5分钟检测癌症 15岁天才少年的发明震惊全世界


  今天我们来认识一位天才少年,在高中那年,亲人突然去世,改变了他的人生。而他做的事,正在改变世界上很多人的人生。

 

  杰克· 安德拉卡在2013 年TED 大会演讲。杰克·安德拉卡因为发明了一种早期胰腺癌检测法而震惊美国医疗界,这一检测法不仅花费便宜,准确率更达90% 以上。


  少年叫杰克·安德拉卡,他发明了一种全新的胰腺癌检测方法,用试纸对尿液或血液进行检测,就可以发现样本提供者是否患有早期胰腺癌。杰克还有一个同样优秀的哥哥卢克,他曾在去年获得“MIT思考大奖”,两次入围英特尔科学奖最终轮。成长于科学之家的杰克告诉记者: “家人对我帮助很多,妈妈负责接送我,父亲和我探讨一些试验细节,哥哥帮我练习演讲技巧。”

  

  “呃—我来自安德拉卡(Andraka)之家,那是我的姓。”电话那头传来杰克·安德拉卡(Jack Andraka)吃吃的笑声。

  


一个恶作剧般的回答





  “你生长在一个什么样的家庭?”他知道记者问的是什么。

  

  “我的父亲是个土木工程师,母亲是个麻醉师。我们一般不去看足球或者棒球赛,在家讨论科学文章超级有趣。”

  

  杰克补充说,“我还有个哥哥,对科学也很感兴趣,基本上现在家里的地下室已经被他改造成实验室了。”

  

  这是一个科学之家,家里的茶几和桌子上到处摆满了专业期刊杂志。三岁的时候,他就对科学很感兴趣,会为了解水的性质往河里扔东西。六年级他参加第一个科学竞赛,“我发明了一种方法,改造大坝,让水能够更安全地通过大坝。”

  

  在《福布斯》杂志的一次访问里,杰克的父亲史蒂夫(Steve)说:“你要告诉你的孩子,大多数问题是机会的化身,创新来自不满。”

  

  《福布斯》特地对他父母做了一次访问,让安德拉卡的父亲史蒂夫和母亲简列出培养孩子的十几条小建议。

  

  “父母很少正面回答我的问题,他们会帮助我一起寻找问题的答案。很小的时候我就学会了自己创立一个假设,然后再试验证明它,说起来这就是实践科学对吗,我那时根本不知道。”他对记者说。

  

2012 年6 月,美国华盛顿,杰克·安德拉卡和美国选秀节目“美国之声”的歌手Erin Willett 交谈。

  


杰克的新发明



  杰克. 安德拉卡发明了一种全新的胰腺癌检测方法,用试纸对尿液或血液进行检测,就可以发现样本提供者是否患有早期胰腺癌。经证实,他的检测方法比现有的胰腺癌检测法快168 倍,便宜26000 倍,灵敏度高40 倍。它只要3 美分,5 分钟就能知道结果。这种试验方法对卵巢癌和肺癌也有效。

  

  故事是从他的叔叔因为胰腺癌去世开始。他上网在谷歌里敲“胰腺癌”,结果震惊了,胰腺癌早期症状不明显,85% 的患者都是在癌晚期才被检查出来,此时生存率只有2%。检测胰腺癌用的还是60 年前的方法,不仅慢而且贵,需要800 美元还不在医保范围内,还有30% 的误诊率。

  

  杰克上网看了一堆论文后发现,可以通过在血液里寻找特定的标记来做检测。但这个过程无异于大海捞针。他开始通过网络做进一步研究,比如去专业的数据库查资料,这在安德拉卡家是必备技能。“我喜欢读很多期刊论文和文章,关于各种不同话题的,然后躺在沙发上,或是出去走一走,消化一下。有时候脑子里灵光一现,我立刻跑回去研究更多资料,直到把那个信息缺口补上。”

  

  他利用一个涵盖超过8000 种蛋白酶的数据库,在里面寻找目标,经过4000 次寻找,终于找到了一种合适的蛋白酶:间皮素。这种糖蛋白很普通,但一旦患上胰腺癌、肺癌或是卵巢癌,血液中间皮素的含量就会异常高,并且在患病早期就能被发现。此时患者的生存率几乎是100 %。但要如何在血液里排他性地检测间皮素?杰克当时有些束手无策。

  

  杰克所在的北县中学,在美国马里兰州算是一所还不错的公立中学,尤以科学课程见长。在一节生物课上,老师正在讲抗体,他在桌子下偷看一篇有关纳米碳管的论文,一个灵感击中了他:抗体,每一种蛋白都有特定的抗体相对应,可以通过检测抗体来发现间皮素。最终,他通过一年的时间,发明了一种简单有效检测间皮素的办法:将有导电特性的纳米碳管和特定的间皮素抗体结合,遇到间皮素含量很高的血液时,抗体会和间皮素结合并变大,将纳米管彼此分离,使得导电性变差。通过导电性来检测间皮素含量直观而精确。

