从兴趣到卓越:上纽大毕业生李泓舟、门秋彤的科研达人炼成记

上海纽约大学的本科专业及方向各具特色,在一众主修理工科专业的优秀毕业生中,有两位科研达人尤为引人注目。

神经科学专业的李泓舟,在大三以第一作者身份在国际科学期刊Cell子刊STAR Protocols发表了一篇论文,即将赴美国加州理工学院(Caltech)攻读神经生物学方向的博士。目前,他正与上纽大自然科学学科负责人、生物学实践教授于丹阳合作研究果蝇遗传学相关课题。

对于李泓舟取得的成绩,上纽大生物学助理教授Jungseog Kang称赞有加:“泓舟在认知神经科学、细胞和分子神经科学领域已经有了比较丰富的研究经验,跨学科能力出色。能在本科阶段有这样的积累,他的未来不可限量。”

计算机科学的门秋彤则提前半年毕业,目前在字节跳动担任软件工程师,此前已收到包括美国伊利诺伊大学香槟分校(UICI)计算机科学领域博士项目在内的五份录取通知书。大三那年,他参与了三个具有挑战性的博士级别项目,并参加了网络系统设计和实现专题讨论会(USENIX NSDI)及ACM网络热点专题研讨会(HotNets)等多个操作系统领域的国际顶尖学术会议。这一成绩在同龄人中堪称翘楚。

上纽大前计算机科学助理教授刘古月对他评价极高:“2021年秋,秋彤加入我在上纽大的研究团队,他对编码的热情、对知识的渴求和科研潜力,都令人赞叹。毫不夸张地说,他是每位教授都梦寐以求的优秀学生,而他的才华与奉献精神,将助力他在系统研究领域赢得更大的成功与赞誉。”

李泓舟与门秋彤少时便对科学展现出浓厚兴趣。兴趣如何一步步进阶为成果?他们怎样充分利用上纽大提供的科研平台?在科研探索的旅程中,他们又有哪些故事和回忆?

在二人即将告别大学时光之际,让我们一同聆听他们的分享,感受一名本科生科研之旅的挑战与快乐。

 

李泓舟:学校的丰富资源令我受益匪浅

我对基础科学很感兴趣,高中时入选了北京青少年拔尖人才培养计划,在中国科学院过程工程研究所初探有机化学的奥秘。

上大学后,我选修了生物学助理教授方刚和Kang教授执教的“生物学基础”(Foundation of Biology)。教授先给出本堂课的知识框架,并严格遵循框架,讲解每个部分,最后给出总述。这样“总分总”的授课模式契合了我的学习习惯。后来我还选修了Kang教授的“癌症生物学”(Cancer Biology)——我目前最喜欢的一门课,不仅能领略新知识的魅力,更感受到了教授的科研热情。

专业课都是小班教学,每堂课学生不超过20人。我得到了很多专业指导,积攒了研究经验。每次读完文献,教授会让个人或小组阐述观点,再亲手实验。我发现自己很喜欢做实验,课堂表现还不错,也耐得住性子,便有了从事科研的想法。

家里有人罹患神经系统疾病,加之父母都是药剂师,我选择了神经科学专业,目前正朝着荣誉学位努力。上纽大是国内首个在本科阶段就开设此专业的大学,课程融合了生物学、化学等基础科学,是我研究兴趣的集合体,发展前景也广阔。

海外学习(Study Away)期间,我有幸结识了纽约大学生物学与神经科学教授Claude Desplan,并在他的实验室里研究模式生物果蝇的大脑发育。果蝇的基因和结构跟人类有一定的同源性,研究果蝇的大脑可为人脑研究提供参考,长远来说能帮助探索人类大脑疾病的病理和治疗。

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李泓舟(后)与Claude Desplan教授

 

我和纽大的李思奇同学合作开展研究。果蝇的大脑相对简单却又有一定的复杂度,从美国生物学家摩尔根开始,围绕果蝇的研究从未停止。我还选修了Desplan教授的“发育生物学”(Developmental Biology)和生物学教授Christine Rushlow的“遗传学”(Genetics),为实验经历打下了基础。

