麻省理工博士后，“工作狂”鲍捷：量子点光谱仪破茧成蝶

从清华大学到中关村智造大街，距离约500米，鲍捷每日往返于此，这是他工作的全部，也是生活的绝大部分。

鲍捷有两个身份，一个是清华大学电子工程系博士生导师，另一个是北京市专精特新“小巨人”企业芯视界科技的创始人。清华大学，是鲍捷人生道路上的一个重要注脚：2002年考入清华大学化学系就读本科，2006年前往美国布朗大学攻读博士学位，2010年到美国麻省理工学院做博士后研究，2013年11月重返清华任教。

这近11年的求学及研究经历，帮助鲍捷完成了一次蜕变。小时候，鲍捷是一个调皮贪玩的孩子，恶作剧如同家常便饭，即便到了清华读书，这种“顽皮”的性格也没有改变。

在清华期间，鲍捷在没有任何基础的情况下参加了学校军乐队学习吹长号，并跟着乐队在一次全国大学生的比赛中拿到一等奖；另外，鲍捷作为清华大学射击队队员在全国大学生运动会中拿过第一名，还在清华大学“马约翰杯”田径运动会上打破折返跑校记录。

不过，随着在学术领域的不断深入，尤其是在国外的多年生活，鲍捷开始变得安静、内向。比如现在，鲍捷的微信朋友圈是一片空白，他不发也不看，在他看来，这不是一件必要的事情。

从鲍捷过往的经历不难发现，他的思维在横向上很发散，所以他能够跨领域做很多事情，而在纵向上，他又会非常专注，要做好每一件事。这种处事的思维，已经深深烙印在鲍捷的骨子里，并没有因为他外在性格的变化而改变。

现在的鲍捷依然乐于探索更多新的东西，只不过对他而言，目前无法去做所有他想做的事情。眼下，他的精力都专注于工作，除了清华大学的教职工作，芯视界科技是承载他工作内容的另一个重要载体。

量子点光谱传感技术，是鲍捷在科研工作上的一项重要发现，也开辟了光谱传感领域跨学科交叉融合的先河。在鲍捷的认知中，他不希望自己的科研成果只局限于实验室，更希望让科学技术在实际应用场景中创造价值。所以芯视界科技做的事情，就是将科技创新向实用价值进行转化。

四月的一个周四下午，鲍捷在位于北京中关村智造大街的芯视界科技办公室接受了21世纪经济报道的独家专访。他告诉记者，五道口这个地方的办公成本其实很高，但芯视界科技一直选择在这里，就是因为它离清华近，“从清华办公室走过来就几分钟，处理各种事情都比较方便”。

两点一线的生活，让鲍捷对时间的概念变得模糊。采访过程中，鲍捷反复提及的一个状态就是“感觉时间不够用”，他也认同自己是一个“工作狂”，而带领芯视界科技实现从1到N的发展，是他现在重要的工作目标。

偶然与必然

量子点光谱传感技术是芯视界科技公司创办的基础，基于该技术研发的高性能传感芯片，可以将大型光谱仪缩小1000倍变成针眼大小，从而将过去只能在实验室才能实现的检测数据方式广泛普及到日常生活中。

2015年，鲍捷在《自然》杂志上发表了题为《基于胶体量子点纳米材料的光谱仪》的论文，首次将量子点光谱传感技术公诸于世。在业界看来，这是一项极具颠覆性的技术，因为光谱被看作是物质的指纹，对于采集基础物质信息有着重要意义，而量子点光谱传感技术的问世，打破了国际光谱传感技术数十年来发展的瓶颈，开创并引领全球进入光谱仪微型化时代。

一个直观的对比是，过去要采集基础的物质信息，需要通过取样、送检，然后由专业人士在实验室通过大型实验仪器才能完成。但借助量子点光谱传感技术，就可以做到物质信息的实时采集和抓取，比如，人们用手机扫一扫就能知道苹果的含糖量，照一照就能知道皮肤状况。

