Würdigen Sie die Kraft „ihrer“ in der wissenschaftlichen Innovation und hören Sie sich die wissenschaftlichen Forschungsgeschichten von vier Wissenschaftlerinnen und Technikerinnen an

Anlässlich des Internationalen Frauentags haben wir mehrere frühere Gewinnerinnen des „China Young Women Scientists Award“ ausgewählt und würdigen anhand ihrer wissenschaftlichen Forschungsgeschichten die weibliche wissenschaftliche und technologische Kraft, die die Zukunft gestalten wird.

▲Titelbild der Beijing Science and Technology News, 7. März 2022

Liu Ying: Setzen Sie Ihrem Leben keine Grenzen. Die Grenzen der Welt sind unsere Grenzen.

Liu Ying

Prodekan der School of Future Technologies, Peking University

Professor, Institut für Molekulare Medizin, Peking-Universität

Gewinnerinnen des 15. „China Young Women Scientists Award“

Liu Ying, Prodekanin der School of Future Technology der Peking University und Professorin am Institute of Molecular Medicine, erforscht das Wesen der mikroskopischen Welt auf molekularer Ebene. Sie erscheint regelmäßig in internationalen wissenschaftlichen Zeitschriften wie Nature, Nature Cell Biology, eLife und Cell Research, wurde mit 29 Jahren Doktorvaterin an der Peking University und hat zahlreiche Auszeichnungen erhalten. Wenn Sie sich näher mit ihrem „Hocheffizienzleben“ befassen, werden Sie feststellen, dass sich das Konzept der „Neugier auf Lebensphänomene“ durch ihre gesamte wissenschaftliche Forschung und ihr Leben zieht.

Wenn wir beim Autofahren Fußgängern begegnen, bremsen wir bewusst ab und weichen ihnen aus. Wenn wir morgens den Wecker hören, wissen wir, dass es Zeit zum Aufstehen ist. Wenn wir spüren, dass es wärmer wird, beginnen die Menschen, ihre Baumwollkleidung abzulegen und Frühlingskleidung anzuziehen. Der Mensch verlässt sich auf sein Sehen, Hören, Tasten und andere Sinne, um Informationen aufzunehmen und sich an die Umgebung anzupassen. Wie steht es also mit Zellen als Grundstruktur und Funktionseinheit lebender Organismen? Liu Ying beschäftigt sich mit Forschung im Zusammenhang mit Zellstress und Homöostaseregulierung. Einfach ausgedrückt geht es darum, wie Zellen Informationen wahrnehmen und darauf reagieren.

Sie führte aus, dass Zellen, wie Menschen, zur Aufrechterhaltung eines normalen Wachstums und Überlebens den Zustand ihrer eigenen Umgebung richtig einschätzen und eine Reihe von Stressmechanismen nutzen müssen, um sicherzustellen, dass sie sich an die stressige Umgebung anpassen können. Abnorme Reaktionen auf belastende Umgebungen und eine Fehlregulation der Zellhomöostase führen zu einer abnormen Zellfunktion oder sogar zum Zelltod und verursachen letztlich Krebs und altersbedingte Krankheiten. Dieses Thema steht in engem Zusammenhang mit einigen häufigen Stoffwechselerkrankungen, altersbedingten Erkrankungen und Krebserkrankungen und bietet sehr wichtige Anwendungsaussichten. Liu Ying erklärte: „Meine Aufgabe besteht also eigentlich darin, die Geheimnisse des Lebens zu erforschen.“

„Seit meiner Kindheit bin ich neugierig auf die Natur und das Leben. Zum Beispiel, warum Blätter gelb werden und abfallen, wie sich Ameisen bewegen, wie sie Nahrung finden, ihre Artgenossen rufen, wie sie die Nahrung aufteilen und wie sie sich dann in einer Reihe aufstellen, um sie nach Hause zu transportieren. Diese Neugier ist durch die prüfungsorientierte Erziehung von der Kindheit bis ins Erwachsenenalter nicht ausgelöscht worden und gilt als das Wichtigste für spätere wissenschaftliche Forschung.“ Liu Ying erinnert sich noch heute genau an den Biologie-Experimentierunterricht in der Highschool, der ihr großes Interesse an der Wissenschaft weckte. Sie zerdrückte die Banane und extrahierte die DNA in wenigen einfachen Schritten. „Als ich die faserartigen DNA-Stränge im Reagenzglas erscheinen sah, war dieser Moment für mich ein ganz besonderer Moment. Ich sah tatsächlich DNA, die genetische Informationen in sich trug! In diesem Moment schmiedete ich eine unauflösliche Verbindung zu den Biowissenschaften.“

