冯晓娟,走在浪尖上
作者: 姚远
科学家冯晓娟一天的时间,被精确分成两部分。
一部分从早上8时开始。冯晓娟是中国科学院植物研究所的副所长、研究员和博士生导师,管理、科研与教学,争相瓜分她的精力。
剩下的一部分时间,从傍晚6时开始。大部分时候,冯晓娟准时下班,然后回到家中,暮色渐沉,她转换为女儿、妻子、母亲的身份,更重要的是做她自己。
43岁的冯晓娟过着极其规律的生活。
她的办公室位于北京西郊一栋三层的灰色小楼。植物研究所把国家植物园南园建成了一艘属于植物的“诺亚方舟”,8000多种植物、其中包括400多种珍稀濒危植物,错落有致地生长于此,一种古老的宁静围绕着小楼。日复一日,冯晓娟规律地穿梭来往于这片宁静之中。
然而冯晓娟的工作中,却处处是惊心动魄的时刻。
某种程度上,这是她自己的选择。“我一直和学生说不要追着浪尖跑,我们要做站在浪尖上的人。”
冯晓娟的研究对象是看起来黑乎乎、脏兮兮的土壤。土壤俯拾皆是,它培育作物、吞噬尸体,悠久地哺育着人类文明。人类却对它知之甚少,对土壤的研究曾经被《科学》杂志誉为“最后的前沿”。
冯晓娟是土壤碳循环与全球变化领域前沿的科学家。早在2008年,攻读博士学位期间,冯晓娟就通过实验发现土壤中的木质素在增温下可能发生加速降解,推翻了科学界对木质素分解不易发生改变的传统观念。研究结果发表在《自然·地球科学》上,杂志配发评论称:“分子方法的应用为研究有机碳降解过程提供了全新角度。”
以此为起点,冯晓娟取得了卓越的成果。她同时担任国家自然科学基金委员会交叉科学部第一届专家咨询委员会委员、中国土壤学会国际合作工作委员会副主任,还是3个SCI收录期刊的编辑或副主编。2024年,冯晓娟成为中国青年女科学家奖的获得者之一。
“前沿”对冯晓娟来说意义非凡。
比起更稳妥的、被前人验证过的研究路径,前沿意味着成倍增长的失败概率、庞大的沉没成本和时时刻刻悬起的一颗心。走在悬崖边上,对未知的恐惧,来自人性深处。
与此同时,前沿也意味着无人领略的风光,意味着把自己的名字刻在一门科学研究的界碑之上。这种最纯粹的快乐超越了金钱、名声和一切学术头衔,令冯晓娟久久地痴迷于此,令她忘却恐惧,行走于浪尖之上。
任 性
冯晓娟说,自己是个“任性”的人。她温婉的脸庞是典型江南人的长相,个性却是直爽率性的。她说自己从小就这样,有主意、有脾气,“我认定的就一定会去做,别和我说其他乱七八糟的”。
成为科学家,就是她“任性之下”的决定。
父母是从浙江、上海去贵州支援建设的知青。冯晓娟在贵州长大,放了学在田埂上捉蚂蚱、玩泥巴,三四岁开始种牵牛花,蹲在地上看花苞如何渐渐舒展,绽放成一个小喇叭。
15岁,冯晓娟离开家,去上海读高中。她悄悄在心中立下志向,未来要成为一名自然科学家。
她在上海普陀区的老牌重点高中读书,是四校联考的第一名。成绩相近的同学,早早选择保送复旦、交大,只有她执意备战高考,目标指向更顶尖的院校。
1999年,冯晓娟上高三。她在上海市英语竞赛中获得一等奖,一家英国企业愿意全额资助她去曼彻斯特大学读纺织类专业。班主任告诉她这个好消息,冯晓娟却说:“我要学生物,当科学家。去英国就当不了科学家了。”
一个十七八岁的孩子,真的拎得清梦想与现实之间的区别吗?大人们不免对女孩的任性抱有一丝担忧。英语老师劝她:“女孩子做什么科学家?又苦又累。”
但妈妈对冯晓娟说:“女孩怎么不可以搞科学?你想做什么就去做什么。”