事实上，量子点作为一种纳米材料，业界已经有着数十年的研究历史，但在鲍捷之前，却没有人想到用量子点来代替传统光谱仪中的光栅、棱镜等元器件。而鲍捷发现这一技术的过程，既存在偶然性，也有一定的必然性。

2010年，鲍捷从美国布朗大学博士毕业后，到麻省理工学院莫吉·巴旺迪教授课题组做博士后。鲍捷告诉记者，这个课题组是量子点研究领域的鼻祖，目前全球范围内主要使用的量子点合成技术，都是基于莫吉·巴旺迪教授提出的方法。

在这个课题组里，鲍捷接触到了最前沿的量子点技术，同时，也看到了更加广泛的量子点应用领域。当时，一个比较热门的量子点应用场景是太阳能电池，市场需求很大，也很容易出科研成果。

但是，鲍捷在这个方向做了一段时间后发现，用量子点做太阳能电池，虽然从学术上可能会有很多突破，可要想让这个产品落地，在未来很长一段时间内都很难实现。而这，与鲍捷的目标存在很大差距，他更希望的是能够看到科研成果的落地应用。

放弃了太阳能电池方向，鲍捷却也不知道接下来该往哪个方向发展，一时间，他也陷入了迷茫，只能尝试着去探索。直到有一天，他发现美国的白人患皮肤癌的概率很大，主要原因就是太阳的紫外线难以观察，人们很难掌握皮肤中接收到的紫外线的含量。而基于量子点波长与尺度的相关性，如果生产出一个小型光谱仪能够测人体接收到的阳光辐射的紫外线含量麻省理工博士后，“工作狂”鲍捷：量子点光谱仪破茧成蝶，就能解决这一问题并也会很受欢迎。

顺着这个思路，鲍捷已经想象出一个量子点光谱仪的雏形。他认为这是对量子点材料很好的应用，技术本身的应用前景也将会非常广泛，并且查阅资料后发现还没有人涉足这一领域，因此开启专业的探索和研究。

从2010年开始接触量子点，到2011年底发现量子点光谱传感技术，整个过程只有一年多，期间，鲍捷的研究方向也几经变更，最终找到光谱仪的方向，确实存在很多偶然性。但是，如果了解到鲍捷此前的一些经历，以及他对科技创新与实用性的执着，便会发现这里面也存在着必然。

2006年，鲍捷到美国布朗大学读书后，他喜欢跨领域的性格也体现在了研究方向上。从化学到生物，再到物理，鲍捷尝试过多个不同的研究领域，这也帮助他拥有了跨学科的专业基础，比如其曾进行过飞秒激光对有机分子的作用研究，而这就属于光谱学的知识范畴，所以，鲍捷之所以能想到量子点在光谱仪的应用，也是得益于自己的知识积累。

如果回顾总结鲍捷过去二十年的人生，前十年，他一直在通过不断的学习以及探索不同方向来寻找一个归宿，而量子点光谱传感技术正是这样一个归宿。所以2012年之后的十年，鲍捷变得专注，他把自己的时间精力都投注于此。

蝴蝶破茧

发现量子点光谱传感技术之后，鲍捷对该技术进行了很多场景验证，比如肤质检测、测试水果糖分、检测婴儿黄疸等，只不过有些已经到了实验室阶段，有些还处于理论分析。

在鲍捷看来，这项技术的应用前景非常大。一个可佐证的例子是，在该技术发布之后，三星、苹果等公司都邀请鲍捷做过多次交流，高通当时的董事长也和鲍捷进行了深度沟通，所以，量子点光谱传感技术无论是在学术界，还是在产业界，都引起了较大的反响。

当时，鲍捷可选择的方向其实有很多，但2013年，清华大学抛出橄榄枝，鲍捷也欣然放弃在美国的生活回到国内，这成为量子点光谱传感技术的一个转折点。

2015年，技术成果在《自然》杂志发表后，鲍捷于次年创办了芯视界科技，而公司首选的落地场景是生态环保行业。鲍捷告诉记者，之所以选择生态环保，一是从宏观层面，看到了中国对经济的可持续发展变得越发重视，环保事业已经融入经济发展链条，具有不可忽视性。这也意味着，环保在未来的中国是一个持续增长的产业，它可能不会像互联网行业那样出现一个强风口，但是，它的持续性和稳定性，要更强于互联网行业。

