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科學之遊戲規則 (2)
送交者: 植物所 2006年07月12日14:26:36 於 [教育學術] 發送悄悄話


啟蒙恩師
第一位是我做科學的啟蒙老師——山東師範大學的姚敦義教授。

姚先生老家在上海,畢業於華東師範大學。他在山東工作了一輩子,連膠東話也學得很像。我上大學的時候,他剛從美國加州大學伯克利分校留學回來,教我們遺傳學。

姚老師的課是我聽過的所有課中最生動的,他從不照本宣科,而是在講課中融入很多重要科學發現的背景資料和小故事;他也不是簡單地傳授知識,而是非常重視講授知識的獲得過程。有時他還會直接給我們講解一些英文原版文章,這在20世紀80年代初是很少見的。

做本科畢業論文時,姚先生是我的指導老師。儘管相處的時間不是很長,但是我卻從他那裡學會了幾件事。

一是要敢於挑戰和接受挑戰。 他曾經說過一句讓我終生難忘的話:“永遠不要徹底相信他人的工作,只有當你能夠通過自己的實驗證明了的時候,才是可以肯定。”這句話對我以後的科學生涯產生了深遠的影響,由此形成了我批評性的科研思路,學會了如何追根刨底地去了解一個科學結論的獲得過程和這個過程的嚴密程度。同時,通過這句話,我也學會了接受別人的批評和建議。

對一個學者來說,能夠虛心聽取別人的批評是非常難能可貴的。一個人因其知識背景所限,分析問題總有一定的局限性。有些人很怕別人提問題,害怕接受挑戰,害怕自己的漏洞被別人戳穿,這種人所做的學問常常是靠不住。一些重大的發現常常是跨學科交流的結果,得到同行甚至是外行的指導,會使你的思考更加完善,使你的結論經得起推敲,經得起時間的考驗。

二是我從姚先生那裡搞清楚了什麼是科學,什麼是哲學。讓我明白了哲學是通過嚴格而合理的邏輯思維推斷,從而得出對事物的理論解釋,而這種解釋是否正確,需要科學地證明。對科學家而言,任何沒有經過科學實驗證明的哲學理論只能算作假說。對於一個唯物主義的哲學家,諸如“細胞是從非細胞有機物質進化而來”和“勞動創造了人”之類的理論已經被廣泛接受,不容置疑。但是,從姚先生那裡我才第一次意識雖然很多科學家做了大量的試驗,甚至還出現過一些科技醜聞,但是到目前為止,這兩個唯物主義的哲學基本理論還仍然停留在假說階段,並沒有得到科學實驗的驗證。

形成一個科學的假說相對來說較容易 ,但是,能夠通過嚴格的實驗來證明一個假說常常需要幾年、幾十年,甚至幾百年。在假說沒有被最後證明之前,只能算作哲學,而不屬於科學。

記得現任加州理工大學的校長大衛·巴爾蒂莫(David Baltimore)曾經說過一段類似的話。這位因發現反轉錄酶而在1975年獲得諾貝爾獎的國際知名學者,在20世紀90年代初曾因手下的一位女博士論文做假而一度陷入非常尷尬的境地。後來這個女博士經過進一步的研究證明原來的結論還是正確的。為此,記者採訪了巴爾蒂莫教授。他的回答是,“科學的假設很容易得到,這種假設最終被證明是正確的也很正常,但這並不能為自己弄虛作假的行為做任何開脫”。

三是我學會了看科技文章。剛開始看國外科技著作和論文時,總是感覺很煩,每句話後都會出現煩人的括號、人名及年份,閱讀起來總是不順暢。但是通過姚先生的指導,我知道了這些括號的意義。它提供了一個知識源頭,如果想進一步了解這個結論是如何得到的,只要查閱一下那篇文章就可以了。科技文獻的引用非常 嚴格 ,它標誌着結論的第一個發現者及其公布的時間。一個好的科學家,在閱讀教科書的一段文字時,出現在他腦海里的是一篇篇論文,一個個實驗結果,甚至是一串串也許他從未見過面的科學家的名字。

