疫情下的碩博科研:在艱難的環境裡做好該做的事

2020-12-25 新京報

「請求考慮一下需要做實驗的理工科碩博士們吧……」聽到「大學開學時間繼續後延」的消息,生物科學專業研三碩士生陳子旭(化名)所在的同學群裡又一次「炸」了。想到自己被疫情擱置的實驗、論文,陳子旭垂下頭,再一次陷入焦灼。

之前,看到疫情防控形勢逐步向好,陳子旭原以為,離回校不遠了。然而,3月13日,教育部應對疫情工作領導小組辦公室主任王登峰談及高校開學問題時,明確表示,由於高校開學涉及大量跨省流動,因此開學時間要繼續後延。

對於文科、商科的學生來說,延期開學的影響可能微乎其微;但對像陳子旭這樣面臨畢業的理工類碩博生(需做實驗)來說,可能意味著,他們會錯過最佳的實驗時間,從而導致論文受到影響,無法按時畢業……

在這個「加長版寒假」裡,這些「學霸」們也曾焦慮,也曾在困境中尋找出路,在寂靜的黑夜中尋找曙光。不過,有學生表示,經過一段時間的「焦慮期」後,心態逐漸淡然,換一個角度看,這也是一段難得的反思、積累和沉澱的時間。「也許被耽誤的東西會有很多,實在不行就再來一年」。

「錯過一季再等一年」的園林實驗

兩個月以來,思祺每天都在惦記自己學校實驗室那些花兒。

她是園林科學專業的一名碩士研究生,兩年來,她一直致力於研究植物的自交不親和性。「這是一項生物技術實驗,我要尋找導致其自交不親和的關鍵基因,並驗證該基因功能,為植物育種提供理論基礎。」

據了解,這項實驗只能在植物花期的時候才能進行。思祺的實驗材料是她去年八月親手種植的兩個苗床的花卉。兩個苗床大約1000盆,平時需要澆水施肥,這個過程通常需要花費思祺一上午的時間。栽培過程中,土壤的條件、澆水施肥的多少,都會影響到花朵的質量及實驗成敗,一個實驗重複五六次、七八次,都已是常態。

1月19日,思祺發現一些苗子已經開了花,她擔心開花太多會消耗植物的營養,特意在春節回家前剪掉了一些花朵,期待在2月2號返回實驗室時,看到盛開的花卉。

然而,讓她沒想到的是,回到家沒幾天,思祺就接連收到了推遲開學和實驗室關閉的通知。當時她就慌了。「我的苗怎麼辦,誰來給它們澆水施肥?」思祺的同學群裡也「炸了」,大家都在擔心自己實驗室的苗子。從不失眠的思祺一連幾天難以入睡。

不幸中的萬幸,學校還有「守花人」。目前,思祺的導師會去實驗室幫她照看苗子,剪下一些花朵,儘量延長植被的花期。導師還會給她發來苗子的照片,讓她安心。

北京林業大學生物科學與技術學院教授沈應柏也在扮演「守花人」角色。「導師幫學生照顧苗子,不是這個假期才有的事情,以往學生們回家過年,都是老師在幫忙照看,只是今年這個『假期』格外長。」

近段時間以來,沈應柏每周都會去實驗室兩到三次,給學生的植物澆水、施肥,如果有苗子長得不好,還要配製一些營養液,為植物補充營養。此外,他還負責檢查實驗室的設備,看看低溫冰箱內有無異常、各個電源接口有沒有發熱現象等,避免疫情期間出現其他問題。

「有部分同學的實驗受影響還挺大的。」沈應柏說,有些學生在回家前就把種子播下了,原計劃等過完年重返學校的時候,植物正好能長到適合做實驗的程度,現在都被疫情耽擱。一些植物花期有限,對於這部分植物,沈應柏會幫學生收好種子,等學生能返校的前幾周,再幫他們把種子種下,儘量縮短學生的實驗周期。

渴望回歸實驗室

「從導師發來的照片看,現在花朵還很旺盛,但不知道兩三個星期後,它們是否還活著。」思祺說,她養的花卉是二年生植物,花期很短,只在二三月份開放,到了夏天,由於不耐熱,花朵會枯萎。」

如果這批花卉枯萎,思祺過去半年為實驗做的一切準備都將付之東流。她需要在八月重新種植一批花卉,等待來年花開。

「我現在做的實驗都是直接跟畢業掛鈎的,而這種花卉只能在特定的時候種植,特定的時候開花,一耽誤就是一年。」那個時候,延期畢業可能將是思祺不得不面對的問題。

和思祺一樣陷入困境的碩博生不在少數。今年2月國家統計局發布的統計公報顯示,2019年在學研究生(包含碩士和博士)共計286.4萬人。其中,園林、生物、化學等專業成了受實驗室關閉影響的「重災區」。

「可不可以讓具備防疫條件的碩博士生先回去做實驗啊?這次疫情太突然了,好多人在家沒條件,連畢業論文都寫不了,尤其是畢業年級的學生……」陳子旭的同學群裡,悲觀情緒瀰漫。