Wenn Liu Ying über ihre Forschung spricht, schätzt sie sich glücklich, da ihr die Forschung in den Biowissenschaften viel Freude bereitet und ihr Selbstwertgefühl gestärkt hat. Wenn ich wissenschaftlich forsche, habe ich oft das Gefühl, in einer unabhängigen kleinen Welt zu leben und der freie König dieser spirituellen Welt zu sein. Für mich ist die wissenschaftliche Forschung ein Ort, an dem ich eine spirituelle Heimat finden kann. Die moderne Gesellschaft arbeitet mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck. Viele Menschen werden eines Tages im mittleren Alter plötzlich seufzen und sich fragen, wie sie zu dem geworden sind, was sie heute sind. Soziale Standards und die Sichtweise der Öffentlichkeit sind in der Tat schwer zu ignorieren, aber ich hoffe, Sie können eine Waage in Ihrem Herzen haben und lernen, Entscheidungen für das Leben zu treffen, das Sie sich wünschen. sagte Liu Ying offen.

Der Geist der Bildung der Menschen ist mit der langfristigen Entwicklung von Wissenschaft und Technologie verbunden. Die Wissenschaft ist ein großartiges Unterfangen, das Vergangenheit und Zukunft verbindet und andere ständig übertrifft. Es handelt sich um einen Prozess des gegenseitigen Lernens und Wachstums zwischen Vorgängern, die bereit sind, als Sprungbrett für andere zu dienen, und Nachfolgern, die andere ständig übertreffen. Gerade weil Liu Ying die Bedeutung der Neugier für die wissenschaftliche Forschung erkennt, ist es ihm neben der Lehre und der wissenschaftlichen Forschung auch ein Anliegen, populärwissenschaftliche Bildung zu vermitteln und junge Menschen neugierig zu machen. Liu Ying hat an der Aufzeichnung einer Reihe von Biowissenschafts- und Bioexperimentkursen für die Grundschule teilgenommen. Diese Videoserie wird auch heute noch häufig abgespielt und Liu Ying erhält gelegentlich Briefe von Eltern, die die Lernbegeisterung ihrer Kinder mit ihr teilen und ihr einige wissenschaftliche Fragen stellen. Dieses Gefühl der Anerkennung ermutigte sie. „Wissenschaft populär zu machen bedeutet, dass Sie möglicherweise einen Samen der Wissenschaft in die Herzen von Kindern pflanzen, ohne es zu wissen, und vielleicht wird er eines Tages sprießen, blühen und Früchte tragen.“

Aus Liu Yings Sicht sind hocheffiziente wissenschaftliche Forschung und eine hohe Lebensqualität die richtige Lebensweise. Liu Yings häufigste Erwartung an seine Schüler lautet: „Glauben Sie an sich selbst, setzen Sie sich im Leben keine Grenzen, glauben Sie an die Kraft des Glaubens und wagen Sie es, jede Möglichkeit auszuprobieren. Die Grenzen der Welt sind unsere Grenzen.“ (Geschrieben von Reporter Lv Bingxin)

Lü Zhi: Beobachter und Brückenbauer zwischen Bergen und Gewässern

Lü Zhi

Professor, School of Life Sciences, Peking-Universität

Gründer des Shanshui Nature Conservation Center

Vizepräsidentin der chinesischen Vereinigung weiblicher Wissenschaftlerinnen und Technologinnen

Gewinnerinnen des 2. China Young Women Scientist Award

„Wie können wir, die wir aus Bergen und Flüssen kommen, in Harmonie mit ihnen leben?“ Über diese Frage hat sich Lü Zhi, Professor für Naturschutzbiologie an der Peking-Universität, sein ganzes Leben lang Gedanken gemacht. Als führende Persönlichkeit im Bereich des Artenschutzes in meinem Land verfügt Lv Zhi über viele prestigeträchtige Titel. Sie selbst sieht sich jedoch lediglich als Beobachterin und Brückenbauerin zwischen Bergen und Flüssen.

