科学家当上了班主任,他是今年中科院新晋的最

2019-10-07 05:40 来源:未知

摘要: 近日公布的中国科学院2017年院士名单中,有一位新晋70后年轻院士,在61名平均年龄为54.1岁的当选院士中十分突出,他叫徐涛。近日公布的中国科学院2017年院士名单中,有一位新晋70后年轻院士,在61名平均年龄为54.1岁的当选院士中十分突出,他叫徐涛。1970年出生的徐涛,现任中国科学院大学副校长。徐涛26岁拿下华中科技大学生物医学工程博士,30岁获得“国家杰出青年基金”资助,33岁入选中科院“百人计划”,34岁担任科技部973项目“生物膜和膜蛋白的结构与功能研究”的首席科学家并获2500万经费,35岁成为中国最年轻的院士候选人,39岁当上中国科学院北京生命科学研究院生命科学仪器与技术创新中心主任,47岁成为中国科学院院士。而这背后,是他近20年来致力于膜转运前沿科学问题研究持之以恒的努力。据他的高中老师回忆,徐涛学习十分认真、专注,提出的问题也总是“与众不同”,老师也要认真思考一番才能作答。1994年,诺贝尔生理与医学奖得主(1991年)内尔博士访问徐涛所在的华中理工大学(后改名华中科技大学),24岁的徐涛当时还是学校生物医学工程专业的在读博士,他大胆质疑国外进口最先进的膜片钳设备中由内尔教授发明的一款软件,指出了设计不合理之处。自动控制工程专业本科出身的他对程序编写十分在行,一番思索,他直接把这个有问题的软件修改了。徐涛的大胆质疑与对科研求真的态度给内尔教授留下了深刻印象。后来,内尔教授邀请徐涛到德国马克斯·普朗克生物物理化学研究所(简称:马普所)的实验室接受联合培养,还评价徐涛是“过去25年中在实验室工作过的最好的两三个人之一。”尽管在国外发展前途很好,徐涛没有忘记祖国。1999年,在华盛顿大学生理与生物物理系做科研的他收到了来自母校华中科技大学的邀请信。“是时候该回来了!祖国的发展需要基础科学研究的突破,需要为科学献身的科学工作者,而飞速发展的祖国也为我们提供了最好的舞台。”他说。2000年,徐涛回到母校担任华中科技大学生命科学与技术学院生物物理与生物化学研究所所长。4年后,当时年仅34岁的他作为首席科学家,领衔科技部总经费高达2500万的973项目“生物膜和膜蛋白的结构与功能研究”。2011年,徐涛在首批国家自然科学基金委员会“重大仪器研制专项”的支持下,自主研发了一套冷冻超分辨荧光-电镜关联成像系统(csCLEM),开创了历史。据悉,他将冷冻光学定位精度提高到10纳米,把之前的国际水平上升了一个数量级;三维空间的关联成像、哺乳细胞中蛋白相对于细胞器的纳米精度定位首次实现。徐涛的勤奋享誉业界。不论是在国外做博后还是回国当老师,周末在实验室加班对他来说是家常便饭。据《中国青年报》的报道,在马普所做博后时,徐涛白天采集数据,晚上下班后程序会自动读取并分析数据,打出分析报表。第二天早上边喝咖啡边看前一天的数据分析结果。国外的学生相对比较悠闲,周末一般不来,而徐涛总是周末到实验室加班。徐涛自己也认为,取得的成绩主要来自于勤奋。值得一提的是,除了取得卓越的科研成就外,徐涛在教书育人方面也有非常独特的见解。他曾公开表示,科教融合是一张王牌,他说:“我们的目标就是建设国际一流的学科,培养世界一流的人才。”“我们要培养的是有情怀的科学家,而不是精致的利己主义者。教育如果无法使学生感受到幸福,就没有存在的必要。”他说。撰文|孙云帆

不久,徐涛担任了华中科技大学生命科学与技术学院生物物理与生物化学研究所所长。年仅30岁的徐涛被华中科大聘为“教育部长江学者奖励计划”特聘教授,同年获得国家杰出青年基金资助。