  

  在那一年里,为了得到合适的试验机会,他在网上搜了一堆正在做相关研究的教授的联系方式,给200 名教授写了信,附上他的项目计划、预算和时间表,却收到199 个教授的拒绝信,只有一个教授回“有可能”。那个教授是霍普金斯大学病理学和肿瘤学教授阿尼邦·梅特尔(Anirban Maitra)。

  

  “我和阿尼邦·梅特尔(Maitra)教授见面时,做了一个很长的面试,在面试过程中吸引了越来越多的专家加入,他们问了越来越多的问题。问我流程的细节。还好我认真复习了,我收到的回信里有一封很有用,一个教授系统地分析了我的实验步骤,一条一条给我指出它们都是错的。在面试前我就像复习大纲那样自己研究了那封信。”他在TED 的演讲里详细描述了和阿尼邦教授第一次见面的情景。

  

  他在那里工作了7 个月,几乎每个周六,妈妈简都在实验室附近的停车场拿着煮熟的鸡蛋等他到午夜,感恩节和圣诞节的大部分时间也在干活,连15 岁生日也是在实验室里度过的。简称自己为“科学竞赛妈”,就像“足球妈妈”或是“冰球妈妈”一样,她想尽一切办法给两个儿子寻找一切科学竞赛信息,对儿子的项目进展了如指掌,并准备了许多“如何面对路上的绊脚石”之类的励志故事以备不时之需。“尽可能让他们暴露在和他们同样优秀的同龄人环境里”,是杰克的父母写给福布斯杂志的教育tips 之一。

  

  杰克和父母的努力没有白费,2012 年,他获得“英特尔科学奖”,甚至见到了奥巴马。


四年级时,杰克·安德拉卡曾在霍布金斯天才少年中心生物班参加学习,图为身穿天才少年中心实验服的杰克在中心实验室里。




科学之家



  杰克还有一个同样优秀的18 岁的哥哥卢克(Luke Andraka),他曾在去年获得“MIT 思考大奖”,两次入围英特尔科学奖最终轮,并因一套解决酸性矿排水的方法获得了96000 美元的“Sierra 内华达奖学金”。

  

  母亲简开着红色福特旅行车接兄弟俩放学时常常会遭遇“惊喜”。譬如有一天,卢克准备带一个手工电弧炉回家,是他在学校实验里造出来的。他在学校演示了这东西可以产生上千度高温,并熔化了一颗螺丝钉来证明。老师紧张了,让他带回家。电弧炉现在还放在家里的地下室。

  

  “家人对我帮助很多,妈妈负责接送我,父亲和我探讨一些实验细节,哥哥帮我练习演讲技巧。”他对《外滩画报》说。

  

  杰克刚上高中,许多实验技巧一片空白,反而诞生了一些古典的解决方案。

  

  比如,他选择了简单的滤纸作为测试带,很便宜,也足够好用,为了测量电变化,他去超市买了个50 块钱的欧姆计,为了更好地读数,他和父亲建立了一个有机玻璃实验装置,他从家里拿了妈妈的缝纫针作为电极。

  

  他对纳米科技一直很感兴趣,尤其是碳纳米管独特的性质,很轻,强度却是钢的一百倍。“在开始这个项目之前,我就研究过这种材料,看过许多碳纳米管的论文,这也是为什么我会想到利用它们导电性能的原因。”他说,“碳纳米管就像是材料科学里的超级英雄,我真希望跟它们有进一步接触。”

  

  这个项目成功后,安德拉卡家找了个律师,给杰克的发明申请了专利,他正着手于进行进一步试验。在TED 和各种活动上许多公司和他接触,希望把这项发明商业化。“现在到真正市场化,大概还有十年吧。”



北县高中的明星



  在获得2012 年“英特尔科学奖”,出席过各种会议,甚至见过奥巴马后,杰克在北县高中(North County high School)已经是堪比舞会皇后的名人,在学校网站搜索他的名字,共有45 条新闻,他狂奔向英特尔科学奖领奖台的照片被许多新闻作为配图。他的facebook 好友猛增,一下从600 多涨到几千个。

  

  获奖后,杰克在学校拥有了一些特权。尤其是去年下半年,常常不在学校出现。“有些老师以为我退学了,”他说,而实际上并没有。“我并不希望退学,”他说,“高中很有趣。”偶尔他也希望能花时间做点孩子该做的事情,比如看“欢乐合唱团(GLEE)”,和哥哥一起去漂流。这大概是他们全家唯一乐于参加的体育活动。

  

