少年学霸是这么炼成的:在你追动画片的年纪,他们已经在编程做实验打造机器人了

当来自北京八中、今年才17的刘果夫以很快的语速告诉我们,他的项目叫做“等温等离子体辅助催化发光传感器对乙烯的监测”时,我们的反应都是这样的:&*……&%&……¥%*%……。

然而这种“明明每个字都懂但是放到一起完全不知道他们在说什么”的茫然,其实变成了我们一群科技记者在英特尔国际科学与工程大奖赛(Intel ISEF)上的常态,因为,这些还在念高二高三的学生们,他们的项目名字通常叫做用“粗提取叶绿素辅以茄子衍生的多孔碳催化剂及水电解质的染料敏化太阳能电池”,或者“关于两种布尼亚病毒核蛋白转录复制复合体的结构研究”,以及“中华草龟(Chinemys reevesiis)芳香化酶基因(Aromatase)的扩增及其功能探究”……

不由得默默感慨一句:这才是真·学霸的境界。

这场汇集了全世界科学和工程领域的少年天才们的比赛,也被称作全球最大的高中生科学竞赛,每年5月,自全球的数千名中学生会带着自己的科研项目来到美国参加总决赛,角逐总奖金超过500万美元的大奖,而这其中,已经走出了8位诺贝尔奖获得者,科学家、企业家、工程师等不计其数。

坦白说,一开始很难想象,这些脸上还明显带着稚气的高中生们已经开始进行这么深奥的课题的研究,但是在随后的采访中,我们才意识到,这些才15、16岁的少年少女们,其实很多早都已经在和清华、北大等一流大学的导师指导下,研究这些项目很久,而和大多数还在做着文山题海、等待高考升学的同龄人不同,他们即将走上完全不一样的路。

从Coursera自学到目标斯坦福

黄逸然来自北京顺义国际学校,和大多数同龄人相比,他看起来更成熟一些——自信的神态和良好的风度,让他还获得了“小鲜肉”的外号。

和我们普遍认为的少年天才更为类似,黄逸然的优势是在计算机方面,他参赛的项目就是把机器学习应用到医学、尤其是心脏移植手术中,帮助医生在更简单地找到心脏发生排斥反应的部位,甚至可以自动识别到底是什么样的排斥,从而可以更好地救助病人。

他的爷爷就是在心脏移植手术之后出现了排斥反应,没有得到有效抢救去世了,所以黄奕然总感觉自己应该做点什么。一个夏天的时候,他在Coursera上面听了一堂斯坦福教授、也是Coursera联合创始人Andrew Ng讲授的一堂关于机器学习的课,对他而言,一扇新的大门被打开了。于是,他决定自学编程,想把机器学习应用到医学上来。

黄逸然喜欢编程,对于才念高二的他来说,编程就和其他人打球、看漫画一样,充满了欢乐。在定下目标之后,他自己编程、学习算法,另外还得找医生的论文看,去了解技术怎么和医学结合得更好。半年之后,他就做出了基本的检测模型,并且在这次大赛中获得了计算生物与生物信息学科三等奖。

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黄逸然是在加拿大出生的,父母都是跨国企业的职业经理人,就像大部分拥有中西方家庭背景、在国际学校念书的孩子一样,他的思维非常活跃,而且表达很好,双语能力更是不在话下,甚至和其他诸如来自北京四中、人大附中这些“名校”的中国参赛的选手们相比,你也能明显地感受到不同。他甚至已经练了12年的小提琴,还在斯坦福表演过。

在这次大会上,他就被选中向四位诺贝尔奖获得者提问,提问时的他表现得相当淡定,但是聊到当时的感受时,他才表现出和年龄相符的一丝紧张,他说,“我当时也挺紧张的。不过,不全是因为面对的是诺贝尔奖获得者,而是因为在座还有很多未来的获奖者——我相信我们当中的很多人将来都会得奖。”

对于未来,黄逸然也有很清晰的思考,他说,他计划大学到美国来念书,继续学习计算机专业,而他的梦想学校,就是斯坦福。

扛着爬行机器人去灾区

北京师范大学附属实验中学的杨可涵是一个动手小达人,她的项目是一个基于Wi-Fi控制的爬壁侦察机器人。

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尽管看起来有点像一个扫地机器人,但是杨可涵的机器人可以吸附墙面行走,并且有一定的过障能力,配合手机应用,可以对机器人进行远程控制,而机身安装的两个摄像头会将拍摄图像同步传输到APP中。根据她的介绍,爬壁机器人可以应用在灾区、用来侦查被困的灾民,也可以检查高墙上的裂缝,甚至还可能帮助侦破恐怖袭击案件。

