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刘买利:核磁幽微知冷热 沧海潮头自擎旗

2022-08-04 中国科学报 荆淮侨
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刘买利 精密测量院供图

  在核磁共振这个“热”“冷”不均的领域,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院(以下简称精密测量院)研究员刘买利默默坚守,开拓潜行,找到自己的“研究舒适区”,并做出了系统性的创新成果。2021年11月,他当选为中国科学院院士。

  走一条“前途未卜”的路

  1993年,身为西北大学副教授的刘买利生活工作已经安稳,是继续沿着可见的方向安逸前行,还是迎接挑战再出发?

  就像美国诗人弗罗斯特所描述的那样,“黄色的树林里分出两条路,我选择人迹更少的那一条,从此,它造就了所有的不同”。

  刘买利是刚刚恢复高考后的大学生,毕业后顺利留校工作,在西北大学分析测试中心工作11年后,被评上副教授。在一般人看来,他已经走上了一条让人羡慕的成功之路,完全没必要冒着风险,走上另一条“前途未卜”的路。

  但刘买利看得更远。要有新的作为,就要突破现有观察角度的局限性,具有前瞻性,并以一以贯之的知识体系和知识逻辑,透过现象深入本质。“前面的工作经历也是必要的,正因为有那些经历,才更了解自己想做什么、能做什么。而且,能不断接触到新事物很重要。”他说,“只有看得多了,尝试过了,才能找到什么是最适合自己的。”

  也只有这样才能够打开事业的成长空间。

  走出舒适区,重新充电,刘买利做出了一个重要的决定,远赴英国攻读博士学位,去寻找自我提升的空间。

  赴英读博,随后在英国一家医药公司所属的研究所从事磁共振研究。这为刘买利以后的成就奠定了基础。

  大学毕业时,他所在专业的同学最想去的地方,就是药检所。工欲善其事必先利其器,药检所的仪器最好。同样,英国这家专门从事以磁共振手段进行新药测试、针对新药及前期研发做基础研究和测试工作的研究所,无论研究方向还是科研条件,对刘买利都有着巨大的吸引力。

  他融入其中的过程,内心的感触超乎想象——3000名工作人员的研发部门,研发投入强度超过30%。这种水平的投入,即使在当下也不容小觑。而这种体量的研发机构在当地只是中等偏上水平。

  除了设备、投入上的差异,对于一个研究“方法学”的人,刘买利对国外“做学问的另一套方式”更有感触。“在这里,导师主要负责‘画个圈’提出问题,其他更多的是需要学生发挥主动性,寻求解决问题的方法。”

  刘买利的博士生导师伦敦大学教授J.K.Nicholson和J.C. Lindon的理论基础十分扎实。一次,刘买利有了一个新发现,兴奋地告诉了Lindon。结果第二天导师拿来一本期刊告诉他,这项成果别人刚刚发表了。

  “没有太阳照不到的地方,你能想到的问题别人也可能想到了。”Lindon这样告诉刘买利。这次经历让刘买利记忆深刻,也让他更加重视工作的创新性和工作效率。他知道,“虽没能发出原创性成果,至少能自主发现问题”,仍是有所收获。

  在适应了当地的环境后,刘买利渐入佳境,找到了自己的节奏。读博期间,他先后发表了6篇高质量的论文,仅用三年时间,就顺利拿到博士学位。

  在考虑以后去哪里时,刘买利收到了一封来自中国武汉的信。

  “总要有人来做,把该补的课补上”

  那个年代,学成是否归国,有着许多选择。

  当时,刘买利主动联系了国内几家科研院所。不久,他收到了核磁共振波谱学专家、中国科学院武汉物理与数学研究所(以下简称物数所)所长叶朝辉的回信。信的内容很简单:你的文章我早已关注了,非常欢迎你来我们研究所工作。

  “能被国内的顶尖专家关注,有种受宠若惊的感觉。这对于当时在国外搞研究的青年科研人员来说,更多了一层亲切感。”时隔多年,刘买利对这封信仍记忆犹新。

  与许多研究领域的泾渭分明不同,磁共振研究从一开始就是交叉学科。从20世纪40年代至今,磁共振领域共产生过5次诺贝尔奖。前两次获得了诺贝尔物理学奖,随后两次获得了诺贝尔化学奖,最近的一次,则摘下了诺贝尔生理学或医学奖。

  在国际范围内,磁共振的研究历程可谓悠久。作为一项既基础又应用广泛的学科,对于当时的中国来说,仍处在艰难跟跑的状态。在国外的几年中,刘买利深刻感受到这种差距。“总要有人来做,把该补的课补上。”谈及回国发展的原因,刘买利给出的答案很简单。

  当年出国学习就已是副教授,回国后的刘买利为什么能坦然以“博士后”的身份开始工作呢?他认为,决定回国,最快、最简单的方式是进站从事博士后研究,但也意味着舍弃一些待遇。

  刘买利在回国前还提出了一个要求,不是个人的什么待遇、福利等要求,而是要满足研究条件。磁共振的研究非常依赖高端的科学仪器。出国前,刘买利曾到物数所接受核磁共振培训。在这里,核磁共振学科有着半个多世纪的研究历程,条件和基础均处于国内领先。

  “叶先生很早就看到了核磁共振学科的交叉发展趋势,在中科院的体系中,也较早做了布局。我们只要能出一份力,肯定是责无旁贷。”他说。

  “在最适合成长的地方,有热爱和兴趣作驱力,把事情做好比什么都重要。”在英国完成博士毕业论文答辩的第三天,刘买利就动身回国,以博士后的身份进入物数所工作,成为物数所里为数不多的有化学背景的研究人员。