Nach dem Schneefall ist es im Wald immer außergewöhnlich ruhig. Eine Gestalt geht vorsichtig den Waldweg entlang, aus Angst, dass das „knirschende“ Geräusch der Schritte auf dem Schnee die Feierlichkeit stören könnte. Im Schnee erscheinen und verschwinden Fußspuren, im Gras sind Panda-Kot „zurückgeblieben“. Sogar auf dem Schild mit der Aufschrift „Schützen Sie die Tierwelt“ sind noch die merkwürdigen Zahnabdrücke des Großen Pandas zu sehen … Dies war die erste „Visitenkarte“, die die Natur Lv Zhi bei ihrer ersten Feldforschung überreichte. Diese Erinnerung hat sich zusammen mit ihrer Begeisterung für die Wildnis tief in ihr Gedächtnis eingebrannt.

Seit er 1981 zum Studium an die Fakultät für Biologie der Peking-Universität kam, hat Lu Zhi eine unauflösliche Bindung zur Natur entwickelt. In ihrem vorletzten Studienjahr beschloss sie, Große Pandas zu studieren, und von da an gehörte es zu ihrer täglichen Routine, tief in die Berge hinauszugehen. Von der anfänglichen Möglichkeit, den beiden aus der Ferne zu folgen, bis hin zum späteren Aufbau gegenseitigen Vertrauens – die Geschichte von Lü Zhi und den Pandas bietet sowohl den Nervenkitzel einer Begegnung auf einer schmalen Straße als auch berührende Momente. Doch diese schöne Begegnung währte nicht lange – mit der Ausdehnung der Stadt und der Entwicklung der Industrie wurden die Berge und Wälder immer weniger und das Land immer kahler. Als Lü Zhi sah, wie der Lebensraum wilder Pandas dramatisch schrumpfte, wurde ihm plötzlich klar, dass der Schutz der natürlichen Ökologie schon lange eine dringende Notwendigkeit darstellte.

Allerdings verlief der Schutzprozess nicht so reibungslos, wie sie es sich vorgestellt hatte: Unter der Anleitung von Lehrer Pan Wenshi unternahmen Lv Zhi und ihre Klassenkameraden große Anstrengungen, und obwohl der Wald gerettet wurde, verloren die örtlichen Holzfäller ihre Arbeit, und Freunde, die sich früher umeinander gekümmert hatten, wurden im Handumdrehen zu Fremden. Einige Leute schrieben sogar Slogans wie „Wissenschaftliche Forschung ist hier verboten.“ Für einen Moment sank ihre Stimmung auf den Tiefpunkt – sie wusste genau, dass die Einheimischen nicht die wissenschaftliche Forschung verbieten wollten, sondern diejenigen, die ihre „Reisjobs“ zum Wohle der Natur verloren hatten.

Diese Erfahrung war wie ein Dorn, der sich tief in Lu Zhis Herz bohrte und sie zwang, über eine Frage nachzudenken: Wie können wir die Beziehung zwischen Mensch und Natur ausbalancieren und gleichzeitig die natürliche Ökologie schützen? Mit dieser Frage im Hinterkopf beteiligte sie sich in den folgenden Jahrzehnten an der Gründung einer NGO, die lokale und soziale Ressourcen bündelte. Während sie Artenbeobachtungen durchführte, förderte sie auch die Ausbildung der Anwohner vor Ort. Sie leitete beispielsweise die Bewohner von Schutzgebieten aktiv an, sich am Waldschutz zu beteiligen, ermutigte die Menschen vor Ort, umweltfreundliche Industrien wie Bienenzucht und Teeanbau zu entwickeln und bot Tierliebhabern Naturbeobachtungsdienste an. Die Menschen müssen nicht mehr „von der Landwirtschaft leben“, wie sie es vor Jahrzehnten taten, und sie haben ihren Widerstand gegen „Naturschutz“ und „wissenschaftliche Forschung“ aufgegeben.

