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科学之游戏规则 (2)
送交者: 植物所 2006年07月12日14:26:36 于 [教育学术] 发送悄悄话


启蒙恩师
第一位是我做科学的启蒙老师——山东师范大学的姚敦义教授。

姚先生老家在上海,毕业于华东师范大学。他在山东工作了一辈子,连胶东话也学得很像。我上大学的时候,他刚从美国加州大学伯克利分校留学回来,教我们遗传学。

姚老师的课是我听过的所有课中最生动的,他从不照本宣科,而是在讲课中融入很多重要科学发现的背景资料和小故事;他也不是简单地传授知识,而是非常重视讲授知识的获得过程。有时他还会直接给我们讲解一些英文原版文章,这在20世纪80年代初是很少见的。

做本科毕业论文时,姚先生是我的指导老师。尽管相处的时间不是很长,但是我却从他那里学会了几件事。

一是要敢于挑战和接受挑战。 他曾经说过一句让我终生难忘的话:“永远不要彻底相信他人的工作,只有当你能够通过自己的实验证明了的时候,才是可以肯定。”这句话对我以后的科学生涯产生了深远的影响,由此形成了我批评性的科研思路,学会了如何追根刨底地去了解一个科学结论的获得过程和这个过程的严密程度。同时,通过这句话,我也学会了接受别人的批评和建议。

对一个学者来说,能够虚心听取别人的批评是非常难能可贵的。一个人因其知识背景所限,分析问题总有一定的局限性。有些人很怕别人提问题,害怕接受挑战,害怕自己的漏洞被别人戳穿,这种人所做的学问常常是靠不住。一些重大的发现常常是跨学科交流的结果,得到同行甚至是外行的指导,会使你的思考更加完善,使你的结论经得起推敲,经得起时间的考验。

二是我从姚先生那里搞清楚了什么是科学,什么是哲学。让我明白了哲学是通过严格而合理的逻辑思维推断,从而得出对事物的理论解释,而这种解释是否正确,需要科学地证明。对科学家而言,任何没有经过科学实验证明的哲学理论只能算作假说。对于一个唯物主义的哲学家,诸如“细胞是从非细胞有机物质进化而来”和“劳动创造了人”之类的理论已经被广泛接受,不容置疑。但是,从姚先生那里我才第一次意识虽然很多科学家做了大量的试验,甚至还出现过一些科技丑闻,但是到目前为止,这两个唯物主义的哲学基本理论还仍然停留在假说阶段,并没有得到科学实验的验证。

形成一个科学的假说相对来说较容易 ,但是,能够通过严格的实验来证明一个假说常常需要几年、几十年,甚至几百年。在假说没有被最后证明之前,只能算作哲学,而不属于科学。

记得现任加州理工大学的校长大卫·巴尔蒂莫(David Baltimore)曾经说过一段类似的话。这位因发现反转录酶而在1975年获得诺贝尔奖的国际知名学者,在20世纪90年代初曾因手下的一位女博士论文做假而一度陷入非常尴尬的境地。后来这个女博士经过进一步的研究证明原来的结论还是正确的。为此,记者采访了巴尔蒂莫教授。他的回答是,“科学的假设很容易得到,这种假设最终被证明是正确的也很正常,但这并不能为自己弄虚作假的行为做任何开脱”。

三是我学会了看科技文章。刚开始看国外科技著作和论文时,总是感觉很烦,每句话后都会出现烦人的括号、人名及年份,阅读起来总是不顺畅。但是通过姚先生的指导,我知道了这些括号的意义。它提供了一个知识源头,如果想进一步了解这个结论是如何得到的,只要查阅一下那篇文章就可以了。科技文献的引用非常 严格 ,它标志着结论的第一个发现者及其公布的时间。一个好的科学家,在阅读教科书的一段文字时,出现在他脑海里的是一篇篇论文,一个个实验结果,甚至是一串串也许他从未见过面的科学家的名字。

数周前在兰州有幸见到我非常崇拜的郑国锠教授。握手之后,他马上说他知道我,他读过我1993年发表在《Plant Cell》杂志上的文章。92岁高龄的老先生对学科的发展有如此好的记忆,令我非常钦佩。

在山东师大,姚老师一直受到同事和学生的普遍尊敬,这与他严谨的治学态度和敏锐的科研头脑俨然分不开。如果不是文革的耽误,我相信他一定会做得更好。后来姚先生曾经编写过一本《植物学导论》(高等教育出版社出版,2002),把他的很多想法都写了进去,值得新入校的生物系学生一读。

