埃利夫·比尔金:从废弃物中制造塑料
她的十二次实验中有十次失败了。一个没那么执着的十四岁孩子可能在第六次尝试左右就放弃了,当时香蕉皮糊从烤箱里出来时,看起来既像饼干又像一团糟。但这位伊斯坦布尔的女中学生却把托马斯·爱迪生 (Thomas Edison) 的一句话记在心间:“我没有失败。我只是找到了10,000种行不通的方法。”两年和十二次试验后,她得到了一种可用的生物塑料,并获得了《科学美国人》(Scientific American) 颁发的50,000美元奖金。
博斯普鲁斯海峡的问题
比尔金十四岁时,博斯普鲁斯海峡 (Bosphorus) 的污染不再只是背景风景,而变成了一个亟待解决的问题。伊斯坦布尔的海峡承载着数百万人口城市的交通和垃圾,而其中的塑料却无法消失。对于一个聪明的青少年来说,通常的反应会是发起一场回收活动。但比尔金提出了一个更难的问题:如果塑料本身就是由注定要被扔进垃圾桶的东西制成的呢?
她选择了香蕉皮,这个选择并非心血来潮。香蕉皮富含淀粉和纤维素——这也是大多数生物基塑料的基础多糖——而且关键在于,它们是纯粹的废弃物。她想要一种没人想要的基料,这样利用它就可以减少垃圾流,而不是与粮食作物竞争。这正是专业材料科学家会强加的那种约束,而一个九年级的学生做到了这一点。
十二次试验
她最终发布的方法既简单得令人惊讶,又有着严苛的具体要求。从统一的香蕉开始——没有擦伤、颜色一致——因为不一致的原材料会产生不一致的聚合物。将果皮浸入偏亚硫酸氢钠溶液中。煮沸,然后捣成糊状。将糊状物倒入培养皿中。加热直到它凝固。最后出来的就是一张塑料片。
实现这一目标花了两年时间。关于失败次数的说法略有不同——一些报道称有十次失败的试验,另一些则称进行了十二次尝试,其中只有最后两次产生了可用材料——但结果是一样的:这是一场长期的艰苦磨练,在学校实验室里进行,且时间表受作业支配。比尔金在伊斯坦布尔科学与艺术中心(一所针对天才学生的公立机构)度过了七年,同时就读于科奇高中 (Koç High School);这种训练表现出来的不是灵光一闪,而是她愿意通过改变一个变量来反复执行同一方案的意愿。
它真正的用途
比尔金从不声称自己解决了塑料问题。她提出了两个具体的应用,两者都是因为对材料强度的要求不高而被选中:电缆的电气绝缘和美容假体。“我的项目使得利用香蕉皮(一种几乎每天都被扔掉的废料)进行电缆电气绝缘成为可能,”她解释道。她明确的目标是在边缘领域进行替代——在实际可行的情况下,作为石油基塑料的一种更廉价、源自废弃物的替代品。她说,她最大的成就感来自于这种材料可能完全取代石油基塑料的可能性。
谷歌的舞台
2013年,她被提名为谷歌科学奖 (Google Science Fair) 的入围者,并飞往该公司位于加利福尼亚的总部。她赢得了由《科学美国人》赞助的“科学在行动”奖 (Science in Action Award),该奖项授予那些以可重复方案解决实际问题的项目,奖金为50,000美元。她还获得了“大众选择奖”,奖金为10,000美元,这意味着广大公众也选择了她。随后,演讲邀请纷至沓来:2013年谷歌Zeitgeist美国大会、TEDx维也纳、TEDx伊斯坦布尔。
她在这些舞台上的信息是一致且尖锐的。“我不认为年龄决定了你的潜力,”她说,“决定潜力的是你拥有的无限想象力。”她称玛丽·居里 (Marie Curie) 为“主要的灵感来源和榜样”——这个选择说明了她如何理解自己的工作:不是作为一种聪明的技巧,而是作为化学。
为什么埃利夫被称为天才
诚实的回答是,展现出的特定品质并非原始的天才,而是科学气质——一种异常成熟的问题构建能力,加上几乎非人的对负面结果的容忍度。构建问题才是最令人印象深刻的部分。一个十四岁的孩子识别出一个污染问题,逆向推理出一种既丰富、免费又没人想要的原料,然后围绕它设计出一个可重复的方案,这正是科研人员的思考方式。坚持不懈是最罕见的部分:十次或十二次连续的失败会终结大多数成人的副业,更不用说学校项目了。
反面案例也值得清楚地陈述,比尔金本人也从未假装过。2013年时,用淀粉和纤维素制造生物塑料并不新鲜;偏亚硫酸氢钠防止水果材料褐变和降解的化学原理早已确立;而且在随后的几年里,她的产品并没有在任何有意义的规模上取代石油塑料。评委们并没有因为发现而奖励她。他们奖励她是因为她为现实问题提供了一个设计精良、可重复、廉价的解决方案——这正是设立“科学在行动”奖的目的。称之为天才夸大了事实。称之为由一个单独使用学校设备工作的青少年执行的、真正出色的应用科学作品,是准确的,且无需夸大。这种区分很重要,比尔金自己的框架——想象力高于年龄,居里高于爱迪生式的表演者——表明她比大多数关于她的头条新闻更了解这一点。
此后
比尔金在获奖后的计划很平淡:完成高中学业,学习科学,成为一名医生。这一轨迹值得关注。许多科学竞赛的获胜者直接被推向商业化;而她谈论的是医学,这表明香蕉皮项目从来不是目的地,而是她打算如何工作的一种演示——选择一个现实问题,选择最廉价的投入,失败十几次,发布配方以便任何人都可以重复它。
最后一点可能是她最持久的贡献。该方案足够简单,世界各地的学校实验室都可以并且确实在运行它。一种从未征服塑料工业的材料,反而变成了一种教学工具:交给下一个盯着污染水道的十四岁孩子作为证明,即发现问题与进行相关化学实验之间的差距比看起来要小。
