拿到北大编号“001”的这个证书后......

编者按

2020年秋天

中国科学院院士

北大分子医学研究所教授

程和平又获得了一项沉甸甸的荣誉

因在生物医学基础研究和

高端科研仪器自主研制领域的突出贡献

程和平院士获得了

“何梁何利基金科学与技术进步奖”

从1987年在北大拿到

编号为“001”的第二学士学位证书后

程和平院士的学术生涯

一直致力于在学科间的交叉处

攀登生命科学研究的关键制高点

交叉背景——从未名湖畔到马里兰

1980年，程和平从家乡安徽桐城进入北京大学力学系求学。初入燕园的青涩少年大概很难预想，就在不久的将来，自己将会成为北大交叉培养的第一批受益者。

程和平的跨学科研究之路上有三位引路人——我国人体科学先驱陈守良教授、我国生物力学奠基者之一吴望一教授和当时的北大无线电电子学系系主任王楚教授。

本科攻读力学的程和平最早与生物学结缘，就是在陈守良教授的生理学课上。陈教授将科学发现和历史人物故事穿插于逻辑和实验论证的讲授之中，引起了程和平极大的兴趣。他记得当时有一个章节的考试难度较大，同学们纷纷“考趴下”，自己则凭借力学系的数理底子，获得老师的青睐。

攻读硕士之初，吴望一教授在未名湖畔偶遇陈守良教授，两人商议后决定向程和平发出交叉学科培养的“邀请”，这也成为北大学科交叉的开始。此后，程和平同时跟随吴老师和陈老师学习生物力学和生理学专业课程，并在北医修习人体解剖课。

当时，北大刚刚开始设立双学位，申请只对本科生开放，在两位老师的积极争取下，程和平有幸入选，修完了生理学和生物力学的课程。1987年，在获得硕士学位的同时，程和平拿到了“001”号第二学士学位证书。

硕士毕业后，程和平在无线电系担任助教。第一年旁听王楚先生的电子学原理和电子线路实验课，第二年在数字电路教研室做“数字电路原理”课程的助教。在这个过程中，程和平大大提升了实验能力和动手能力，还发表了多篇文章。在北大九年的交叉学科学习，让程和平练就了“十八般武艺”。

校报记者访谈程和平院士

1985年，在太原的一次生物力学学术会议上，程和平与肖瑞平初识。一年多的书信往来让二人在探讨学术问题的同时，也逐渐走进彼此的生活。他们互相分享珍贵的英文原版书籍和权威科研资料，理解并竭尽全力支持彼此的研究。

1990年，程和平远赴美国与妻子肖瑞平一同在马里兰大学医学院留学。燕园九载奠定了程和平的学术之基，在马里兰大学的那段时间，他走向了学科发展的最前沿。尖端的科学技术、云集的科学大家和深度的文化交流开拓了他的视野，让他体会到科研从发现现象到提炼概念与原理的真谛。

程和平至今仍对他在美国的导师心存感激。第一次拜访导师时，他就“坦白”了自己学成回国的意向。让他意外的是，导师非但没有表示反对和失望，甚至非常支持。导师的鼓励使得程和平在学海的搏击愈发坚韧自信。

成就斐然——从“钙火花”到“超氧炫”

马里兰大学生理系实验室的门口至今仍挂着一个牌匾——“钙火花诞生地”，以纪念1993年程和平和他导师师徒三人的著名发现。1992年冬天，正在攻读博士的程和平利用一台自主改装的二手激光扫描共聚焦显微镜，发现静息状态的大鼠心肌细胞中存在自发性的微点钙释放现象，并将其命名为“钙火花”。“钙火花”的发现使得在微纳米尺度研究钙信号的分子过程成为可能，也给众多疾病的病因、病理探索带来了新的契机。1993年，相关论文发表于《科学》（Science）杂志，“钙火花”也被誉为心肌领域有史以来十大发现之一，这让程和平在生物学界一举成名。

1998年，程和平开始协助北大建设生物膜与膜生物工程国家重点实验室。后来，程和平与妻子肖瑞平先后放弃美国终身职位回国。在母校的大力支持下，他与同仁共同创建分子医学研究所，为祖国贡献力量。

重返燕园，程和平、肖瑞平夫妇决定在转化医学领域闯出一片天地，实现从基础研究到转化的转向，研发新药物、新装备、新诊疗方法来回馈社会。

程和平在分子医学所主持“钙信号转导实验室”，继续在“钙火花学”领域做探索。在线粒体钙信号的研究过程中，程和平团队意外观测到心肌细胞内的单个线粒体会随机爆发式地产生超氧信号，这一现象被他命名为“线粒体超氧炫”。“超氧炫”是广泛存在、高度保守、量子化的线粒体信号事件，以之为靶点，有望发展出调控生理病理过程的相关策略。2008年，《细胞》（Cell）杂志发表了程和平团队的相关进展，这项成果也入选2008年度“中国高等学校十大科技进展”，并被收入《中国科学发展报告（2009）》中。

