天马行空的女孩阿诺德1956年生于美国，在宾夕法尼亚州匹兹堡的郊区长大。阿诺德的家庭背景不错，她的父亲是核物理学家，兄弟们也都是科学家。在一个自由宽松的家庭氛围中，阿诺德可以根据自己的兴趣做任何事情，因此从小就养成了独立的性格。在上高中的时候，阿诺德就是一个叛逆少年，十几岁的时候就跑到华盛顿参加反越战游行。
她也曾有过经济困难的时候，为了解决房租和生活费的问题，她干脆在一家出租车公司开起了出租车，甚至还到一家俱乐部当上了鸡尾酒服务员。
阿诺德在少年时期对人生并没有特别的规划，只是一个天马行空的女孩，高中时收到的逃课通告就有一大沓。虽然学习成绩受到一定影响，但她仍想进入一所好的大学继续学习。她申报了普林斯顿大学的机械和航空航天工程专业，据说是当时班里唯一的女生。1979年大学毕业后，阿诺德在一家核电站部件制造企业工作了一段时间。
2018年诺贝尔化学奖的揭晓让一个传奇女性科学家的名字迅速走进了公众视野——弗朗西斯·阿诺德，她是一个科学上的胜利者，无数的光环令全世界瞩目，然而，她的人生经历了太多不幸。从一个天马行空的小女孩，到驾驭进化力量的科学大家，阿诺德到底走过了怎样的人生历程？
改变从化学开始阿诺德此前的人生轨迹似乎与化学并没有太大的关系，用阿诺德自己的话来说，她的设想并不是当一名科学家，而是成为一名外交官，或者某个跨国公司的CEO。20世纪70年代，石油危机以及三里岛核事故的发生引发了她的思考。20世纪80年代，生物燃料的发展，使她对可再生能源产生了浓厚兴趣。阿诺德选择到加州伯克利大学学习化学工程，这是改变她人生轨迹的一次重要选择。1985年，她获得化学工程博士学位。
1986年，她转至加州理工学院继续进行博士后研究，后来留校任教。阿诺德的研究侧重于蛋白质的定向进化及其在替代能源、化学和医学方面的应用。20世纪80年代，阿诺德在生物技术和工程方面取得了数十项专利和多项专业荣誉，并且获得了国家技术和创新奖章。然而，在一个由男人主导的工程领域，阿诺德的工作并没有受到太多的重视。有人质疑阿诺德搞的不是科学，还有人指责她傲慢自大。
阿诺德根本不在乎这些，她仍然坚定地走自己的路。她说：“我不是科学家，也不是绅士，所以他们的说法不会困扰我……要说我傲慢，我从来都不否认，但我从不怀疑我所做事情的有用性和重要性！”自信已经成为她性格中的一部分，这对于保持她在科学研究中的独立性和创造性是至关重要的。把悲伤留给历史科学家也是一个平凡人，她的成就也离不开家庭的支持。
对于阿诺德来说，在她职业生涯走向辉煌的时候，接连不断的家庭变故无疑对她是个沉重的打击。2001年，她的第一任丈夫詹姆斯·贝利（生化工程师）因癌症去世，两人育有一子。阿诺德是一个工作狂，在加州理工学院的27年里，她只休过一次假。2005年，她与家人一起到澳大利亚、马达加斯加等地休假。休假回来后，阿诺德被诊断出罹患乳腺癌。她勇敢地接受了抗癌治疗并最终康复。是她的乐观态度，增强了她战胜疾病的信心。
2010年，她的第二任丈夫兰格（宇宙学家）自杀身亡，两人育有两子。作为一个单亲妈妈，她不仅要照顾三个孩子，而且还要进行创造性的工作。2016年，厄运再次降临到她的头上。她的一个儿子在一场事故中意外身亡，这对她的打击实在是太大了。2017年在加州理工学院的一次公开演讲中，她在提到自己的人生波折时曾几度哽咽。她曾这样安慰自己：“总有比你更糟糕的人。我感谢每天都能做自己喜欢的事情。
”是的，穿行在逆境之中，要懂得把悲伤留给历史，过好每一天，做好每一件事情。试管里的“进化论”进化创造了地球上最为复杂和美丽的世界，其中生物酶扮演了极其重要的角色。而生物酶是一种极为特殊的高效催化剂，其化学本质是具有催化活性的蛋白质或核酸。自然界的氮循环离不开固氮酶的催化作用，它能以极其温和的方式把分子氮还原为氨，并且在整个过程中都是对环境友好的。
而工业上合成氨需要在高温高压条件下才能实现这样的过程，并且需要消耗大量的能源，同时产生大量的污染物。我们需要向大自然学习，从进化中获得灵感，进而来改进我们的工业生产方法。1990年前后，阿诺德认为应当模拟自然的进化过程，来获得人类所需要的酶。用进化的力量来造福人类，这是阿诺德不懈努力的方向。自然界中蕴藏有极其丰富的酶资源，但有些酶并不能令我们满意。
阿诺德作为“定向进化”的先驱，在驯化酶的研究中做出了开创性的贡献。所谓“定向进化”，就是在试管中模仿达尔文“进化论”的过程，从而改良或创造新的酶类蛋白质。对蛋白质进行有目标的进化选择，在自然界可能需要数千年的时间，而在试管里只需要几个小时的时间就够了。然而，要获得符合我们意愿的生物酶，并不是一件容易的事情。阿诺德曾说：“我不在乎999999次的实验有没有作用，我只想找到100万次里面成功的那一次。
”
酶定向进化示意图阿诺德在自然进化的启示下，在试管中通过“定向进化”繁殖出了更好的生物酶。利用这些酶可以生产生物燃料、环保塑料、药物以及其他特殊化学品，从而利用进化的力量来解决人类的生态问题。阿诺德说过：“定向进化让我们能够重写生命密码，特别是用它来解决人类的问题。”同时，“我希望我的获奖将凸显一个事实，女性可以把科学做得很好，并且同样可以为世界做出贡献”！