研究需要结合遗传学和转录组学的工具,操作和追踪特定细胞类型的基因并增强特异性,准确标记或定位不同发育阶段的神经细胞,这类方法成本较高。我们提出了更经济高效的遗传杂交方法,从果蝇育种中心获得所需果蝇,通过一系列杂交获得所需基因型,为大规模研究提供便利。这项研究成果最终发表在科学期刊Cell的子刊STAR Protocols

我们同为论文的第一作者,自主设计实验,过程并非一帆风顺。果蝇的基因型通常可从表现型确定,通过不同的标记物可观察到不同的基因,但标记物之间可能相互混淆,导致我们忙活了半天,也挑不出能用于后续实验的果蝇。Desplan教授实验室的博士后研究员Yu-Chieh Chen是我们的导师,他也是看了很久才发现“症结”所在,建议我们更换果蝇种系,从头来过。

论文不到20页,我们在同行评审环节直接参与修改。三位审稿人中,有一位一下子就提了80多个问题,我们全懵了。根据对方的质疑,我们改稿、写公函,来回修改了两次。万事开头难,这是我们第一次发论文,中间很多步骤都离不开导师兼该论文通讯作者Chen的帮忙。

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李泓舟(右)和导师Yu-Chieh Chen

 

本科期间,凭借这项成果,我参加了2024年美国遗传学协会年会(GSA TAGC)、少数族裔科学家年度生物医学会议(ABRCMS)等国际研讨会,曾获ABRCMS遗传学与发育生物学“最佳墙报奖”(Best Poster Award)。

果蝇也与我在上纽大的第二个本科生科研基金项目(DURF)和毕设项目有关。回到上海后,我在食堂偶遇了Kang教授和生物化学实践教授Henry James (Xiaotao) Li。他们询问近况时,我提及毕设项目包括将果蝇样本从纽约寄到上海,费用高昂。一两周后,我就收到了学校的邮件,说有新的毕设研究资金发放,可以申请,这真的是“及时雨”了。

学校博雅教育注重培养的写作技能、程式设计能力、数学能力等,却是初学不解“曲中意”,随着专业学习的深入和实验的进行,我才慢慢体会到价值。新生必修课“探究性写作”(WAI)每两周一篇写作任务,我不擅长写作,当时真的压力山大。这门课除了教修辞,也训练了我如何表达得简练有逻辑,这在学术写作中依然适用。

与上纽大一样,我即将前往深造的加州理工学院也是一所小而精的大学,生物医学专业位列USNEWS世界大学排行榜第三,是全球诺奖得主密度最高的学府之一。在那里,每个人都有更多机会进入实验室、选择适合的导师、获取研究资金、结交良师益友,老师的办公室永远向同学敞开,朋辈间的竞争压力小了不少。

我对科研的兴趣很纯粹,亲眼目睹课堂所学用于解决现实问题,让我觉得一切都值得。科研带给我的快乐在于个人空间与集体世界的融合,我拥有全神贯注、不被打扰的独处时光,一个人做实验、看文献,同时还能和朋辈、前辈交流科研心得,大家在白板上写写画画,讨论实验设计,商量解决问题。

我知道科研之路永无止境。未来,我或许会成为一名教授,或在企业中继续研究,但无论如何,我都拥抱各种可能,继续前行。

 

 

门秋彤:在自由选课中学会对未来负责

我从小就对计算机感兴趣,高二那年参加了全国信息学奥林匹克(Olympiad in Informatics)联赛和冬令营,上大学后毫不犹豫地选择了计算机科学专业。我们这届一共四个河北人,我是其中之一,真的很欣赏上纽大的教育理念和学术实力。

锁定专业不代表探索止步,反而为我打开了通往更广阔知识海洋的大门。学校的选课自由度很高,学生的发挥空间很大。我选修过人工智能、机器学习、自然语言处理(NLP)等领域的课程。

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大一时,门秋彤在校园学术节主讲“C++训练营”环节

 

