波莉·阿诺德是锕系化学和科学多样性的冠军。当她开始在美国国家实验室的新工作时,基特·查普曼问她接下来会做什么

“我有冒名顶替综合症吗?””Polly Arnold raises an eyebrow at the question, as if it’s the most obvious thing in the world. ‘Yes, of course I do. Everybody who didn’t go to Eton has imposter syndrome. Not just the women, it’s the men who didn’t go to a brilliant school, too. The only people who don’t have imposter syndrome are those told from childhood they’re born to rule.’

这是世界上最有影响力的化学家之一坦率地承认了自我怀疑。2019年9月,阿诺德从英国爱丁堡大学的职位调任美国劳伦斯伯克利国家实验室化学科学部主任。她说:“过去我曾开玩笑说,我不想当校长,因为没人了解你所做的工作。”但在伯克利,所有的董事都是不折不扣的科学家,他们的管理有战略方针。你是在驱赶一群做团队科学的人,他们已经接受了这种精神。在学术界,回报来自独立工作。在伯克利,气氛非常不同。美国能源部希望为基础能源科学研究提供资金,希望科学家们确定未来的问题,防止人类对地球造成更大的破坏。这是一种双向对话。

让美国再次伟大起来

阿诺德的职业生涯表明,她不仅赢得了被倾听的权利。她在英国伦敦长大,曾就读于牛津大学,并曾是美国麻省理工学院富布赖特研究员。她已经是缝纫(“这是织物上的工程”)和制作20世纪50年代复古连衣裙的爱好者,当她在爱丁堡担任Crum Brown椅子时,她学会了像她的前任一样编织。然而,她觉得自己不受传统的束缚,表现出强烈的个人主义倾向,按自己的规则行事。作为锕系元素化学家,她在接手这个发现了许多超铀元素的实验室时没有任何压力——包括以实验室命名的锫,以创始人欧内斯特·劳伦斯命名的劳伦斯,以及以伯克利化学家格伦·西博格命名的海铀。“我的历史很糟糕,”她承认。“走进一栋老建筑感觉很好,但说实话我更喜欢未来。我知道这并不酷,但我不认为回顾过去有什么意义。”

波莉·阿诺德的照片

来源:©Carlos Chavarría

今天,她的视野集中在重元素化学,她目前的研究集中在d和f区有机金属化合物。“目前我们正在研究镎。只是因为它不像铀或钚那样流行,并不意味着它不有趣。”The f-block is a culture shock for many of her PhD students, she says, who come into the lab completely unfamiliar with chemistry using radioactive elements. ‘It’s funny going around a lab where you have to learn the isotopes, not just the letter of the element but the number. And when you are dealing with compounds that are paramagnetic, that have not been part of the routine syllabus for undergraduates … I don’t think my students and postdocs get enough recognition for how difficult the work is. I get these brilliant people, the biggest fish from their pond, and I ask them to do a project where only 10% of their reactions will work. They have to realise it’s not them, it’s the chemistry. I have to flip their mindset from never failing to “you’re not failing when this doesn’t work so long as every reaction tells you something about your system”. It’s a difficult thing to learn.’

我最喜欢实验室里有人证明我错了。这让我觉得自己像个合格的科学家

解开重元素的奥秘是阿诺德的动力——即使她不知道她会发现什么。与许多化学家不同,阿诺德并不寻求问题的答案,而是采取一种更自由的方法。她说:“我不想再制造一个18个电子的化合物了。”“我只做那些能教会我们新东西或让我们害怕的化学。我对最终目标的解决方案不感兴趣。如果我要选择一个目标,我不会从我的想象力和专业知识最能发挥作用的地方开始,我会像一家公司一样行事。学术界在这方面做得很糟糕。”

阿诺德坚持认为她的锕系元素研究“完全是基础”。“我喜欢我们制造出好的催化剂,我们有时会申请专利,但我对开公司不感兴趣。我担心,当你向风险投资家寻求启动资金时,你必须相信自己的宣传。这与科学家应有的一切背道而驰。一旦你相信了自己的炒作,你就有可能不再乐意被自己的学生证明是错的,这很危险……我最喜欢实验室里有人证明我是错的了。这让我觉得自己像个合格的科学家。”