2011年,徐涛在首批国家自然科学基金委员会“重大仪器研制专项”的支持下,自主研发了一套冷冻超分辨荧光-电镜关联成像系统,并取得了国际领先优势:冷冻光学定位精度达到了10nm,比之前国际报道水平提高一个数量级;首次实现了三维空间的关联成像;首次实现了哺乳细胞中蛋白相对于细胞器的纳米精度定位。该工作引起了国际同行的关注,受邀在2015年美国Gordon会议上作大会报告,被认为是冷冻超分辨光电关联成像的“First proof of concept”实验。

2009年9月10日,中国科学院成立北京生命科学研究院生命科学仪器与技术创新中心,徐涛任中心主任。近20年来,徐涛一直致力于膜转运前沿科学问题研究,在囊泡转运领域做出了让外国同行敬佩的系统性贡献。

上次的软件修改只是一个优化,在马普所,徐涛开始大放异彩。

24岁,他指出进口软件中的不合理设计,获得诺贝尔奖导师青睐;30岁,他被聘为“教育部长江学者奖励计划”特聘教授;33岁,他入选中科院“百人计划”;34岁,他担任科技部973项目"生物膜和膜蛋白的结构与功能研究"的首席科学家;47岁,他当选中科院“最年轻新院士”……

凭什么质疑诺奖得主

徐涛在实验室给学生做操作示范 图源:中国科学院大学

2016年,国家自然科学基金委员会公布自1986年成立以来30年获得经费最多的科学家排行榜,他排在生命科学部的第二名,共获得11个项目的资助。

1999年,经内尔推荐,徐涛来到美国华盛顿大学生理与生物物理系继续深造,导师是美国科学院院士BertilHille教授。

在“涛班”怎样当班主任

生于1970年5月的徐涛,是个标准的“70后”。1988年以优异的成绩毕业于宜昌市一中,并被保送至现在的华中科技大学自动控制工程专业,获得自动控制工程专业和生物医学工程专业学士和博士学位,受邀到德国和美国留学攻读博士后学位,1999年在母校华中科技大学的感召下回国工作。

徐涛希望本科生能把实验室当家。中秋节,他给学生买月饼;元宵节,他请实验室的学生吃元宵。

徐涛出身在宜昌城区一个普通家庭。他的学习成绩一直十分优异,给老师们留下了深刻的印象。1985年,徐涛进入宜昌市一中学习。让高中物理老师田洛滨印象深刻的是,“徐涛的学习非常认真、专注,他提的问题总是‘与众不同’,从来不会直接问这道题该怎么做。”面对自己学生的问题,这位当时有着40年教龄的物理老师还颇要费一番脑筋,认真思考一番。

徐涛最潮的是能带学生打真人CS,一帮小伙子都说“徐老师玩得还不错”。

在高中语文老师蒙万恬的记忆里,学生时代的徐涛瘦瘦的,话不太多,看起来文文静静的,眼里透着一股聪慧劲儿。

徐涛和学生在一起。

本周,中国科学院、中国工程院相继公布了2017年院士增选名单。其中,中国科学院大学副校长徐涛教授作为中国科学院“最年轻新院士”而备受关注。今天,我们就来了解一下这位新晋院士的科研经历吧。

涛班的“班会”有一半数量是在饭店里开的,30个学生围坐3桌,饭前聊各种问题。吴亮其说,“徐涛特别潮,很能跟得上年轻人爱聊的话题。”班里有个又帅又有才华的小男生叫“房子祺”,徐涛也和学生一起喊他“房神”。

1988年9月,徐涛以优异的成绩被保送华中科技大学自动控制工程专业。不久,他还是被生命科学的奥秘和挑战性所吸引,立志进行钻研。从1988年到1997年,徐涛在华中科技大学先后学习了自动控制工程专业和生物医学工程专业,获得学士和博士学位。

在很多同行眼里,徐涛的勤奋是出了名的,因为世界上没有一种“轻松的科学”。

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科学研究的方向比速度更重要

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1994年,诺贝尔生理与医学奖得主内尔博士访问华中理工大学,24岁的徐涛作为生物医学工程专业的博士生,给内尔演示了一个实验。这个实验指出当时从国外进口最先进的膜片钳设备中有一个软件,存在设计不合理的地方。“这个软件是用来对实验样品检测、分析的。但是有一个背景干扰没有去除掉,将影响数据的准确性。”徐涛说。

