“創新英雄”的未來之戰

　　英特爾基金會執行總監溫蒂·霍金斯才毫不遲疑地說，“英特爾之所以支持ISEF，是因為這項大獎賽鼓勵數百萬學生利用他們的技能進行創新，并針對全球挑戰開發出有前景的解決方案。”

　　EE073展臺被團團包圍，奧斯汀·拉塞爾不得不高聲回答圍觀者不斷拋來的問題。他正在講解自己的研究項目：遠距離無線傳輸能量——通過聚合紅外線束傳輸能量，能量傳輸1萬公里只損耗3%。美國國家航空航天署（NASA）已經決定為他的項目在太空安裝太陽能電池板，實現太陽能向地面接收站傳輸能量的開創性實驗。

　　泰勒·威爾遜今年已經是第二次參展了。去年他的項目是基于核設施檢查的極低劑量和超靈敏度的偵測技術，這個項目獲得了當年5萬美元的英特爾青年科學家獎。在PH055展臺上，這位年輕科學家今年帶來的項目是一種新型醫用放射性同位素生產流程。實際上，公開的秘密是，他以一己之力用廉價材料制造了一座小型核反應堆。這項可怕的發明甚至引起了美國軍方的注意。

　　這只是全球最大的高中生科學競賽——第63屆英特爾國際科學與工程大獎賽（IntelISEF）1549名參賽選手中，兩位分別來自美國加州圣胡安市和內華達州雷諾市17歲高中生的故事。

　　5月14～18日在美國賓夕法尼亞州匹茲堡舉行的總決賽中，來自全球包括中國在內約70個國家和地區的高中生們，展示了各自在17個科學學科領域不亞于拉塞爾和威爾遜的“高點子”（“Big idea”），角逐超過300萬美元的獎學金、學費和實習機會，全場的“王冠”是7.5萬美元的戈登·摩爾獎。

　　63年來，ISEF產生的不僅僅是類似“遠距離無線能量傳輸”、“家庭核反應堆”這樣令人炫目的創新型科研項目，正如多次以評委身份參加ISEF的中國醫學科學院倫理學研究中心執行主任翟曉梅對《瞭望》新聞周刊所言，更重要的是，這1500多名全球高中生科技精英毫無疑問將走上世界科技創新最前沿并成為未來的主力軍，“他們目前關注的非常可能決定著未來人類科學發展的主流方向。”

　　發現“桃葉珊瑚苷”之外

　　5月15日的戴維·勞倫斯會展中心，成了高中生們“科技盛宴”的狂歡地。正在布置展臺的中國選手被邀請到本刊記者面前，胸前掛滿五顏六色的交換徽章，暗示他們已經和其他國家選手們進行了熱切交流。

　　興奮溢于言表的段沛妍用“震撼”形容自己對ISEF的第一感觀。其實這位17歲的小姑娘研究的項目同樣夠“震撼”。正在華東師大二附中讀高三的段沛妍，她的“發現”動力源于幫助患糖尿病多年的爺爺。前年暑假回家看爺爺的時候，她發現當地人一直用地黃根泡的茶緩解糖尿病，她猜測地黃中含有治療糖尿病的“黑匣子”，于是開始了兩年之久的發現之旅。

　　段沛妍開始想提取地黃中的有效化合物，但試驗后她發現，想在地黃的數千種成分中找到“有效”的那部分，再通過小鼠實驗證明效果，無異于在森林中尋找一根針，更不用說所耗時間和資金之巨。

　　轉機發生在2011年，在“國際化學年在中國”的一次講座中，段沛妍接觸到了生物信息學，尤其是這種利用計算機解決問題的方式，讓一度沉浸在巨大失望中的段沛妍看到了曙光。

　　當然，華東師大二附中全國數一數二的創新實驗室也給予了段沛妍很大的幫助，以及學校附近中科院上海藥物研究所、華東師大以及上海交通大學等機構和高校，愿意為中學生研究活動開放自己的高端實驗室。最終，段沛妍自己設計計算機模型，用計算機分子對接技術找到了地黃中的“黑匣子”——桃葉珊瑚苷。

