https://www.youtube.com/watch?v=Utdk7QTGvU4
你們剛剛開啟自己的科學研究之路 一定對未來充滿了美好的憧憬 也同時有一點點恐慌和不安 因為你們無法預測 未來的科學研究是否會一帆風順 今天我希望跟大家談談 我作為一個曾經的博士生幾十後 和目前 已經培養了幾十位博士和博生士後的 相對資深的科研工作者 但也請大家記住 我的觀點 和世界上任何一個人的觀點一樣 來自不同的環境也就是說它 一定是有局限性的未必正確成長經歷 的你們 所以我下面要講的 僅供大家參考 更多的是拋磚引玉 也是希望用這樣的一種講法 所有成功的科學家有一個共同的特點 那就是 他們必須付出大量的時間和心血 一個人無論從事哪一種職業 要想成為本行業中的佼佼者 就必須付出比常人 多得多的時間和心力 有時個別優秀的科學家 在回答學生或媒體的問題時 輕描淡寫說自己的成功借助於運氣 如果真有這樣主要憑運氣 而非時間取得成功的科學家 那麼 他的成功很可能是攫取別人的成果 我在這舉一個例子 神經生物學家蒲慕明先生 在多個神經科學領域做出了重要貢獻 曾經有一名 有一封電子郵件在網上廣為流傳 這封郵件 是樸先生寫給自己實驗室所有博士生 和博士後的 其中一段話 翻譯過來是這樣說的 我認為最重要的事情 就是在實驗室裡的工作時間 當今一個成功的年輕科學家 平均每週要有60小時左右的時間 投入到實驗室的研究工作 和兩小時以上的 與科研直接相關的閱讀 文獻和書籍的閱讀 應該在這些工作時間之外 不算進去 這封郵件寫的語重心長 用心良苦 其中觀點我完全贊成 無論是以前在普林斯頓大學 還是現在在清華大學和西湖大學 我都把這封郵件的內容 直接轉告我實驗室的所有學生 當然 這種應試和灌輸教育的結果就是 我很少真正獨立思考 對專業提不起興趣 大學畢業後 我去美國留學 博士一年級 因為對科研和專業沒有興趣 我內心浮躁迷茫 無法繼續刻苦 第二年我開始逐漸適應科研的枯燥 對科學研究有了一點興趣 也開始有一有了一點自己的體會 有時領會了一些科研精妙之處之後 會很得意的產生原來不過如此 逐漸對自己的科學研究能力 有了一點自信 這個時候 博士學位要求的課程已經全部修完 我每週5天 從上午9點到實驗做實驗室做實驗到晚上7-8點週末也會去領到我每週5天從上午9點到實驗 做實驗室 做實驗到晚上7-8點 週末也會去 領到了博士三年級我開始領半天到博士三年級 我開始領半天會到科研的邏輯和奧秘 有點躍躍欲試的感覺 這需要一個過程 在組會上經常提問 而這種入門的感覺 又讓我對科研增加了更多興趣 晚上常常幹到11點12點 1993年 我曾經在自己的實驗記錄本上標註 這是我連續第21天在實驗室工作 但結果不一樣 我感覺不僅不枯燥 而且很有興趣 研究生階段後期 這兩年時期 則是我這輩子最艱苦的兩年 最刻苦的兩年每天晚上做實 驗 到凌晨3點左右回到住處 躺下睡覺 經常是4點以後 而每天早上8點 都會被窗外街道上的汽車喧鬧聲吵醒 9點左右又回到實驗室 開始了新的一天 每天三餐都在實驗室吃 分別在早上9點 下午3點和晚上9點 這樣的生活節奏我可以持續11天 週末兩天每天差不多睡10個小時補覺醒 上這11天嚴重缺失的睡眠 到了周一早上 再開始下一個11天的cycle 雖然很苦 但我心裡很滿足 也很驕傲 當時就很滿足 很驕傲 我知道自己在用行動打造未來 在創業有時我會在日記裡鼓勵 我住在紐約市 Manhat 65街和第一大道交界處 離Central Park中央公園只有兩三百米 幾百米 我常常把自己的這段經歷告訴我 實驗室的學生 新生常常問我老師 你對自己苦嗎 我一般都會回答 只要你自己沒有興趣的時候 你一定會覺得非常苦 即使工作沒那麼辛苦 你也會覺得苦 如果有了興趣以後 你一點不會覺得累 更不會覺得苦 是啊一個精彩的實驗帶給我的享受 比看一部美國大片強多了 