孙学军
如何把科研和生活结合起来? 精选
2025-4-3 09:53
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最理想的工作是爱好,如果科学家能把科研带入生活,将是一种理想的状态。

从实验室到餐桌:科学如何为你的爱好增色

研究人员讲述他们如何将在实验室中磨炼的技能运用到自己的创造性追求中。

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机械工程师罗莎莉·菲利普斯的爱好促使她创办了一家新企业,专门制作霓虹灯雕塑。图片来源:罗莎莉·菲利普斯,宇宙霓虹灯招牌有限责任公司

当尚特尔·斯威奇科打开Zoom视频通话时,很难分辨她是在实验室还是在家中登录的。她身处自家厨房,但却有着科学家工作时的明显痕迹。在她左边的柜台上,一摞厚厚的教科书上放着一台显微镜。一块巨大的白板占据了背景,上面记录着十多个发酵项目以及它们的进展状态和可能的下一步计划。

我这边还有一整套小装置,用来制作一些酱料和醋。她边说边对着镜头外比划着。她在家中进行的实验涵盖了各种发酵食品。她会烤面包、酿造康普茶,还会制作泡菜。她还尝试过用一种玉米片制作味噌,以及用发酵水果制作自己的蜜桃软糖。

和许多人一样,斯威奇科对家庭发酵实验的热情始于新冠疫情封锁期间。当时,她正在加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)攻读博士学位,研究老鼠代谢疾病的遗传学。

我已经习惯了每天起床后去实验室做实验。当世界停摆时,我感觉不知道该做些什么了。斯威奇科说,她在社交网站领英(LinkedIn)的个人简介中称自己为发酵食品科学家。最后,我把所有做实验的那份热情都投入到了我丈夫给我的酸面团发酵剂中。她说。

她对酵母中的基因变异非常着迷,以至于她在加州大学洛杉矶分校的博士后研究(于去年12月结束)专注于发酵环境中酵母与细菌相互作用的基因结构。她会在实验室进行研究,同时也会利用自己的专业知识(有时还会用到实验室的酵母)在家中进行自己的实验,这成为了她在封锁结束后仍持续的一项爱好。

我现在最喜欢的项目之一是我自己的酸面团发酵剂,我把它叫做科学怪人发酵剂她说。我把收集到的几种不同的酸面团带进了我的博士后实验室,有些来自面包店,有些来自工业环境。还剩下一些,最后我就把它们都混合在一起了。(斯威奇科指出,她通常不会食用从实验室做出来的实验品。)

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尚特尔·斯威奇科尝试过用一种名为Takis的玉米片制作味噌。图片来源:尚特尔·斯威奇科

把工作带回家并不总是意味着制作美味的食物,而且也并非所有科学学科都能这样做。病毒学家不能把他们的标本放在公文包里带回家,化学家也不能在家中随意摆弄危险化学品。但对于某些领域的科学家来说,科学知识确实有办法影响并提升他们的爱好。

延伸到厨房

在实验室里,研究人员遵循科学方法:对世界提出疑问,做出假设,然后相应地进行测试。斯威奇科在厨房中也运用了类似的框架。

关键在于知道问题是什么。她解释道。有时候问题是我能不能用这瓶剩下的葡萄酒来制作醋?如果可以,它会是什么味道呢?’”

伊冯娜·亨斯肯斯是荷兰马斯特里赫特大学医学中心的一名生物化学家,专门研究血液凝固。她也发现自己在实验室的工作和在家中的烹饪项目之间存在重叠之处。她在家中制作酸面团、奶酪和酸奶的 实验遵循着项目管理流程。她在实验室的工作重点是开发血液检测方法。但她说,项目管理流程是一样的。所以我会说,在这一天我必须做这件事。在那一天,我必须做那件事。然后我有一个检查表。

这些实验室和家中的检查表可能很相似,因为这两个过程都涉及探索、记录和测试。在第一步,她会集思广益,想出新的试剂(如果是烹饪的话,就是新的食材),然后进行文献研究。在实验室里,这意味着研究检测方法或试剂的历史;在厨房里,这意味着阅读食谱。然后她会测试各种变量,比如时间或温度。最后,就是展示成果的时候了,要么是在诊所里,要么是在餐桌上。

斯威奇科描述了类似的过程。我给东西做标记的方式和在实验室给培养物做标记的方式一样。她解释道。我甚至给自己买了一整套实验室胶带和笔,因为我真的很喜欢这个过程。她说。我会详细记录笔记,因为对我来说,这关乎实验的可重复性。

但灵活性也很关键。根据亨斯肯斯的说法,实验方案很重要,但在某些情况下,可以对其进行修改。我希望人们明白自己在做什么,遵循实验方案,但如果有需要,也可以做出改变。她说。她补充道,在某些情况下,比如遇到奇怪的结果时,实验室技术员可能会决定多做一个对照实验,校准仪器,或者使用更多的试剂。

食谱也是一样的。她说。你真的得尝一尝,然后要有能力做出调整。就拿柠檬汁或红辣椒来说,每次的味道都不会完全一样。了解食材及其差异,以及它们在不同烹饪技巧中的特性,才能让你在烹饪时不局限于食谱。

科学的另一个出口

雅各布·布雷伊查也将自己的烹饪技能归功于科学。2021年,他从化学专业的学士学位过渡到化学工程专业的硕士学位,这意味着他在实验室里的时间减少了。但他把对动手实验的热情投入到了烹饪中,找到了一个可以发挥耐心和精准等技能的出口,这些技能是他在印第安纳州西拉斐特的普渡大学读本科时磨炼出来的。

