李栋：10年抵达0.00000006米，分辨率并非唯一答案李栋

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李栋，中国科学院生物物理研究所研究员， 2019年科学探索奖前沿交叉领域获得者。
获奖理由：肯定他在光学显微成像技术方面的成绩，激励他在高速活体长时程超分辨显微成像技术方面进一步突破。
编者按
年轻人，是科学创新的主力。在科学投入越来越受重视的今天，中国的科学家们中，尤其是年轻一代里，有许多在自己领域里做出了杰出成就，也承载着未来科研的希望。
《知识分子》携科学探索奖设立“探索者”专栏，为读者速写一群青年科学家的画像，介绍他们所代表的科技前沿。这些青年学者们都不到45岁，但已在各自的领域内做出了重要贡献。
谨以此系列文章记下他们拓展人类认知边界的努力，和对于科学、技术与人文的思考。
撰文｜徐竞然
责编｜陈晓雪
在人类看见微小生物这件事上，多数人都要归功于列文虎克——这位来自荷兰的显微大师，三百多年前从眼镜师那儿习得了磨镜手艺，制造了数百个透镜。当人们第一次透过显微镜看到游动的红细胞、细菌、精子时，一个新世界打开了。
几百年过去了，眼见为实的信条和对清晰度的无上追求仍在继续，分辨率1000纳米、400纳米、200纳米！100纳米！甚至优于10纳米！数字见证着人类的智慧。人们能看到的微小世界更清晰了，比如辨识细胞器，病毒与细胞交战时的你来我往……
但或许，数字并不是唯一的答案。
准确的说，荧光显微镜的研究更像是一门平衡与妥协的艺术：看得清楚（空间分辨率高），看得快（成像速度快），看得久（对活体细胞伤害小），看得深（无损观测生物样品内部）等指标维度相互制约，难以同时达到最优。有时，看得清楚了，但过多伤害了活体细胞，或是采集所需时间过长， “来不及”连续拍摄分子层面的动态生命过程，等等。
这场博弈的有趣之处在于，在获得之前，先要想好失去什么。
很多时候，研究者会情不自禁陷入对分辨率的追求。但对于中科院生物物理所李栋研究员来说，为了解开生命运作的秘密，他愿意舍弃部分分辨率，在尽量不伤害生命体的情况下，看清它们的行为和细微结构。
牺牲什么，留下什么？看似是一个选择的问题，实质却是：做研究是为了什么？

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李栋与阿贝极限纪念碑|受访者供图
1.“英雄”般的实验
时间回到2012年冬天。
【李栋：10年抵达0.00000006米，分辨率并非唯一答案】圣诞节左右，美国多地暴雪， 2000多个航班延误取消。在华盛顿，到处是白茫茫的一片，厚处的积雪足有80厘米，接近一个成年人的腿长。
在美国霍华德·休斯医学研究所Janelia园区，埃里克·白茨格（EricBetzig）博士的实验室依然忙碌。这位后在2014年因发明超分辨荧光显微镜摘得诺贝尔奖的教授，出了名的刻苦，每周工作80小时是他和小组成员的理想状态。
取了样本细胞，白茨格的中国博士后李栋开始测试新的技术方案的效果，这已经是他第N次优化这一显微镜系统的技术细节了。
来霍华德·休斯医学研究所的第二年，他开发的高数值孔径非线性结构光照明显微镜（HighNATIRF-SIM ， NonlinearSIM）正处于关键的测试阶段。此前， 100纳米以下分辨率的活细胞高速成像一直是领域内的难题。