現在回想起當時的刻苦 感覺人很驕傲 很振奮是一種創業的感覺 我在博士生和博士後階段 那7年半的努力進取 究 生必須具備批判性的思維 我認為做一個博士生 不需要具備太多的所謂的素質 第一時間付出 第二批判性思維 可能這兩點就夠了 要想在科學研究上取得突破和成功 只有刻苦是不夠的 critical analysis 批判性分析是必須具備的一種素質研究 生和本科生最大的區別就是 本科生 以學習人類長期以來積累的知識為主 兼顧科學研究和技能訓練 而博士生 研究生的本質 是通過科學研究來發掘創造新的知識 整個大學還和研究生階段的教育 很重要的一部分 就是培養新知識analysis的能力 覆蓋的範圍也非常廣 在這我舉幾個讓我終生難忘的例子 作為一位博士生 如果每一個實驗都很順利 能得到預期的結果 除了個別領域外 我覺得可能只需要6個月12個月 24個月就足以獲得 預期的所有 博士學位 果了 而實際上呢 比如說在美國 在生命科學領域 拿到一個博士學位 平均需要整整6年時間 72個月 這也說明什麼呢 就是絕大部分實驗結果 一定和你的預料不不相符 或者說是負面結果 很多低年級的博士生 一看到負面結果就很沮喪 是養成最實性思維的 最直接的對照途徑之一 隻要有合適的對照途徑 驗 判斷無誤的負面實驗結果 經常是通往成功的必經之路 一般來說 任何一個探索型研究 課題的每一步進展 有幾種可能 甚至十幾種可能的途徑 取得進展的過程就是排除不正確 也是要也需要把這幾種 甚至十幾種可能的途徑一予以嘗試 也就是說 你基本上是在這個失敗 直到你找到正確的結果在這個過程中找到一個正確的途徑在這個過程中找到一個正確的途徑直到這個過程 在這個過程中 找到 正確的結果一直 在 失敗 直到這個過程 記住 是可靠的負面結果 往往是讓我們可以信心飽滿的 放棄目前這個途徑 如果運用得當 這種排除法 會確保我們最終走上正確的實驗途徑 這就是方法論 非常遺憾的是 大多數新生 甚至很多老生 對負面結果他的並不可靠 叫inconclusive 你預期研究主題的進展 問題control沒有work 那就壞了 或者缺乏相應的對照實驗 或者在實驗結果的分析和判斷上 產生了失誤 從而做出負面結果或不確定的結論 這種結論 對整個課題進展的傷害非常大 常常讓學生在今後的實驗中不知所措 苦惱不堪 因此我經常告誡我實驗室裡的學生 只要你不斷取得可靠的負面結果 你的課題很快走上正路 一定會按時畢業 而在不斷分析負面過結果的過程中 所掌握的強大的批判性分析能力 其實相反 我對那些一帆風順 很少取得負面結果的學生十分擔心 因為他們沒有真正經歷 科研上批判性思維的訓練 在我的實驗室 偶爾會有這樣的學生 用很短的時間 有時候12個月18個月會取得足夠的 比如說博士畢業的結果 我的這些學生 一般都會給 再給一個挑戰性很強的課題 不然的話 我認為他們一定會將來遇到重大挫折 會訓練不好走向社會 我覺得沒有這些磨練 他們是不可能成為一個優秀的科學家 第二個例子 Nikolay Pavlovitch是我的博士後導師 他對我的影響非常大 他也做出了一系列 在上個世紀90年代直到現在 做出了一系列里程碑式的研究工作 享譽世界生物理和結構生物學界 31歲就成了終身正教授 1996年的4月 我剛到他實驗室不久 我成化一個新的蛋白結 兩天 蛋白雖然重化了兩天蛋白雖然重化 了 果很不理想 得到的產率只有預期的20%左右 見到Nicola 我很不好意思 我說產率很低 我計劃繼續優化重化方法 率已 有的蛋白 難道不夠你做初步的結晶實驗嗎 我回敬道 我雖然已有足夠的蛋白做結晶但我需要優化產率得到更多的結晶實驗嗎我回敬道我雖然已有足夠的蛋白做結晶 但我需要優化產率 得到更多的結晶 蛋白毫不客氣的打斷我 沒讓我說完 說不對你的產率 已經足以讓你進行初期的實驗 而你的時間比產率重要 請盡快開始下一步 