2018年诺奖得主弗朗西斯·阿诺德：科学发现要敢挑无人区

“Do something really hard（勇挑困难之事）。”站在北京大学英杰交流中心阳光大厅的讲台上，一头金色短发的弗朗西斯·阿诺德（Frances H. Arnold）精神奕奕。

2018年，她因使“酶的定向进化”荣获诺贝尔化学奖，是诺贝尔奖历史上第五位获得化学奖的女科学家，也是首位获得诺贝尔化学奖的美国女科学家。

不久前，她开启了中国之行，第一站到天津大学，受聘成为名誉教授，10月21日，她来到北大，分享“为生命世界带来新的化学”的演讲。

科学家的“硬核人生”

什么是“硬核人生”？弗朗西斯·阿诺德的人生便算其中之一。

“我的大学一直告诉我，要勇挑困难之事。”阿诺德在演讲中提到。

“科学发现的核心就在于挑战‘无人区’，探索前人未尝试过的领域。如果你只是重复别人已经做过的事，那我们应该如何去应对那些没有人研究过的领域呢？”阿诺德在回答澎湃新闻（www.thepaper.cn）“什么是好的教育”时表示，“人们要敢于冒险，愿意去接受最坏的结果。”

1956年7月，阿诺德出生于匹兹堡的郊区埃奇伍德，1979年在父亲的鼓励下，她选择工程专业并获得普林斯顿大学机械与航天工程学士学位，是班上唯一的女生，之后在加州大学伯克利分校攻读化工博士学位。

她在“定向进化”领域做了奠基性的工作。20年前，年仅43岁的阿诺德获得美国工程院院士的称号。她也是美国最早获得美国国家科学院、美国国家工程院、美国国家医学院“三院院士”称号的女性科学家

她拥有40多项专利。2011年，阿诺德成为首个获得美国国家工程院颁发的“查尔斯·斯塔克·德雷珀奖”（Draper Prize）的女性科学家。2013年，她获得国家技术与创新奖，奥巴马在白宫亲自为她颁奖。2014年，她入选国家发明家名人堂。2016年，阿诺德成为第一位获得芬兰科技学院颁发的“千禧技术奖”（Millennium Technology Prize）的女性。2018年，她获得诺贝尔化学奖。

但成长的道路上，阿诺德并非听话乖巧的“好学生”，甚至有点反叛。高中时，她曾在华盛顿特区反越战，并靠做女招待和出租车司机养活自己。20多岁时，她到南美从事太阳能项目，每天开销仅一美元，晚上还要忍受跳蚤。

阿诺德认为是以往的种种才能成就今天的自己。“成功并没有单一的秘诀。我经常转变我的研究领域，事实上，直到30多岁，我才开始研究蛋白质工程。但我有很多样的经历，我认为这帮助了我，赋予了我灵活性，并锻炼了我将多种事物结合起来的能力。”

酶：以一种新的方式去研究化学

演讲现场，她还讲述了自己为什么会对“酶”产生浓厚的兴趣。

“我们都很关心，如何在不破坏我们所珍视的美丽环境的前提下，以一种新的方式去研究化学，于是，我在加州大学伯克利分校研究化学，成为了一名化学工程师。”阿诺德说道。

她表示，在研究过程中，她迷上了这个星球上最佳的物质——酶。

“我决定研究蛋白质，它是一种能够创造新的酶，为人类共同利益服务，能够让化学更加强大的物质。”阿诺德坦言，兴趣是第一步，但“那时的我很年幼天真，根本没有意识到这有多么困难”，“因为这要求我们去重新书写生命的密码，并在短时间内创造出有用的事物，而当时我们只有很有限的工具”。

但随着科技发展，她欣喜地看到，现在已经大不相同，人们几乎可以低成本地解读任何想了解的DNA，也可以书写所有的DNA。

“但是，我们还未知的，是如何去合成DNA，如何去合成那些我们已有的东西，而这正是我想要做的事。我想要去合成新的酶，从生物学意义上来说，我想要研究生物合成的生物。生命密码就像贝多芬的交响曲一样，复杂，美丽，而我们想要去探索如何去执笔书写这一乐章。”

当你完全不了解这些现存的事物时，我们要如何去合成它们呢？

阿诺德解释，探索这个生物世界，你会发现，生物体合成的过程是很清晰的，这个过程就叫“进化”。进化就像是一个机器，通过变异、自然选择的过程，赋予了生物世界迷人的多样性，这一过程没有人为控制的参与，这是进化的产物。我们应该进一步地探索进化的过程，因为我们需要在更短的时间内创造出更有效的物质，这样，这一过程才能真正发挥作用。

她表示，在自然世界中，进化的过程与结果是有限的。但是在工程世界中，我们可以以一种全新方式，创造任何你想要的DNA。好消息是现在掌握了这种力量，这是几百年前所不曾拥有的，坏消息则是我们并不知道该如何去培育。

阿诺德鼓励人们想象这其中所存在的可能性。

“生物学家们只探索了所有可能性中很小的一部分，即跟现有生命初始状态相关的一部分，当你们从这种限制中解放出来，你们可以去考虑那些能为人类所用的蛋白质，可以用于治愈癌症、解决能源危机、防止死亡等。这正是我所探索的空间。”她表示，“这一空间非常广阔，可以容纳所有人。但我们需要摆脱现有的限制。”