后来冯晓娟觉得,是这种自由宽松的家庭氛围促成了她的任性。无论她做什么,父母总是支持、鼓励,以至于她“从小就没有把赚钱当成人生目标”。拒绝留学英国的全额资助,她甚至没给父母打电话。一个前景清晰、回报明确的前途摆在眼前,女孩的目光却只瞄向科学的高塔。
“因为这是我的研究领域,既然别人还没发表出来,那么我做;既然别人这么久还没做出来,那么我来。”
类似的抉择,冯晓娟在博士后期间又面临过一次。在美国伍兹霍尔海洋研究所工作的第一年,她的博士后导师跳槽去了苏黎世联邦理工大学,冯晓娟便决定跟着他去往瑞士。
美国朋友敬佩冯晓娟的勇敢,同时委婉地表达不解。伍兹霍尔海洋研究所已经是全球最顶尖的海洋研究所,留下来完成研究,找份教职、拿美国绿卡,是顺理成章的人生路径。而瑞士毕竟是个非英语、非移民国家,新实验室的设备能不能正常使用都是未知数。
冯晓娟的想法却很简单。博士期间,她曾利用分子标志物的方法,在土壤增温实验中推翻传统观点,发现被人们一直以为是土壤碳积累主导者的木质素在增温实验中的表现并不如想象中稳定。
但只是一个相对简单的、短期的土壤增温实验,尚且不足以成为证明木质素不稳定性的直接证据。冯晓娟希望在博士后期间开发一种成熟的、可以用来分离纯化木质素单体的分析方法,从而确定它在天然环境中的驻留时间。
去瑞士,冯晓娟的念头只有一个:“我要做木质素。我必须把这件事情完成。”
“因为这是我的研究领域”
木质素是一种复杂的有机聚合物。它大量存在于植物的木质部,组成坚硬挺拔的树干,托起整株植物。当植物凋零、腐烂,木质素随之进入土壤,成为土壤有机质的重要组成部分。
科学家们发现,枯枝落叶腐烂以后进入土壤,其中残余的碳会在土壤中沉积下来,这让土壤成为陆地生态系统中最大的活性碳库。据此,科学家有了一个美好的愿景:如果可以每年增加土壤碳库的千分之四,就能抵消人为使用化石燃料所排放的二氧化碳,实现长期的碳中和。
但科学界对土壤碳库储量和稳定性变化的认识还很模糊。一种观念认为,木质素具有相对稳定的化学结构,比其他碳组分周转起来更缓慢、更难以分解,所以它很可能是驱动土壤碳长期积累的重要贡献者。
偶然的契机之下,冯晓娟开启了对木质素稳定性的研究。
在北京大学本科期间,一门名为《基础土壤学》的课程,让冯晓娟对土壤产生了浓厚的兴趣。
2003年,她前往多伦多大学读硕士学位,跟从导师玛娜·辛普森研究土壤污染物。当时,玛娜·辛普森是一位刚入职不久的助理教授,而冯晓娟是她指导的第一名学生。两个年轻女性一拍即合,冯晓娟说,玛娜和她“更像是彼此信任、行动高效的伙伴”。
玛娜是个条理清晰、目标明确的人,她从来不迟到,随身携带着笔记本,记录每个工作日程与注意事项,并且说服校长成立了一家核磁共振中心,用于支持她的课题组分析环境样品。
“当时,核磁共振技术普遍用于纯化学合成物的鉴定与开发,环境样品中天然有机质构成太复杂,解析起来是很有挑战的。”冯晓娟说,“但玛娜可以说服大家,让人们信任她的能力,让人们相信这门技术是具有发展前景的。”
直到今天,冯晓娟依然把玛娜视作学术榜样。玛娜身体力行教会了她几件事:井井有条,不要错过任何一个截止日期;掌握一门新技术,可以让你更好地掌握研究的主导权;一位优秀的科学家不应该局限于埋头做实验,还需要学会沟通与争取。
2010年,冯晓娟去往瑞士苏黎世联邦理工大学,醉心于开发针对木质素单体的分离纯化方法。同一时期,位于美国的另外两家研究所也在开发这一技术,他们比冯晓娟起步更早。
有时候,科研竞争比竞技体育还残酷几分。与对手竞速开发分离纯化方法,是冯晓娟至今为止“干过最苦的活儿”。每天早上,她8时抵达实验室,一直工作到晚上8时离开,即使周末也如此。