亦师亦友
正式把我领进科学之门的是许智宏先生,而以后多年的共事和合作,使我们成为忘年之友。直到现在,在思考一些重大科学问题的时候,我还是喜欢同他交流一番,听听他的建议。

1984年,我考上了姚敦义教授的硕士研究生。当时我对刚刚兴起的分子遗传转化技术非常感兴趣。在我的研究工作开始不久,姚先生意识到山东师范大学的研究条件难以实现我们的想法,便推荐了几个专家,让我去请教一下。揣着姚先生的介绍信,我跑了一趟北京和上海。这两个大都市我都是第一次去,在北京我见到了中国科学院植物研究所的蔡其贵和荆玉祥两位先生、中国农业科学院的贾士荣教授;在上海的中国科学院植物生理研究所我见到了夏镇澳教授,他们都是很有名的学者。凭着初生牛犊不怕虎的楞劲,我居然一个个门槛走了下来。不同于我想象中高深莫测的知名学者,他们每个人都很和蔼可亲,非常耐心地回答着我不着边际的问题。贾士荣先生还给我演示了原生质体的分离过程,在他的显微镜下,我第一次看见了黄瓜的原生质体。

在上海,夏先生帮我引见了许智宏先生。许先生很热情地接待了我。当时已经是副所长的他没有任何所谓的架子,在讨论完之后,他便马上同意我到他的实验室做我的硕士论文研究。两个月后,我从山东师大来到上海市枫林路300号,正式开始了我的硕士研究生涯。

从许先生那里,我学会了观察和对非预见性试验结果的追踪精神。

尽管许先生很忙,但是对我做的每个重要实验,不管结果是什么,他都会到显微镜下或温室里和我一起观察、分析,然后同我一起设计下一个实验。这个习惯在我后来建立了自己的实验室时也继承下来,我坚持要看每个实验的原始记录。作为一个“老板”,如果只从学生修饰过的报告或文稿里看工作进展,很多重要的发现可能会在修饰过程中被丢掉。

做过一段时间研究的人都知道,拿到一个预计的结果并不难,难的是它的重复性。实验过程中出现假象是非常常见的,要证明一个结果有其科学意义而不是假象,就要从不同的方面对这个结果进行验证,在不同的对照条件下去观察。当没有得到预期结果时,仔细分析和验证非预期性结果更加重要,这些非预期结果的背后常常隐藏着重大发现。

做研究的时候,导师给学生一个课题,一般是根据前人的工作提出一些设想,这些设想是否正确,只有通过科学实验来证明。多数情况下,一些重大的发现都是在原来的预计之外的。因此,作为学生,职责就在于挑战这些假说,反驳前人的观点,而不是简单地去证明导师的最初设想的正确性。否则,很多重要的发现可能就此而错过了。

事实的确如此,我当时在植生所所做的主体项目并没有得到什么新的发现,倒是一个旁侧的问题却柳暗花明。在许先生的指导下,我们跟踪了为什么胶烟草(一种野生烟草)不像一般烟草那样在组织培养过程中容易再生。我们发现即使亲缘关系很近的植物,它们在体外培养条件下对激素的需求可能也完全不同。后来,我们将合成生长素的两个基因通过遗传转化导入胶烟草的基因组中,发现该基因的表达可以诱发这种植物自发的产生体细胞胚胎。

可以说,许先生教会我如何踏踏实实地搞研究,如何通过观察发现问题,然后通过设计实验来解决问题。

严师诤友
Trevor Wang是我在英国约翰·应纳斯研究中心做博士时的导师。他是一位有德国犹太血统的英国人,却有一个发音跟中国的“王”相同的姓氏。所以,第一次见到他时,才吃惊地发现他并不是华人。Trevor非常古板,总是跟人保持着不近不远的距离。每次同他谈话,都要事先约定时间,这一点我特别不喜欢。几年之后我们成了无话不谈的挚友,那是后话。

跟Trevor学到的是做科学的按部就班和执著。

在去英国之前,我已经有几篇不错的文章了。来到他的实验室,接手了他做淀粉代谢时得到的一批与豌豆形态发育有关的突变体材料,用以研究豌豆胚胎形成的遗传调控。一年的研究工作下来,我们已经得到了一些有趣的结果,而且相当有价值。由于在新加坡时写文章的兴奋劲还没有完全消失,我开始有些按捺不住了。我找到Trevor,跟他商量发表文章的事情。Trevor跟我说了一席话,让我终生难忘。

