己的項目時,之前的害羞形象便被顛覆了,瞬間氣場全開。林佳寧同樣來自名校人大附中,參賽項目是可以檢測大氣能見度的App。
據林佳寧介紹,過去幾年北京空氣質量很差,而其實通過分析能見度,可以得知空氣質量的好壞,所以她決定讓更多人可以通過智能手機檢測能見度。用戶只要通過她的APP拍攝天空的照片,然后就可以自動用公式計算出能見度,誤差在兩公里到三公里之內。她說,其實也有一些其他應用可以實現類似的效果,但是沒有她的應用這么準確。
楊可涵林佳寧的項目最終獲得了系統軟件類三等獎、美國氣象學會一等獎。不過,她更開心的是,現在已經有100多個人在應用商店里下載她的應用,也有一些比較好的評價,“別人下我的App,其實開始我很驚訝的,因為能見度是比較專業的角度,我以為別人不感興趣。”她說,用戶還給她提供了一些意見,之后她會繼續把服務器給建立起來,可以讓更多人可以利用這個App。
會選擇這個課題,應該說也有些“家學淵源”。林佳寧的父親在大學里擔任環境科學方面的工作,也是科學家。“不夠他更喜歡說自己是工程師,” 林佳寧說,“我的媽媽也是大學教師。”
而她高一開始,就在科學實驗班研究自己的課題,學校的科研辦公室會幫她們聯系導師,每周二下午給她們一整個下午的時間去研究,培養科學思維,還要求她們閱讀科技文獻、探究科研方法等,甚至會專門上這樣的課。所以,在選定這個方向后,她在北京大學的導師教會了她Java,她現學現用學了三個月,就把App開發了出來,但是整個項目的研究,卻進行了一年。出乎意料的是,這個看起來很文靜的女生,最喜歡的業余活動就是打籃球看NBA,不過由于時間比較緊,她也沒有參加學校的球隊——她周六周日的時間,幾乎都分配給了項目開發和研究。
林佳寧說她會把獎金存起來,大學的時候用。“因為我想來美國念本科。” 林佳寧小聲的說,“我最想要念CMU(卡內基梅隆大學)。”
黃逸然、楊可涵、林佳寧,他們其實只是這一群孩子中的縮影。這一屆英特爾國際科學與工程大獎賽結果揭曉后,有16名中國學生憑借12個創新項目,獲得了頂級獎項、學科和專項共計17個獎項。
他們是有很多可能讓同齡孩子們艷羨的地方,比如他們都來自良好的家庭,都在師資優渥的學校,可以接觸到很多同齡人接觸不到的東西,然而,更加不可忽視的是他們自己的努力,對他們而言,把閑暇全部投入到代碼/實驗中去,都是習以為常的事。而即使是對那些來參賽卻沒獲獎的孩子,他們對自己將來要做什么,卻也無比清晰。
做化工安全檢測項目的劉果夫已經高三了,和其他把目標定在國外名校的孩子不同,他很快就將面臨高考,但是卻毅然決定現在跑來參賽。他自己也承擔了很多的壓力,比如他的家里就很不支持這一舉動。他告訴我們,他一天要在實驗做四五個小時,周末和寒暑假也都在做實驗,這類科學研究,雖然不能直接轉化為高考分數,但是卻讓他“站在了更高的層次看高中”;
來自北京四中的楊健釗,參賽的項目就是研究蜱蟲叮咬之后的疾病問題。還在念高中的他,卻對自己的整個人生之路有了清晰的規劃。他告訴我們,他高中的精力都花在實驗室上,寒暑假以后也會繼續這方面的研究。“我想要在大學四年再繼續做這方面的研究,但是只是以這個為起點,提供一個研究的方法未來。未來我真正要做的,是癌癥方面的研究。”
嗯,這才是真·學霸的世界。