  他在课堂上十分特立独行,譬如他会在英语课上发言引用《科学》、《自然》杂志的最新成果,在化学课上,他告诉老师会在家里的实验室做试验,硝酸也够用。微积分课上,同学们聚在黑板前解题的时候,他淡定地在一旁看《美丽新世界》。

  

  他曾经在生物课上看一本学术期刊,正是那上面的论文给了他发明的灵感。“而生物老师对我唯一的帮助就是走过来,一把没收我的论文,”他在TED的演讲里吐槽学校的生物课,听众一片笑声。

  

  “在我的学校,大部分同学对科学不那么感兴趣,更不要说研究了。” 通过参加竞赛,杰克的世界被大大拓展,他认识了许多兴趣类似的朋友,在网上和他们交流。他去白宫见到了奥巴马一家,见过他儿时喜欢的克林顿,参加会议时坐在苹果CEO 蒂姆·库克旁边,在TED 和雅虎的女CEO 梅丽莎·梅耶合了影……他去看了硅谷的奇点大学,大开眼界,而电话里一句“等我长大后……”让人恍惚,确实,他完全有资格憧憬长大后的世界。

  

  现在,他和2012 年得到英特尔科学奖的前三名获奖者组成了一支少年队“Z时代”挑战“高通三录仪X 大奖赛”。(编注:Z 时代一般指出生在1990 年代后期到现在的一代)这个大奖赛的奖金为1000 万美元,名称中的三录仪(Tricorder),则是在著名科幻影剧集《星际旅行》里,用来检查星舰乘员身体状况和疾病的手持诊断仪。他们期望能开发出廉价准确检测各种疾病的设备。这个大奖将在2015 年揭晓,那正是杰克高中毕业时。


杰克· 安德拉卡获得2012 年“英特尔科学奖”,图为他一路狂奔到领奖台。



安德拉卡夫妇培养天才的“理论”


  

  独立学习。我几乎总是让他们边做边学,也让他们犯一些不离谱的错误,从中学习。在这个过程中,他们就会去思考问题。当他们卡在某个问题上的时候,我会让他们告诉我他们做了些什么,大部分的时候,他们在向我解释的时候就会发现问题所在。通过解释,他们会更深入地去思考,这几乎可以解决他们所有的问题。

  

  单点聚焦。把注意力集中在某个特定的项目上,是很重要的,这样能实现更高的目标。当你只是专注在一个特定的目标或问题,满脑袋想的都是这个目标,那么它将打开一扇大门,所有创造力和解决问题的方式都会释放。

  

  参与孩子的项目,即使它超乎你的头脑。两个孩子在某些特定主题和数学方面,都已经让我们黯然失色了。不过,我总是试图跟进,让他们解释一下进展。

  

  我发现,通过聆听、问这问那、鼓励研究和报告来表示我感兴趣,这能够教他们去解决问题,鼓励他们,也教会我自己很多东西。当角色互换,我成为学生,而我的孩子成为老师,我知道这是一种成功。

  

  制定规则,鼓励孩子独立。我们有“最基础的规则’,但不会扼杀创造力。基本上,可以很简单地总结起来:尊重他人,诚实地做功课,并尽量保证安全。太多的规则会让整个家庭有负担,而且也限制思维。


杰克·安德拉卡和美国总统奥巴马


  理论是很好的课本。不过,安德拉卡夫妇史蒂夫和简提供了一些“规则”。

  

  在解决问题的时候,让你的孩子自己思考,限制你能为他们做的。如果你是那个埋头思考和解决问题的人,那么你的孩子就没有做什么。

  

  他们问你多少问题,你就问他们多少问题。互联网上有丰富的知识,让他们自己寻找答案和做研究。

  

  让他们参与合适的同伴活动。如果他们有竞争的一面,鼓励他们参与数学竞赛或辩论队或艺术比赛。在这些比赛中取胜,可以增强自信。另外,看看有没有其他更高级别的比赛。通常情况下,学校可能都不知道这些比赛。记住,你是孩子最好的支持者和资源。不要等待学校给孩子机会。

  

  参与并保持交流。我们每天都问孩子,你们在学校做什么。我们还用家长连接工具,总能知道他们做得怎么样了,并在问题和挑战上说说我们的想法。

  

  一早设定预期。我们的孩子知道,他们将来要上大学。他们上小学的时候就知道这一点。我们有大学指南的书柜,里面有介绍顶尖大学的书籍。

  

  成功需要有一个家庭共享的目标,值得全家庆祝。如果孩子在某个你不熟悉的领域获得成功,你还必须鼓励和支持他们。成功可以带来自信,而你的支持意味着一切。

  

  跳出常规,规则扼杀创造力。你可以告诉你的孩子跳出常规,但如果你把他们的整个生活都放在一个盒子里,他们就没有什么创造性的参考点可以开始。

  

  告诉你的孩子,在这个世界上,大多数问题真的是“伪装”的机会。创新来自不满。

  

  本文来源:外滩画报