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劉紅:女科學家的真心
發布日期:2019-07-11 來源:民主與科學雜志
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劉紅獲得“全國五一巾幗獎章”領獎后于人民大會堂外留影

劉紅,九三學社社員,“月宮一號”總設計師/首席科學家,國際宇航科學院院士,北京航空航天大學生物與醫學工程學院博士生導師。

“月宮讓我體會到,有些很簡單的東西,其實又不那么簡單。比如我們呼吸的空氣構成,為什么 總是恒定的氮氧比呢。日常我們不會考慮這些貌似很簡單的東西,真到了要思考生存、搭建生 命保障體系的時候,就會再鄭重地考慮這些簡單的不簡單。”在劉紅看來,科學工作者,就是 要做永遠思考不停的有心人。

人類有歷史以來,對于地外的興趣對于宇宙的關注從未止息。伴隨著重大革命性科學發現與科技進步的,是人類不斷前往地外延伸的腳步。航天、登月,既成了大熱科幻的起點素材,更成為人類探索地外奧秘與尋求自身意義偉大且“酷”的行動。想象可以無邊無涯,行動卻需要步步為營。女科學家劉紅和她的團隊在過去十幾年間,做的就是這“步步為營”的工作,為冒險者、行動者提供一種可靠可信可實施可復制的密閉生存環境——

2018年5月15日,“月宮一號”圓滿完成世界上時間最長、閉合度最高的模擬實驗“月宮365”實驗。

密閉370天后的“月宮一號”艙門打開時,4位志愿者踏出艙門。作為“月宮一號”總設計師和首席科學家,劉紅在艙外,如常笑意盈盈。這笑意卻與往常不盡相同:這一刻,團隊合作獲成功檢驗,一個實驗最關鍵部分塵埃落定。實驗擁有突破性的技術細節,更擁有背后宏大又切近的意義。

真突破

粉色燈光背景,一個種滿植物的密閉艙,一名志愿者正在進行科學實驗——這幅照片,曾在2017年同“北美日全食”等一道入選英國《自然》雜志年度最佳科學圖片。照片的背景,就是“月宮一號”。

月宮一號內部場景及整體構造

某種程度上看,如今靜坐在北航校園中間的“月宮一號”,就是一個能與地球媲美的“微型生物圈”。它由一個綜合艙和兩個植物艙組成,整個系統可滿足四人長期高閉合度的生命保障需求,開展各種科學實驗研究。

2017年開始的那次實驗,時長和閉合度均創了記錄——為期370天,系統閉合度高達98%以上。不到2%的外部供給之外,均為系統內自給自足、循環再生。這為極端條件下人類的長期生存提供了可能,也標志著我國在未來月球、火星基地等載人深空探測所需的關鍵技術之一——生物再生生命保障技術領域達到世界尖端。

每一次科技突破,背后都一定是科研工作者日以繼夜的專注。臉上時常掛著笑的劉紅,在實驗前前后后400多天里,卻幾乎天天做噩夢,“總怕哪個地方沒想周到出點什么問題”。她知道這一年的負重,前面十余年的團隊接連計劃、運算、攻關……數不盡的信任和得來不易的資源。

每一點檢測的波動,每一次困難的突襲,都需要一個由驚到穩再到出路的過程。女老師劉紅可以保持溫和,但女科學家劉紅就要決策果斷,“心里一直很重”。這個反差,劉紅的學生看得清楚,在姚同學看來,劉紅日常跟同學溝通都是“某某同學,你有沒有時間?”但到了實驗學術頻道,劉紅的要求嚴肅直接,要求“做得更充分更好”的指令,緩和但不容質疑。

對整個月宮團隊,在整個想法從紙面落地到實踐的過程,“領導者”劉紅就這么走過。

時間回溯至2004年。劉紅團隊從一個人、一張桌開始,零起步系統開展生物再生生命保障系統理論和技術研究。在這項技術應用到空間之前,需要構建地基模擬實驗驗證系統,建立系統集成理論,進行系統運行調控技術研究。中間有太多需要耐得住寂寞、克服困難的時刻,也有不少需要豁得出去、殺伐決斷的時分。