结果并不如愿,竞争对手还是抢先发表了结果。
“明明知道对方更早开始,为什么还会全力以赴呢?”记者询问冯晓娟。落后于他人起跑的选手,往往会精明地斟酌付出与回报比,从一开始就放弃努力的决心。

冯晓娟似乎没有陷进这种逻辑,她给出的答案干净而有力:“因为这是我的研究领域,既然别人还没发表出来,那么我做;既然别人这么久还没做出来,那么我来。”
跻 身
被竞争对手抢先后,冯晓娟和团队立即调转目标,采集北极几条主要河流的河口沉积物,分析其中来自陆地植物的蜡质、木质素以及其他组分,希望成为世界上第一个把提纯分析技术应用于环境样品的研究组。
结果出来后,团队成员“起了一身鸡皮疙瘩”。
他们惊讶地发现,所有北极流域的陆源碳组分中,木质素竟然是最年轻的一个。个别流域中,木质素甚至比植物蜡质年轻一万年。冯晓娟团队的发现,再次挑战了对木质素稳定性的传统猜想。
冯晓娟说:“如果女性想突破,想改变既有规则,就必须先跻身各个行业的领导层,从而掌握话语权。”
2013年,冯晓娟回国,入职中国科学院植物研究所。她的研究视野变得更开阔,在此前北极流域研究的基础之上,她与团队去往温带草地、亚热带森林和淹水厌氧的湿地,探究更广泛的生态系统中土壤碳的周转机制。
后来十年,他们陆续发现,不同区域、不同生态系统的土壤中,主导碳封存的组分各有不同。譬如,草地生态系统中碳封存的主导者是微生物残体及其代谢产物;森林生态系统中,30厘米以上表层土壤的主导者是包括木质素在内的植物残体组分,而30厘米以下的底层土壤中,依然是微生物残体发挥更重要的作用。
一只人类认知的黑箱,被冯晓娟亲手打开。对冯晓娟来说,“发现”是如此令人着迷,极大程度地契合了她个性中的冒险精神。“或者你说是好胜心也好,这是我的领域,我想要当第一人。”
尽管利用土壤碳封存实现长期碳中和、逆转全球气候变化趋势依然是一种遥远的愿景,但冯晓娟说:“这是一项事业,在我的有生之年,把人类对这一领域的认知向前推进一步,这就是我工作的动力与价值所在。”
2021年,中国科学院任命冯晓娟担任植物研究所副所长一职,她的担子更重了一分。
科研是纯粹的,它要求一个人极尽所能地严谨,细细地追问。但管理呢,需要平衡、迂回、等待与忍耐—它们几乎是两种截然相反的工作。管理要求冯晓娟克服个性中的“任性”,她花了很长一段时间去适应这个岗位。
压力陡然增长。冯晓娟说,以前一个研究项目的成败,只关系自己和导师两个人,可是现在,“你的工作涉及的是整个研究所,比以前复杂了太多”。
支持她坚持下来的,是一份或许可以称作“责任感”的东西。冯晓娟说,自己“没那么伟大”,很多时候她只是顺水推舟,完成好被赋予的职责。但她不免也会在工作中看见,尽管成绩优异的女学生千千万万,优秀的女性科学家、高层次的女性管理者却是极少数。
在《国家科学评论》期刊举办的论坛上,中国工程院院士、中国女科技工作者协会会长王红阳发言称,一种结构性困境存在于科研界中:“基层女科技工作者数量大,但是高层次人才少、上升空间小,大量的女科技工作者都在基层从事辅助性或支撑性的工作。”
在冯晓娟看来,促成这种结构性困境的原因之一,是过去几千年来漫长的历史与文化。男性一直以来主导制定了人类社会的各项规则,而妇女解放运动不过百余年,女性社会化的历史太过短暂。
在男性主导的社会秩序中,女性有诸多不适应的地方。
冯晓娟说:“如果女性想突破,想改变既有规则,就必须先跻身各个行业的领导层,从而掌握话语权。”