記者從多位碩士博士生處了解到,研究生畢業會參考其發表的核心期刊論文。長時間的延誤,對今年、明年畢業的碩博生,尤其是需要做實驗的,影響最大。課題實驗無法開展,而時間緊,任務重,研究任務完不成,可能直接影響到畢業。「他們的課題可不是和本科畢設一樣,說改就能改的。」

「博士小論文返修的情況是最慘的。再不進實驗室就黃了……」陳子旭聽說自己的學長中,有人博三了文章還要返稿,「他們已經延稿一次了,現在實驗不能做,對他們來說簡直是災難性的打擊。」

在「高校開學時間繼續後延」這條新聞下,記者看到,排在第一位的是這樣一條評論:「請考慮低風險地區碩博生先回低風險地區實驗室,尤其家校同在低風險地區的碩博生可以先回實驗室,拉動實驗進展正常化。」這條評論獲得了2000多個點讚。

記者了解到,針對今年的特殊狀況,北京林業大學研究生院已發下通知,今年畢業的碩士和博士有兩次機會可以答辯,六月一次七月一次,六月份實驗完不成的學生還可以參加七月的答辯。

「已經聽說今年畢業的博士生和碩士生會有兩次答辯機會,但我是明年畢業的學生,還不知道明年的狀況會如何。」思祺說。

沈應柏也希望,在學生的安全狀況不受影響、不妨礙防疫成果的條件下,能夠陸續安排科研狀況緊急的畢業生回到實驗室。

無法返校的日子裡,沈應柏要求學生利用這段時間多看論文,手裡有數據的學生多看數據,沒有數據的就好好制定開學後的研究計劃,想想每一步怎麼做,提高開學後的科研效率。

除了這些,沈應柏沒有給學生布置太多任務。「二十來歲正是活潑的時候,疫情期間困在家裡,難免會焦慮,這個時候老師就儘量不要加重他們的焦慮。」同時,沈應柏還安慰學生「實驗品沒了可以再種,沒有什麼比安全更重要」。

後來,在學校開通了遠程資料庫資源後,思祺常常登錄知網、施普林格、美國國家生物信息中心等網站查找文獻、處理數據,試圖通過這些方式補充知識,緩解疫情期間所要面對的科研停滯壓力。「我自己也會重新分析一下之前的實驗數據,確實發現了一些值得研究的新問題,但還得通過實驗來驗證。」思祺形容,每次想做實驗而不能做的時候,都想給自己配上一個土拔鼠尖叫的表情包。

澆不滅的科研心

還有一部分碩博士、科研人員不甘心,想方設法把實驗進行了下去。

和大家一樣,由於疫情突然,沒來得及把數據從辦公室帶出來,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所副研究員盧靜的實驗和研究都陷入停滯。「這個數據也沒有,那個數據也沒有,工作怎麼進行啊?」

盧靜主要從事古魚類學研究,她手裡有項任務比較要緊——一個新發現的古代魚類標本,原本計劃年後開始著手研究。而在家沒有設備、沒有儀器,沒法掃描,後續研究根本無從談起。

「這完全是一個新的東西,可能之前沒有人發現過。我很想知道它到底是什麼?內部結構是什麼樣子?有什麼細節和特點?」盧靜告訴記者,對科研工作者來說,雖然沒有「KPI」的壓力,但本能的好奇心和探索欲驅動著她把研究進行下去。

後來,經過多方打聽,盧靜聯繫到外地一家已逐漸復工的提供掃描和三維形態數據獲取的公司。她思考再三決定,把這個珍貴的古魚標本寄給對方,「遠程把實驗給做了。」

即便如此,盧靜還需要面對一系列問題。因為需要看標本內部非常細節的結構,對精度和對比度的要求會很高,那麼哪臺儀器的精度和對比度適合掃描這個標本?確定儀器後,標本怎麼掃描?需要什麼樣的實驗條件?應該設置什麼參數、曝光多少秒、曝光多少張圖像……對方拿到標本之後,雙方就開了一輪視頻會議,討論這些問題。

正常情況下,盧靜在實驗現場,能夠隨時根據自己的需求調整參數設置和實驗條件,而「遠程實驗」中,只能通過多次視頻會議去調整實驗,以保證效果。

直到確認完所有的數字「切片」能夠基本滿足要求,拿到幾十個「G」的實驗數據後,盧靜才鬆了口氣——研究終於能繼續下去了。

和盧靜不同,得益於課題組的研究方向偏軟體和算法,北京航空航天大學電子信息工程學院博士生李天一的科研不需要特殊設備,在這個「超長版假期」,他也開啟了遠程科研。

與往常不同的是,遠程科研下的他首先需要將自己的電腦連接上實驗室電腦。「和直接在實驗室還是不一樣,會出現延遲、甚至看不到圖形界面的情況。」

而清華大學化學系博士三年級的張陽陽需要解決的則是更為基礎的問題。這些年,他所從事的研究是團簇全局最優結構的搜索與電子結構、化學成鍵分析,主要通過計算機進行計算模擬。