問劉紅如何做得到,她先列出了一串感謝名單,數名領導同事羅列其中。她對在遭遇并破解每一個難題時自身的局限有尤其清醒和謙遜的認識。誰幫助她邀請俄羅斯、美國專家來座談建立合作關系,誰給她出主意找實驗場地等,她記得清楚。她不是科學場上霸氣十足個人意志強烈的獨行俠,但有兼容并蓄滴水穿石的柔韌力量。

比如,為實驗找場地。2009年到2010年間,劉紅團隊在小場地里能做的實驗已經完成,需要一個升級版的大場地做系統實驗。放眼自己所在的學院,連幾平米都難尋,但校園場地也并不寬裕。劉紅跟同事商量,想了個主意。

在一次跟校長同事們走訪俄羅斯時,她提前打印了厚厚十幾份方案PPT,沉甸甸放進書包,時刻背著,就等那個恰好時機,把數年想法成果和當下最直接的困難呈現給校長同行。左等右等,直到從莫斯科飛西伯利亞前幾個小時,機場路大堵車的時間,在大巴車里,劉紅把一份份PPT分發了出去,向大家介紹她的想法方案……

當時走訪團的行程就是去參觀俄羅斯的密閉實驗系統,北航校領導看到俄羅斯的裝備后贊嘆不已。劉紅鼓足勇氣跟校長說,“如果給我場地,我能做出比這個更好的!”逢上俄羅斯一位與劉紅合作多年的院士,也添了把柴,“在中國挑合作伙伴,我只跟劉紅老師”。當時還在兼任現場俄語翻譯的劉紅,也不好意思把這直白的贊美翻譯出來……

回來之后,場地問題的解決被納入日程。最終,在北航新主樓西側,“月宮一號”神秘又沉靜,立了起來。

2013年10月,劉紅團隊集成取得的理論和技術,研制出地基綜合實驗系統“月宮一號”,當時包括一個綜合艙和一個植物艙,總面積100平方米,總體積300立方米,滿足3人生命保障需求。2014年,即成功完成3人105天長期密閉實驗,演示驗證了所建立的系統設計方法和運行調控技術的可行性,這標志著我國從無到有建立了自主知識產權的外太空長期生存核心技術——空間生物再生生命保障技術,并在世界上首次構建了類似地球生物圈的“人-植物-動物-微生物”四生物鏈環系統。

實驗成功后,劉紅說自己體會到生命中“極大的滿足感”,“那一刻,覺得這一生過得真值。”

但帶來意義感的美妙,未停止在此。2018年第二次進階性實驗的圓滿完成,帶給劉紅的,除了眾多待解的新數據和新課題,還有一種實實在在的強意義感。

真性情

劉紅說,未來希望微型化的“月宮一號”可以在月面、火星表面開展小型生物再生生命保障系統試驗,通過天地對比分析,獲得矯正參數和模型,為未來應用于人類探測月球、火星打下堅實的技術基礎。

這是她的希望,不是“已然”。她不會夸大其詞,只會在別人問起“月宮一號”離月亮還有多遠的時候,給出謹慎答案。進一步研究仍絕對必要,因為地外環境與地球環境還存在極大差別,路依然要走。

因為“不能辜負別人對我的信任”,所以劉紅做事講話多能讓人感受到客觀、實誠、謙遜,并在行動上,努力報他人的80分信任以100分。

當年去俄羅斯留學期間,同學中“頭腦活絡”的都業余做了生意,劉紅不肯,兼職只愿意做學術翻譯,“因為國家公派我們出來,就是想讓我們學到真本領,不想辜負這種期望”,她說自己當時沒有什么宏大計劃想法,只是單純要對的起國家對留學生的付出和期待。她甚至還記得當時國家給公派留學生“置裝費”的往事,“這種對于學子事無巨細的關照,怎么能辜負?”