Aus Lü Zhis Sicht ist eine wichtige Frage, die beim Schutz der natürlichen Ökosysteme nicht umgangen werden kann, die Frage, wie sich die Frage „Warum wollen die Menschen vor Ort Naturschutz betreiben?“ lösen lässt und wie man ein harmonisches Verhältnis zwischen den Bedürfnissen der Menschen vor Ort und dem Naturschutz schaffen kann, statt auf Konfrontation zu stoßen. „Beim Naturschutz geht es nicht nur darum, Parolen zu rufen, sondern die Realität zeigt uns, wo die Probleme liegen“, sagte sie. „Neben dem Schutz von Tieren und Natur geht es bei diesem Schutz auch darum, wie wir das Leben der Menschen, die darin leben, betrachten und lösen. Daher hatte meine gesamte Naturschutzarbeit später mit Menschen zu tun.“

Im Zuge der Wiederherstellung der Beziehung zwischen Mensch und Natur spürt Lu Zhi, dass die Natur auf subtile Weise auch ein neues Selbst formt. „Die Natur hat mir enorme Energie gegeben – ich habe die schönsten Orte und die großartigsten Szenen der Welt gesehen. Diese Erfahrungen haben meine spirituelle Welt unsichtbar geprägt und mir ein starkes Herz und das Selbstvertrauen gegeben, mein Bestes für die Natur zu geben“, sagte sie.

In Lu Zhis Augen war das Geschlecht nie eine Fessel. Obwohl Feldstudien für Außenstehende möglicherweise frauenfeindlich erscheinen, gibt es für die Teilnehmerinnen überhaupt keine Geschlechterbarrieren. Sie können tun und lassen, was sie wollen, und es stellt sich nicht die Frage, ob es für Frauen geeignet ist oder nicht.

„Tatsächlich studieren hier Mädchen Wölfe, Tiger und Leoparden, während Jungen kleine Tiere und Pflanzen studieren.“ Sie sagte halb im Scherz, ihre Augen voller Entschlossenheit und Ruhe: „Das heißt aber nicht, dass es in der Gesellschaft keine Vorurteile gegenüber Wissenschaftlerinnen gibt. Es gibt zum Beispiel immer wieder Leute, die denken, Mädchen seien für unser Fachgebiet nicht geeignet. Im Gegenteil, ich denke, Mädchen sind für die Feldarbeit geeignet – der Unterschied in der körperlichen Stärke kann durch Bewegung verbessert werden, und es gibt sogar geschlechtsspezifische Vorteile bei der Beobachtung von Tieren und Pflanzen.“

Abgesehen von den Menschen in ihrem Umfeld, die über ihr Geschlecht sprachen, als sie sich für die Feldforschung entschied, ist ihre weibliche Identität für sie nach Jahrzehnten wissenschaftlicher Forschung kein Hindernis bei der Verfolgung ihrer Ideale geworden. Erst als sie 2005 den „China Young Women Scientist Award“ gewann, begann Lü Zhi, die Wirkung des Wortes „weiblich“ auf sie zu hinterfragen. „Mir ist klar, dass ich Glück habe, aber es gibt viele Menschen auf der Welt, die kein Glück haben“, sagte sie. „Als Mitglied der Frauengruppe möchte ich analysieren, was ich erreicht habe, welche davon Frauen zur Verfügung stehen und universell sind und für welche wir besonders kämpfen müssen.“

Seitdem beteiligt sich Lu Zhi aktiv an verschiedenen gemeinnützigen Aktivitäten, setzt sich aktiv für die Interessen weiblicher Wissenschaftler ein und bemüht sich, für sie ein besseres Entwicklungsumfeld zu schaffen. Als Vizepräsidentin der Chinesischen Vereinigung von Wissenschaftlerinnen und Technikerinnen und Mentorin vieler Doktorandinnen hat Lu Zhi festgestellt, dass viele Wissenschaftlerinnen trotz ihrer herausragenden beruflichen Fähigkeiten die Auswirkungen einer Geburt auf ihre Karriere nicht vermeiden können. Zu diesem Zweck förderte Lu Zhi aktiv die Unabhängigkeit von Studentinnen, und die Vereinigung der Wissenschaftlerinnen und Technikerinnen förderte die Einführung entsprechender Maßnahmen. So wurde das Aufnahmealter für den Nachwuchsfonds um fünf Jahre erhöht, sodass Wissenschaftlerinnen mehr Zeit haben, Familie und Beruf in Einklang zu bringen, und ein freundlicheres und gesünderes Entwicklungsumfeld für sie geschaffen wurde.