實踐證明了Nicole的判斷 我用僅有的一兩 毫克蛋白進行結晶實驗 很快意識到 這個蛋白的溶液生化性質不 適合結晶 而是後期我通過遺傳工程 除n端較柔性的幾去n端較柔性十個氨基酸之後 蛋白不僅表達量進一步提高 而且生化性質穩定 很快拿到有演示能力的晶體 在大刀闊斧進行創新實驗的初期階段 對每一步實驗的設計當然要仔細考慮 但一旦按計劃開始後 要對其中間步驟的實驗結果 不必追求完美 而是應該義無反顧的完美 而是應該義無反顧的 把實驗一步一步推到終點 中間有點差錯沒問題 只要能往前推往前走 看看 可否得到大致與假設相符的總體結果 如果總體結果相符 你才應該回過頭去 一步一步改進細節實驗設計 錯誤的那可能是 你 的 話 就是一個來自批判性思維的方法論 在每一天的實驗中應用的例子 過去20年 我一直告訴我實驗室所有學生 切忌一味追求完美主義 我把這個方法論推到了極限 只要一個實驗還能往前走 一定要做到終點 哪怕我只拿到1微克蛋白 其實我這可以舉很多小例子 個 導師Berg現 在 也是科學周刊的主編 他非常重視相關科研文獻的閱讀 研究方法都得到進入學生視野 我們受益匪淺 作為學生 我曾經以為 所有的科學家 在任何時候都需要博學多讀 大家覺得應該沒錯吧 剛到Nicola的實驗室 我試圖表現一下自己讀文獻的功底 也想與Nicola討論 以前討論已得到他的真傳 96年春季一天 我精讀了一篇自然周刊上發表的文章 午飯前遇到Nicola 向她描述這篇文章的精妙之處 同時期待著她的評述和讚揚 Nicola面色尷尬地對我說對不起 他還沒有來得及讀功利一點我想讀功利一點我想讀 功利一點 我還沒有來得及嗨 那我是不是也白讀了 過了幾天 我又精讀了一篇幾個月之前發表的 發表於科學周刊的文章 幾次碰壁之後 我很不解的問他 我說你知識如此之淵博 一定是廣泛閱讀大量文獻 你為什麼居然沒有讀到 我讀到我提過的 我反問他如果你不廣泛閱讀 你的科研怎麼會做的這麼好 你怎麼能在自己的論文裡引經據典 他的回答讓我徹底意外 大概是什麼意思呢 我只讀跟我的研究有興趣 直接讀跟我的論文而且在寫論文的時候我會大量意外大概是什麼意思呢我只讀跟我的研究有興趣直接閱讀相關的論文 而且在寫論文的時候 我會大量意外 我做博士後 的Sloan Katherine cancer center 有一個非常優秀的系列學術講座 經常會請來自生命科學領域 著名科學家演講 有一天一個諾貝爾獎得主 非常有名的諾貝爾獎得主來演講 而且呢點名要與Nicola交談 在絕大多數人看來 這一定是一個不可多得的好機會 去接近大人物 取得好印 像我們叫套詞 Nicola告訴他的秘書正好被我聽到 早上吃早餐的時候 請你轉達我的歉意 講座那天我已有安排 我們博士後都在為尼克勒惋惜 說這下你看見不著大牛了 讓我萬萬沒有想到的是 諾貝爾獎得主 講座那天 尼克勒把自己反鎖在辦公室 早晨來了以後 一直到傍晚一直沒有出門 以我們有 八之後他的文章是在八之後他的是什麼。者解結構 當然我後來意識到Nicola經常如此 是一個很獨特的人 在我離開Nicola實驗室之前 我帶著始終沒有完全解開的謎 我問他如果你不怎麼讀文獻 又怎麼去指導學生 如果你不去聽講座 又怎麼做一個如此優秀的科學家 他的回答大意是這樣我的時間有限 世界上只有時間不能再生 我每天只能工作10小時左右 權衡利弊之後 我只能把我的有限時間認為 我認為我在目前認為最重要的事情上 就是prioritize 比如說解析結構 分析結構 和學生討論課題 寫文章如果沒有足夠的時間 勒的回答 表述了一個非常簡單的道理 一個人必須對他 做的事情取捨 不可能面面俱到 這都是為了借鑒相關經驗 更好的服務於自己的科研課題 在博士生階段 尤其是前兩年 我自己認為 必須花足夠多的時間 就需要有一定的針對性 也要開始權衡時間的分配了 第四個例子挑戰傳統思維 這些例子呢 