1994年在莫斯科大學拿到博士學位后,劉紅回國,也恰逢她懷孕。這事對于女性職場發展與進步,終歸是個減分項,且回國后有一家面試的大學,還恰巧跟劉紅提到了“生孩子”的影響。

面試中國農大后,實誠的劉紅直接向當時決定接納她的辛德惠院士坦陳了自己的情況。她沒想到,辛院士完全沒有介意,還笑著跟她講,“生孩子很自然,多一個人正好多份力量嘛。”

也因為這份信任,劉紅在入職農大后,根本就沒想著讓生孩子影響工作影響科研。

當年臘月二十九凌晨,劉紅在實驗室剛收工。不巧電梯停了,她就步行從12層走了下來。當天,孩子就出生了。一個月后,逢寒假開學,她就直接出來上班,“完美”避開休假,把博士后導師也給驚到了。“是我應該做的事我一定要做好,不管任何人都不應該辜負,這是我最基本的做事做人原則。”

不辜負別人的幫助和信任,報之以誠實和腳踏實地。如果說這是劉紅賦予自己這個女科學工作者身份的特質,那么“努力去爭取”,則是科學工作者這個身份要錘煉她擁有的品質。

為“月宮一號”爭取場地如此,當年為年輕的自己爭取項目也是如此。為此,她還曾刻意“扮過老”。

1996年,開始獨立找項目等待事業“開張”的劉紅,遭遇了諸多不順利。科研中需要爭取各種項目和經費支持,“我原來做環境工程,但做工程的東西如果別人看你年輕,還是女孩子,多不會輕易建立信任。”

她索性扮起了老扮起“資深”,預計比實際老上十歲就差不多。結果有一天打車,司機問她,“大姐,您是不是快退休了。”劉紅樂得不行,“對對”,心想這下“靠譜了”。

究竟是扮老還是第一次項目成功實施哪個發揮了作用,劉紅也稱不上清楚,但自那以后,她似乎也沒有再經歷更嚴重地為項目為經費而愁的時刻了。

求真知

“月宮一號”想法落地實踐之后,劉紅突然發現:原來真的沒有白走的路,過去一路的經歷、選擇、積累,連接起來,好像正是為了導向這一刻。

兒時看月亮、數星星,搬個小板凳到工廠里看前蘇聯電影,愛整潔、喜條理,在學校略內向,逢考試爭第一。劉紅這些看起來沒什么聯系的特質,在后面卻都好似一一指向劉紅的人生選擇。

1994年,劉紅在莫斯科大學進行博士論文答辯

1983年劉紅高考,家人起初想讓她讀個路徑明確的醫科,但看起來很乖常常安靜不作聲的劉紅,竟然頗有主意,要去讀環境保護。一方面她覺得這個專業很“酷”,另一方面,“喜歡干凈。就是想要改變家鄉垃圾隨意堆、污水遍地潑的狀況。”

因為小時候前蘇聯電影看了不少,高考時外語就選的俄語,更因為學術基本功扎實,1989年,劉紅獲得公派去莫斯科大學留學的機會,以“環境保護和自然資源合理運用”為研究方向。

當時的蘇聯正處在動蕩和變化中,環境中交織著各種前所未見的元素,每個身處在那個環境的人,也都在重新定位自己的選擇和方向。來自不同國家的留學生,有的暫停學業開始“帶貨”做生意,有的開始重新思考研究方向……劉紅并非沒有感受到外在誘惑或者沖擊,不過她幾乎就“沒往那些地方想過”。