大科学平台——从怀柔科学城到江北新区

早在求学阶段，程和平已然深刻体会了高精尖仪器的重要性。假如国内的前沿设备始终依赖进口，或者我们的科学家只能去外国做实验，那么必将错失许多具有开创性价值的成果。

结合自己的学术背景和国家的需求，程和平逐渐将研究重心向生物医学成像技术倾斜。2017年，他的团队运用微集成、微光学、超快光纤激光和半导体光电学等技术，在高时空分辨在体成像系统研制方面取得突破性技术革新，成功研制出2.2克微型化佩戴式双光子荧光显微镜，这也是全世界最小、最轻便的双光子荧光显微镜（FHIRM-TPM）。程和平团队站到了脑科学成像领域的最前沿。

FHIRM-TPM以及实验动物的实物图

“多模态跨尺度生物医学成像设施”是“十三五”规划国家重大科技基础设施建设项目之一，这项位于北京怀柔科学城的“国之重器”由程和平领衔建设，倾注了他大量的心血。

成像设施效果图

2018年，习近平总书记到北京大学考察，参观了“多模态跨尺度生物医学成像设施”的模型。程和平介绍说：“生命科学发展的时代特征是从手工作坊走向到大科学模式，从假说研究到大数据驱动的研究。”依托大科学平台建设，可以改变生命科学研究范式的核心动力，为未来的生命科学创新抢占一个关键制高点。他相信，大科学平台能够挖掘到“大科学发现”，培育年轻一代的“大科学思维”。

另一个让程和平倾力推动的项目是转化平台的落地。2019年4月，北京大学与南京江北新区管委会签署合作协议，共建北京大学分子医学南京转化研究院。转化院分为“脑园”和“药园”两个部分，由程和平、肖瑞平分别领衔“高端生物医学成像装置”和“重大疾病创新药物研发”两大科研方向。

桃李春风——从“一对佳人”到“一批将军”

今年七夕，程和平与肖瑞平的爱情故事在北大官微上一经推出就迅速收获“10万+”的点击量，后台更是收到了满满的祝福。这对“神仙眷侣”放弃美国的优厚待遇回国、在事业和生活上相互扶持的故事温暖了整个燕园。学术伉俪彼此提携与欣赏，高度互补的研究领域与思维方式常常碰撞出别样的灵感。

在燕园为国家培养新一代的科研人才，是夫妻俩一直以来的心愿。归国从教十余年，程和平精心培育了一届又一届燕园学子。尽管学生们对程和平的评价是“可爱”“随和”，但是程和平却认为自己是个“急性子”，甚至觉得自己有时候过于严格。他时常将科研攻关形象地比喻为打仗，每打一个大仗，就要出一批将军。受益于严格的学术训练模式，程和平的学生们毕业后在世界各地，在祖国大江南北，都取得了非常优秀的成绩，程和平为此深感欣慰。同时，他也鼓励学生多元性的选择，只要是有价值的事情，他都愿意为学生加油。

校报记者访谈程和平院士

在程和平看来，现在中国年轻的科研工作者非常幸运。伴随着国力的增强与国际影响力的提升，中国本土的科研条件正在改善，中国学人也拥有了更多立于世界学术之林的自信。当下的青年学子们，更需要修炼一颗不急不躁的沉潜之心，把握正确的大方向，过有境界的人生。而他则愿意尽己所能，“我的老师怎么带我，我就怎么带你，也希望你怎么带你的学生！”

人物介绍


程和平，中国科学院院士，北京大学分子医学研究所教授，国家十三五重大科技设施“多模态跨尺度生物医学成像中心” 首席科学家。1980-1987就学于北京大学力学系，获学士和生物工程专业硕士学位；1984-1987辅修生物学系生理学专业，获第二学士学位；1987-1989 任教于北京大学无线电电子学系；1995 获美国马里兰大学(Baltimore)医学院生理学博士学位。2004年获聘美国 NIH老年研究所终身资深研究员(Senior Investigator)。2013年当选中国科学院院士。

迄今发表论文170余篇。主要学术贡献有以下方面：（1）细胞钙信号研究：发现“钙火花”（Calcium Sparks），由此创立一门新的研究领域 — 钙火花学。其原始论文1993年发表于Science，曾被誉为100多年来十篇最杰出的心肌研究论文之一。成果被写入国内外多种生理学和医学教科书。（2）线粒体活性氧研究：发现线粒体“超氧炫”又称“线粒体炫”（Mitoflash），受到国际同行广泛关注。（3）高端科研仪器创制：主持国家重大科研仪器设备研制专项“超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统”项目，研制国际首创的2.2克微型化可佩戴式双光子荧光显微镜。成果获评 “2017年中国科学十大进展”，与微型化单光子成像一起，获评Nature Methods “2018年度方法”。获2016年度国际心脏学会研究成就奖，2020年荣获何梁何利基金“科学与技术进步奖”。
目前，作为首席科学家领衔建设“多模态跨尺度生物医学成像设施”。设施建成后，将提供革命性的研究手段，对生命体结构与功能进行跨尺度可视化描绘与精确测量，进而破解生命与疾病的奥秘。

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来源：北京大学融媒体中心、分子医学研究所视频：北京大学融媒体中心海外传播办公室采写：韩芳、楼雨欣编辑：吕思婷图片：王天天、受访者提供排版：南瓜酱责编：以栖