她承认锕系化学并没有像其他科学领域那样快速发展,研究仍然徘徊在冷战时期保密的阴影中。她叹道:“未发表的研究让研究变得很困难,因为在你开始参加会议之前,你不知道已经知道了什么。”“有一段时间,原子武器机构等人说,我们需要雇佣更多的人,因为我们可能会失去退休人员的百科全书般的知识。情况有所好转,但仍是一个全球担忧。

波莉·阿诺德的肖像照

来源:©Carlos Chavarría

如果没有直接的申请,资金是另一个主要的争论问题,随之而来的是职业发展的潜力。“让我困扰的是,如果你以博士或博士后的身份进入(核化学)领域,得到结果的时间会更慢,你可能很难得到一套科学江淮现在每个人都需要这些论文才能拿到奖学金。”也许更多最新的出版形式可以帮助社区。“从我们了解一种新的镎化合物的那一刻起,我们就需要告诉人们我们在做什么。我们不能浪费纳税人的钱,但你不能发表文章,除非你和物理学家谈过,理解了磁力,或者你有东西可以教给人们。我想知道ChemRxiv是否是让社区了解情况的好方法。”

阿诺德“在不同的时间尺度上”与“左右”合作,以确保她引入不同的专业知识来理解化合物,无论是化学家还是物理学家。然而,她认为,倾向于专注于一个目标的大型国际项目可能会阻碍进展。她若有所思地说,人们认为所有的科学问题都可以通过团队合作来解决。“政府似乎喜欢大笔拨款,研究委员会也承受着降低管理成本和节省资金的巨大压力,你可以理解其中的原因。”看起来他们正在解决一个大问题,但事实并非如此。把我们都放在一个大团队中意味着我们要和那些我们应该独立思考的人合作。我说的不一定是竞争——我们可以庆祝彼此的成功——但如果我们都加入大团队,就会有危险,人们太害怕提出一个冒险、疯狂的想法。如果你不让人们有探索随机想法的空间,那么你就会陷入群体思维,这是危险的。”

尽管现在是“大科学”发源地的导演,阿诺德坚称她更喜欢远离人群的生活。她说:“我喜欢与世隔绝,喜欢做一个内向的人。”“很多人听音乐都能听到哭,但对我来说,我喜欢的是照片。我喜欢看东西。如果我非常富有,我会买弗朗西斯·培根的画,还有满是大理石灰尘的棕色大油画,还有雕塑,巨大的雕塑,还有一座带大花园的房子,可以把它们放进去。”

她最喜欢的逃跑方式是跑步。“没有人能联系到你,这是一种冥想。思考的过程就像摇晃一袋回形针:只要你积累了足够的信息,一段时间后,袋子被充分摇晃,你就可以抽出一长串完美地连接在一起的回形针,你就可以看到你正在寻找的答案,或者你需要问的问题。我只是希望我在职业生涯开始时就知道我的想法是好的!人们不去做某件事并不是因为这件事做不到,而是因为他们还没有想到这件事。”

不同的利益

另一个激情是拥抱和利用科学多样性的潜力。阿诺德说:“我被告知,这是伯克利分校想要我的原因之一——我在多样性方面的记录。”“他们真的意识到这一点,对存在的问题持开放态度,并希望把事情做得更好。这里有不同的少数民族,这里有一些预算来做一些事情,所以这非常令人兴奋。”

波莉·阿诺德的照片

来源:©Carlos Chavarría

这种对弱者的支持可能会以意想不到的方式表现出来——尤其是当她有机会在会议上让毫无防备的化学家感到惊讶时。“当我突然站在一个博士后身后说:‘我真的很喜欢你的演讲,真的很酷!’他们看起来很震惊,这是一种秘密的乐趣。这也是我喜欢推特的原因之一——你可以花五分钟点赞年轻人发表的重要而精彩的评论。”

阿诺德是英国皇家学会多萝西·霍奇金奖学金的董事会成员,也是英国皇家化学学会包容和多样性委员会的主席,她的工作使她在2017年被任命为大英帝国勋章的军官,以表彰她对化学和Stem领域女性的贡献。“大英帝国勋章让老万博代理白人听我的,”她笑着说。“太神奇了,我好像长了30厘米,声音降低了一个八度。我可以接触到父权制。突然间,我就加入了俱乐部。”