另外一方面，是鲍捷看到水环境监测行业的投入很高，但效率相对不高。对此行业而言，它们也亟需一个新技术或新方法来推动整个行业效率的提升，而量子点光谱传感技术，恰好能帮助水环境监测行业解决一些关键性的问题。

比如在水质监测方面，与传统的监测方式相比，芯视界科技的产品具有小型、连续、在线等特点，这使得水质监测工作变得更加动态。过去可能需要三天才能找到的污染源头，现在只需要三个小时。

据芯视界科技披露的数据显示麻省理工博士后，该产品针对水环境监测场景提供的解决方案，可缩减超90%的时间成本，节约70%的工程成本，节省近30%的治理成本，提质增效效果非常明显。

不过，对于量子点光谱传感技术目前的普及程度，鲍捷觉得远没有达到他的预期。但是从创业公司的角度，特别是通过原始创新的硬核技术开创引领了一个方向，并且实现了技术到产品的转化和量产的创业公司角度，他觉得芯视界科技的发展速度已经很快。

“从2016年创办至今，公司基本上是以每年一个数量级的增长速度在发展，2021年，业务已经拓展到全国十余个省市，包含参与了国家重点生态环保项目‘长江大保护’等。而今年，将会是公司在盈利状态的一个转折点”，鲍捷说。

展望未来，鲍捷和芯视界科技还有很多事情要做。除了目前的环保行业，芯视界科技正逐步将量子点光谱传感技术带到健康医疗、农业食品、工业机器视觉以及消费电子等领域。

在采访过程中，鲍捷给记者讲了一个关于蝴蝶破茧的故事。他说，一位老师曾做过一个实验，在蝴蝶破茧的时候，如果帮助它出来，虽然少了很多痛苦，但这只蝴蝶最后却无法飞行。这是因为破茧的过程，也是蝴蝶翅膀进化的过程，即便很艰辛，但只有经历过，才能够真正蜕化成蝶。

而这，也是鲍捷对自己以及对芯视界科技的一种态度：成长的过程可能充满挑战，但要想获得最终的成功，就不能走捷径，只有夯实每一步基础，才能真正通过光谱仪微型化技术，重塑人们的生产和生活方式。

麻省理工博士后，癌症“魅影”：寻找无序中的有序

无序蛋白指得是一部分没有稳定三维结构的蛋白质。因为没有绝对稳定的状态，经常参与调控细胞各成分的相互作用，如DNA的转录等。然而，它们的错误表达也可能造成细胞的变化，引起癌症等严重的疾病。

日前，美国麻省理工学院化学系博士后林星程等人在《生物分子》期刊上发表了一篇论文，研究人员运用分子动力学模型研究PAGE4无序蛋白，证实了无序蛋白中也存在有序特征，并发现了这些有序特征影响无序蛋白功能表达的机制。

游走于癌细胞之间的“幽灵”

前列腺相关基因4型蛋白（PAGE4），是一种典型的无序蛋白，它的错误表达被发现与前列腺癌的产生相关。

由于前列腺癌细胞的生长通常需要雄激素，因此在前列腺癌化疗过程中，通常采用雄激素剥夺疗法来抑制癌细胞生长。但临床实验发现，这种疗法并不总是有效的，癌细胞总是表现出抗药性。科学家想知道，这会不会与PAGE4有关？

要解决这个问题，有两种主流的研究方法，第一种是结构生物学，聚焦蛋白质等生物大分子的微观层面，研究飞秒-秒级的生物物理、生物化学机理；另一种叫做系统生物学，从宏观层面研究以天为单位的细胞、蛋白质之间的相互作用过程。

然而，两种方法很难结合。现有的结构生物学模拟受模型和算力制约，无法做到系统生物学所在的宏观尺度。如果这个问题不解决，结构生物学研究出的很多微观细节就无法与系统生物学实验做出的宏观结果联系起来，奋战在癌症治疗领域的两组科学家只能各自为战。