數周前在蘭州有幸見到我非常崇拜的鄭國錩教授。握手之後,他馬上說他知道我,他讀過我1993年發表在《Plant Cell》雜誌上的文章。92歲高齡的老先生對學科的發展有如此好的記憶,令我非常欽佩。

在山東師大,姚老師一直受到同事和學生的普遍尊敬,這與他嚴謹的治學態度和敏銳的科研頭腦儼然分不開。如果不是文革的耽誤,我相信他一定會做得更好。後來姚先生曾經編寫過一本《植物學導論》(高等教育出版社出版,2002),把他的很多想法都寫了進去,值得新入校的生物系學生一讀。

亦師亦友
正式把我領進科學之門的是許智宏先生,而以後多年的共事和合作,使我們成為忘年之友。直到現在,在思考一些重大科學問題的時候,我還是喜歡同他交流一番,聽聽他的建議。

1984年,我考上了姚敦義教授的碩士研究生。當時我對剛剛興起的分子遺傳轉化技術非常感興趣。在我的研究工作開始不久,姚先生意識到山東師範大學的研究條件難以實現我們的想法,便推薦了幾個專家,讓我去請教一下。揣着姚先生的介紹信,我跑了一趟北京和上海。這兩個大都市我都是第一次去,在北京我見到了中國科學院植物研究所的蔡其貴和荊玉祥兩位先生、中國農業科學院的賈士榮教授;在上海的中國科學院植物生理研究所我見到了夏鎮澳教授,他們都是很有名的學者。憑着初生牛犢不怕虎的楞勁,我居然一個個門檻走了下來。不同於我想象中高深莫測的知名學者,他們每個人都很和藹可親,非常耐心地回答着我不着邊際的問題。賈士榮先生還給我演示了原生質體的分離過程,在他的顯微鏡下,我第一次看見了黃瓜的原生質體。

在上海,夏先生幫我引見了許智宏先生。許先生很熱情地接待了我。當時已經是副所長的他沒有任何所謂的架子,在討論完之後,他便馬上同意我到他的實驗室做我的碩士論文研究。兩個月後,我從山東師大來到上海市楓林路300號,正式開始了我的碩士研究生涯。

從許先生那裡,我學會了觀察和對非預見性試驗結果的追蹤精神。

儘管許先生很忙,但是對我做的每個重要實驗,不管結果是什麼,他都會到顯微鏡下或溫室里和我一起觀察、分析,然後同我一起設計下一個實驗。這個習慣在我後來建立了自己的實驗室時也繼承下來,我堅持要看每個實驗的原始記錄。作為一個“老闆”,如果只從學生修飾過的報告或文稿里看工作進展,很多重要的發現可能會在修飾過程中被丟掉。

做過一段時間研究的人都知道,拿到一個預計的結果並不難,難的是它的重複性。實驗過程中出現假象是非常常見的,要證明一個結果有其科學意義而不是假象,就要從不同的方面對這個結果進行驗證,在不同的對照條件下去觀察。當沒有得到預期結果時,仔細分析和驗證非預期性結果更加重要,這些非預期結果的背後常常隱藏着重大發現。

做研究的時候,導師給學生一個課題,一般是根據前人的工作提出一些設想,這些設想是否正確,只有通過科學實驗來證明。多數情況下,一些重大的發現都是在原來的預計之外的。因此,作為學生,職責就在於挑戰這些假說,反駁前人的觀點,而不是簡單地去證明導師的最初設想的正確性。否則,很多重要的發現可能就此而錯過了。

事實的確如此,我當時在植生所所做的主體項目並沒有得到什麼新的發現,倒是一個旁側的問題卻柳暗花明。在許先生的指導下,我們跟蹤了為什麼膠煙草(一種野生煙草)不像一般煙草那樣在組織培養過程中容易再生。我們發現即使親緣關係很近的植物,它們在體外培養條件下對激素的需求可能也完全不同。後來,我們將合成生長素的兩個基因通過遺傳轉化導入膠煙草的基因組中,發現該基因的表達可以誘發這種植物自發的產生體細胞胚胎。