  “重要的不是别人怎么看,而是做自己内心笃定的、喜欢的事。要清楚自己在做什么,应该做什么,能够做什么,清楚自己的位置、方向、可能性。”刘买利回国时,正是磁共振研究由物理向化学延伸的阶段。面向前沿的研究,不仅要有超人的智力,更需要有足够的定力,才有可能取得突破。

  在合作导师叶朝辉的指导下,刘买利全身心投入到课题中,围绕生物核磁共振分析的基础性问题,展开研究。

  “相比其他分析检测方法,磁共振在方法学上具有更多的操控空间。”刘买利介绍,“但新的检测方法需要以扎实的理论功底为基础,经过大量运算和实验才能建立。”

  经过几年潜心研究,刘买利取得了一系列突破,提出了“分离谱峰,不分离样品”的新策略,赋予了磁共振分离的新功能,为解决生物磁共振的基础性问题建立了普适性的“经典方法”,其中一些方法被各大主流谱仪厂商认可,并作为内置标准方法。

  在这条你追我赶的国际赛道上,中国研究人员占据了领先的位置。

  “既会劳动,又能忍受收获前的考验”

  21世纪的第一个十年,磁共振在生物学和医学领域的应用进入了爆发期。但与许多学科相比,磁共振仍是一个“显示度不高”的专业。作为基础性研究,难以被“高引”或是得“大奖”,需要沉下心来“坐冷板凳”。

  如何看待“坐冷板凳”,刘买利深有体会。作为1978级的大学生,他身上有着许多那个时代的印记:比如,少时的物质困乏,让他养成了节俭的习惯。比如,上大学前,刘买利曾有过一段跟着几个中学老师一起在乡下农场劳动的经历。劳动之余,他抓紧时间学习数理化,不懂就向几位老师请教,结果顺利考上大学。

  面对“坐冷板凳”,刘买利选择主动作为,并且庆幸于在成长中得到过许多老师的帮助。自己成为导师后,刘买利也希望成为一个燃灯者、一个好的引路人。

  “身处不同的时代,年轻人面临的压力也各有不同。但科研这条路,无论什么时代,找到‘真心喜欢的领域’才能走下去。”他常对学生讲,“热闹只是一时,只有乐在其中,才能走得长远。”对基础研究领域的科研人员而言,乐在其中,是把冷板凳坐热的重要前提。作为一名导师,刘买利也会通过一些“仪式感”激励学生,从中找到乐趣与信心。

  平日里,学生眼中的刘买利是“不看讲稿,就能在黑板上写满推演过程的最强大脑”,也是“拿个馒头蘸着酱,和学生一起讨论问题的隔壁大叔”。

  在英国读博时,研究所每天都会有茶歇时间,让大家放下手里的工作,喝杯咖啡相互交流。这样的习惯,刘买利一直延续到国内,在科研之余,让大家有个放松时刻,不要“绷太紧”。而每当学生做出了成果,刘买利还会包饺子、开好酒,为他们庆祝。

  面对学术,刘买利更是严谨的。刘买利的博士生之一、精密测量院研究员周欣对读博期间的一个细节印象深刻:“当时,刘老师拿出他在英国读博时的笔记让我们参考,几本厚厚的手写笔记,每一页都工工整整,许多公式的推演也非常细致。”

  其时,生物医学领域的磁共振研究是大势所趋。当时已担任物数所所长的刘买利,也像当年自己的导师一样,敏锐把握着学科的前沿走向,并由化学转向生物医学布局。另一方面,由于磁共振研究依赖仪器,如何实现自主化,是国内面临的一项重要课题。在刘买利的指导下,周欣围绕相关领域展开了研究。

  由于进口仪器价格昂贵,维修起来费时费力,在刘买利的支持下,周欣在读博期间,得以“独占”一台小功率谱仪,在上面“拆了修,修了拆”。在攻读博士研究生期间,周欣笑称自己大部分时间在修仪器。这一独特的经历,作为一个章节写进了周欣的博士论文,也为他后来的研究打下了坚实基础。

  2020年,在坚持了十年“冷板凳”后,周欣带领团队研制出了世界首台(套)获得医疗器械注册证的人体肺部气体磁共振成像装备,为肺病患者早期诊断和治疗作出重要贡献,并在抗击新冠疫情中发挥了作用。

  “冷板凳的现实不能改变,至少要让坚持的人有信心。”刘买利说,在符合规定的前提下,解决研究条件问题,帮学生找到舒适的研究状态,才能人尽其才地做好研究。

  在刘买利的努力下,一些青年科研人员归国加入物数所,形成了现在蓬勃发展的人才队伍。从物理到化学,再到生命科学,中国的磁共振研究,在武汉的这家研究所里,不断产生着原创性突破和全球影响。

  刘买利在人才培养方面的工作也得到了广泛的认可。2008年,他获得了由中国科学院大学教育基金会颁发的朱李月华奖教金。

  如今,已经成为博导的周欣也常常对学生说,要将个人兴趣和重大科学问题及国家需求相结合,找到自己的舒适区。就像当年刘买利对他讲的那样。

  “既会劳动,又能忍受收获前的考验。”1982年,当刘买利在本科毕业的纪念册上写下这句话时,他并没有意识到,这会成为他日后工作最真实的写照。

  (原载于《中国科学报》 2022-08-04 第4版 人物)
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