刘春明
中国科学院植物研究所信号转导与代谢组学研究中心
(下载全文)目录
引子
1、成长经历
入门生物学
决定作博士
2、影响我科学生涯的三个人
启蒙恩师
亦师亦友
严师诤友
3、两个人和一本书
蔡南海(Nam-Hai Chua)
Jeff Dangl (杰夫 ? 邓戈儿)
影响我思考的一本书
4、如何做科学
做科学的意义
如何选题
如何选材
5、做科学的困惑和视角
问题会越来越多
步入绝路是常发生的
同行的认可
透过分子看世界
6、做研究的“黄金准则”
“大问题,小研究”
“复杂问题简单化”
“正结果因负结果的存在而有意义”
“不要拿着鸡蛋碰石头”
“只要这个方法是灵的,不要随便改变它”(as soon as the protocol works, does not mess up with it)
7、如何作研究生
能力培养比掌握知识更重要
掌握自己的命运从选择自己的教育开始
诚信是一个学者的基本行为准则
引子
做科学好比一种游戏,只有对这种游戏有着强烈兴趣的人,才能从中获得乐趣。同时每一种游戏都有其规则,只有遵守规则的人才有可能取胜。
最近几年,常利用休假或讲学的机会回国。在国内见到一大批朝气蓬勃的年轻人,他们有的还在读本科,有的在做硕士或博士研究生。在一些场合,有机会同他们进行近距离的交流,总是会被他们的青春和朝气所感染,好像自己又回到了20年前。同时,我也可以感受到许多年轻人对于做科学所表现出来的种种困惑。他们提了很多问题,甚至同样的问题常常会在不同的时间和地点被问及。有些问题,正是我当年也曾经苦苦寻求答案的疑问。因此,常有一种历史在被重复的感觉。
2005年5月底,在由济南开往北京的火车上,我邂逅了高等教育出版社研究生分社的林金安社长。我们聊了很多。他说,针对国内一些学生和青年学者现在所面临的困惑,特别需要一本开拓思想,介绍科学研究思路的书。数天之后,当我坐在回阿姆斯特丹的飞机上时,突然产生了一种想把多年来沉积在脑子里的对科学的认识、对做科学的理解、以及从事科学研究的喜怒哀乐的感受表达出来的冲动,希望与年轻人分享。
在步入科学殿堂的旅途中,从茫然走向从容,是每一个学者必经的过程。有些事情只有在经历过之后,甚至是遭受挫折之后才会有更深刻的体验。但是,如果在踏入科学门槛之前,能够对做科学的内涵有一定的了解,会使你更好地审视与把握自己,计划未来。
促使我想把一些感受写出来的另一个原因是我时常感觉到的国内学术界的一种浮躁。这种浮躁表现在两方面:从做老板(教授和博导等)这个层次上看,大家似乎都很忙,忙着应付些申请书、忙着应付饭局、忙着应付上级领导。他们在向往着院士的头衔,追求着某日某月的大奖,丈量着中国和阿果奖的距离。其结果表现为很多老板没有时间进实验室、没有时间思考、没有时间坐下来同学生讨论工作,甚至没有时间读懂别人的文章。从做弟子角度出发,就是挖空心思发SCI文章,应付毕业好出国。大多数学生并没有弄明白研究是怎么回事,只是片面地或难或易地拷贝着别人的工作。
从这个角度上来说,中国离阿果奖的距离越来越远了。获得阿果奖意味着通过扎扎实实的研究,发现一些全新的概念,开拓一个全新的研究领域。在此基础上,还要求这个领域的发展对人类的健康生活产生重大影响,二者缺一不可。事实上一个科学家所能做到的只是前者,为人类了解自然、促进科技做出努力。至于你的研究是否能够产生你所希望的社会效应,无疑需要一个足够的群体参与和社会的认可。因此,有些研究结果的社会效应很快可以见到(如沃森·克里克的DNA双螺旋结构的提出和卡里·穆勒的PCR技术的发现),有的则需要很多年才会表现出来(如麦克林托克的转座子)。因此,开创性的工作很重要,要有想法、有勇气、有能力去探索未知。
国内的这种浮躁还表现在对科学研究缺乏持久的兴趣上。很多人在刚刚做出一点成绩之后便主动或被动地步入仕途。尽管我们非常需要懂科学的人去做科技管理,但是,仕途会使一个科学家失去最宝贵的观察与思考的时间,从而失去原创能力。所以做好科学需要一颗冷静的心,潜下心来,耐得住寂寞和清贫,真正置身于名利场之外。