他说:“春明,你到我这儿不是来发文章的,而是来建立你一生的科学基础。做博士是你一生中最自由的一段研究经历,不需要为经费和生计发愁,你要充分利用这段时间,系统地训练自己,做好每一个小实验,为以后的发展奠定思想和材料基础。至于发文章,只要你专心做研究,出文章不会成问题。”

听他的这番话,我颇为惭愧,同时也大为安心,不再为发文章而着急。后来证明他是对的。我比较顺利地在3年里完成了博士论文,而且到我论文装订时,已经有3篇文章可以附在论文里面了。这在当时的约翰·应纳斯并不多见。但这并不是最重要的,令我受益最深的是在Trevor的指导下,在这3年里我读了大量的文章,尝试了很多分子与细胞生物学的实验手段。这些很细致而严格的基础性训练,为我后来的研究奠定了良好的基础。

和美国人相比,英国人在研究中相对要更加执著一些。他们看准了一个方向,会踏踏实实地干上十几年甚至几十年。因此,虽然他们喝茶的时间比较多,不像美国人那么玩命工作,但是英国人在国际科研上的领先人物并不比美国人少。如果从英美的人口或国土面积的比例来算,英国人反而遥遥领先了。究其原因,我想英国人执著的传统是一个重要因素。

跟Trevor在一起讨论工作时,我发现他总是很固执地探求一个问题。只有当这个问题有了答案之后,才会走下一步。尽管在研究过程中不是每个问题的答案都让人振奋,确切说大多数问题的答案是令人失望的,但是这种执著的探求精神使我们能够一直保持清醒的头脑,一步一个脚印地向前走。

可以肯定,当一个人坚持不懈地在一个领域中进行长时间地艰苦探索,必然会有很多发现,但他的知名度的大小主要取决于该领域的兴衰程度。由于科研手段和整体科研环境等因素的影响,每一个学科的发展都有其低谷期和巅峰期(类似于毛泽东所说的事物的波浪式前进过程)。那些处于天时、地利、人和者,便有可能获得重大发现,并很快得到同行认可,从而成为学科的泰斗;相反另外一些人则可能在相当长的一段时间内默默无闻(Trevor基本上是属于后者)。尽管这种执著精神不能使每一个人都获得成功,但却能够使这些人拥有自己的一片天空,在一个或大或小的领域里发挥着自己的重要作用。即使那些相对不成功者也有自己独特的东西,同样具有一鸣惊人的潜在力量。

探索意味着追踪科学问题,而实验手段则是为之铺路的。我曾经遇见过一个学生,他总是对许多新的实验手段感兴趣。在他的博士研究期间,学习和使用了大量的新的实验方法,但是在花了很多时间和精力建立好这些方法以后,却不知道如何利用这些方法去回答一些重要的科学问题。结果可想而知,他的研究没有为我们提供太多有价值的信息。

英国人的这种传统与我们几年前提倡的“跟踪国际前沿研究”不同 。一般情况下,“跟踪”的结果常常是酸楚的,特别是在你的科研条件不如人家好,你的信息也不如人家灵的时候,跟在人家后边要么是吃一点残羹冷炙,做一点不痛不痒的小题目,要么是被 “scoop”了(你做的工作被别人提前发表了)。如果说几年前需要跟人家学习怎样搞研究,跟踪一下是情有可原的,但是现在再去跟踪便讲不过去了。当然我这样说并不是鼓励每个学者都去研究一个中国特有植物,闭门造车地折腾几十年。

总之,是Trevor让我明白了做科学不要为暂时没有文章而寝食不安 ,不要纯粹为了写文章而写文章。一篇文章的分量,看的是这个发现的重要性和应用的普遍性,以及它对学科发展的长远影响。

3、两个人和一本书
在过去20年的国内外科研生涯中,跟很多人打过交道,遇到过不少我非常钦佩的人,如德国图秉根的歌德•岳根斯(Gerd Jurgens),剑桥的伊安•富奈(Ian Furner),美国耶鲁的邓兴旺,荷兰瓦赫宁根的马顿•克尼富(Maarten Koornneef),乌特勒支的本•佘瑞斯(Ben Scheres)和瑞士伯尔尼的克里斯•库勒梅尔(Cris Kuhlemeier)等。他们每一个人都有我很敬重的方面。但是下面提到的两个人则是我非常崇拜的。

蔡南海(Nam-Hai Chua)
Nam是美国洛克菲勒大学的终身教授,1988年当选为英国皇家学院外籍院士(FRS),他领导着该校唯一一个从事植物生物学研究的实验室。一个植物学家能够在这样一所以生物医学为中心的研究型大学里生存下来,并非易事。从1969年开始发表第一篇文章到现在,Nam已经发表了300多篇研究论文。最近ISI(http://www.esi-topics.com/arab/authors/b1a.html)统计了过去10年(1992-2002)里国际上利用模式植物研究植物生物学的工作,并按引用次数进行了排名,Nam以108篇文章的总影响因子4271次名列第二。

