機(jī)械電子工程專業(yè)的陳力哲在西交利物浦大學(xué)里，做了四年生物與工程學(xué)的跨學(xué)科研究。申研時(shí)，他主申生物醫(yī)學(xué)工程方向，狂攬約翰霍普金斯大學(xué)、佐治亞理工學(xué)院、杜克大學(xué)、帝國(guó)理工學(xué)院等七所名校offer。
今年九月，他即將前往連續(xù)多年專業(yè)排名全美第一的約翰霍普金斯大學(xué)，開(kāi)啟下一階段的研究探索之旅。
“回望過(guò)去的學(xué)術(shù)經(jīng)歷，我一直在思考如何做出有意義的交叉學(xué)科研究。” 陳力哲說(shuō)。
(資料圖片)
“在西浦自由開(kāi)放的學(xué)術(shù)環(huán)境中，我跟隨著自己的興趣做出了每一步選擇，一步一步走到了今天，構(gòu)成了這段獨(dú)一無(wú)二的本科學(xué)習(xí)經(jīng)歷。”
他的故事是怎樣的？聽(tīng)他娓娓道來(lái)。
做機(jī)器很酷，但不能光想著玩“花活”
從中學(xué)開(kāi)始，我就覺(jué)得工程學(xué)很奇妙，但那時(shí)還只是興趣，從來(lái)沒(méi)想過(guò)到底該做什么應(yīng)用，真正開(kāi)始思考自己要做些什么，是在看了一本神經(jīng)科學(xué)的書(shū)之后，書(shū)里提到一個(gè)著名的病人——亨利莫萊森（Henry Molaison）。
1926年出生的亨利在10歲左右出現(xiàn)癲癇，在27歲接受了一次實(shí)驗(yàn)性的腦部手術(shù)。手術(shù)后，盡管癲癇癥狀得到控制，但亨利患上了嚴(yán)重的順行性失憶癥。從此，亨利變成代號(hào)HM的職業(yè)病人，參與科學(xué)家的研究工作，為醫(yī)學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。
故事里最觸動(dòng)我的是獲得亨利腦成像的“氣腦造影”技術(shù)：要先抽干患者的腦脊液，再用針把空氣從患者腰部注射入大腦；為了獲得更清晰的造影，還要把病人綁在椅子上擺出扭曲的造型，甚至頭腳顛倒反復(fù)旋轉(zhuǎn)。
我覺(jué)得太恐怖了。但如今有了CT、MRI等先進(jìn)的醫(yī)學(xué)工程技術(shù)，病人就不用這么痛苦。可見(jiàn)科技、機(jī)器和工程的發(fā)展，對(duì)于推動(dòng)醫(yī)學(xué)進(jìn)步真的非常重要。
但哪怕是擁有很多先進(jìn)技術(shù)的今天，世界上似乎也還有很多病人，在面臨一些困難、承受著痛苦。這時(shí)候我才感覺(jué)到：我在工程學(xué)上的發(fā)展，不能只停留在興趣上，得想想怎么學(xué)知識(shí)幫助他們，哪怕只能幫一點(diǎn)。
就這樣，我了解到生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)（BME）——運(yùn)用工程技術(shù)手段去解決醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問(wèn)題，這完美地契合了我的興趣和目標(biāo)。
但高考后，我沒(méi)有選擇開(kāi)設(shè)BME的大學(xué)，而是來(lái)了西浦。我看了一些BME專業(yè)的課程，就是工程和生物各學(xué)一些，知識(shí)上并不連續(xù)，這種我不喜歡。那不妨來(lái)西浦這種更自由多元的大學(xué)試一試，自己把工程和生物連接上，等碩博再去BME專業(yè)深造。
我覺(jué)得還是應(yīng)該把工程作為以后發(fā)展的核心和基礎(chǔ)，于是選擇了西浦智能工程學(xué)院的機(jī)械電子工程專業(yè)。
初體驗(yàn)：用工程思維解決生物難題
剛來(lái)西浦我就聽(tīng)說(shuō)了國(guó)際遺傳工程機(jī)器大賽（iGEM），這是全球合成生物學(xué)領(lǐng)域的頂級(jí)賽事。iGEM里面的這個(gè)“E”是“engineered”，所以它不是傳統(tǒng)的生物科學(xué)，而是要用工程思維、基于現(xiàn)有的生物元件造出新東西來(lái)解決問(wèn)題，這不正是我想做的！
我知道西浦每年都有本科生組隊(duì)參賽，但大部分隊(duì)員都來(lái)自生物科學(xué)系。我嘗試報(bào)名，然后順利通過(guò)了面試，成為了西浦iGEM團(tuán)隊(duì)有史以來(lái)的第一個(gè)機(jī)電背景的工科生。
即使我有生物知識(shí)的積累，但做項(xiàng)目還需要更多，好在我的隊(duì)友是一群愛(ài)生物學(xué)愛(ài)到瘋狂的人，吃飯的時(shí)候也要討論兩句通路和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
我們幾個(gè)人泡在iGEM的工作室里，圍繞著各種問(wèn)題各種聊；我也給他們講工程上的東西，不講具體東西怎么做，更多的是分享工程思維。
他們給我講怎么做科學(xué)的生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，我給他們講判定系統(tǒng)是否合理的工程指標(biāo)。聊來(lái)聊去，雙方對(duì)兩邊的知識(shí)都有了足夠的了解，慢慢地就融到一起了，創(chuàng)造出了我們?cè)趇GEM2021中獨(dú)一無(wú)二的設(shè)計(jì)。