可以說,許先生教會我如何踏踏實實地搞研究,如何通過觀察發現問題,然後通過設計實驗來解決問題。

嚴師諍友
Trevor Wang是我在英國約翰·應納斯研究中心做博士時的導師。他是一位有德國猶太血統的英國人,卻有一個發音跟中國的“王”相同的姓氏。所以,第一次見到他時,才吃驚地發現他並不是華人。Trevor非常古板,總是跟人保持着不近不遠的距離。每次同他談話,都要事先約定時間,這一點我特別不喜歡。幾年之後我們成了無話不談的摯友,那是後話。

跟Trevor學到的是做科學的按部就班和執著。

在去英國之前,我已經有幾篇不錯的文章了。來到他的實驗室,接手了他做澱粉代謝時得到的一批與豌豆形態發育有關的突變體材料,用以研究豌豆胚胎形成的遺傳調控。一年的研究工作下來,我們已經得到了一些有趣的結果,而且相當有價值。由於在新加坡時寫文章的興奮勁還沒有完全消失,我開始有些按捺不住了。我找到Trevor,跟他商量發表文章的事情。Trevor跟我說了一席話,讓我終生難忘。

他說:“春明,你到我這兒不是來發文章的,而是來建立你一生的科學基礎。做博士是你一生中最自由的一段研究經歷,不需要為經費和生計發愁,你要充分利用這段時間,系統地訓練自己,做好每一個小實驗,為以後的發展奠定思想和材料基礎。至於發文章,只要你專心做研究,出文章不會成問題。”

聽他的這番話,我頗為慚愧,同時也大為安心,不再為發文章而着急。後來證明他是對的。我比較順利地在3年裡完成了博士論文,而且到我論文裝訂時,已經有3篇文章可以附在論文裡面了。這在當時的約翰·應納斯並不多見。但這並不是最重要的,令我受益最深的是在Trevor的指導下,在這3年裡我讀了大量的文章,嘗試了很多分子與細胞生物學的實驗手段。這些很細緻而嚴格的基礎性訓練,為我後來的研究奠定了良好的基礎。

和美國人相比,英國人在研究中相對要更加執著一些。他們看準了一個方向,會踏踏實實地幹上十幾年甚至幾十年。因此,雖然他們喝茶的時間比較多,不像美國人那麼玩命工作,但是英國人在國際科研上的領先人物並不比美國人少。如果從英美的人口或國土面積的比例來算,英國人反而遙遙領先了。究其原因,我想英國人執著的傳統是一個重要因素。

跟Trevor在一起討論工作時,我發現他總是很固執地探求一個問題。只有當這個問題有了答案之後,才會走下一步。儘管在研究過程中不是每個問題的答案都讓人振奮,確切說大多數問題的答案是令人失望的,但是這種執著的探求精神使我們能夠一直保持清醒的頭腦,一步一個腳印地向前走。

可以肯定,當一個人堅持不懈地在一個領域中進行長時間地艱苦探索,必然會有很多發現,但他的知名度的大小主要取決於該領域的興衰程度。由於科研手段和整體科研環境等因素的影響,每一個學科的發展都有其低谷期和巔峰期(類似於毛澤東所說的事物的波浪式前進過程)。那些處於天時、地利、人和者,便有可能獲得重大發現,並很快得到同行認可,從而成為學科的泰斗;相反另外一些人則可能在相當長的一段時間內默默無聞(Trevor基本上是屬於後者)。儘管這種執著精神不能使每一個人都獲得成功,但卻能夠使這些人擁有自己的一片天空,在一個或大或小的領域裡發揮着自己的重要作用。即使那些相對不成功者也有自己獨特的東西,同樣具有一鳴驚人的潛在力量。