„Neben der Unterstützung des allgemeinen Umfelds und der Beseitigung inhärenter Stereotypen in Gesellschaft und Kultur sind die Bemühungen jedes Einzelnen ebenso wichtig, um Geschlechtervorurteile abzubauen. Frauen müssen sich selbst zuerst respektieren.“ Lu Zhi sagte: „Frauen müssen das richtige Verständnis und die richtige Einstellung haben, eine unabhängige Persönlichkeit besitzen, ein starkes Selbstvertrauen aus tiefstem Herzen entwickeln und durch praktische Taten allen ihren Wert vermitteln.“ (Geschrieben von Reporter Wang Xueying)

Wang Linghua: Wissenschaft hat nichts mit Geschlecht oder Alter zu tun, sie hat nur mit Interesse zu tun

Wang Linghua

Forscher, Fakultät für Erd- und Weltraumwissenschaften, Peking-Universität

Gewinnerinnen des 12. „China Young Women Scientists Award“

Kann das Wurmloch in „Interstellar“ wirklich durch Zeit und Raum reisen? Kann die Handlung in „Die wandernde Erde“, die die Atmosphäre des Jupiters entzündet, es der Erde ermöglichen, der Gravitationskontrolle des Jupiters zu entkommen? Sind die intelligenten Spione, die im „Drei-Körper-Problem“ die Erdlinge bedrohen, in der Praxis und Theorie umsetzbar? ...Als Professor an der School of Earth and Space Sciences der Peking-Universität denkt Wang Linghua beim Betrachten von Science-Fiction-Werken immer unbewusst über deren wissenschaftliche Natur nach. Der Kern dieser Werke, der den Mut betont, sich die unbekannte Welt vorzustellen und zu erforschen, verschafft ihr über das Seherlebnis gewöhnlicher Menschen hinaus oft eine weitere Ebene der Befriedigung: Dies deckt sich mit ihrem Streben nach der Wahrheit in der wissenschaftlichen Forschung und ihrer Neugier auf die Welt.

Wang Linghuas wissenschaftliche Forschungserfahrung ist sehr einfach und wird durch nur zwei Worte bestimmt: Interesse. Von Kindheit an bis ins Erwachsenenalter war sie immer sehr gut in Mathematik, Physik und Chemie, daher entschied sie sich ganz natürlich für die Naturwissenschaften.

Als sie 1995 an der Fakultät für Geophysik der Peking-Universität aufgenommen wurde, hörte sie zum ersten Mal vom Fach Weltraumphysik, einer Disziplin, die Raumfahrzeuge nutzt, um physikalische Phänomene und Prozesse im Weltraum direkt zu erkennen und zu untersuchen.

„Einfach ausgedrückt: Die Gebiete, die künstliche Satelliten heute erreichen können, gehören zur Weltraumphysik, und die Gebiete, die künstliche Satelliten heute nicht mehr erreichen können, gehören zur Astronomie.“ Nachdem Wang Linghua die Worte des Lehrers gehört hatte, war sie, die sich schon immer für das Weltraumwissen interessiert hatte, so bewegt, dass sie sich für das Hauptfach Weltraumphysik entschied, das den meisten Leuten sehr „distanziert“ erscheint. Geleitet von ihren Interessen wählte sie in ihrem Aufbaustudium eine sehr anspruchsvolle und äußerst attraktive Richtung – hochenergetische Teilchen in der Sonne und Heliosphäre – und entschlüsselte durch die Untersuchung hochenergetischer Teilchen weitere kosmische Informationen.