老老實實地,做好本分。踏踏實實地,做好學問。這段莫斯科留學經歷,除了考驗了劉紅的學術定力,還給了她很多關于性格上的新變化。

過去,她會在公眾跟前講話時臉紅。初到莫斯科的劉紅,每天還做那種“怎么也找不到家”的夢。但莫斯科大學數年經歷,讓她認識了許多來自不同背景不同環境的同學,俄語水平大為進益的同時,也有了更開放的胸懷與外界溝通。如今她講起自己小時候是個沉默的小女孩,學生大多還不太相信,眼前的老師明明自然爽朗……

性格成熟打磨之外,最重要是,在二十多歲的年紀,劉紅找到了方向——讀博期間,劉紅曾在一個咸水湖做過調研。受人類活動的影響,這個原本的淡水湖水源越來越少,加上半沙漠地區蒸發量高、降水量少,最終變成了接近海水的咸水湖。刮起風來,“鹽沙塵暴”肆虐,很多良田變成鹽堿地。

調研結束后,劉紅堅定了將研究生命保障系統作為志業的決心,“地球生物圈就是人類的生命保障系統;盡管它很龐大,但也很脆弱。如果不愛護,也可能會消亡。研究保護地球生命保障系統,十分必要。”

從莫斯科回國后,劉紅先后在中國農業大學和北京師范大學工作,研究范圍包括農業生態系統和城市污染處理技術,而這些側重點的不同,也恰好對應了“月宮一號”中對于循環再生各個環節的需求。

直到最終落腳北京航空航天大學,劉紅正式推開了地外生命保障系統研究的大門。“以環境保護為出發點,以構建人類生命保障系統為落腳點——我30多年的科研歷程,如同安排好了一般。回首凝望,走過的每一步,都是對未來的積淀。”

真擔當

科學的世界里,女性力量究竟應怎樣被看待,劉紅沒想太多。她自知遇到過關于性別先入為主的判斷,但仍希望用行動和成就改觀,并鼓勵女學生們也能更自由選擇做自己想做能做的事,并盡量給予幫助。

若說女科學家有什么共通特質,千人千面,大約不太容易數得出來,但對于科學夢的堅定追逐與不懼變化挑戰,卻是明確的準入門檻。18歲懵懂樹立關于環境科學的志向,24歲敢于走出去嘗試不同文化背景不同學科的挑戰,而后堅定生態循環、生命保障等相關卻又存在差異的研究方向,從農大到北師大再到北航,不給自己設限,用心感受不同的科研方向。凡此種種,無需在科學家前加一個“女”字。但女科學家卻總會被從群體里挑出來,被問到,女科學家有什么過人的本領,普遍具備什么特點,如何調和各種社會家庭關系?

在過去很多很多年輿論場上,女科學家多會被賦予不同的眼光,問不一樣的問題。劉紅對此當然也有感受,但在科學競技場上,又何論男女有別?若硬要說在科研中女科學家有什么普遍性特點,同理心和對別人需求和狀態的關照,無疑稱得上是一點。劉紅也是如此。

劉紅在月宮艙內實驗

“月宮365”實驗,對于艙內幾個實驗者而言,壓力不言而喻。他們每天都有任務在身,早上7點到晚上7點均有規定日程,休息時間也有一定要求,活動場地受限。對于他們的心理狀態,劉紅想得周密,在“月宮一號”監控室,劉紅安排團隊成員值班,24小時值守,陪伴志愿者,“陪伴就是一種支持和鼓勵”。2018年年初的春節,她也帶領團隊成員和艙內志愿者一起堅守科研任務,過大年,還細心地同大家在“月宮”內外同步包上了餃子。

而其實,月宮這項實驗本身,也絕非僅僅是生物、數學、物理、環境等科學學科的簡單集成。對每一個志愿者生活細節的考慮,對于他們心理情緒變化的把握,都需要一點點細細推敲琢磨。實驗期間,劉紅每天都會出現在監控室,她時而是“蒙娜麗莎的笑”,時而是教授的緊縮眉頭,時而是舒展的按部就班,那些表面平靜下內心的細密潮涌、緊張、焦慮,就自己一人,慢慢消化。