探索意味着追蹤科學問題,而實驗手段則是為之鋪路的。我曾經遇見過一個學生,他總是對許多新的實驗手段感興趣。在他的博士研究期間,學習和使用了大量的新的實驗方法,但是在花了很多時間和精力建立好這些方法以後,卻不知道如何利用這些方法去回答一些重要的科學問題。結果可想而知,他的研究沒有為我們提供太多有價值的信息。

英國人的這種傳統與我們幾年前提倡的“跟蹤國際前沿研究”不同 。一般情況下,“跟蹤”的結果常常是酸楚的,特別是在你的科研條件不如人家好,你的信息也不如人家靈的時候,跟在人家後邊要麼是吃一點殘羹冷炙,做一點不痛不癢的小題目,要麼是被 “scoop”了(你做的工作被別人提前發表了)。如果說幾年前需要跟人家學習怎樣搞研究,跟蹤一下是情有可原的,但是現在再去跟蹤便講不過去了。當然我這樣說並不是鼓勵每個學者都去研究一個中國特有植物,閉門造車地折騰幾十年。

總之,是Trevor讓我明白了做科學不要為暫時沒有文章而寢食不安 ,不要純粹為了寫文章而寫文章。一篇文章的分量,看的是這個發現的重要性和應用的普遍性,以及它對學科發展的長遠影響。

3、兩個人和一本書
在過去20年的國內外科研生涯中,跟很多人打過交道,遇到過不少我非常欽佩的人,如德國圖秉根的歌德•岳根斯(Gerd Jurgens),劍橋的伊安•富奈(Ian Furner),美國耶魯的鄧興旺,荷蘭瓦赫寧根的馬頓•克尼富(Maarten Koornneef),烏特勒支的本•佘瑞斯(Ben Scheres)和瑞士伯爾尼的克里斯•庫勒梅爾(Cris Kuhlemeier)等。他們每一個人都有我很敬重的方面。但是下面提到的兩個人則是我非常崇拜的。

蔡南海(Nam-Hai Chua)
Nam是美國洛克菲勒大學的終身教授,1988年當選為英國皇家學院外籍院士(FRS),他領導着該校唯一一個從事植物生物學研究的實驗室。一個植物學家能夠在這樣一所以生物醫學為中心的研究型大學裡生存下來,並非易事。從1969年開始發表第一篇文章到現在,Nam已經發表了300多篇研究論文。最近ISI(http://www.esi-topics.com/arab/authors/b1a.html)統計了過去10年(1992-2002)里國際上利用模式植物研究植物生物學的工作,並按引用次數進行了排名,Nam以108篇文章的總影響因子4271次名列第二。

Nam生於新加坡,他常引以自豪的是曾經當過新加坡的警察(服兵役是每個新加坡公民必盡的義務)。他喜歡榴蓮,會在每年榴蓮上市的季節到新加坡過一番嘴癮。新加坡人有個說法,“鍾愛榴蓮(留戀)的人才可以在新加坡真正留下”。但是,在我看來,他對新加坡的感情遠遠超過他對榴蓮的鐘愛,是對那片土地的一份真情。

雖然在美國做教授這麼多年,Nam依舊保留着他的新加坡國籍。在過去20多年裡,他一直為新加坡的科學發展而奔走呼籲。在他的推動下,新加坡於1987年建立了分子與細胞生物學研究所(IMCB)。這是新加坡第一個生物高科技研究所,標誌着新加坡的規模化、系統化生物學研究的開始。1999年他又一手促成了分子農業研究所(IMA)的成立。而且,他還組織了在新加坡召開的1997年國際植物分子生物學大會。這些努力沒有白費,新加坡的植物生物學研究確實在國際上有了相當的地位,也向中國輸送了不少人才。