1谈治学之道:持之以恒 做自己喜欢的事

大三时,徐涛一下课就往实验室跑,他做的毕业课题还拿到了全国大学生“挑战杯”大赛二等奖。大四时,他一边做实验,一边去上研究生课程,上完后考试成绩很不错,老师们就允许他明年入学后免修。这样,徐涛相当于大四提前修了研究生的课。研究生时,他用了更多时间去外面做课题,研二到北京时,他还顺道修了北京医科大学的免疫学等医学课程。中国科学院大学也给了本科生“提前上研究生课程,并算学分”的权利,所以徐涛常鼓励学生:“多学点,哪怕以后兴趣转换了,打下了好基础,也会给你更多选择的自由。”

“他的自主能力非常强,学起来很轻松,是班上的学习委员,”高三班主任徐启富回忆,从高中时代就感觉他是做学问的人,稳重,会安排自己的时间,课余喜欢打球,和同学们之间的关系非常好。

他说:“我们要培养的是有情怀的科学家,而不是精致的利己主义者。教育如果无法使学生感受到幸福,就没有存在的必要。”

关于徐涛

徐涛鼓励学生积累扎实的数理功底,掌握好计算机工具,鼓励学生多进实验室,因为在科学上最好的助手是自己的头脑,而不是别的东西。

湖北宜昌人,生物学家、博士、教授、博士生导师。长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者。现任中国科学院大学副校长,生物大分子国家重点实验室主任,中德马普合作小组主任。

徐涛以前的学生,现在的同事薛艳红说,“徐老师的科研思路很准,他给学生的指导挺细致的。比如,我们某些实验连续几次结果都不太好,觉得没什么发现。但徐老师对比着看了几次的实验结果后,就会有重要的新发现。我跟着徐老师十几年了,特别佩服他。”

作为生物学家,徐涛在细胞和分子研究领域取得了国际知名的突出成就,在《细胞》等国际着名学术刊物上发表了多篇高质量学术论文,是国家973项目最年轻的首席科学家之一,主持多项国家重点项目研究,为我国生物技术赶超国际先进水平作出了突出贡献。2005年和2009年参选中国科学院院士,是中国最年轻的院士候选人。

徐涛发现了这个问题。而且,由于本科专业是自动控制工程,他对于程序编写也很擅长。所以,他就直接把这个有问题的软件给修改了。徐涛的能力给内尔留下了深刻的印象,1995年底,他邀请徐涛到德国马克斯·普朗克生物物理化学研究所的实验室接受联合培养一年。

4海外赤子归国,持之以恒做到最好

2009年9月10日,中科院成立北京生命科学研究院生命科学仪器与技术创新中心,徐涛任中心主任。近20年来,徐涛一直致力于膜转运前沿科学问题研究,在囊泡转运领域做出了让外国同行敬佩的系统性贡献。

3钟情生命科学研究,诺贝尔奖导师伸出橄榄枝

世界上没有一种“轻松的科学”

刚到生物物理所时,徐涛所面对的窘境是只有一个从武汉带来的学生和几间空荡荡的实验室,人员和仪器设备的缺乏是他开展科研工作的主要障碍。正在这个艰难的起步时期,徐涛有幸得到了中科院“百人计划”的支持,200万元的启动经费就是雪中送炭,解燃眉之急。

2014年,徐涛开始担任中国科学院大学首届本科生1408班的班主任,班校取名“涛班”。他对本科生特别上心。

“我希望我的科研成果不仅仅以论文的形式发表,也希望能为解决人口健康的实际问题奠定基础。”徐涛说,“把我的科研工作跟国家需求能够结合起来,回国以后,很多时间我都在思考这个问题。