此前，系统生物学家已经发现，PAGE4虽然是无序蛋白，但是也有一些细微的有序结构。文章作者之一、美国马里兰大学化学与生物化学系教授John Orban发现，PAGE4主要有三种二级结构，即不规则卷曲、转角和螺旋结构。

“我们发现，虽然没有独特的三维结构，但是这些无序蛋白中的‘构型噪音’也能够影响细胞行为麻省理工博士后，癌症“魅影”：寻找无序中的有序，特别是前列腺癌细胞种群对于特定疗法的反应。”文章另一作者、印度科学理工学院生物系统科学与工程中心助理教授Mohit Kumar Jolly则告诉《中国科学报》记者，“虽然癌症被认为是基因疾病，但我们的系统生物学模型说明即便没有基因原因，这种细胞中信号分子的变化也会导致对特定疗法的抗药性。”

但是，PAGE4的二级结构有什么作用？它们又是怎样变化并最终影响肿瘤蛋白抗药性功能的表达的呢？

蛋白质数值模拟这盘“大棋”

林星程对《中国科学报》记者说，要解决这个问题，需要在结构生物学层面，运用分子动力学数值建模来研究PAGE4蛋白不同位置的关联运动是如何长距离相互作用的。他所采用的模型叫做联想记忆水调解结构能量模型（AWSEM）。

此前用来调节模型参数的力场数据都来自有序蛋白质，当应用到无序蛋白质时，由于无序蛋白质构象太多，一般的全原子模拟方法无法在有效时间内得到有用的信息。

这就好比一个象棋大师在下盲棋时，如果棋面上是一些经典的棋局定式，他就能很容易的记住棋形变化，而如果棋面完全是人为随机乱摆出来的，他就很难记住棋形了。

为了解决这个问题，林星程需要应用粗粒化算法，即将模型的精细化程度调粗，简少计算量。与此前的模型相比，林星程所使用的AWSEM模型运用了深度学习中神经网络的思想进行优化。

凭借对生物物理的理解调整模型参数，林星程可以很好地解决了蛋白质模拟中的“坍缩”问题，也就是模拟出的蛋白质结果挤成一堆，与实验得出的蛋白质尺寸差距很大的问题。

并且，该模型不仅能成功复制已有的实验结果，还正确地预测了磷酸化的PAGE4的实验结果。基于这个正确的结果，林星程等人将两个层面的生物学研究联系在一起，探索出PAGE4蛋白有序态变化背后的机制。

操纵肿瘤蛋白的“魅影”

原来，有两种酶（HIPK1和CLK2）能够通过调控蛋白质磷酸化程度，来改变PAGE4中心区转角型二级结构的数量，使其展现不同的形态和有序态麻省理工博士后，从而影响该蛋白功能的表达。

研究人员发现，在没有酶介入或有HIPK1酶参与的情况下， 这种蛋白都是有序的，它会形成一个环，像一条盘起来的蛇，死死地抓住“猎物”，以便能更容易地找到转录结合因子，减少雄激素受体活性，降低癌细胞的抗药性。

而如果有CLK2酶参与，则上述的环状结构会减少，无序程度会增加，此时的PAGE4就像一条摊开的蛇，难有机会发挥转录结合因子压制癌细胞抗药性的作用了。

林星程认为，这项发现有望对癌症化疗方法的改进提供新的思路。

对前列腺化疗的改进

“在两种酶调控不同PAGE4类型的过程中，有一种负反馈机制。”林星程说。HIPK1酶增多时，有序蛋白增多，雄激素受体会减少，此时本来受到雄激素受体压制的CLK2酶也增多起来，使更多的蛋白变为无序。通常，这种“风水轮流转”的周期在一周左右。

研究人员发现，在使用了雄激素剥夺疗法后，PAGE4蛋白类型向具有抗药性的无序类型高度集中。虽然此时的癌细胞不能再依靠同样的治疗杀死，但均一化的癌细胞更加脆弱，容易结合其它疗法来进一步消灭。