杨可涵的这个项目大概进行了9个月,尽管还有大学导师和研究生学姐在带她。不过,她一手设计和制作了机器人:外壳是3D打印的,零部件是网上买了自己组装起来,甚至手机应用,她也参与了开发。她甚至带着这个机器人去过汶川当志愿者。

杨可涵的这个机器人获得了美国联合技术集团奖项,并将受邀参加太平洋天文学与工程峰会。而和黄逸然一样,这个小女孩的大学目标,也是斯坦福。

三个月就学会了编程

与黄逸然和杨可涵相比,林佳宁和传统的“学霸”形象更接近一些。聊起自己的生活时,她言简意赅、没有太丰富的表情;不过,当她开始切换到英文模式介绍自己的项目时,之前的害羞形象便被颠覆了,瞬间气场全开。林佳宁同样来自名校人大附中,参赛项目是可以检测大气能见度的App。

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据林佳宁介绍,过去几年北京空气质量很差,而其实通过分析能见度,可以得知空气质量的好坏,所以她决定让更多人可以通过智能手机检测能见度。用户只要通过她的APP拍摄天空的照片,然后就可以自动用公式计算出能见度,误差在两公里到三公里之内。她说,其实也有一些其他应用可以实现类似的效果,但是没有她的应用这么准确。

杨可涵林佳宁的项目最终获得了系统软件类三等奖、美国气象学会一等奖。不过,她更开心的是,现在已经有100多个人在应用商店里下载她的应用,也有一些比较好的评价,“别人下我的App,其实开始我很惊讶的,因为能见度是比较专业的角度,我以为别人不感兴趣。”她说,用户还给她提供了一些意见,之后她会继续把服务器给建立起来,可以让更多人可以利用这个App。

会选择这个课题,应该说也有些“家学渊源”。林佳宁的父亲在大学里担任环境科学方面的工作,也是科学家。“不过他更喜欢说自己是工程师,” 林佳宁说,“我的妈妈也是大学教师。”

而她高一开始,就在科学实验班研究自己的课题,学校的科研办公室会帮她们联系导师,每周二下午给她们一整个下午的时间去研究,培养科学思维,还要求她们阅读科技文献、探究科研方法等,甚至会专门上这样的课。所以,在选定这个方向后,她在北京大学的导师教会了她Java,她现学现用学了三个月,就把App开发了出来,但是整个项目的研究,却进行了一年。出乎意料的是,这个看起来很文静的女生,最喜欢的业余活动就是打篮球看NBA,不过由于时间比较紧,她也没有参加学校的球队——她周六周日的时间,几乎都分配给了项目开发和研究。

林佳宁说她会把奖金存起来,大学的时候用。“因为我想来美国念本科。” 林佳宁小声的说,“我最想要念CMU(卡内基梅隆大学)。”

黄逸然、杨可涵、林佳宁,他们其实只是这一群孩子中的缩影。这一届英特尔国际科学与工程大奖赛结果揭晓后,有16名中国学生凭借12个创新项目,获得了顶级奖项、学科和专项共计17个奖项。

他们是有很多可能让同龄孩子们艳羡的地方,比如他们都来自良好的家庭,都在师资优渥的学校,可以接触到很多同龄人接触不到的东西,然而,更加不可忽视的是他们自己的努力,对他们而言,把闲暇全部投入到代码/实验中去,都是习以为常的事。而即使是对那些来参赛却没获奖的孩子,他们对自己将来要做什么,却也无比清晰。

做化工安全检测项目的刘果夫已经高三了,和其他把目标定在国外名校的孩子不同,他很快就将面临高考,但是却毅然决定现在跑来参赛。他自己也承担了很多的压力,比如他的家里就很不支持这一举动。他告诉我们,他一天要在实验做四五个小时,周末和寒暑假也都在做实验,这类科学研究,虽然不能直接转化为高考分数,但是却让他“站在了更高的层次看高中”;

来自北京四中的杨健钊,参赛的项目就是研究蜱虫叮咬之后的疾病问题。还在念高中的他,却对自己的整个人生之路有了清晰的规划。他告诉我们,他高中的精力都花在实验室上,寒暑假以后也会继续这方面的研究。“我想要在大学四年再继续做这方面的研究,但是只是以这个为起点,提供一个研究的方法未来。未来我真正要做的,是癌症方面的研究。”

嗯,这才是真·学霸的世界。

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