和世界上大多数学者一样,我没有做过阿果奖梦(至少目前还没有)。我只是这个行当里的一份子。在国外飘游的十几年里,先后走过新加坡、英国、美国,最后来到荷兰,既经历过痛苦的挣扎、也有过成功的喜悦,对科学的了解逐步加深,对自己也越来越有信心。在这篇文字里,我会阐述我个人对科学的理解。我将尽可能使用通俗的语言、使用生活化的例子来表达我个人的想法。我希望在读完这些文字之后,你能够获得两点启示:
一是保持你对科学的好奇心:好奇心是科学发现的最重要部分,一个有好奇心的人会在这种对未知的探索中得到很多乐趣。要神定气闲地跟着好奇心一步一步向前走,为自己的每一个发现而兴奋,为自己的每一个设想被验证或者被他人接受而喜悦。不管是国外还是国内,做科学都不是收入最高的职业。如在美国,科学家的收入在社会上只是中等偏上一点。在欧洲也基本如此,国内的情况也差不多。但从美国所调查的个人对自己工作的满意程度来看,科学家却遥遥领先。我想正是研究过程中对好奇心的不断满足使科学这个职业如此有魅力吧。
二是要脚踏实地走自己的路:做科学要追踪重大科学问题,但同时要脚踏实地。事实上在科学迅速发展的今天,一个科学家所能做的只是不断地为科学的长城添砖加瓦,构思长城框架的任务在上两个世纪已经由我们的前辈们完成了。踏踏实实作科学并不是很容易,它需要敏锐的思维,需要对每一个实验结果的仔细分析,通过设计对照实验来验证设想,最终形成理论。因此走近科学这座长城,并为它的建设出一份力是每个科学工作者的责任。不能扎扎实实做科学的人,因而谈不上会对科学有所贡献。有相当多的人,看起来也象是在做科学,但不过是在离长城很远的地方玩“过家家”而已。这里我引用爱因斯坦曾经说过的一句话:“科学之真谛不过是每天思考的准确化而已(The whole of science is nothing more than a refinement of everyday thinking)”。
在这个专栏里,我想首先通过个人的经历,让青年人对做科学的过程有所了解。然后我将用一些篇幅阐述西方做科学的一些窍门和规则。总之,我非常希望有更多的年轻人走出困惑,走出浮躁,在决定做科学之前,能有一些对科学游戏规则的了解和一定的心理准备。一旦投身科学研究,要有为之奋斗一生的准备。只有这样,中国的科学研究才会有希望。
1、成长经历
入门生物学
一个人的生活中有很多偶然和必然。对我来说,学生物学纯属偶然,但后来从事生物学研究却有很多必然。
由于父母都是语文教师,所以从小我就受到一些文学的熏陶。我的语文成绩在初中和高中时期一直是所有功课中最好的。然而,上世纪70年代末是重理轻文的年代,大家接受的一直是“学好数理化,走遍天下都不怕”这样的观念。因此,在1978年文登一中开始分文理班时,我义无反顾地选择了理科。我的语文老师曾因我放弃走文学之路而惋惜。至于理科学什么专业,将来干什么,当时都一无所知,我的打算是从数理化里面选一门,想来总归不会太坏吧。
当时的高考理科要考语文、数学、物理、化学、政治五门。高考成绩下来了,阴差阳错,我的成绩除了语文就是物理比较好。读文科是没戏了,报志愿时便集中在与物理有关的专业上。第一志愿我选择了青岛海洋学院的海洋物理专业,至于这个专业是学什么的根本不知道。很不幸,或者说很幸运,海洋学院没有录取我。录取通知单上写的是我没有报考的学校和专业——山东师范学院(现在的山东师范大学)生物系。
我读高中时学校还没有生物课,所以当时对生物学差不多是一无所知,当时感觉很懵懂,不知道将来能干什么。
翻箱倒柜,终于从爸爸的书堆里找到了一本与生物学有关的书,好像是根据米丘林遗传育种学翻译的一本小册子,主要是讲如何做嫁接,如何将西红柿和土豆接在一起,让上边结西红柿,下边长土豆。仔细看过之后,我的兴趣便来了,童年的很多时光是在昆嵛山脚下的一个小村子里度过的,春天的映山红、夏天的黄花菜和百合、秋天的各种瓜果一下子从记忆深处浮现出来了。学生物,应该是跟花草打交道,总不会太差吧。后来我学了遗传学,知道米丘林遗传学的很多观点,特别是南种北调的获得性遗传的观点,实际上是站不住脚的,但不管怎么说,就是这本书激起了我对当时还一无所知的生物学的兴趣。
数周之后,我搭上了去济南的火车,我的生物学学习生涯就在偶然之中开始了。