“幸運的是,每天一睜開眼,發現還有這么多重要的事情要去做,就仍能振奮精神、信心滿滿。”劉紅享受這種被使命感引領著工作和生活的感覺——關注生命保障系統,關注人類生存循環平衡的達成,關注系統如何適應地外環境,瞄向更廣闊的宇宙空間,劉紅時常也會覺得自身渺小,但渺小的個體如果能為內心找到意義,那在某種程度上,活著就又變得開闊了……

“月宮讓我體會到,有些很簡單的東西,其實又不那么簡單。比如我們呼吸的空氣構成,為什么總是恒定的氮氧比呢。日常我們不會考慮這些貌似很簡單的東西,真到了要思考生存、搭建生命保障體系的時候,就會再鄭重地考慮這些簡單的不簡單。”在劉紅看來,科學工作者,就是要做永遠思考不停的有心人。

內心的充盈,工作的飽滿,也自然會獲得外在褒獎。

月宮團隊獲“中國青年五四獎章集體”

近日,中華全國總工會公布“全國五一巾幗獎章”名單,這份屬于女職工沉甸甸的榮譽,全國僅十個,劉紅榜上有名。敢為人先,也為劉紅團隊帶來數不勝數的表揚鼓勵,“2014北京榜樣”特別獎,“新中國65年十大引智成果”之一,2015年度“中國高等學校十大科技進展”,2019年“中國青年五四獎章集體”……個個分量十足。

真發聲

1996年,劉紅加入九三學社。談及因由,多半還是實誠。“因為我覺得九三學社民主、科學的精神我真正能夠領悟,也真正有信心踐行的。能做到的,我去做。”九三平臺給了劉紅另一方天地,九三學社北航支社主委的經歷給了她許多做好參政議政、社會服務、組織建設的經驗。

在九三學社多層組織和北航的支持下,劉紅參與科普事業也越來越有心得,近幾年更是樂在其中。去年,編著出版了面向大中小學生的《太空生存》科普書籍,在月宮一號為小學生中學生講解生命保障系統的脈絡構成……

這種傳播科學中一個理念,傳達一種科學意識,甚至是表現一種科學感覺的活兒,劉紅樂在其中。一次去上海為小朋友做的科普活動上,一個“小豆丁”一直主動去摸劉紅的手,大概只是想確定“科學家是真的”這件事,劉紅回想起來心還是暖融融。

這件事也讓劉紅意識到,具象的科學家對于幼小孩童可以形成的溫柔沖擊,“幫他們種下一顆小小的科學種子”。“所以科普這件事,是將知識深入淺出的輸出過程,也是一種深刻強烈的情感回饋。”

這是劉紅的專業,是劉紅的細膩,也是她的真實。

真的另一維度的體現,是講真話。

自從成為北京市政協委員,海淀區政協常委以后,劉紅多了建真言獻良策的寬闊渠道。未經實驗的數據不經一用,未經實踐的論據不值一提,劉紅用做好科學的方法來做提案,用嚴謹的數據和論據為建言做基礎。這兩年,事關科學,關于科普教育,關于北京市科技管理、項目驗收時限等,劉紅依據切身體會,也講了很多。這件事從發端來說,也是一種責任感——“被信任所以才有這種身份,所以不能辜負那些等著你發聲的人。”

如今,“月宮365”實驗已經結束一年。劉紅的日常,依舊被“月宮一號”填滿。團隊也緊密“圍繞”在“月宮一號”周圍,繼續緊張處理過去實驗留下的一眾數據和新的延伸項目。

真實如劉紅,說科學家最好的標簽,永遠是他/她的研究成果。如今的劉紅,已經和“月宮一號”緊緊連在了一起。科學,就是她的真心。(本文轉載自《民主與科學》2019年03期 作者 王卓)

 

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