張陽陽家住江西南昌一個小山村。早上六點半,天剛蒙蒙亮,張陽陽匆匆吃過早飯,裹上棉襖,來到樓頂天台開始一天的忙碌。

「我家條件不好,家裡沒有網,疫情期間都是蹭鄰居家的網。」但大多數時候,在張陽陽家裡接收的信號都不好,樓頂天台則能達到滿格。

那裡幾乎是一片廢墟,之前施工留下的瓷磚瓦片碎了一地。兩個月來,這片破舊的小天地就是張陽陽的科研地點。

張陽陽「蹭網」進行科研的天台,他在這裡完成了多篇論文寫作。

天台沒有合適的書桌和椅子,張陽陽索性在那裡放了張木質小板凳,工作的時候就把筆記本電腦放在雙腿上,不停敲代碼,進行編程計算。「一天從早到晚,敲鍵盤的手都是冰涼的。腰酸背痛,雙腿麻木,經常感覺雙腿都不是自己的了。」

這樣的條件,張陽陽並不以為苦。只要能夠做科研,他心裡就是興奮的、踏實的。

等待柳暗花明的時刻

實際上,除了實驗無法進行、硬體設施不完善之外,「居家科研」的碩博士們還要面臨心態上的挑戰。

效率低下是首要問題。盧靜描述自己在家的狀態:「剛剛工作了一會兒,突然看到什麼東西就想去收拾一下……」加上疫情剛暴發那段時間,盧靜每天都關注新聞中疫情變化情況,看著數字的跳動,情緒會受到極大幹擾,緊張、焦慮一股腦湧來。

北京林業大學的碩士生張桐也有類似的焦慮。張桐說,不同於在實驗室的狀態,在家工作會比較容易分心,很容易被周圍的事物打斷思路。「父母動不動就送來牛奶或水果,問我累不累、需不需要休息。或者是同學來了個微信,我回復一條,接著就聊起來了,再刷刷微博抖音,很快一個小時就過去了。」

「長期這樣下去肯定不行。」於是,張桐集結了有著相似問題的隊友,開始在手機上一起「種樹」。「我們一起下載了一個應用程式,學習的時候,大家一起種下一顆種子,這顆種子將會慢慢地長成一棵大樹。我們一般會將學習時長設為90分鐘或120分鐘,在此期間,如果有隊友忍不住離開這款應用去刷微博打遊戲,這棵樹就會枯萎。」

盧靜的方法是強迫自己遠離手機。此外,她發現還需要有外力去助推自己進入工作狀態。於是,她就強迫自己收發郵件,「因為在這個過程中,會收到同事或合作夥伴的反饋,更容易專注在工作上,通過這種反饋來幫助對方調整好狀態。」

「每周一上午,我們會開一次在線組會,匯報各自的科研進度。」對於李天一來說,每周的組會都是一次自我復盤,激勵他以周為單位完成任務量,「要是完不成,在導師同學面前也會沒面子」。

李天一還是副班長,疫情期間,通過抗疫情主題班會、黨支部交流會等活動,同學們都會就提高科研效率問題相互鼓勵。也正是在同學的相互鼓勵下,李天一的科研小組的工作效率跟在實驗室裡基本沒有差別。「就我而言,我制定了嚴格的時間表,每天上午9-12點科研,中午會進行一些室內運動,下午2點到6點繼續工作。不忙的時候,睡覺前會打局遊戲。」

而對張陽陽來說,居家科研期間,他經歷了太多「山重水複疑無路」的時刻。他關心研究工作的質量,希望能有更多的研究論文,追求科研工作中精益求精。

「連續多次測算出來的結果都不對,心情特別沮喪,感覺就要算不出來了。」這段時間,張陽陽基本上每天都會產生「我太難了」的想法。

在進行一項分子化學鍵理論分析時,他進行了三四次計算實驗,每一次運行都需要幾周時間。「做這個計算不是把數據扔到計算機裡,算完就行了,需要考慮各種理論方法的優缺點和具體問題具體分析,並與實驗數據進行比對。」

有一次,因為軟體版本過低問題,導致張陽陽進行了很多次嘗試,但算出來的結果都是錯的。後來在導師的幫助下,才找到了問題的原因。

軟體更新完畢,他再次進行了測算,當結果出來的那一刻,已經是凌晨兩點多。當時,望著漫天的繁星,他長舒了一口氣,「終於算對了」。

「對於科研工作者而言,我們要探索的未知就如同浩瀚星空。」張陽陽說,解決科學難題,可能會經歷成百上千次失敗的嘗試,但總有柳暗花明的又一村在前方守候。而在樓頂天台那片「廢墟」中,經過兩個月的反覆嘗試,張陽陽的科研取得了重大進展,有關論文已經在投稿中。

最近幾天,春天的氣息愈發濃鬱,武大的櫻花已經盛開。隨著春天的來到,思祺的焦慮也在逐漸緩解。她每天會閱讀大量的文獻,再修改下手裡待發表的論文,做好能做的事,等待疫情徹底結束。

用她的話來說,「如果換一種心態來看這段假期,其實是一種難得的『沉澱』,我們可以把之前的實驗思路再捋一捋,可能會發現還有一些地方不夠完善,還可以做得更好。」

新京報記者 馮琪 戚望 校對 李銘

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