科学之游戏规则

引子每一种游戏都有其游戏规则，只有遵循规则的人才有可能取胜，否则没等比赛完成就被罚出场了。做科学也是如此。最近几年，经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。在一些场合下，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，自己好像也回到了20年前。年轻人们给我提了很多问题，而同样的问题常常会在不同的时间和地点被问到，这些问题，我当年也曾经苦苦寻求答案。常常有一种历史在重复的感觉。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。他说现在特别需要一本开拓思想，介绍科学研究思路的书，特别是针对国内一些学生、青年学者所面临的困惑。6月初，当我坐在飞回阿姆斯特丹的飞机上时，我突然产生了一种想写作的欲望，我有一种想把多年来淀积在脑子中的对科学的认识、对做科学的理解、对从事科学研究的喜怒哀乐表达出来的冲动。在步入科学之门的旅途中，从茫然走向从容，这是每一个学者必经的一个过程。有些事情只有在你经历之后，甚至是受到挫折之后才有更深刻的体验。促使我想把一些想法写出来的另外一个原因是我时常感觉到的国内学术界的一种浮躁。似乎每一个做科研的人都在憧憬着一个院士的头衔，都在追求着某日可以获得的某项大奖，都在丈量着中国和诺贝尔奖的距离。获得诺贝尔奖意味着这个人不仅开拓了一个全新的领域，而这个领域的发展为人类的健康生活产生了影响。这二者缺一不可。由于其成果的新颖性，有的马上产生其社会效应（如沃森·克里克的DNA双螺旋结构和卡里·穆勒的PCR技术的发现），有的需要很多年后才能被认可（如麦克林托克的转座子）。因此，开创性的贡献是很重要的，要有想法、有勇气、有能力去探索未知；而是否能够产生社会效应则是可遇不可求的事。有很多人的发现是应该获得诺贝尔奖的，但由于在他有生之年没有产生足够的社会效应，只能算是不幸了。另外，这种浮躁还表现在对科学研究缺乏持久的兴趣上。很多人在刚刚作出一点成绩之后便主动或被动地步入仕途。尽管科学与政治的结合的确会使一个人升迁很快，有时我们也非常需要懂科学的人去做科技管理，但殊不知，步入仕途会使一个科学家失去最宝贵的观察与思索的时间，如果科研人员再仅仅是贪图一时之利的话，也就更难保证其管理的水准了。做好科学需要一颗冷静的心。爱因斯坦曾经说过：“科学之真谛不过是每天思考的准确化而已（Thewholeofscienceisnothingmorethanarefinementofeverydaythinking）”。做科学需要敏锐的思维，需要对每一个实验结果仔细分析，通过设计对照实验来验证设想，最终形成理论。我和这个世界上大多数学者一样，没有做过诺贝尔梦（至少目前还没有），我只是这个行当里的一份子，心安理得地跟着好奇心一步一步向前走，为自己的每一个小小发现而兴奋，为自己的每一个设想被验证或者被他人接受而喜悦。一个好奇心强的人，会在这种探索未知中得到很多乐趣。不管是在国外还是在国内，做科学都不是收入最高的职业。在美国，从收入方面看，科学家在社会上只是中等偏上一点，但是，从个人对自己工作的满意程度上看，科学家却遥遥领先，这也是这个职业吸引人的原因。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我们科学的长城添砖加瓦。多数情况下，构思长城的任务已经在上两个世纪由我们的前辈们完成了。不可否认，还有相当多的看起来也是在做科学的人，还只是在离长城很远的地方玩“过家家”，谈不上对科学有所贡献。走近长城，并为它的完美做出贡献是每一个学者的职责。我非常希望有更多的年轻人投身科学研究，并为之奋斗一生，只有这样，中国的科学才会有希望。在这个专栏里，我想首先以我个人的经历为例，让青年人了解科研过程。我走过很多弯路，从中也累积了很多经验和教训，然后我将用一些篇幅去阐述西方科研的一些窍门和规矩，希望青年人在决定做科学之前有一些心理准备。一、成长经历1.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，所以从小就受到一些文学的熏陶。初中和高中期间我的语文成绩一直是所有功课中最好的。然而，上世纪七十年代末是重理轻文的年代，我接受得一直是“学好数理化，走遍天下都不怕”的影响。因此，在78年底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，总归不会太坏吧。紧张忙碌的高考生活，居然使每餐4分钱菜金的伙食变得如此美味。当时的高考理科要考语文、数学、物理、化学、政治五门课。高考结束之后回家大睡了几天，终于从长时间的劳累中恢复了过来。不久，高考成绩下来了，阴差阳错，我的成绩除了语文就是物理较好。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，或者应该说很幸运，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。高中时学校没有生物学课，所以当时对生物学差不多是一无所知。我当时感觉很懵，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小时候看过的唯一一本与生物学有关的书。书名好像是米丘林遗传育种学翻译的小册子，主要是讲如何做嫁接，如何将西红柿和土豆接在一起，使其上边结西红柿，下边长土豆。仔细看过之后，兴趣便来了，色彩缤纷的花花草草也历历在目了。童年的很多时光是在昆嵛山脚下的一个小村子里度过的，春天的迎山红，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。我当时的想法是学生物学应该是跟花草打交道，总不会太差。后来学过遗传学，才发现米丘林遗传学的很多观点，特别是南种北调的获得性遗传学的观点，实际上是站不住脚的。但不管怎么说，这是我看过的第一本与生物学有关系的书籍。