Tatsächlich sind hochenergetische Teilchen im Universum allgegenwärtig und ihre Geschwindigkeit ist viel höher als das, was wir aus dem täglichen Leben kennen. Sie können um ein Vielfaches schneller sein als die Geschwindigkeit eines Düsenflugzeugs oder sogar nahe an der Lichtgeschwindigkeit liegen. Ein Großteil des heutigen menschlichen Verständnisses des Universums beruht auf diesen hochenergetischen Teilchen. Wang Linghua führte aus, dass hochenergetische Teilchen nicht nur im Weltraum wirken, sondern auch eng mit gewöhnlichen Menschen verbunden sind. Heutzutage können satellitenbezogene Bedürfnisse im Leben der Menschen, wie etwa Echtzeitnavigation und schnelle Positionierung, durch hochenergetische Teilchen beeinträchtigt werden. Wenn der Mensch in Zukunft interstellare Reisen durchführen kann, wird die damit verbundene Forschung an hochenergetischen Teilchen einen starken Schutz für neue Weltraumaktivitäten bieten.

Also, was ist die Heliosphäre? Die Sonne stößt weiterhin Sonnenwind aus und die Wechselwirkung zwischen dem Sonnenwind und dem interstellaren Medium wird im gesamten Universum eine riesige Hohlraumstruktur ausblasen, die Heliosphäre. „Die Sonne und die Heliosphäre bieten uns ein riesiges naturwissenschaftliches Labor zur Untersuchung physikalischer Prozesse im Weltraum“, sagte Wang Linghua.

Normalerweise besteht Wang Linghuas Aufgabe darin, anhand von Satellitenbeobachtungsdaten die physikalischen Grundlagen der Entstehung, Beschleunigung und Ausbreitung hochenergetischer Teilchen in der Heliosphäre zu untersuchen und Detektoren für hochenergetische Teilchen zu entwickeln. Wenn die beobachteten Daten gelegentlich nicht verständlich waren, ließ sie sich nicht entmutigen, sondern begann mit großer Begeisterung mit der Analyse. Sie hätte nie gedacht, dass dies Hindernisse im wissenschaftlichen Forschungsprozess darstellen würde, sondern betrachtete sie eher als treibende Kraft und glaubte, dass dies „zu neuen wissenschaftlichen Forschungsrichtungen führen könnte.“

Durch gründliche Forschung entdeckte sie, dass es in der Heliosphäre während ruhiger Perioden eine unbekannte hochenergetische Teilchenkomponente gibt – äußere Haloelektronen. Diese Entdeckung hat das Verständnis der Menschen über hochenergetische Teilchen im Weltraum erweitert. Da Sonneneruptionen große Mengen Plasma in den interplanetaren Raum ausstoßen, wird dieses Plasma, wenn es sich in Richtung Erde ausbreitet, die Magnetosphäre der Erde zusammendrücken, wenn es die Erde erreicht, und magnetische Stürme verursachen. Die Forschung von Wang Linghua wird der Menschheit helfen, mit möglichen katastrophalen Weltraumwetterereignissen fertig zu werden.

Anders als in vielen anderen physikalischen Disziplinen hängt der Fortschritt in der Weltraumphysik von der Erforschung des Weltraums ab. „Mit anderen Worten: Wer die Fähigkeit beherrscht, fortschrittliche Raumsonden zu entwickeln, wird die Richtung der Entwicklung dieser Disziplin bestimmen.“ Wang Linghua sagte, dass die Fähigkeit zur Entwicklung von Raumsonden genau der Engpass in der aktuellen Entwicklung der Weltraumphysik in meinem Land sei. Vor kurzem haben sie und ihr Team sich für ein großes nationales Instrumentenentwicklungsprojekt beworben, das sich hauptsächlich mit der Erforschung hochenergetischer Teilchen im interstellaren Raum befasst, in der Hoffnung, dass dies dazu beitragen wird, diesen Engpass zu überwinden.