Nam生于新加坡,他常引以自豪的是曾经当过新加坡的警察(服兵役是每个新加坡公民必尽的义务)。他喜欢榴莲,会在每年榴莲上市的季节到新加坡过一番嘴瘾。新加坡人有个说法,“钟爱榴莲(留恋)的人才可以在新加坡真正留下”。但是,在我看来,他对新加坡的感情远远超过他对榴莲的钟爱,是对那片土地的一份真情。

虽然在美国做教授这么多年,Nam依旧保留着他的新加坡国籍。在过去20多年里,他一直为新加坡的科学发展而奔走呼吁。在他的推动下,新加坡于1987年建立了分子与细胞生物学研究所(IMCB)。这是新加坡第一个生物高科技研究所,标志着新加坡的规模化、系统化生物学研究的开始。1999年他又一手促成了分子农业研究所(IMA)的成立。而且,他还组织了在新加坡召开的1997年国际植物分子生物学大会。这些努力没有白费,新加坡的植物生物学研究确实在国际上有了相当的地位,也向中国输送了不少人才。

但是,新加坡毕竟是一个没有农业的岛国。尽管在Nam的努力下,这两个研究所很快达到国际水平,但是政府对农业研究的支持却像六月的天,变化无常。现在,IMCB做农业方面研究的似乎只剩下一个研究组了,而IMA在经历过几场风暴之后已经关门大吉了。多数研究人员转到了2002年新成立的淡马锡生命科学实验室(TLL)。幸运的是李显龙总理的夫人何晶出任了实验室管理委员会主席,这位淡马锡控股的执行主席也算是国际金融界的风云人物,她的参与,一定程度上保证了政府和公司的双元支持,总之,TLL的命运如何,是否能够保持连续稳定的发展,是大家非常关心的事情。

我是从1990年初到1992底在IMCB 的蔡南海实验室做客座研究工作。当时实验室里有十来个人,来自很多不同国家。实验室的研究主要集中在一些热带作物,如兰花、火鹤花、橡胶树和油棕的分子生物学及遗传改造上。Nam每年大约来新加坡4-6次,除此之外,他常常会在新加坡时间早上八九点钟从纽约打电话到实验室,询问工作进展情况。因此,每当这时电话铃一响,大家总会惴惴不安。

Nam不是很喜欢招收硕士和博士研究生,他喜欢雇佣博士后或聘用临时性研究人员来完成他的研究设想。他的头脑转得很快,经常有很多新的主意,因此课题变得也很快。而博士生毕竟要在一个领域里面干上三、五年才能有所积累,他们一般很难跟上Nam思考的变化和发展。事实上真正跟Nam读完博士的人很少,现在在英国瓦维克大学做教授的安德鲁•米勒(Andrew Miller)是为数不多的幸运者之一。

跟Nam一干就是三年,这是我一生不可或缺的三年。中间除了几次去纽约实验室作短期停留外,其它时间基本上都是在那座蓝色玻璃构造的现代化大楼里度过。从硬件来看,IMCB是我所见过的研究条件最舒适有效的研究所。新建的北京生命科学研究所就是参考IMCB设计思路建造的。

虽然Nam的这种遥控指挥对于我们这些从事具体工作的人来说不是最理想的局面,但是,他是个大忙人,即使在他纽约的实验室工作,交流机会也不会更多。作为一个学者,Nam有很多卓越之处;同时他对实验室研究工作的指导也是一丝不苟的,在很多方面给我留下了非常深刻的印象。

一是他比较惊人的记忆力。有人曾说他有相机式的记忆,倒是有点夸张。当时,纽约和新加坡两个实验室加起来有30多人,每个人做的方向都不尽相同,基本上都是受他直接领导的。他能够非常准确地跟踪每个人的进展,为每个研究方向提供建议和指导。他能够清楚地记得每个人曾经做过的实验及其结果。有时大家会吃惊地发现有些结果连做的人自己都忘记了,他却仍然记得。只有在少数情况下,他会对有些研究方向失去兴趣,他考虑得就少多了。