但是,新加坡畢竟是一個沒有農業的島國。儘管在Nam的努力下,這兩個研究所很快達到國際水平,但是政府對農業研究的支持卻像六月的天,變化無常。現在,IMCB做農業方面研究的似乎只剩下一個研究組了,而IMA在經歷過幾場風暴之後已經關門大吉了。多數研究人員轉到了2002年新成立的淡馬錫生命科學實驗室(TLL)。幸運的是李顯龍總理的夫人何晶出任了實驗室管理委員會主席,這位淡馬錫控股的執行主席也算是國際金融界的風雲人物,她的參與,一定程度上保證了政府和公司的雙元支持,總之,TLL的命運如何,是否能夠保持連續穩定的發展,是大家非常關心的事情。

我是從1990年初到1992底在IMCB 的蔡南海實驗室做客座研究工作。當時實驗室里有十來個人,來自很多不同國家。實驗室的研究主要集中在一些熱帶作物,如蘭花、火鶴花、橡膠樹和油棕的分子生物學及遺傳改造上。Nam每年大約來新加坡4-6次,除此之外,他常常會在新加坡時間早上八九點鐘從紐約打電話到實驗室,詢問工作進展情況。因此,每當這時電話鈴一響,大家總會惴惴不安。

Nam不是很喜歡招收碩士和博士研究生,他喜歡僱傭博士後或聘用臨時性研究人員來完成他的研究設想。他的頭腦轉得很快,經常有很多新的主意,因此課題變得也很快。而博士生畢竟要在一個領域裡面幹上三、五年才能有所積累,他們一般很難跟上Nam思考的變化和發展。事實上真正跟Nam讀完博士的人很少,現在在英國瓦維克大學做教授的安德魯•米勒(Andrew Miller)是為數不多的幸運者之一。

跟Nam一干就是三年,這是我一生不可或缺的三年。中間除了幾次去紐約實驗室作短期停留外,其它時間基本上都是在那座藍色玻璃構造的現代化大樓里度過。從硬件來看,IMCB是我所見過的研究條件最舒適有效的研究所。新建的北京生命科學研究所就是參考IMCB設計思路建造的。

雖然Nam的這種遙控指揮對於我們這些從事具體工作的人來說不是最理想的局面,但是,他是個大忙人,即使在他紐約的實驗室工作,交流機會也不會更多。作為一個學者,Nam有很多卓越之處;同時他對實驗室研究工作的指導也是一絲不苟的,在很多方面給我留下了非常深刻的印象。

一是他比較驚人的記憶力。有人曾說他有相機式的記憶,倒是有點誇張。當時,紐約和新加坡兩個實驗室加起來有30多人,每個人做的方向都不盡相同,基本上都是受他直接領導的。他能夠非常準確地跟蹤每個人的進展,為每個研究方向提供建議和指導。他能夠清楚地記得每個人曾經做過的實驗及其結果。有時大家會吃驚地發現有些結果連做的人自己都忘記了,他卻仍然記得。只有在少數情況下,他會對有些研究方向失去興趣,他考慮得就少多了。

二是他的主意(idea)很多。每次跟他討論工作,總會有很多收穫。他看文獻,不光是與植物有關的,醫學、生化、細胞生物學的文章他也看得很多。看的過程中他會產生很多新的主意,然後一個電話打過來,讓你去嘗試。跟他做研究,你總是會有做不完的idea,他會為你提出很多需要驗證的想法和建議。因此,做他的手下有時也很“麻煩”,如果他對你做的工作有興趣,就會不斷地給你新的主意,讓你忙得不可開交。如果對你的工作興趣不大,你就會有一種被遺忘的感覺,壓力會更大。

三是Nam的科學洞察力。這不僅體現在他對新概念、新技術的接受能力上,而且表現在對實驗結果的分析上。他每次跟學生或博士後討論結果時,總是要看原始結果。作為一個有生物化學背景的人,他並沒有親手做過太多分子生物學實驗,但是他對結果的觀察和分析卻是非常深刻而尖銳 ,一些即使是很小的苗頭或現象也很難逃過他的眼皮。