记得当时有个文革电影,里面有一流行的台词叫“先结婚后恋爱”,我选择生物学,基本上也是如此。先进门槛,再培养兴趣。
回头看来,从高中到大学,实际上是人生中选择兴趣的第一个重要转折点。生物、数学、艺术、法律、工程和哲学,是完全不同的领域,错误的选择可能会使一个在某方面非常有潜力的人失去成功的机会。回过头来,觉得自己当时阴错阳差“嫁给”生物学,恰恰是发挥了自己这方面的潜能,只是当时浑然不觉而已。真可谓“上错花轿嫁对郎”了。
决定作博士
决定读博士,我经历了一个艰难的过程,花费了相当长的时间。因为我一直没有想好,是否要一辈子搞学问,以及要搞什么学问。这是每一个想读博士的人首先要问自己的两个问题,毕竟这个决定将影响你的一生。
1970年开始读小学,1987年拿到中国科学院上海植物生理研究所的硕士学位。连续17年的漫长学习过程,让我感觉到疲惫不堪。虽然当时的导师许智宏先生曾说服我继续攻读博士学位,但是我知道我做不到。尽管我那时对科学已经有了一点感觉,并且在《试验生物学报》上发表了两篇文章,但苦恼也随之而来,我对未来有些茫然。最烦心的事莫过于我发现做科学的无休无止性。在没有做科研之前我觉得自己懂得很多,但是当我花了几年心血去研究它时,却发现我不懂的问题非但没有减少,反而更多了。这种发自内心地压力使我痛苦不堪。
我需要休息一下,喘喘气,思考思考自己究竟想做什么。
我首先回到了我的母校,山东师大,开始了我的助教生涯。从给本科生带遗传学试验开始,到后来讲授遗传学课程,我发现自己还是挺喜欢教书的。面对学生我可以把我所学到的知识、把我对科学的理解传授给他们。兴致来的时候,还可以在课堂里尽情地发挥一番,那种感觉真很惬意。
在短短两年的教书生涯里,我最大的改变是在众人面前说话不再胆怯了。这种改变对我以后的发展有很大帮助。不过,麻烦也来了。我从小就对人的形象就不敏感,很多人在我看来长得都很像,所以我很难把学生区分开,更不用说准确叫出他们的名字。这对做老师来说,是一件挺不可忍受的事情,成为我跟学生交流的一个障碍。
在山东师大工作期间,我也做了一些棉花体细胞胚发生的研究工作,并取得了一些进展,完成了一篇《植物学报》的论文,还写了两篇生物工程方面的综述文章。用许先生的话说,我观察事物很仔细,比较适合搞研究。
1989年,国家人事部专家司向新家坡国立大学派遣电脑和生物工程方面的研究人员,许先生推荐了我。当时他已经是上海植生所的所长,每年在新家坡国立大学建成不久的细胞与分子生物学研究所(IMCB)工作2~4个月。在为期半年的讲师团培训之后,1990年2月,我乘上了去新加坡的航班,到IMCB 蔡南海教授(Nam-Hai Chua)的实验室工作。蔡先生是新加坡籍的华人学者,是我见过的最聪敏的学者之一,他在近代植物分子生物学的很多领域都做出了突出贡献,有很大的影响力。平时大家习惯上称他为Nam,除了在洛克菲勒大学有自己的实验室以外,他还远程指导着新加坡实验室的工作。
在新加坡,我开始真正的走近许智宏先生。晚饭后和周末我们经常一起聊天,从他那里我学到了很多做人、做学问的技巧。他那种柔中有刚的性格、对科学的执著和热爱造就了他的人格魅力。我想正是这种魅力,使他能够成为中国科学院的副院长和北京大学的校长。当然这是后话。
当时一起共事的还有我非常钦佩的贾士荣教授。贾先生来自中国农科院生物工程中心,是一位很慈善的学者。另外还有来自马来西亚的潘永忠博士(Eng-Chong Pua)和来自印度的阿涅尔(Anil Kush)博士。
每个礼拜五下午,我们五个人都会一起去职员俱乐部(Faculty Club)喝啤酒。我们一边喝酒,一边聊天。跟他们几个前辈在一起,我学到了很多东西,也知道了不少做科学中的有趣和无聊的事情。当然发发牢骚,讲讲老板的“坏话”也是乐趣的一部分,这个习惯我们一直持续了三年。后来我才发现泡酒吧是很多科学家的爱好,在那里大家喝酒聊天中互相启发,很多重要的思路就是在酒吧里诞生的。几年后我去剑桥时还特意去了詹姆斯·沃森(DNA双螺旋结构发现者之一)自传中提到的那个“鹰(The Eagle)”酒吧,一个很平常的酒吧,平常得连音乐都没有,就是在这里沃森和克里克经常讨论,甚至是“吵架”。学术圈子的这种喝酒和国内酒场最大的区别就是没有人劝酒。大家轻松而随便地边喝酒边聊天,能喝者多喝,不能喝的小酌。酒是量力而行的一件道具,科学研究的话题却是聊得海阔天空。