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，可后来却居然爱上它了。记得当时有个文革电影，里面有一流行词叫“先结婚后恋爱”，生物学对我来说，基本上也是如此。先进门槛，再培养兴趣。然而我们班有的同学到大学毕业也没有找到对生物学的兴趣，因此改了方向，或走了从政之路。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。生物学、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。比如有些人生来形象思维好，适合从事美术、设计或建筑等方面的工作，相反，那些逻辑思维能力强的人，适合学法律、哲学或生物学。人的潜力虽可通过后天培养，但不可否认是有相当多的部分是由遗传因素决定的。2.决定作博士对我来说，决定读博士是一个艰难的过程，花费了相当长的时间。因为一直没有想好，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一生所从事的职业。从1970年1月入小学开始到1987年9月研究生毕业，经历了连续17年半的漫长学习过程。当拿到中科院上海植生所的硕士学位时，我已感觉疲惫不堪。虽然当时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。我需要休息一下，喘喘气，思考思考自己究竟想做什么。当时我已经对未来有些茫然了，尽管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。最烦心的事情莫过于发现做科学的无休止性。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，这使我痛苦不堪。最后我还是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，到后来教遗传学课，我发现自己还是比较喜欢教书的。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。兴趣来的时候，还可以在教堂里尽情地发挥一番，那种感觉还是挺惬意的。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。这点改变对我以后的发展是一个很大的帮助。但是，让我不能接受的问题也来了，我从小就对人的形象不敏感，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了。这对做老师的人来说，是一件挺不可忍受的事情，成了我跟学生交流的一个障碍。在山师工作期间，同时也在做一些棉花体细胞胚发生的研究工作，并很快取得了一些进展。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，我的手很灵，观察也很仔细，比较适合搞研究。1989年，正好有一个机会，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。在半年讲师团锻炼之后，1990年2月，我乘上了去新加坡的航班，到国大建成不久的细胞与分子生物学研究所（IMCB）蔡南海教授(Nam-HaiChua)的实验室工作。蔡先生是新加坡籍的华人学者，是我见过的最聪明的学者之一，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，他除了在洛克菲勒大学有自己的实验室以外，还远程指导新加坡实验室的工作。跟Nam作研究，有苦有乐（后面会详细介绍）。在这里，跟许先生更像同事关系，当时他已经是上海植生所的所长，每年在IMCB工作2-4个月。应该说真正走近我的这位师长就是从这个时候开始的。每天午餐时或晚饭后，我们经常有机会一起聊天，从他那里学到了很多做人、做学问的技巧。他那种柔中有刚的性格造就了他的人格魅力，正是这种魅力，使他能够成为中国科学院副院长和北大校长。这是后话。当时和我一起共事的还有我非常钦佩的中国农科院生物工程中心的贾士荣教授。贾先生同我在1985年第一次见到时没有太多区别，是一位很慈善的学者。另外还有来自马来西亚的潘永忠先生（Eng-ChongPua）和来自印度的阿涅尔(AnilKush)博士。每个礼拜五下午，许、贾、潘、阿和我五个人会一起去职员俱乐部（FacultyClub）。我们是那里的常客。几个忘年之交，一边喝啤酒，一边聊天。跟他们几个前辈在一起，我学到了很多东西，也明白了做科学中的不少有趣和无聊的事情。当然发发牢骚，讲讲老板的“坏话”也是乐趣的一部分。这个难忘习惯一直持续了三年。后来才知道喜欢泡酒吧是科学家的特点，在那里大家一边喝酒，一边聊天（没有人劝酒），互相启发，很多重要的思路就是在酒吧里诞生的。后来去剑桥时还特意去了杰姆斯-沃特森（发现双螺旋的两个人之一）自传中提到的那个叫“鹰（TheEagle）”的酒吧，一个很平常的英国人开的，连音乐都没有的酒吧。在新加坡开始的一年半做得很辛苦，前后做了两个题目，一个是油棕的组织培养，另一个是火鹤花的快速繁殖。两个项目都挺没劲的，基本上没有找到苗头。做实验选材是很关键的，没有好的材料系统，很难做出好的结果。当然选什么实验材料与知识的大环境有关。这期间的唯一收获是抽空跟我的同事米兰（Mee-LenChye,一位不大会讲中文的华裔女博士，现在港大）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，说我们应该搞合子胚培养。为换这个方向，我跟他在电梯里吵了一架。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利用生长素运输阻断剂处理植物，从而模拟突变表型。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胚胎发育失败，这些胚胎由于没有合适的胚乳环境，多数在发育到心型胚或鱼雷胚时期开始败育。在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