四是他的用人技巧。每當他有一個全新的主意,他首先考慮誰是做這個事情的最佳人選,然後想方設法請到他想要的人到他的實驗室里來。他的突出貢獻與他的優秀部下有直接關係。憑藉他的聲譽和親和力,確實吸引了一批訓練有素的研究人員來他的實驗室工作。因此,他常常會在較短的時間裡,啟動一個新的研究方向,而且很快就會做得很好。

就是這樣,他獨立領導一個30人左右的研究隊伍(沒有了新加坡的實驗室後,規模稍小了一點),一定程度上已經算是植物分子生物學領域的超級大國(superpower)了。他實驗室的強幹在國際上是有名的,行內有個難分褒貶的說法: “如果Nam對一個方向有了興趣,你最好不要去跟他競爭”。

Jeff Dangl (傑夫 · 鄧戈兒)
Jeff是美國北卡羅萊那大學 (University of North Carolina at Chapel Hill)的遺傳系教授。他下肢完全癱瘓,即使是上身,活動也不是很靈活。

這位幾乎完全靠輪椅生活的科學家,1981年從斯坦福大學獲得學士學位,1986年在同一學校獲博士學位。在德國科隆的馬普植物育種研究所工作了幾年之後,回到北卡創立了自己的實驗室。他的夫人薩拉·戈蘭特(Sarah Grant)跟他同年從斯坦福大學博士畢業,也是一位非常優秀的學者,總是伴隨在他的左右,幫助他料理生活。

多少年來,Jeff一直致力於植物抗病的分子機理研究,發現了好幾個重要的抗病基因,提出了幾個與植物抵禦外來侵略有關的重要假說。他和在英國約翰·應納斯的喬納森·瓊斯(Jonathan Jones)教授被公認為是植物抗病領域的領航者,備受大家的尊崇。

每次見到Jeff時我總是在想,這樣一位對國際學術界有巨大貢獻的巨匠,如果生在中國,也許不可能取得他今天的成就。他會因為不能通過體檢而上不了大學,會在人們同情和憐憫的目光照射下抬不起頭來。然而,Jeff不是這樣,應該說他很幸運。在美國,任何人對殘廢人表現出哪怕是最不被人察覺的一點歧視都會遭到周圍人的譴責。普遍為社會接受的觀點是儘管一個傷殘人的身體的某一部分不如你健康,但是他的其他部分(如大腦)也許比你的更發達,或者用得更加合理。在西方這種所謂的人人平等的制約機制下, Jeff超越了自己,走出了一條閃亮的人生道路。在他那兩隻像鷹一樣的眼睛裡,我看不到自卑,看到的卻是比常人更多的自信和堅定。

因為研究領域不同,跟Jeff並沒有太多直接交往。只是經常在一些國際會議上偶爾見到,聽聽他的報告,會後找他聊聊,而且每次總是受益匪淺。

上次在柏林開國際擬南芥菜學術研討會時曾跟他聊起帶學生的事情,他的一番話讓我感觸很深,對所有想從事科學的人都會有反思意義。他說,“一個好的學生永遠不會失敗(失敗是指那些到博士畢業時還沒有取得重要結果、不能拿到學位的人),因為他在做研究的過程中一直在不斷觀察,不斷思考。他隨時都在追蹤自己的好奇心,在不斷提出問題,在不斷回答問題。而一個不開竅的學生是在為老師做試驗,總是想拿到老師想要的結果”。

Jeff說過的另外一段話我也很贊同。他說,搞研究應該像搞藝術一樣,有好奇心,有創意,有創作的激情和欲望,有一種搞不明白就睡不好,吃不香的感受,這才是用心去探索。而不是以研究為職業,為了研究而研究,否則他永遠只能做一個實驗師。

一個身體殘疾的人能夠把學問做好,理論上說,我們一個健康的人沒有理由做不好。但是事實上,也正是由於我們健康,有時會心情浮躁,常常被太多的事物所吸引,把握不住自己的重心,由此而一無所成。

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