《生物分子》期刊副主编 对《中国科学报》记者说：“在这项工作中，林星程博士和他的同事超越了传统的认知，一些人的水平堪称领先，他们揭示了无序蛋白中的细微结构和有别于折叠蛋白的动态有序，及其是怎样在大尺度运动中干预细胞中不同部分的交互，并导致前列腺癌相关功能的表达的。”

评价道，“此项工作对此前不甚了解、但对人体健康和疾病发挥了关键作用的（无序）蛋白的行为提供了前所未有的洞见，对认识癌症有深远的影响。”

相关论文链接：DOI:10.3390/

麻省理工博士后回国当教授，太心酸！博士后成美国流浪汉16年后续，冬天越来越冷了想回国

“复旦大学毕业，物理专业，读完了硕士，读完博士麻省理工博士后回国当教授，太心酸！博士后成美国流浪汉16年后续，冬天越来越冷了想回国，还做了一两年的博士后。”

这是一名流浪在美国街头的流浪汉的自我介绍，如此惊人的学历，再看他的穿着打扮和生活现状，实在是让人难以相信。一位留美博士，学的还是这么难的物理学，居然流浪在纽约街头，整整16年了。究竟是遭人陷害麻省理工博士后回国当教授，或是生不逢时，亦或是自身问题？

俗话说：“读书改变命运。”能读到博士后的人，那都是天之骄子，尤其是16年前，此人还是复旦大学少年班出身，学历的含金量更高，物理博士，已经不是凡人可以理解的领域了。曾几何时，读书无用论一度甚嚣尘上，但随着社会的发展，当初吃了没好好读书亏的那一拨人的长大，这样的想法已经渐渐没有了，知识改变命运，渐渐得到每一个人的认可。

近日，一名江苏的博主发布了一条流浪汉的视频，视频中的流浪汉虽然穿着邋遢、蓬头垢面，但是眼神充满睿智，面对博主的施舍，交谈起来也是不卑不亢。当知道这名流浪汉居然是复旦大学少年班的留美博士后时，各大媒体便进行了跟踪报道，网友们更是化身成了福尔摩斯，这位博士后流浪汉的传奇经历，引起了很多人的好奇。

据博主称，他自曝自己存在精神问题，“我被孤独幻想迷糊住了，现在都不知道是真的还是假的啊，（脑子里充满了）幻觉、幻想”。而网友们查到，他曾经有过一段失败的婚姻，此前和一位离异带娃的东北女士结婚了，原以为异国他乡可以相互扶持相濡以沫，谁知道女方拿到绿卡之后就和他离婚了。当然，这个信息并不明确，究竟是他先有精神问题导致离婚，还是因为离婚导致精神问题，目前信息并不完整。

1月5日，复旦大学校友会纽约分会表示目前可确认此人为复旦校友，已有当地校友自发组织并提供帮助。

根据目前的资料，我们可以得知这位流浪汉博士姓孙，原籍江阴长泾，智商极高。在复旦大学少年班的时候被李政道教授选中去美国深造。在美国从硕士一直读到博士后，多年前便想回国，却因为美国的限制，一直没能成行。在经过人生的多重打击之后，年近五旬的他回家的念头愈发强烈。

令人困惑的是，孙博士似乎丧失了一些社会功能，像博主提到的每月1000美金的救助，还有流浪汉庇护所，他都不懂得去申请，宁愿去捡垃圾卖钱。

历史上很多天才往往都伴有精神方面的问题。如博弈论的发明者约翰·纳什（John Nash）。是著名数学家、经济学家、《美丽心灵》男主角原型，前麻省理工学院助教，后任普林斯顿大学数学系教授，于1994年获得过诺贝尔经济学奖 。还有著名的画家梵高，也有精神障碍。

衷心祝愿在外流浪的孙博士能够早日回家，回家，不仅仅是一位年近五旬的老人的愿望，更是一种情感的寄托。无论在外面经历了多少的风风雨雨，只要回到家，就能找到那份最真挚的安慰。