秦禮萍

王一葦

秦禮萍中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師

在地學(xué)領(lǐng)域，秦禮萍是少數(shù)做到頂尖的女性科學(xué)家。她曾獲得2014年歐洲地球化學(xué)學(xué)會(huì)豪特曼斯獎(jiǎng)（Houtermans Award），成為獲得該獎(jiǎng)的第一位中國科學(xué)家。去年又獲得國內(nèi)支持青年科學(xué)家的科學(xué)探索獎(jiǎng)。

無論是讀博時(shí)研究太陽系演化的秘密，還是獨(dú)立后探索“生命從哪里來的”，秦禮萍的科研歷程可以概括為兩點(diǎn)：專注于感興趣的問題;研究要有方向和目標(biāo)，任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)、一個(gè)指標(biāo)都有其目的。

2005年的一個(gè)夜晚，27歲的秦禮萍獨(dú)自待在芝加哥大學(xué)地球物理系的實(shí)驗(yàn)室。四周靜悄悄，只有質(zhì)譜儀偶爾發(fā)出的蜂鳴聲。她已經(jīng)熬了幾個(gè)大夜。這幾天的夜晚，每隔兩個(gè)小時(shí)，她都要起身監(jiān)測一次質(zhì)譜儀，測量樣品。機(jī)器一開動(dòng)，進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)就不能停，要趁著狀態(tài)好，把所有樣品都做完。

秦禮萍快速掃過一行行機(jī)器得出的數(shù)據(jù)，臉上再次浮起疑惑。幾個(gè)月了，樣品的同位素比值仍然達(dá)不到穩(wěn)定值，她搞不明白哪里出了問題。

實(shí)驗(yàn)要順利完成，她首先得確保取得的樣品中同位素比值精度控制在0.01‰之內(nèi)。然而，這個(gè)年代的質(zhì)譜儀測量并不那么精確，數(shù)據(jù)經(jīng)常“飄”。影響同位素比值測試結(jié)果的因素多種多樣，秦禮萍排除了一個(gè)又一個(gè)因素，卻還是找不到答案。

她去問博士生導(dǎo)師。但導(dǎo)師什么都沒說，扔下一句 “I don’t know more than you（我知道的不比你多）”，讓她回去繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)。

秦禮萍感到前所未有的焦慮。這是她來美讀博的第四年，可距離研究出成果好像還隔著十萬八千里。

她面前，曾經(jīng)有過一條更好走的路。她有5年時(shí)間跟著另外一位導(dǎo)師研究地球上的巖石，探索如何通過夏威夷火山熔巖的鐵錳元素比值解析地球地幔的構(gòu)造，論文完成的很順利。第三年，導(dǎo)師要去另一所學(xué)校，走的時(shí)候建議她，憑著現(xiàn)有成果，已經(jīng)可以畢業(yè)。4年就畢業(yè)，這對于博士而言幾乎是夢寐以求的。但是，思慮再三，她決定拒絕這個(gè)誘人的提議，加入系里另一位教授 Nicholas Douphas 的團(tuán)隊(duì)，從頭開始。

在新導(dǎo)師給的5個(gè)博士論文課題里，秦禮萍一眼挑中了鐵隕石中的鎢同位素研究。

“做科研，你肯定要去做最前沿的。”2005年，地球上只有不多的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室有條件做隕石中鎢同位素的研究，芝加哥大學(xué)是其中一個(gè)。作為宇宙化學(xué)研究的熱地，學(xué)校配備的超潔凈實(shí)驗(yàn)室是實(shí)驗(yàn)的必備條件，而常常舉辦的seminar更是給了秦禮萍了解前沿進(jìn)展的好機(jī)會(huì)。

當(dāng)然，這絕不是個(gè)十拿九穩(wěn)的項(xiàng)目，一不小心，也許連畢業(yè)都會(huì)成問題。她取隕石樣品研成粉末，配制溶液，經(jīng)裝滿樹脂的離子交換柱過濾，提純所需的元素，測量、比較其同位素組成的差異，以計(jì)算隕石的年齡。一天天，反反復(fù)復(fù)。

