AI贡献被过度高估?诺奖得主警告:面临4大挑战

2026-06-03 | 来源: 风传媒 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

诺奖得主Joachim Frank表示，他从大学毕业时，当时还没有生物物理学这门正式学科。(蔡亲杰摄)

低温电子显微镜成为对抗癌症、心脏病与新冠病毒关键武器

法兰克演讲时提到，现代医学本质是“分子医学”，早期结构生物学在体外（in vitro）将分子分离，透过研究分子结构来设计药物。然而，生命并非静止，细胞内的分子如同精密的分子机器，在动态中执行各项生理功能。要理解这项复杂的分子运作，科学家需要能捕捉分子运作动态的强大工具。

低温电子显微镜成为对抗癌症、心脏病与新冠病毒的关键武器。法兰克指出，新冠疫情爆发初期，低温电子显微镜展现X射线无法企及的速度，协助科学家在非常短的时间内直接观测到新冠病毒刺突蛋白（Spike Protein）的结构，对疫苗开发与中和抗体的筛选发挥决定性作用，成为对抗新冠病毒的功臣之一。

在德国完成博士学位后，法兰克获得Harkness奖学金，赴美国从事博士后研究，在加州理工学院的喷射推进实验室（JPL）受到启发，后来著手研发低温电子显微镜的关键影像处理技术Spider，可以将电子显微镜捕捉到数千张不同角度二维影像，经过分类、整合，自动合成为三维影像。这项创新突破了传统电子显微镜的束缚，克服生物样本在电子束照射下容易受损的难题，也摆脱传统X射线晶体绕射技术耗费较长时间的限制。

研发创新方法曾遭质疑“太疯狂，永远不会成功”

研发低温电子显微镜影像处理技术过程中遭遇的最大困难？法兰克指出，低温电子显微镜的样本筹备主要是Jacques Dubochet的发明，而自己的贡献主要在单粒子重构的数学基础与运算技术，这些研发甚至在低温电子显微镜样本筹备技术出现之前。

法兰克所研发的演算法，最初科学界多数认为不可行。他指出，研发低温电子显微镜影像处理技术面临多重困难，当时科学界缺乏了解与支持，他们不了解从单一分子取得结构的想法，他们一直聚焦于结晶，这与结晶学有关。他们甚至不了解没有结晶的结构。他们在会议上说，“这太疯狂了，永远不会成功。”

痛苦挣扎长达12年，感谢朋友与家人支持

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法兰克的成功在于从多数人所忽略的地方寻找解决方案，不过，当时要取得科学界的认同，并不容易。他经历了很多挣扎，而且论文迟迟无法发表，后来发表在评等较低的期刊。他表示，“这段痛苦挣扎期长达10到12年。我感谢周遭许多相信我会成功的伙伴与朋友的支持，也感谢家人在情感上的支持，这些非常重要。他们的支持，帮助我度过最艰困的时刻。”

法兰克指出，直到2012年，能捕捉电子显微镜真实资讯的电子相机出现，比较确定能够达到原子解析度，大幅提升影像记录的品质。在此之前，录制的品质差。比较起来，这个困难算是比较小的。当一切准备就绪，电子显微镜发挥功能，取得高解析度影像，数学与运算技术也开发出来，只是影像录制的品质差，这种情况直到2012年才有所改变。

在多数人质疑下，为何有把握成功？法兰克表示，“整个技术依赖影像对齐能力，这些影像来自同一个分子，必须把所有影像对齐以获得较高解析度。可以估计，能否做到对齐以获得较高的解析度。透过粗略计算，可以知道能否成功。可以计算是否有足够的对比，以获得分子间较高保真度排列，这是一个问题。我与英国剑桥的同事所做的计算显示，这是可行的，因此我们非常有信心往前进。”

多才多艺，热爱科学研究也爱写小说和诗

多才多艺的法兰克，兴趣非常广泛，不仅热爱科学研究，也喜欢写小说、写诗，迄今已出版二本英文小说，目前正在进行第三本英文小说《Narcissus》，描述2060年的未来故事。他说，这些故事在心里已经累积数十年之久。此外，他擅长摄影，以独特视角捕捉日常生活中趣味横生的影像。

为何喜欢写小说？法兰克说，“我需要在生活中找到这样的平衡。如果有一段很长的时间忙于科学研究，我觉得不满足与不安，需要做些其他的事。”“我无法在生活和活动中获得满足，我需要做一些其他的事。”

遗传到父亲说故事的能力，法兰克能随时切换思考模式

法兰克的爸爸有说不完的故事。他回忆，爸爸比较放松，心情好的时候，经常分享许多故事，这些故事似乎瞬间就跑出来了，主要是亲戚、家族或是祖先的故事，这些故事互相关联，非常有趣，也有些是丑闻。他感觉自己也有类似的能力。

外界好奇，从事科学研究，生活这么忙碌，怎么会有空写小说？法兰克说，“自己拥有大量的小说材料，只要有空档时间，不需要暖身，即使只是短暂的10分钟、30分钟，可以很快进入状况开始写作，然后再回到现实生活。”