在新加坡开始的一年半做得很辛苦,前后做了两个项目,但这两个项目都挺没劲的,我基本上没有找到苗头。这期间的惟一收获是抽空跟我的同事米兰(Mee-Len Chye,一位不大会讲中文的华裔女博士,现在香港大学)和阿涅尔学了一些植物分子生物学的技术。这些技术为我第三个课题的开展打下了基础。
有一天,Nam找到我,说我们应该搞胚胎发育研究。尽管体细胞胚胎(体外诱导的胚胎)发育是我的强项,但是他所建议的合子胚(来自受精卵的胚胎)研究却着实令我无从下手。为换这个方向,我还跟他在电梯里吵了一架。
我认为这个项目是不可能成功的。当时日本Osaka实验室pin突变体的工作刚刚发表,证明了pin突变体的表型是由于生长素的极性运输被阻断引起的。其论文中最有趣的结果是发现可以用生长素运输阻断剂处理正常的植物而模拟突变表型。Nam让我研究一下在合子胚的形态发生过程中是否有生长素运输的参与。要做这样的实验,首先需要一个体外的胚胎培养系统,特别是将形态发生之前的原胚取出来,在体外培养。胚胎培养在当时主要是一种育种辅助手段,用来挽救远缘杂交育种过程中出现的败育的胚胎,杂种胚胎由于没有合适的胚乳营养环境,多数在发育到心型胚或鱼雷胚时期开始败育。
当时国际上胚胎培养能够达到的最小记录是由莽聂耳1976年创造的。他通过设计双层培养基成功地培养了直径50微米的晚期球形胚。但是对我来说这是远远不够的,因为在这一时期胚胎的基本形态结构已经建立了。我们必须要从30微米以下的原胚开始(8-16细胞)培养,否则研究激素运输的工作就没法开展。我自认为想把1/33毫米的胚胎在显微镜下从子房中分离出来,并在体外培养成活,简直是天方夜谭的事情。后来证明Nam是对的。
争论归争论,我还是接手了这个项目,而且很认真地做了。我查了很多资料。其中瑞斯马等人在1952年所做的工作对我的启示最大。他们观察到早期的植物胚胎生长在一个非常高的渗透压环境里,这一结果促使我想到设计高渗透压的培养基。另外一个重要因素是发现谷氨酰胺对早期胚的发育是必要的。经过半年多的试验,一个理想的合子原胚体外培养系统便建立起来了(刘春明等,Plant J. 1993)。
利用这个系统,我研究了生长素极性运输在器官形态发生中的作用。我发现了一个后来看来是很重要的现象 — 植物通过生长素的运输极性来控制叶器官的发生位置(刘春明等,Plant Cell 1993)。照片也成了这期杂志的封面。
我三年合同到期时,我对做研究产生了浓厚的兴趣。究其原因有两点:一是科学发现所带来的满足感,在探索未知和科学证明的过程中,我发现了一个人在科学进步中的价值。二是我发现自己很喜欢学术圈子的氛围。这是一个坦诚和批评性的圈子、一个没有虚伪应酬的圈子。因此,我第一次有了做博士的欲望。
这是一个让我犹豫了六年的决定。也许对有些人来说是一个挺浪费时间的过程,但对我来说是完全值得的。对于这时的我来说,没有任何其他职业能够像做科学这样自由地追踪自己的好奇心,通过自己的思索和研究找到问题的答案。对植物世界的好奇,使我有了永远做不完的问题。
这个过程是我发现并忠实自己对科学研究的感觉的过程,真象是感觉电流通过。没有这个过程,我想即使我选择去做博士了,要么是半途而废,要么是虽然做完,却是心有旁骛。
2、影响我科学生涯的三个人
“一日为师,终生为友”,描述的是中国传统意义上的师生关系。每个人一生当中,都有过无数的老师,每个老师都会给我们传递知识,教导我们人生真谛,有的还可能成为我们的终生之友。对我来说,有三位老师在我的学术生涯中起了至关重要的作用。从他们身上,我学到了不少做科学的基本游戏规则。对他们,我一直心存感激,很多年过去了,我依然将我发表的每一篇文章寄给他们,听取他们的批评指正。
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年获得阿果奖的国际知名学者,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。