Als Wissenschaftlerin ist Wang Linghua natürlich besorgt über die aktuelle Situation von Studentinnen, die in der wissenschaftlichen Forschung tätig sind. Sie stellte fest, dass viele Studentinnen über ausgezeichnetes Grundwissen und Denkvermögen verfügten, aber aufgrund langjähriger Überzeugungen wie „Frauen sind nicht für ein naturwissenschaftliches Studium geeignet“ und „Frauen sind nicht für wissenschaftliche Forschung geeignet“ fehlte es ihnen zwangsläufig an Selbstvertrauen und sie zögerten, Schlussfolgerungen aus wissenschaftlichen Untersuchungen zu ziehen. Dies ist eine sehr bedauerliche Situation, da zwei der vier Meilensteine ​​in der Geschichte der Weltraumphysik – die Entdeckung des Strahlungsgürtels der Erde, die erste Beobachtung des Sonnenwinds vor Ort, die Entdeckung des unterirdischen Ozeans um Europa und die Entdeckung solarer Mikroflares – von Frauen entdeckt wurden. Wissenschaft hat nichts mit Geschlecht und Alter zu tun, nur mit Interesse, und sowohl Männer als auch Frauen können wichtige Beiträge leisten.

Was die wissenschaftliche Forschung selbst angeht, meinte Wang Linghua, dass man bei seiner Wahl bleiben müsse, wenn man sich wirklich für ein bestimmtes Gebiet interessiere. „Der lange Weg der wissenschaftlichen Forschung ist wie das Leben, es wird nie ein glatter Weg sein. Auf dem Weg nach vorne werden Sie sicherlich auf viele Schwierigkeiten stoßen, aber geben Sie nicht auf, machen Sie weiter, und Sie werden mit Sicherheit positives Feedback bekommen und großes Glück empfinden.“ (Geschrieben von Reporter Zhao Ling)

Tao Xiaoming: Die Samen der Wissenschaft blühen zu den Rosen der Zeit

Tao Xiaoming

Professor für Elektrotechnik, Tsinghua-Universität

Gewinnerinnen des 14. „China Young Women Scientists Award“

Wir befinden uns in einem Zeitalter der Informationsexplosion. Die Kommunikationstechnologie verändert sich täglich, kann den Bedürfnissen der Menschen jedoch noch immer nicht gerecht werden. „Die zukünftige Richtung der Kommunikationstechnologie hat sich in Richtung Breitband und Multimedia verlagert, doch die Ressourcen des Kommunikationsspektrums sind zunehmend knapp“, sagte Tao Xiaoming. Angesichts der neuen schwierigen Lage ist es auf internationaler Ebene zu einem schwierigen Problem geworden, den Bedarf der Bevölkerung an Kommunikationslösungen mit höherer Kapazität und Bandbreite zu decken.

Tao Xiaoming, Professorin am Institut für Elektrotechnik der Universität Tsinghua, und ihr Team haben sich zum Ziel gesetzt, einen Schlüssel zur Lösung des Problems zu finden – durch die Einführung intelligenter Computertechnik in traditionelle Kommunikationstechnologien und die Ausweitung des Bandbreitenbedarfs durch Grundlagenforschung – und so für Sie und mich mehr Möglichkeiten für die drahtlose Welt zu eröffnen.

Die herkömmliche drahtlose Kommunikationstechnologie basiert auf der Datenkommunikation, einschließlich Multimediainformationen wie Text, Bildern und Ton. Nach jeder erfolgreichen Übertragung muss eine neue Kommunikationsverbindung hergestellt werden. Wenn jede Übertragung einer drahtlosen Kommunikation als ein „Treffen“ betrachtet wird, dann müssen sich bei der herkömmlichen Kommunikationstechnologie „beide Parteien“ bei jedem Treffen erneut „vorstellen“, was ebenfalls die ohnehin knappen Bandbreitenressourcen beansprucht. In dieser Hinsicht besteht die traditionelle Methode zur Lösung des Bandbreitenproblems im Kommunikationsbereich darin, Multimediainformationen zu komprimieren und zu kodieren, um die Übertragungseffizienz zu verbessern. Sobald Multimediainformationen jedoch den kritischen Punkt der Verzerrung erreichen, wird es aufgrund der Leistungsbeschränkungen bei der Rate-Distortion schwierig, sie weiter zu komprimieren. Angesichts der Einschränkungen traditioneller Methoden verfolgte Tao Xiaoming einen anderen Ansatz und entschied sich für eine mutige und einfallsreiche neue Idee: die Einführung künstlicher Intelligenztechnologie in den Bereich der drahtlosen Kommunikation.