　　“它最大的神奇不在于降糖，而在于能夠隨著患者身體機能需要將糖控制在合理水平，具有巨大的研究價值。”成果帶給她的快樂和自信還不僅僅在此。在研究中已經深深迷戀上中醫的段沛妍，特別希望自己用這種現代科學技術分析中藥的方法，改變西方醫學對中醫的認識，“我一直想能不能通過中藥現代化的手段，使中醫和中藥走出國門、走向世界。”

　　采訪中，作為醫療健康領域的評委，翟曉梅對段沛妍的項目給出自己的評價，“這樣的選題完全是博士生級別的研究。”

　　他們有強烈的社會責任感

　　令本刊記者印象深刻的是，小選手們的科研項目普遍具有強烈的社會責任感。

　　2008年汶川大地震和伴生泥石流帶來巨大災害，給來自四川成都的三位女中學生留下了深刻記憶。樹德中學彭菁菁、石室中學田園和第七中學馮卓立組成一個研究小組，從泥石流形成原因出發，設計了一種自諧振滲透膜土壤水分監測傳感器，使用該傳感器，可以通過監測土壤含水量預警泥石流發生。這套無需供電、測位少、安裝簡便的預警系統成本只有4300元，對目前普遍花費高達6萬元以上，且準確率很低的泥石流監測系統而言是一次開創性革新。

　　她們研究的最精彩部分在于如何找到傳感器中檢測泥土中水分的材料：這種材料必須能夠穩定均衡地與土壤中的含水量保持一致。而解決這個曾折磨她們很久的難題的創意，完全緣于女性的敏感。彭菁菁告訴本刊記者，她們曾長久苦思不得，直到一個晚上，她看到自己的媽媽坐在沙發上做面膜那一刻，豁然開朗。面膜可以保持與皮膚水分一致的特點，讓三個女孩子將客廳里的美容術，復制到了事關人類生命安全的嚴重地質災害防治中。

　　類似的精彩思路遍及參賽選手的項目。比如，安徽省蚌埠第三中學的徐毅華，將驅蚊草、艾草和薰衣草三種具有特殊氣味的植物浸提液添加到農藥中作為驅避劑，來避免蜜蜂遭受農藥毒害；湖南長郡中學許令瑋在洞庭湖區發現神農蜣螂分解糞便同時破壞血吸蟲卵活性的特點，提出通過保護和擴大蜣螂種群量，以達到阻斷洞庭湖血吸蟲病傳播的嶄新思路；北方交通大學附屬中學的鞏炳辰基于“手機KEY”的文件保密柜……

　　最終，今年的大賽，中國大陸代表隊共派出19個項目27名學生參賽，有12個項目20人獲獎，共獲得16個獎項，在參賽國家和地區中排名僅次于美國和加拿大。其中，段沛妍和徐毅華獲得了一等獎；彭菁菁團隊和鞏炳辰等五人獲得了三個二等獎；許令瑋等五人獲得了三個三等獎；還有五人獲得了三個四等獎。

　　采訪中，中國參賽代表團團長、中國科協青少年科技中心副主任蒙星向本刊記者介紹說，自2000年開始，中國科協在英特爾公司贊助下，組織中國學生參加一年一度在美國舉行的總決賽。迄今為止，共計365名中國學生的228個項目入選IntelISEF，并贏得了228個獎項，其中包括2004年獲得的一項IntelISEF頂級獎項“英特爾基金會青少年科學精英獎”。

　　對此，ISEF組織機構美國科學與公眾協會主席伊莉莎白·馬里科拉向本刊記者表示自己毫不驚訝，在過去幾年間有6名中國學生獲得同類最佳獎，這在所有獲得同類最佳獎國家中排名第四，而且相比各國平均28%的獲獎率，53%的中國參賽選手獲得了大獎，“中國在科學方面富有成就，看到中國的年輕人表現優異并不令人驚奇。”