如果你為美國孩子在科學(xué)和數(shù)學(xué)領(lǐng)域落后于世界而擔(dān)憂，或者只是因歐洲的政治或混亂而感到慌恐，那么來讀一讀這個故事：一位來自馬里蘭州克朗斯維爾（Crownsville）的高一學(xué)生，他的突破性成果（已獲獎項肯定）可能改變癌癥和其他致命疾病的診斷和治療方式。

他叫杰克·安卓卡（Jack Andraka），15歲的他全身心地?zé)釔壑茖W(xué)和工程。在今年5月的英特爾國際科學(xué)與工程大獎賽（Intel International Science and Engineering Fair）上，安卓卡登臺接受75,000美元大獎時不加掩飾的興奮和喜悅是奧斯卡和格萊美獎項遠(yuǎn)無法給予的。這是青年科學(xué)的奧運會，來自70個國家逾1,500名參賽者相互競爭，每名參賽者都是從自己所在國家的競賽中脫穎而出的。

我第一次看到安卓卡展示自己的發(fā)明，是在兩周前TED在紐約進行的全球人才搜索會上。在短短三分鐘的時間里，他用自己的工作結(jié)果令觀眾目瞪口呆：一張試紙運用傳導(dǎo)性的微小變化，檢測目標(biāo)病毒或抗原，比現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)診斷更快、更便宜、更準(zhǔn)確。這似乎好得不現(xiàn)實，可英特爾國際科學(xué)與工程大獎賽的評審小組可不是鄉(xiāng)巴佬。十幾歲的他在談?wù)搹?fù)雜的化學(xué)時直率了當(dāng)，足以消除人們的懷疑，而且他還善于讓外行了解自己的工作。

安卓卡的診斷突破是一張不起眼的濾紙，不過它浸染了碳納米管溶液，碳納米管是一種筒壁只有單個原子那么厚的空心圓筒，上面涂有某種特定的抗體，用于同你所尋找的病毒或蛋白質(zhì)結(jié)合。安卓卡的主要觀點是，當(dāng)碳納米管的之間的距離變化時，會產(chǎn)生顯著的導(dǎo)電性變化。當(dāng)碳納米管表面上的抗體與目標(biāo)蛋白質(zhì)接觸時，蛋白質(zhì)會粘附在碳納米管上并將它們分開一點點。碳納米管之間的這種距離變化能夠通過電表檢測到。安卓卡采用的是家得寶（Home Depot）售賣的50美元電表，但他表示，醫(yī)生們可以輕松將他的試紙插入世界各地數(shù)百萬糖尿病患者所使用的設(shè)備中。

安卓卡的試紙?zhí)綔y裝置非常敏感。在100名患者樣本的單盲試驗中，它發(fā)現(xiàn)了間皮素的存在，極限為0.156納克每毫升，遠(yuǎn)低于被視作符合胰腺癌的間皮素超表達（overexpression）的10納克每毫升；間皮素是一種蛋白質(zhì)，常用作胰腺癌的生物標(biāo)志。在選擇性方面，它也比現(xiàn)有的診斷測試高出100倍，也就是說不存在假陽性和假陰性。它忽略了健康患者樣本以及僅僅患有胰腺炎的患者樣本。與已有60年歷史的診斷技術(shù)酶聯(lián)免疫吸附試驗（enzyme-linked immunosorbent assay，縮寫ELISA）相比，安卓卡的探測裝置速度快168倍，是原來價格26,667分之一，且敏感400倍；酶聯(lián)免疫吸附試驗技術(shù)可用于驗孕試紙和艾滋病毒、西尼羅河病毒（West Nile）及乙肝的病毒檢查。安卓卡的試紙?zhí)綔y裝置能夠在癌癥擴散之前發(fā)現(xiàn)與癌癥相關(guān)的蛋白質(zhì)的存在。這每年可以挽救數(shù)千名胰腺癌患者的生命。這一探測裝置成本僅3美元（酶聯(lián)免疫吸附試驗成本可高達800美元），每張試紙可進行10項測試，每項測試需時5分鐘。它還能用于檢測對抗生素的抵抗力，并追蹤接受化療或放療的癌癥患者的治療進展。

安卓卡目前正在為自己的發(fā)明申請專利，并將很快通過美國癌癥研究協(xié)會（American Association for Cancer Research）提交自己的工作成果。他也將于6月25日就胰腺癌需要更多資金在國會上發(fā)言。胰腺癌患者的存活率低得可怕，只有5.5%。他表示有四家公司聯(lián)系了自己，商談這一想法的潛在的許可或商業(yè)化，其中包括探索診斷公司（Quest Diagnostics）。“在贏得英特爾國際科學(xué)與工程大獎賽后，我就請了一位非常猛的專利律師。”安卓卡在自己位于馬里蘭州的家中笑著說道。

安卓卡出生于1997年，是一個科學(xué)天才，他從三歲起便開始對物質(zhì)世界進行探究。安卓卡上小學(xué)的時候，他的父親——一位土木工程師，給安卓卡及他哥哥買了一個有流水的河流模型。兩個男孩會將各種泡沫船和物體丟進河流中，看哪個東西會沉以及不同的物體會如何阻礙水流。安卓卡表示，他的父母從未真正回答過他們的問題。他們會說，你自己去搞清楚。“我開始真正熱衷于提出假設(shè)、檢驗假設(shè)、得到結(jié)果然后再來一遍的科學(xué)方法。”

安卓卡表示，家里的車庫有一個木工作坊，里面有“你所能想象的各種鋸子”；迷上生物熒光細(xì)菌后，他建造了一個箱子來測試它們在不同的刺激下如何發(fā)光。六年級時，他第一次參加國際科學(xué)競賽并獲得了銀牌，之后在七年級、八年級和九年級時贏得了金牌。其中一個早期項目是對低水頭大壩的安全改進，低水頭大壩因引發(fā)溺水事故而臭名昭著。其他項目包括用發(fā)光細(xì)菌檢測水中的毒素，以及研究納米顆粒對其他大顆粒的影響。

安卓卡是個全面發(fā)展的孩子。他修習(xí)各種課程、一些大學(xué)預(yù)修課程及微積分入門課程、英語和西班牙語二級課程。不學(xué)習(xí)的時候，他會參加奧數(shù)競賽，他還是全國初中白水漂流隊的成員，并在西弗吉尼亞州的奇特河（Cheat）與約克加尼河（Youghiogheny）上進行皮艇運動。

對于想了解如何運用自己創(chuàng)造力和想象力的孩子（及他們的父母），安卓卡建議“不管進入何種領(lǐng)域，都要確保自己有熱情，否則你就不會投入適當(dāng)?shù)呐Α?rdquo;

安卓卡的碳納米管試紙研究工作需要實驗室，他曾遭到近200名研究人員的拒絕，直到約翰·霍普金斯大學(xué)的一位科學(xué)家為他提供了工作空間。“如果你對自己的工作都不感到興奮，那么沒有人會為之激動。”

現(xiàn)在，安卓卡將繼續(xù)推動自己的突破性試驗，他表示這個試驗將在幾年內(nèi)“完全取代酶聯(lián)免疫吸附試驗”。他想探索如何在一張試紙上放置多種抗體，以在血液中檢測出多種引起反應(yīng)的物質(zhì)。那么高中剩余的時光呢？安卓卡表示“希望”自己能完成馬里蘭州格倫伯尼（Glenburnie）北縣高中（North County High School）的學(xué)業(yè)，但是如果自己確實組建了公司來將納米管試紙商業(yè)化，那么他將暫時擱置高中學(xué)業(yè)。