爱跨界的“非典型科学家”

陶虎展示用于制造可控降解植入式微纳传感器的蚕丝蛋白基底。受访者供图

■本报记者 倪思洁

今年40岁的他，是博士生导师、项目首席科学家，也是实验室主任、中科院研究所副所长，还创办了一家名为“脑虎科技”的脑机接口企业。

今年年初，“脑虎科技”获得近亿元的天使轮及Pre-A轮融资。仅聊了1小时，他就赢得了天桥脑科学研究院创始人、盛大集团董事长兼首席执行官陈天桥的投资和长期支持承诺。

他一路从机械工程“闯”进脑机接口领域，喜欢从《三体》里找技术灵感，会用网球明星纳达尔激励学生。

他，就是2021年中国科学院大学教育基金会新微基金获得者、中科院上海微系统与信息技术研究所研究员陶虎，一位热爱跨界但又自觉孤独的“非典型科学家”。

“千万不能停，停下来这口气就跟不上了”

《中国科学报》：过去10年间，您带领的团队在《科学》《自然》等期刊发表80余篇论文，被引1.5万多次。您却说，自己在学术文章方面有强烈的危机感和焦虑感。为什么？现在是否依然有焦虑感？

陶虎：从我个人经历和观察到的现象来看，拿发顶刊来说，在大多数领域，在中国比在美国发表难，在小的课题组比在大的课题组发表难。

我在美国做科研的时候，所在的课题组有一定的“江湖地位”，投顶刊相对容易。回国之后，包括我在内的好多青年人会发现，论文的档次会掉下来。

我回国之初就遇到了这样的问题，所以会有危机感和焦虑感。但随着这几年的积累，我和我的课题组在领域里的声誉起来了一点，又顺利了一些。

现在我的焦虑已经不在文章数量上，而是在文章影响力上，一是要看大家是不是跟着这个方向去做，二是要看做出来的东西能不能在实践中用得上。

《中国科学报》：关于做科研，您对年轻科研人员有什么建议？

陶虎：科研人员的学术影响力和实际能力之间有一个时间差。学术影响力基本上在学术成果产生后的5至8年才能显现出来，因此，当你获得所谓的“江湖地位”时，可能并不是你最强的时候。

所以我对年轻人的建议是：第一，有耐心，不要想一朝成名；第二，尽早发力，既然知道有5至8年的滞后期，就要尽早做出有价值的成果。

我看到很多年轻人一旦拿到终身教职就松了一口气，如果那样就完蛋了。

我一口气提了十多年了，一直没敢松，一年365天都不敢停下。一方面是因为我喜欢做这个事情，另一方面也是因为有很大的危机感和焦虑感。就像跑马拉松，千万不能停，停下来这口气就跟不上了。

《中国科学报》：您平时的工作节奏如何？

陶虎：我的睡眠质量非常好，一天睡四五个小时就可以了，再加上我的社交时间比较少，所以相对来说“空余”时间比较多。早上的时间我会用来写作，下午处理一些不怎么需要创造性思维的事务性工作，晚上则用来思考。

有一些想法的时候，我会记下来，如果是科研相关的，我会布置给学生；如果是跟学术文章相关的，第二天上午我会马上落实；如果跟行政或管理事务相关的，我会布置给相关部门。所以很遗憾的是，我的团队会在不同的时间段收到我不同的任务。

“什么样的交叉方向是最好的？跨界！”

《中国科学报》：脑机接口领域是当前热门的研究领域，但您从本科到博士一直做机械工程领域研究，是什么让您“突然”转了方向？

陶虎：2010年之前，我做的一直是微纳传感器相关研究，主要是微机电系统（MEMS），属于机械工程和电子工程的交叉领域。但我一直觉得传感器技术如果跟生命医学、跟人结合，可能会发挥更大的作用。当时，脑机接口技术还没有现在这么火热。

我之所以有这个想法，可能跟家庭背景有关，我很多家人和朋友都是医生，我能够体会到医生的无奈——他们想做的事情太伟大，却苦于没有好的技术手段。我希望能用前沿的科学为他们做最先进的工具。

2010年，我博士毕业。当时，美国塔夫茨大学生物医学工程的蚕丝蛋白材料制备是全世界最好的，而且我的博士后导师跟我有着类似的跨专业经历，他从本科到博士都是物理学，做超快激光研究，后来转向生物医学工程系，用超快激光加工蚕丝蛋白。因为这个机缘，我就去了。

我的研究背景是微纳传感器，所以就尝试用蚕丝蛋白做传感器的基底和封装材料。后来发现，这个领域比之前用激光加工蚕丝蛋白的发展空间更大——基于蚕丝蛋白的微电子器件、光学器件和组织工程全部结合在一起，包括目前我们做的脑机接口。

《中国科学报》：现在大家都提倡学科交叉融合，对于科研人员来说，该如何选择交叉的方向？

陶虎：什么样的交叉方向是最好的？我认为是跨界。

我们跟临床医生合作，他们提需求，我们用工程学的办法帮他们实现；我们跟生物学领域的科学家合作，比如说脑机接口里我们要用到生物蛋白，他们帮我们研发所需的基因重组蛋白。这样的交叉合作，互相的贡献非常清楚，合作也非常愉快。