“我的經(jīng)驗(yàn)就是沒有什么問題是解決不了的。”記不得分析過多少份樣品后，魔法消失了。“我發(fā)現(xiàn)規(guī)律了，跟別的因素都沒關(guān)系，就跟標(biāo)樣和樣品的濃度匹配有關(guān)系。”秦禮萍的研究提出了一種準(zhǔn)確測量鐵隕石中鎢同位素含量的方法，并由此推斷，組成這些鐵隕石的原材料，即太陽系中的初代小行星，其誕生時(shí)間約為太陽系誕生后幾百萬年之內(nèi)，比此前科學(xué)家們推測的要早很多。

此前，人們認(rèn)為曾經(jīng)熔融而核幔分離的小行星，誕生時(shí)間比未熔融過的小行星晚。而秦禮萍的研究證明，這些小行星實(shí)際上形成得更早，而正是由于其處于太陽系形成早期，滅絕核素豐度高，衰變的時(shí)候產(chǎn)生了大量熱量，才有了熔融的過程。

論文分別于2007年和2008年發(fā)表在分析化學(xué)的頂刊 “Analytical Chemistry ”和固體地球科學(xué)的頂刊“Earth and Planetary Science Letters”上，引起業(yè)內(nèi)轟動(dòng)。2014年《自然》雜志對秦禮萍的專訪，將這項(xiàng)研究稱為她科研生涯的 “轉(zhuǎn)折點(diǎn)”。

2008年，秦禮萍從眾多申請者中脫穎而出，進(jìn)入天體化學(xué)領(lǐng)域頂尖的卡耐基研究院做博士后。

其間，她確立了學(xué)界關(guān)于錳鉻同位素定年體系的研究標(biāo)準(zhǔn)。“鉻的性質(zhì)，我現(xiàn)在基本上摸透了。”

在她看來，做研究，需要以目標(biāo)為導(dǎo)向，而非為了發(fā)展技術(shù)而研究技術(shù)。“還是要先有科學(xué)問題，才去找適合的工具。” 她說。

也因此，在勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室（Lawrence Berkeley National Laboratory）讀第二個(gè)博士后、選擇研究方向時(shí)，她不顧博士生導(dǎo)師 “你這相當(dāng)于是自殺”的反對，選擇了研究表生過程，即發(fā)生在地球表面的地質(zhì)過程。

在不同演化階段， 地球表生地質(zhì)作用表現(xiàn)出不同的特征和狀況， 能顯示地球大氣圈、水圈化學(xué)變化對其的控制作用。因此，研究這個(gè)過程有助于了解地球大氣圈、水圈的形成，并以此探索地球乃至太陽系早期的演化歷史。

盡管這與秦禮萍曾經(jīng)研究的地球深部地質(zhì)過程迥異，相當(dāng)于從頭開始，但她認(rèn)為再難也值得做。

在地學(xué)領(lǐng)域這個(gè)男女性別比例極不均衡的學(xué)科，秦禮萍是少數(shù)做到頂尖的女性。

去年，秦禮萍申請到了“嫦娥五號”的月壤樣品，通過金屬同位素研究其演化過程;而最近，她和合作者一起把一個(gè)微型的行星形成模型送上了中國的空間站，計(jì)劃在空間站的微引力環(huán)境下探索初代行星形成的過程。這將是空間站中第一次進(jìn)行這樣的實(shí)驗(yàn)。

“一些可以發(fā)很多文章但她覺得意義不夠大的課題，她不會(huì)給我們做，除非是某個(gè)學(xué)生著急畢業(yè)。” 秦禮萍的博士生、研究環(huán)境地球化學(xué)的方子遙說。

他說，導(dǎo)師要求他們，一是要專注于感興趣的研究內(nèi)容;二是要有目的性，要明白做任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)、測任何一個(gè)指標(biāo)的目的是什么，是否能真正“照看到自己的研究方向”。

這些不同的研究匯聚在一起，指向她眼下最感興趣的一個(gè)宏大的科學(xué)目標(biāo)：生命從哪里來？

研究太陽系和地球的起源，最終是為了探索生命的來源。秦禮萍希望，通過對隕石和地層的同位素研究，找到一些更早的生命存在的跡象。

◎ 來源|科技學(xué)術(shù)派