這種討論是我認(rèn)為更有效的學(xué)習(xí)方式，我當(dāng)然可以通過(guò)自己看書(shū)補(bǔ)充知識(shí)，但這樣培養(yǎng)不了素養(yǎng)。互相分享觀點(diǎn)再碰撞出新的想法，這實(shí)在是太寶貴了。
（西浦代表隊(duì)在2021年iGEM大賽中斬獲金獎(jiǎng)）
我們項(xiàng)目的主題定為食源性疾病以及食品中副溶血性弧菌的定量檢測(cè)手段。傳統(tǒng)檢測(cè)方法可能需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的培養(yǎng)，或者用傳感器測(cè)出標(biāo)準(zhǔn)曲線再比對(duì)細(xì)菌濃度，但這對(duì)于沒(méi)有專業(yè)知識(shí)背景的商戶和消費(fèi)者實(shí)在是太困難，也不實(shí)用。
于是，我們把細(xì)胞自我調(diào)節(jié)機(jī)制和工程的定量控制系統(tǒng)結(jié)合在一起做出生物傳感器，最后使用者只需要看熒光反應(yīng)的有或無(wú)，就知道細(xì)菌濃度是否超過(guò)了規(guī)定的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，是一個(gè)一目了然的二元系統(tǒng)，很工程思維。
思維素養(yǎng)和知識(shí)技能同樣重要
大一時(shí)，我上過(guò)一門(mén)機(jī)器人導(dǎo)論的通識(shí)課，課程老師是智能工程學(xué)院的宋鵬飛博士。宋老師提到自己在做醫(yī)工交叉領(lǐng)域的研究，我就默默記在了心里。
大三iGEM結(jié)束后，我在官網(wǎng)翻宋老師近期的研究方向和論文，發(fā)現(xiàn)他還做基于微流控芯片的生物傳感器，這也是我感興趣的！我趕緊給宋老師發(fā)郵件，申請(qǐng)加入項(xiàng)目組。沒(méi)想到宋老師10分鐘后就回復(fù)我：“沒(méi)問(wèn)題，你的背景很適合。”
加入后，我以前輩們的研究為基礎(chǔ)，做檢測(cè)心梗的紙基微流控。我做出了一套完整的平臺(tái)，搭載自動(dòng)化紙基微流控器件，把樣品滴在上面就可以自動(dòng)對(duì)急性心梗進(jìn)行診斷。
宋老師（上圖右）是微流控的專家，在機(jī)械工程的專業(yè)知識(shí)上給了我很多支持；而我也在宋老師的幫助下，開(kāi)展了自己的項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
這種思想上的交流和討論是我很看重的。宋老師非常開(kāi)明，也很愿意和我聊，我不是老師的“苦力”，老師也不是我的“領(lǐng)導(dǎo)”。我們?cè)谝粔K能想到很好玩的東西一起去做，這種氛圍我特別喜歡。
要說(shuō)宋老師最大的特點(diǎn)，就是專業(yè)和知識(shí)扎實(shí)，這也是我們智能工程學(xué)院的特點(diǎn)，老師們真的做到了傳道受業(yè)解惑。他們不光是教知識(shí)，更多的是引導(dǎo)學(xué)生自己思考。而當(dāng)學(xué)生思考了，就會(huì)不可避免地拿課外知識(shí)問(wèn)老師，如果老師沒(méi)有足夠的專業(yè)背景，又怎么解答我們的疑問(wèn)呢？
正是有了這些技術(shù)和知識(shí)的支持，有他們的培養(yǎng)，我才沒(méi)有變成空有思維素養(yǎng)沒(méi)有干貨技能的人。
沒(méi)有好的基礎(chǔ)，怎么去更大的平臺(tái)
做完微流控的項(xiàng)目之后，我跟有臨床背景的專家們交流過(guò)在醫(yī)學(xué)上的使用。盡管我的初衷是希望這種檢測(cè)手段讓普通大眾也能操作，從而幫助醫(yī)生快速判斷病情、緩解醫(yī)療資源擠兌，但他們給我反饋說(shuō)，在臨床實(shí)用性上依舊有很大的提升空間。
這其實(shí)就是系統(tǒng)思維DBTL循環(huán)（設(shè)計(jì)-構(gòu)建-測(cè)試-學(xué)習(xí)）的一部分：收到反饋，那我再去改進(jìn)設(shè)計(jì)就好。所以我現(xiàn)在要去約翰霍普金斯，去接觸世界前沿的醫(yī)學(xué)和公共衛(wèi)生學(xué)，去做前沿的生物、醫(yī)學(xué)、工程的交叉研究，把自己的產(chǎn)出往前再推一步。
很早我就想好要往BME方向發(fā)展，要做出有用的、對(duì)人們有意義的東西，但擁有全美第一BME專業(yè)的約翰霍普金斯不是我的終極目標(biāo)。或者說(shuō)，我不是沖著它才做了這些研究，而是跟隨著興趣，一步一步摸索著走到今天。
為什么我一個(gè)學(xué)機(jī)械電子工程的能申到約翰霍普金斯的BME，說(shuō)真的，過(guò)程中少了哪段我覺(jué)得都不行，是我在西浦所有的經(jīng)歷和因此形成的認(rèn)知把我送到這里。
西浦是我成長(zhǎng)路上很重要的一個(gè)地方，它給了我非常好的教育和自由包容的環(huán)境，讓我在這里磨礪，打好了基礎(chǔ)再去下一個(gè)平臺(tái)發(fā)展。I’m proud to have been an XJTLUer.（我很自豪自己是西浦人。）（記者：胡秋辰 攝影：趙宸緒）