他的履历表也被很多人称作“亮瞎眼”。30岁,他获得“国家杰出青年基金”资助。33岁,他入选中科院“百人计划”。34岁,他担任科技部973项目“生物膜和膜蛋白的结构与功能研究”的首席科学家,总经费达2500万,将如此重大的科研任务交给一个年仅34岁的科学家,在科技部也不多见。2007年至今,一直担任中科院生物物理研究所所长。

“做自己喜欢的事,找准方向,持之以恒才能做到最好”。回国后,徐涛主要在细胞和分子水平上对神经和内分泌系统信号转导和分泌机制进行研究 。

(原载于《中国青年报》 2017-07-05 11版)

身在海外,心系祖国。1999年10月11日,一封来自华中科技大学的纳贤信让徐涛心潮澎湃,他毅然决定回国发展,为国家效力。

一次,一个学生在微信上向徐涛咨询瑞士洛桑联邦理工学院及其他欧洲学校的情况,没想到徐涛第二天就给她回了电话。她说,“徐老师特意为我咨询了在欧洲工作过的朋友,据他了解到的情况,他鼓励我申请这个学校,还要为我写推荐信。”

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在马普所跟国外学生相处时,徐涛发现国外生物学专业的学生,知识面很宽广,数理化、计算机等各方面的训练都很扎实,尤其是程序写得很溜。相对而言,国内学生物的学生,在数学、物理、编程方面的训练还是有一些差距的。

在“百人计划”的支持下,徐涛迅速招兵买马,着手进行实验室的初期建设。首先购买了大量实验所需仪器,其次对实验室进行改装,搭建用于研究囊泡分泌的实验平台。徐涛说:“‘百人计划’的经费使用相当灵活,不需要像现在一样进行精准预算,对于一个刚独立建设实验室,又不懂财务的我是非常有用的。”在硬件条件建设的同时,徐涛也开始招聘工作人员和学生,逐渐凝聚了一支开拓创新、勤奋敬业的研究团队。这两项工作的顺利完成有效地支撑并保障了科研工作得以启动和展开。

徐涛一直主张要多给本科生机会,让他们来实验室体验,收到同学的邮件,他总是即刻回复——随时可以来实验室。

“对我而言,‘百人计划’并不仅仅是200万元的科研经费支持,它帮我渡过了实验室初期建设这个最为困难的难关,为我的科研道路发展奠定了坚实的基础,助推了我的‘科学梦’。”

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2从小“与众不同” ,提问让老师颇费脑筋

涉及到教学的事情,徐涛也总是要第一时间解决。有一次,学生在群里抱怨实验课被延迟了,徐涛立马打电话给吕平平,问“仪器到哪了?什么时候能正常开课啊?”他给本科生开设的生命科学导论和普通生物学实验两门课,虽然都有教师助教,但仍亲自为学生答疑解惑、查阅学生作业。

1994年,徐涛指出进口膜片钳仪器系统中的一个不合理设计,获得正在华科大访问的诺贝尔生理与医学奖得主ErwinNeher教授的青睐。1995年世界着名的德国马克思—普朗克生物物理化学研究所向徐涛抛来橄榄枝,邀请他赴德进行研究,导师就是内尔。在内尔的指导下,徐涛完成了博士论文课题。之后,他获得马克思—普朗克协会奖学金,继续进行博士后研究,研究方向为细胞生物物理。

在马普所,徐涛的习惯是当天的数据当天分析。他自己写了个数据分析程序,白天采集数据,晚上下班后程序会自动读取并分析数据,打出分析报表。第二天早上来了,他就边喝咖啡,边看昨天的数据分析结果。国外的学生相对比较悠闲,周末一般不来,而徐涛总是周末到实验室加班。徐涛认为自己所取得的成绩主要来自于勤奋。

2013年,詹姆斯·罗斯曼(James Rothman)因发现SNARE蛋白而获诺贝尔奖,而徐涛对SNARE复合物的研究早于1996年在马普所求学期间。当时,大家普遍接受的理论是囊泡分泌需要解聚SNARE复合物来提供能量。随后,徐涛的工作提出了相反的观点——囊泡分泌需要形成稳定的SNARE复合物,这个模型在质疑声不断得到更多的支持,现已被广泛接受。

