美国芝加哥大学终身教授龙漫远:发现问题比解决问题更重要
2015-12-16庞泽欣
庞泽欣
龙漫远,美国芝加哥大学生态与演化科学系教授,北京大学“长江学者”讲座教授,主要从事生物信息学领域的研究。博士毕业于加利福尼亚大学戴维斯分校,哈佛大学博士后
我们何以生而为人?这一近乎哲学意义的人类的终极命题,正是龙漫远近些年来关注的新领域。龙漫远现在执教于芝加哥大学,主要从事生物信息学领域的研究,并受聘于北京大学长江学者讲座教授。20世纪90年代,他开创了“新基因的起源和演化”领域,并在接下来20余年里始终领导着该领域的研究。他以中国典籍《山海经》中的“精卫”来命名他所发现的第一个新基因,从而让来自中国的古老神话登上了《科学》杂志。他从分子层面上对于演化理论的论证,尤其是揭示演化机理的研究,诸如宏观的自然力量如何作用于微观的遗传物质,DNA序列在演化中如何变化,新基因如何起源等问题,使得演化生物学的主要教科书里增添了新的章节。
龙漫远1987年赴美国加州大学戴维斯分校攻读博士学位。随着分子生物学技术的进步,人类终于有机会以分子生物手段研究演化,探究基因起源之谜,而龙漫远偶然之中叩开了这扇大门,自1990年起,他以出色的、极富勇气的研究成为“新基因起源”这一领域的开创者。 1993年获得遗传学博士学位后,龙漫远来到哈佛大学沃尔特·吉尔伯特的实验室继续接受挑战,1997年,他完成了对“精卫”基因起源所代表的机制从特殊到普遍意义的证明。龙漫远现在是美国芝加哥大学终身教授。
“在芝加哥大学我的实验室里,聚集着一批来自美国和其他几个国家的优秀的博士后研究员、博士研究生和本科生,在共同研究一个叫做‘精卫或类似的基因。这个基因与我们所知的四百多万个分子序列的基因不同之处,是它极其年轻的生命和奇异的结构。生命的进化,常以百万年为基本的年龄单位(一岁)。此前发现的基因,年龄都在一千岁到三千岁之间,而‘精卫的年龄大约只有两岁。因此,我们第一次有机会考察一个基因的起源状况。这就像研究人的早期胚胎以推断个体发育产生过程一样。一位美国同事打了个比方,说‘精卫基因是宇宙之超新星爆炸的产物。”龙漫远回忆道。
何为“进化”?词典告诉我们:“事物由简单到复杂,由低级到高级逐渐发展变化”,紧接着下一条:“进化论:关于生物界历史发展一般规律的学说,认为现在的生物有着共同的祖先,它们在进化过程中,通过遗传、变异和自然选择,从简单到复杂、从低级到高级、从种类少到种类多逐渐变化发展。” 然而,致力于演化科学研究30多年的龙漫远告诉我们:包含进步意义的演化绝不是自然界的“一般规律”,恰恰相反,这是一个百年的误读。
今天,人类已经知道许多有关自身存在的环境各个层次单位的起源过程。在宇宙水平上,英国剑桥大学的斯蒂芬·霍金所著的《时间简史》,描述了扣人心弦的宇宙起源图景。对地球的起源及演化,从19世纪英国地质学家查尔斯·莱尔到今天的地球物理学家已对其40亿年的演变过程进行了详细的描述。在生命的层次上,自19世纪中叶查尔斯·达尔文到现在,人类已经知道物种起源的许许多多奥秘。然而,直到1990年,人类却一直没有机会探究基因这一生命的最基本单位的起源之谜。龙漫远说:“因为20世纪的生命科学还处在发现和调查基因的性质、回答‘基因是什么的阶段,对‘基因从何而来这样的问题,还无暇顾及。”
留学生:本科时你学习农学专业,为什么后来去美国研究演化生物学了?