化学是一门强大的核心科学,它不应该有形象问题,但我们都有自我意识

在爱丁堡大学期间,阿诺德支持“包容问题”,这是由工程和物理科学研究委员会资助的550万英镑计划的11项倡议的一部分。该计划的重点是建立一个证据基础,以研究大规模拨款申请中的不平等现象,并开展研究,以研究如何使科学更加公平。阿诺德解释说:“我们都需要改变我们对领导力的定义,以及我们向各种各样的研究人员提供资金的方式。”“不是每个人都能意识到自己的潜力,这是一种经济浪费。因此,我们正在寻找关键点,以及如何找到最佳人选来寻找、领导和发展获得大笔拨款的团队。我们正在关注所有微小的领域,以系统为基础的方法来研究机构和英国科学的运作方式。”

作为多萝西·霍奇金奖学金小组的一员,阿诺德已经近距离看到了这些关键点。“有趣的是,我们可以看到化学家们彼此之间有多可怕。化学家是科学家中最刻薄的——他们对彼此如此苛刻,就像对自己一样。这是一个伟大科学家的标志,过分挑剔。但如果你对其他人过于挑剔,这对这门学科没有任何好处……化学是一门强大的核心科学,它不应该有形象问题,但我们现在都有自我意识。有一段时间我们感觉不错。记得当打破坏出来吗?那时我们觉得很酷。”

这种自我意识已经影响到公众对化学的认知,特别是在黑人和少数民族社区等服务不足的人群中。阿诺德认为,尽管我们做了很多努力,但我们仍然没有弄清楚化学是否适合每个人。她说:“我生活在大学的泡泡里。”“我从未见过非常年轻或非常老的人。当我上车时,我突然意识到我看到了世界上我从未接触过的一部分。这很糟糕,不是吗?当你想到我们应该做的所有推广工作,所有纳税人的钱以及告诉他们我没有浪费这些钱是多么重要,但当我在科学节上看到观众时,他们看起来像我。当人们上错了学校,或者他们的父母没有听说过科学,他们就会认为唯一的好工作就是当医生。作为一名化学家,他们有更大的机会为人类做贡献,比如开发出下一种药物,解决清洁水问题,或者找到一种低能量淡化海水的催化剂。”

这种接触并不是一个新想法。阿诺德说,尽管过去的许多举措改善了学生的入学机会,但它们总是太短暂,无法产生真正的影响。“当我们开始(调查这个问题)时,没有一个女性从开始到成功领导过项目资助。现在有一个了。就真正的少数民族而言,情况更糟——人们厌倦了打勾,错误条正在扩大,现在已经超过了少数民族的数字!”

在解决多样性问题时,最有害的问题之一是无意识的偏见:因为我们甚至没有考虑到的社会规范而存在的障碍。阿诺德说:“无意识的偏见意味着我们必须让我们的候选人变得聪明。”我们必须让他们比其他人优秀10%,否则我们就会让他们失败,这很可怕。有人对我们说,我们鼓励妇女和女孩从事她们会受到歧视、薪水更低的工作,我们疯了吗?但我们总得从某个地方开始。我们有一些非常好的盟友,他们会帮助我们。我在委员会中看到越来越多这样的人,他们变得越来越好。”

现在大家都在听我讲话,我停不下来!

还有很长的路要走。阿诺德说:“无意识偏见的问题在于,它太无聊了。”“这就像节食一样,无聊又无趣。但这应该是无聊和重复的,总有一天会像系安全带一样——最终人们会理解的,并继续保持所有的声音。”

在那之前,她不打算结束谈话。我宣扬工作与生活的平衡,但我没有做到。我一直承诺我会对更多的事情说不,因为所有的包容和多样性的事情都是在我的业余时间。但我这样做是因为我可以,而且这很重要。人们给了我这样做的权力和发言权。现在大家都在听我讲话,我停不下来!我有机会让每个人的生活变得更好。”

基特·查普曼是一名生活在英国南安普顿的科学作家