大二时,刘古月教授的“计算机网络”(Computer Networking)决定了我的研究走向。我对计算机系统的兴趣仿佛与生俱来,就加入了刘教授的实验室。

计算机系统曾是热门话题,在互联网泡沫时期,各大公司都想扩容。随着摩尔定律的趋缓或“死亡”,以及这两年大模型的发展,出现了一些和传统算力完全不同的计算范式,都表明人们对计算机算力和系统承载力的需求呈永恒上升的态势。我深感这个领域还有太多未知等待我去探索。

在刘教授的实验室,我完成了第二个DURF项目,聚焦网络管理,一步步打磨代码。然后我就和博士生王玥洁同学合作,研究网络管理中有关隐私保护的两个课题,分别提出了原型的算法和基础设施。

我从头到尾参与了第二个课题的研究。头脑风暴、拆分模块、验证想法,再循环往复,整个过程进展很缓慢,有些问题是我们参考了现有方案也依然无解的,只能冥思苦想,如果最后能想出办法,还开心一点。

随后,我参加了2022全国大学生系统能力大赛-操作系统设计赛,我组成的单人团队开发了基于eBPF的容器权限监控工具,在OS功能挑战赛道获得优胜奖。大三暑假,我作为主要作者参与研究了准实时微服务应用的高效容错机制,成果海报收录进SOSP学生研究竞赛(SRC)。

在纽约海外学习期间,我选修了研究生院里五门高难度的计算机课,还尝试了日语、“音乐科技”(Music Technology)等跨学科课程,拓宽视野,甚至在一定程度上增强了求职能力。

我之前应聘的四家互联网头部公司中,有三家的面试官看过我的简历后,都对我上过的一门课——纽约大学助理教授Joseph Tassarotti主讲的“编译原理”(Compiler Construction)很感兴趣。

课程深入探讨了计算机软件的底层原理,简言之,就是人写的高级编程语言如何转换成计算机理解的二进制编码,同时配有许多动手实操任务。

打个比方,程序员在计算机软件里用高级语言调用一个函数,放到汇编语言中并非一个简单的动作,计算机实际上是需要完成多项指令的。我们在课上学习并亲自实现从函数式语言到过程式语言再到汇编语言的编译流程,并教会计算机如何在函数调用时保存寄存器现场、返回时恢复现场等,体验把代码从高级语言转译为低级语言的过程,从而对计算机软件的认识更加透彻,对细节的理解愈发扎实。

这门课让我养成了从底层向上审视代码的习惯,立足原理本身,思考怎样优化性能。面试官看重的也是这项能力,对方抛出问题,我对答时,会预判系统运行中各个组件可能存在的瓶颈,同时给出领域内一些经典的优化思路。

因为了解底层工序,未来在排查问题或提升质量时更能找准发力点。这些能力,都是我在科研和竞赛的各个项目中,以工程实践和系统分析相结合的方式,训练出来的。

按照我上课的节奏,在第七个学期就能修满128学分并毕业。虽然我可以留在学校多修些课程,但正好收到了一些全职offer,字节跳动这个职位的业务完美适配我的研究经历和发展方向。系统是一个产研结合很紧密的领域,很多学术成果就从公司诞生,所以我选择加入企业,继续探索。此前我只实习过一次,大一时在2018届校友苏汉的创业公司,做与即时通讯(IM)相关的“软件即服务”(SaaS) 技术开发。

无论是做科研还是工作,我都希望全身心投入其中,收获沉浸式的体验。我能感受到一边上课一边实习和全职工作的区别,不仅是公司对个人的要求,自己的思考方式也会发生改变,而我乐于拥抱变化。

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毕业前,门秋彤在前滩校园门口留影

 

工作后的人一定会怀念学校。上学时,我们可以直接走进空教室探讨问题,或在学校咖啡厅随时聊学术。与良师益友的交流,是一辈子的财富。室友李新宇是荣誉数学专业,我俩经常讨论各自遇到的学术难题,因为学科背景不同,反而看到了更多面,拓宽了思路。影响是相互的,我收获了看问题的不同视角,而他将在硕士阶段专注计算机方向。

学无止境,我认为不管是继续深造,还是进入职场,只要能进一步增强我的学术能力,那就值得我去做。