龙漫远:我在而立之年才来到美国,寻求一个不确定的未来。当时我去了加利福尼亚大学的戴维斯校区,最初给我安排的导师是做果树育种的。他随手拎起个袋子,领我来到果园,边聊边走,看见地上落了桃子就捡起放进口袋。最后递给我满满一袋,说你跟我做,五年桃子敞开吃。当年国内物资匮乏,免费桃子听上去确实不错。我问他:“桃树种下去多久能结果?”他说六年。我寻思这可不行,博士五年毕业还看不到自己的一次实验结果呢。
后来我就在校园里闲逛,看到一个讲座就去听,一个教授恰好在讲分子演化。我立即被迷住了,因为我学过概率论和统计学,那些猜测千万年以前的分子演化过程的模型听起来还真像有那么一回事。我就跟那个教授说能不能加入他的实验室。教授在遗传领域里蹬打了大半辈子,据说他的理论领域太难,学生们望而生畏,所以只带过两个博士生。我的出现让他很高兴,马上收我为徒。几天后,我们一帮中国学生聚会,他们问我选实验室了没有,我跟他们说做分子演化,他们都说我疯了。这专业都没人听说过。他们说,难道我打算学完了就回国?他们这么说很正常,那是1987年,科学家才测出了300个基因的序列,全美研究分子演化的实验室不超过一打。我跟他们说,终于轮到我自己决定自己想干的事了,我只考虑这五年的研究是不是有趣。
留学生:从加州大学博士毕业后,是什么原因促使你选择了哈佛继续深造?
龙漫远:1993年,《科学》发表我关于“精卫”基因的论文,然后我在加州大学以最优秀博士荣誉毕业,同年我收到8封来自美国一流大学的博士后邀请。其中包括来自哈佛大学细胞生物系主任、诺贝尔奖得主沃尔特·吉尔伯特的信:“我很高兴邀请您来我的实验室做博士后研究员。您可以继续做‘精卫新基因的研究和其他与新基因结构有关的研究。”
又是一次选择,而且可能是一次对事业关键性的选择。按我周围美国同事的看法,就我的情况而言,去哈佛是冒险。因为他们认为,我在博士生期间已经作出了第一流的工作。无论我去其他7个实验室中的哪一个,都会顺利做完博士后研究并找到教授职位。去听听智者的声音,是多么有诱惑力的一件事啊!更何况,在那里可以继续“精卫”基因的进化研究。于是,带着一箱子研究“精卫”的资料,我登上了去哈佛大学所在地波士顿的飞机。
留学生:你如今把基因演化做成热门领域了?
龙漫远:当年好玩,也没想到学科这样出乎预料的发展。去年组织国际分子演化学大会,光参会的科学家就有1300人。我很高兴许多人加入到这个新的科学领域中来。在这过程中,不断发现新的东西和先前的观点是不一样的,甚至是以前非常大牛的结论。于是我该说的还得说,该做的还得做。朋友们问我哪来的勇气?因为我对我的逻辑和数学有自信。数学的好处,就在于它能为你的推理提供严密的证据。有了数学上的分析,我不光坚定了自己的方向,而且是越走越有自信。我从来不“推销”自己的理论,而是靠后续的更好的工作和证据来证明它的正确性。
留学生:你接触到的中国学生和美国学生有什么不同?
龙漫远:中国学生确实可以学得很深,但是论知识面的宽度,美国学生更好。我们国内对本科生的培养,从一开始就上很专的课程。我们学得很深,但是到头来会有不少东西用不上。说个好玩的美国人用来教育他们学生的话:Try to know something of everything before you know everything of something. 什么都知道点,别只是局限在老师讲的事情里。眼界宽一点,找到了研究的方向,再去深入钻研。而我们似乎很强调后者,却忽略了前者,觉得蜻蜓点水一样学是不好的事情。我们教育系统的另一个不足就是普遍的不允许犯错误,就导致了学生不敢犯错误,继而不敢提出反对意见。而美国学生更敢于表达自己的意见。像我的课上,总会有不少美国学生来和我辩论。即使他错了也没关系,关键是要有这个意识去讲出来。
留学生:对有志于从事科研的学生有什么建议?
龙漫远:科学研究者总是在解决一个问题的过程中发现更多的问题。科学就是这样发展的,这是好事情。困惑越来越多,在解决它们的途中,我们对自然的了解也就越来越多。而且伴随着人类视野的改变,许多非自然科学范畴的观念也将受到影响,得到更新。
况且,寻找问题的答案还不是最重要的事情呢。青年学生在开始接触一个领域的时候,都是奔着答案而去的。导师是提问者,做学生的努力去回答。可是要成为一个出色的研究者,发现问题比解决问题更重要,找到问题才是关键。还是那个哈佛的威尔逊,他跟学生聊天,说告诉他们在学术界出名的三个方法。第一,发明一种新技术,比如PCR,然后大家都来使用,你就出名了;第二,发现一个新物种,你也出名了;第三个方法就是“找到一个新问题,然后解决它”。爱因斯坦也曾经说过类似的话,提出问题可能比解决问题更有挑战性。