在获得诺贝尔奖的成果中,纯粹的科学发现所产生的成果仅占1/3,因仪器、手段及工具创新而取得的成果约占1/3,此外,由方法、思路创新取得的成果也约占1/3。就像内尔教授因膜片钳技术获得诺奖,他让整个细胞膜离子通道研究领域前进了一大步,全世界很多实验室都在用他的技术。又如2014年超分辨光学成像技术,推动了整个生命科学领域的发展。徐涛认为生物学研究要想整个领域往前走一大步,就需要有新技术新方法的突破。

除去这些已经获得诺奖的研究,徐涛手头正在开展一项国际竞争激烈,且有可能是下一个技术风口的研究——冷冻超分辨荧光-电镜的关联成像技术。

2014年,超分辨显微成像技术获得诺贝尔奖。此前通过多年研究,徐涛就已经开展了超分辨显微技术的研制,还发展了一系列具有高亮度和稳定性的光转化荧光蛋白探针,这些探针是提高分辨率的核心。新探针在众多领域表现出了良好的应用前景,已在超过200家国内外实验室得到广泛使用。

中科院生物物理研究所科教融合办公室的吕平平老师说:“徐所很忙,为工作上的事儿请他签字都要提前预约,甚至有时候,向他汇报工作都要排队。但,他对学生是最慷慨的。只要有学生在班级微信群里提问,徐所再忙都会回复,哪怕是非常小的问题,哪怕是晚上12点,他看到了也会回复。遇到需要查阅资料,不能立刻给出答案的问题,他会马上转达给其他老师,保证最快告诉学生答案。”

44岁,他担任中国科学院大学本科生科学家班主任,对本科学生比对自己的硕博研究生还要偏爱。开放实验室让学生多来体验,自费请学生吃饭,带他们打真人CS,他用各种方式,让学生爱上科研。

徐涛把这套复杂的系统完全组装起来了,还发现了内尔教授原来的设计有错误。“刚开始我指给他看,内尔还不是很相信。后来我又给他说,他想了几天,说我是对的。”这样的纠错让内尔更加认定了徐涛的科研潜力,也把更多好的科研项目送到了徐涛手里。1998年和1999年两年间,徐涛在内尔的指导下在《Nature Neuroscience》《Cell》《EMBO》杂志上共发表三篇论文,其中两篇是第一作者。

徐涛很早就表现出了“科学刺儿头”的特质:24岁,他指出进口膜片钳仪器系统中的一个“bug”,获得诺贝尔生理学或医学奖得主E·内尔教授的青睐。内尔教授后来指名邀请徐涛到其实验室进行联合培养,1年后,他在内尔教授实验室又质疑了内尔本人的一个系统设计错误。

徐涛去内尔实验室时,内尔已经不亲自做实验了,他把自己的实验台给了徐涛,要徐涛把实验台拆了,重新搭一套具备先进光路系统的膜片钳设备。

中科院生物物理研究所和华中科技大学合办的“贝时璋菁英班”的本科生和中国科学院大学的本科生,也老爱往徐涛课题组的实验室跑。除了出差和上课,其余时间他几乎都在实验室,他说:“科学研究得动手呀,到实验室才有发挥的场地嘛!”

徐涛组装内尔教授的那套系统时,涉及很多计算和光学系统的知识,如果他数理基础不好,就很难理解光路设计等。系统组装完后,徐涛和一个数学专业的伊朗学生搭档做“细胞内钙缓冲系统的动力学特性研究”的课题,要做非常复杂的计算分析。徐涛表示,“亏得在大学里面认真学了微积分,不然很难看懂伊朗同学的数学公式。”

有人说,徐涛如果不在本科学习中打好数理基础,他根本不敢质疑内尔。

算法对提高超分辨成像的速度及分辨率至关重要。徐涛发展了基于人工神经网络的新算法,受到因超分辨成像而获诺贝尔奖的莫尔纳尔教授的好评,认为新算法在不损失定位精度的前提下把计算速度提高了5个数量级,并可提供分子三维取向的信息。

“涛班”的青年班主任——吴亮其说,“徐涛应该是本科生学业导师中请学生吃饭最多的老师之一,都是他自费的。”

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