“我是一个孤独的人，内心有一点点特立独行”

《中国科学报》：您为什么自称“非典型科学家”，还说自己是个孤独的人？

陶虎：这其实是件很悲哀的事情。我想象中的科学家应该拥有新中国成立前后那一代科学家的科研态度和生活方式，但遗憾的是，现在这种科学家精神常常被视为“非典型”。

我看到很多年轻人很聪明，但一从国外知名高校回来就为了“帽子”和项目到处“拜码头”，最后整个人就“油”掉了。我基本上没太多时间出去社交，也因此吃过一些亏，所以有时候我会觉得自己很孤独。

《中国科学报》：您曾经提到很喜欢开组会，为什么？

陶虎：我之所以喜欢开组会，一是因为作为一名科研人员，我特别怕不接地气；二是因为我本身是很孤独的人，为数不多的可以跟人接触的机会可能就是组会；三是因为有些学生会有一些我没有想到的想法，这让我非常开心。

我们的组会有时候会跟党课联系在一起，因为我们做的事实在太难了，工作压力大、时间长，需要在精神上有强大的支撑。我们的组会也经常会跟文艺结合，上次组会上我们邀请了文化大师。我特别喜欢跨界合作，实验室不能只知道搞科研。

《中国科学报》：您如今承担了科研管理者、企业管理者、科研工作者、教书育人者4种角色，这4个角色在您心目中的重要性如何？

陶虎：排在第一位的一定是老师这个角色。行政职务有期限，项目也有周期，但是老师是我一辈子的角色。

《中国科学报》：听说平时您喜欢用纳达尔来激励自己的学生，为什么是纳达尔？

陶虎：我可能内心有一点特立独行，特别不喜欢追捧大家公认的最厉害或天赋最高的人。我更欣赏不外溢的天赋、强大的内心，以及那种无论风吹雨打我自岿然不动的性格。

纳达尔是我喜欢了很多年的球员，我过去十多年的职业起伏和纳达尔的职业轨迹有着很高的相似度。

纳达尔可能是史上精神力量最强大的运动员，没有“之一”。职业生涯中多次经受重大伤病，被无数人看低，但他就像永远的斗士一样，从未放弃。此外，纳达尔非常爱国。如果我没有记错的话，很多顶级球星大多选择在税收低的国家定居，他是为数不多定居在祖国的运动员。

纳达尔在球场上强大的抗压能力和平时生活中的谦虚和善，是我特别想具备的品质，这对于科研工作者来说也特别重要。

期待将“降维打击”变成现实

《中国科学报》：您曾说《三体》给了自己很多启发，具体是什么启发？

陶虎：脑机接口技术是用生物信息技术手段去解决 的问题。信息技术依赖于集成电路的制造工艺，而这种工艺是平面的，大脑却是一个复杂的三维立体结构。《三体》里有一位歌者，用一片二向箔就把整个太阳系平面化了。受此启发，我们的脑机接口技术走的就是“降维打击”的技术路线。

我们通过一个微孔把一个类似于一维的小球植进大脑，让它在大脑里展成二维，然后进一步覆盖三维空间。这是我们跟其他脑机接口公司发展路线不一样的地方。目前，该技术已经完成了动物实验，并拿到了临床试验的伦理批件。

《中国科学报》：有报道说，陈天桥与您交流了一个小时就拍板支持“脑虎科技”了，而且承诺持续资助二三十年。在那一个小时里，你们都聊了些什么？

陶虎：我们的交流非常坦诚，主要是聊脑科学的未来发展趋势、核心技术挑战和关键应用场景，整体内容很学术。

陈天桥对于脑科学特别是脑机接口这个领域的了解程度和投入程度之深，让我非常震惊。他对技术路线选择和对技术发展速度有着非常科学且专业的判断。

在那一个小时里，我真诚地向他表达了脑机接口的技术难度，告诉他脑机接口技术发展所需要的资源和时间不是传统信息技术或生物技术创业项目可比拟的。

我也明确地告诉他，我们要做一件非常具有挑战性的工作，不难的工作我们是不做的。如果有人能够真正把脑机接口技术做出来，我希望是我们这个团队。当然，这个团队不是仅仅指我自己的课题组，还包括我们长期合作的伙伴。

《中国科学报》：未来5年里，您最想干成的事是什么？

陶虎：我们现在想做一个生物和信息技术交叉融合（BTIT）的产业研究院。大家都知道生物技术和信息技术的交叉融合很火，比方说脑机接口、蚕丝蛋白硬盘的生物存储、植入式医用传感器等，但目前还没有一个做技术成果转化的平台和机制。

脑虎科技还不能说完全成功，但是它已经在正确的轨道上。希望通过我们学术上的积累、商业上的探索，把经验复制下来，应用到BTIT这个未来最有潜力的颠覆性领域之中。

另外，5年内我还有一个小目标——希望我的情商能高于我的智商，我的体重能小于我的身高。