„Die Kerninnovation des intelligenten kollaborativen Computing in der Videokommunikation besteht darin, intelligentes Computing in die traditionelle Kommunikation zu integrieren. Durch Berechnung werden die unbekannten Informationen ermittelt, die wirklich übertragen werden müssen, und die bekannten Informationen werden am Sende- und Empfangsende vorgespeichert, um wiederholte Übertragungen zu vermeiden und so effektiv das Ziel der Einsparung von Kommunikationsübertragungsbandbreite zu erreichen.“ Tao Xiaoming erklärte: „Es ist wie bei Fremden: ‚Das erste Mal ist fremd, das zweite Mal vertraut‘.“ Durch modellbasiertes intelligentes Computing werden die beiden Parteien bei der ersten Verbindung „einander vorgestellt“, sodass für die nächste Übertragung keine erneute „Vorstellung“ und Belegung der Bandbreite erforderlich ist.

Tao Xiaoming hat diese innovative Forschungsrichtung erstmals vor über zehn Jahren vorgeschlagen. Zu dieser Zeit befand sich das inländische Mobilfunknetz im Übergang von 2G zu 3G. Drahtlose Multimediakommunikation als aufstrebendes interdisziplinäres Thema ist keineswegs eine einfache Überlagerung der beiden Bereiche „Drahtlose Kommunikation“ und „Multimediaverarbeitung“. Obwohl sich das maschinelle Lernen damals rasant entwickelte, galt die Idee, Computerkommunikation als neue Methode zur Erzielung einer persönlichen Kommunikation in Echtzeit einzusetzen, international noch immer als schwer umsetzbar. Die Arbeiten von Tao Xiaomings Team wurden wiederholt abgelehnt. „Die meisten Gutachter waren der Meinung, dass die Forschungsideen der Arbeiten von traditionellen Methoden abwichen“, erinnerte sie sich. In den nächsten zwei oder drei Jahren schien diese Forschungsrichtung in einer Sackgasse zu landen.

„Die Forschung im Bereich Spitzentechnologie gleicht oft einem Wandel im Niemandsland. Der Weg ist unklar, und man weiß nicht, wo das Ende ist.“ In diesen Tagen großen Drucks gab Tao Xiaoming nicht so leicht auf. Nach mehreren Jahren harter Arbeit und unzähligen Experimenten haben wir endlich gute Nachrichten: Experimente haben bewiesen, dass die Videokommunikation mit Unterstützung der neuen Theorie der computergestützten Kommunikation im Vergleich zu herkömmlichen Methoden ein Vielfaches an Bandbreite einspart. Seitdem hat das Team eine Reihe hochrangiger Arbeiten veröffentlicht und von internationalen Kollegen hohe Anerkennung erhalten.

Tao Xiaoming erinnerte sich an seine eigene Motivation auf dem Weg der wissenschaftlichen Forschung und sagte mit einem Lächeln, dass es neben dem Charme und dem Spaß der wissenschaftlichen Forschung selbst auch die „ursprüngliche Absicht“ gebe, die durch den Science-Fiction-Film „Matrix“ geweckt worden sei.

Im Jahr 1999 war der 18-jährige Tao Xiaoming noch Erstsemester an der School of Communication Engineering der Xidian-Universität. Damals, als das Internet in China gerade erst aufkam und es noch nicht einmal Mobiltelefone mit blauem Bildschirm gab, war Tao Xiaoming von den coolen Szenen im Film „Matrix“ schockiert: In dieser Welt mit unbegrenzter Bandbreite kann die gesamte Kommunikation zwischen dem Protagonisten Neo und der Matrix Matrix jederzeit per drahtloser Kommunikation übertragen werden. Damals hatte Tao Xiaoming nur einen Gedanken im Kopf: Kann sich die Technologie in Zukunft so weit entwickeln? Es wäre großartig, wenn ich diese Zukunft mit meinen eigenen Händen verwirklichen könnte.

Heute, 23 Jahre später, ist aus dem Samen, den sie mit ihren eigenen Händen gepflanzt hat, endlich die Rose der Zeit erblüht. (Zusammengestellt von Ji Jingjing, der Inhalt stammt aus The Paper und der offiziellen Website der Tsinghua-Universität)

Produziert von: Science Central Kitchen

Produziert von: Beijing Science and Technology News | Pekinger Wissenschafts- und Technologiemedien

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