很多化学反应都需要很长时间,所以如果你搞砸了什么,你可能就完不成实验工作了。布雷伊查说,他现在是普渡大学研究基金会的一名授权专员,这是一家非营利机构,致力于推动创业并帮助研究人员获得专利。有时候这些烘焙项目要花好几个小时,所以一定要严格要求自己把测量做好,这很重要。科学方法的其他方面也不知不觉地融入了他的烹饪中—— 控制变量,总结哪里出了问题,以便改进下一顿饭。

科学背景不仅能提升在家中的爱好,花园也是一个可以发挥专业知识的地方。得克萨斯州敖德萨市工程与测量公司韦斯特伍德专业服务公司的保护生物学家肖恩·麦科舒姆一直将保护科学的方法应用于园艺中。

保护就是试图重新平衡自然,在某种程度上让事物保持自然的杂乱状态,以支持野生动物,帮助这些自然系统得以延续,并清理我们造成的混乱,无论是由入侵物种、污染还是整体栖息地破坏造成的。他解释道。

在他的花园里,他试图找到让本土物种(比如蟾蜍)茁壮成长的方法。和布雷伊查一样,他也运用科学方法。我在不同的地方设置了不同梯度的沙质土壤,但它们的日照情况都相同,植被覆盖也都一样。他解释道。我试图尽可能多地控制变量,看看哪些土壤能支持哪些物种生长。

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肖恩·麦科舒姆在释放帝王蝶之前会收集并称重,这是他在家中采用科学方法进行园艺的一部分。图片来源:肖恩·麦科舒姆

科学知识和技能也能提升其他在家之外进行的爱好。罗莎莉·菲利普斯是威斯康星州密尔沃基市医疗设备公司Agiliti的一名机械工程师,她大部分时间都在制作医疗工具的原型,这份工作既需要使用电脑,也需要进行实体工程操作。但在过去几年里,她一直在参与工作之外的动手项目,探索玻璃霓虹灯的世界。这本应是一个发挥创造力的出口,但她正在运用自己在整个教育和职业生涯中学到的知识。

我从日常工作中收获最大的一点是对空间的实际理解能力。她解释道。用来固定霓虹灯的复杂玻璃管通常需要精心且谨慎地塑形。你很少能按精确的顺序弯曲它们。菲利普斯说。你必须提前规划好五个步骤,以确保不会出现相互冲突的情况。

同样,她说,工程师们学会了在项目中一丝不苟,因为如果搞砸了什么,他们就得花几个小时才能回到可以重新尝试的阶段。确保你测量好所有东西,把一切都准备好,这样当你动手做的时候,就能为成功做好准备,这种意识绝对是从机械工程中学到的。她说。

经验教训

对一些人来说,把工作带回家的想法可能感觉像是一种负担,尤其是因为实验室和家里发生的事情之间的界限常常很模糊。这真的既是我的爱好,也是我的工作。亨斯肯斯谈到她对化学的追求时说。

斯威奇科也承认这种矛盾。她试图设定界限,在下班时间就不去想太多。但我也接受我已经全身心投入到对这些事物的追求和理解中了。而且我很开心。

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斯威奇科在疫情期间开始尝试制作酸面团。图片来源:尚特尔·斯威奇科

在学术界,发表研究成果或获奖的压力很大,能有一个进行科学探索的出口是很不错的,这里的风险较低,但仍然能发人深省。我觉得存在这样一种观念,认为如果科学很有趣,那它就不是真正的科学澳大利亚墨尔本大学的微生物学家凯特·豪厄尔说,她研究的是食品系统中的微生物生态学。但在家中的追求也可以非常富有成效且令人满足。

我的工作在很大程度上融入了我的生活,而且我得说,我很喜欢这样。澳大利亚珀斯科廷大学的菲利普·齐尔斯特拉说,他在火灾行为和森林生态学方面的专业知识为他的园艺项目提供了帮助。园艺让人上瘾,我家后面的森林也是。他说。在那里工作真的非常令人满足。

家庭项目还可以弥合科学与广大公众之间的差距。齐尔斯特拉说,邻居们经常向他询问有关园艺的事情,这为他提供了一个机会,向他们普及有关重新造林的知识。斯威奇科在社交媒体上发布她的作品,并在在线论坛Reddit上管理发酵社区,以此让发酵背后的科学知识更容易被大众理解。豪厄尔则教她的孩子们如何制作面包,并借此机会 潜移默化地讲解微生物学知识。

家里有年轻人提供了很好的机会来练习你的科学传播技能。她说。向一个10岁和11岁的孩子解释相当复杂的概念,对我作为一名科学家的实践来说是非常有益的。

就斯威奇科而言,这个爱好甚至影响了她的职业轨迹。今年1月,她加入了位于加利福尼亚州伯克利的研究孵化器阿斯特拉研究所,担任分析开发科学家,筛选发酵食品中的生物活性化合物—— 这个职位结合了她的研究经验和对发酵的兴趣。如果没有我对将科学和我的爱好相结合的浓厚热情,我就不会建立起专业人脉,不会了解市场和客户需求,也不会从根本上真正认同我的工作。她说。

我不希望我的科学只存在于象牙塔中,只存在于纯粹的学术空间里,在那里可能只有少数其他研究人员能够真正受益并理解这些深奥的科学概念,我也希望它能与大众产生共鸣。她补充道。面包属于每一个人。

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