二是他的主意(idea)很多。每次跟他讨论工作,总会有很多收获。他看文献,不光是与植物有关的,医学、生化、细胞生物学的文章他也看得很多。看的过程中他会产生很多新的主意,然后一个电话打过来,让你去尝试。跟他做研究,你总是会有做不完的idea,他会为你提出很多需要验证的想法和建议。因此,做他的手下有时也很“麻烦”,如果他对你做的工作有兴趣,就会不断地给你新的主意,让你忙得不可开交。如果对你的工作兴趣不大,你就会有一种被遗忘的感觉,压力会更大。

三是Nam的科学洞察力。这不仅体现在他对新概念、新技术的接受能力上,而且表现在对实验结果的分析上。他每次跟学生或博士后讨论结果时,总是要看原始结果。作为一个有生物化学背景的人,他并没有亲手做过太多分子生物学实验,但是他对结果的观察和分析却是非常深刻而尖锐 ,一些即使是很小的苗头或现象也很难逃过他的眼皮。

四是他的用人技巧。每当他有一个全新的主意,他首先考虑谁是做这个事情的最佳人选,然后想方设法请到他想要的人到他的实验室里来。他的突出贡献与他的优秀部下有直接关系。凭借他的声誉和亲和力,确实吸引了一批训练有素的研究人员来他的实验室工作。因此,他常常会在较短的时间里,启动一个新的研究方向,而且很快就会做得很好。

就是这样,他独立领导一个30人左右的研究队伍(没有了新加坡的实验室后,规模稍小了一点),一定程度上已经算是植物分子生物学领域的超级大国(superpower)了。他实验室的强干在国际上是有名的,行内有个难分褒贬的说法: “如果Nam对一个方向有了兴趣,你最好不要去跟他竞争”。

Jeff Dangl (杰夫 · 邓戈儿)
Jeff是美国北卡罗莱那大学 (University of North Carolina at Chapel Hill)的遗传系教授。他下肢完全瘫痪,即使是上身,活动也不是很灵活。

这位几乎完全靠轮椅生活的科学家,1981年从斯坦福大学获得学士学位,1986年在同一学校获博士学位。在德国科隆的马普植物育种研究所工作了几年之后,回到北卡创立了自己的实验室。他的夫人萨拉·戈兰特(Sarah Grant)跟他同年从斯坦福大学博士毕业,也是一位非常优秀的学者,总是伴随在他的左右,帮助他料理生活。

多少年来,Jeff一直致力于植物抗病的分子机理研究,发现了好几个重要的抗病基因,提出了几个与植物抵御外来侵略有关的重要假说。他和在英国约翰·应纳斯的乔纳森·琼斯(Jonathan Jones)教授被公认为是植物抗病领域的领航者,备受大家的尊崇。

每次见到Jeff时我总是在想,这样一位对国际学术界有巨大贡献的巨匠,如果生在中国,也许不可能取得他今天的成就。他会因为不能通过体检而上不了大学,会在人们同情和怜悯的目光照射下抬不起头来。然而,Jeff不是这样,应该说他很幸运。在美国,任何人对残废人表现出哪怕是最不被人察觉的一点歧视都会遭到周围人的谴责。普遍为社会接受的观点是尽管一个伤残人的身体的某一部分不如你健康,但是他的其他部分(如大脑)也许比你的更发达,或者用得更加合理。在西方这种所谓的人人平等的制约机制下, Jeff超越了自己,走出了一条闪亮的人生道路。在他那两只像鹰一样的眼睛里,我看不到自卑,看到的却是比常人更多的自信和坚定。

因为研究领域不同,跟Jeff并没有太多直接交往。只是经常在一些国际会议上偶尔见到,听听他的报告,会后找他聊聊,而且每次总是受益匪浅。

上次在柏林开国际拟南芥菜学术研讨会时曾跟他聊起带学生的事情,他的一番话让我感触很深,对所有想从事科学的人都会有反思意义。他说,“一个好的学生永远不会失败(失败是指那些到博士毕业时还没有取得重要结果、不能拿到学位的人),因为他在做研究的过程中一直在不断观察,不断思考。他随时都在追踪自己的好奇心,在不断提出问题,在不断回答问题。而一个不开窍的学生是在为老师做试验,总是想拿到老师想要的结果”。

Jeff说过的另外一段话我也很赞同。他说,搞研究应该像搞艺术一样,有好奇心,有创意,有创作的激情和欲望,有一种搞不明白就睡不好,吃不香的感受,这才是用心去探索。而不是以研究为职业,为了研究而研究,否则他永远只能做一个实验师。

一个身体残疾的人能够把学问做好,理论上说,我们一个健康的人没有理由做不好。但是事实上,也正是由于我们健康,有时会心情浮躁,常常被太多的事物所吸引,把握不住自己的重心,由此而一无所成。

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