可能一個比一個極端 大家也是為了震盪一下大家的思維 從我懂事開始 我就受到教育 但凡失敗都有其隱藏的道理 應該找到失敗的原因 後再 重新開始嘗試 直到1996年 我在實驗室一直遵循這一原則 站在站在Nicola的實驗室 這一原基本原則 受到了有理有據的挑戰 有一天 我自己做的一個複雜實驗失敗了 我很沮喪 準備花幾天時間做一系列對照實驗 找到問題所所在 沒想到尼克勒阻止了我 他皺著眉頭問我 我記得很清楚 那一天他說你跟我說 你幹嘛要搞這個實驗為啥眉頭 我說多新鮮 吶 我說如果我不能夠分析哪裡錯了 怎麼能保證下一次如何成功 尼克勒馬上點評說不需要 他說你這次我不按照稿子念了 他大概什麼意思呢 如果這個實驗是一個系統性的 關係到你的將來實驗成敗的實驗 你需要找出它的原因 但如果這是一個technical技術性的 實驗很複雜 過程很多 你不需要 因為找原因的過程非常非常長 你再做一次 你很可能是試劑加錯了或怎麼樣 你很容易通過下一次實驗把它做成功 而不是通過幾天十幾天時間去找原因 他告訴我一點 實際上任何時候都不可以想當然 都不可以把一個所謂的真理 或以前你學到的東西 用在實驗的所有方面 這因為這個比較長 我就不講了 我選擇的這些例子多少有點極端 但只有這樣 我想可能讓大家能夠更深刻的意識到 在科學研究上是沒有所謂的真理的 其實在我自己的實驗室裡 這樣的例子 早就給我所有的學生反复講過多次了 而且每次講完之後 我老在實驗室最常講的一句話就是 follow the logic 跟著邏輯走 原因很簡單 嚴密的邏輯是批判性思維的根本 第三部分我很簡單的講第三部分 科學家 往往需要獨立人格和一點點脾氣 對社會人而言 科學研究是個苦差事 對真正的科學家而言 科學研究實實在在是牽腸掛肚 茶飯不思 情有獨鍾 不可言 靠的勸說和宣講來從事科學研究 不太可不太可靠 不太可行 真正自己從心裡感興趣直至著迷 一心一意 持之以恆 探奇解惑 才有可能成為一流的科學家 獨立人格和脾氣顯得格外重要 所謂獨立人格 就是對世界上的事物 要有自己獨立的看 法恰恰 是一些有脾氣的人 不會隨意的 不會輕易的隨波逐流 可以保持自己的獨立人格 因為時間關係 我就不在這舉例子了 我有兩個學生 你們有可能有以前聽說過 一個叫李平偉 一個叫柴霽傑 都是非常有個性的人 他們上的大學一個是三本 還一個是大專 現在一個是德國一所大學的講席教授 一個是美國一所大學的終身講席教授 在誠實做研究的前提下 對具體實驗結果的分析理解有偏差 這是科學發展的正常過程 可以說 絕大多數學術論文的分析結果和討論 都存在不同程度的瑕疵或偏差 這種學術問題的爭論 是科學發展的重要動力之一 越是前沿 越容易出現謬誤和錯誤 比較有名的例子其實有兩三個 這兩個例子呢 都是想說 簡單的失誤和造假有根本的區別 我做一個總結的話 就是如果一個實驗由於條件有限 做出了一個結論 後來別人用更高級的實驗手段 更豐富的實驗數據推翻了這個結論 只要第一篇文章 真實記錄了當時的實驗條件 更重要的是 基於這些描述 其他實驗室可以根據當時的條件 重複這樣的 實驗結果就有情有可原 這不叫造假 即使叫有一點失誤沒有關係 科學上完全接受 大家一定要意識到這一點 因為在有時候在國內的媒體里 社會上大家把兩個東西會混為一談一談 但為了支持某個結論 而編造實驗條件或實驗證據 哪怕是一丁點 這就是造假 是學術不端 但誠實的學問 還有另外一層重要含義 那就是只有自己對具體實驗課題 做出了相應的貢獻 我們叫intellectual contribution 才能夠在相應學術論文中署名 這一點很重要 但很多人做不到 甚至有一些人 會署上自己不該署的名字 呃在這兒我就這段 因為時間關係 我也隔過去第五點 最後 一部分 就是最後一部分 呃 我想講一講可能大家不太習慣的 定律和公理可以非常接近 真理加個引號 但是這些定律和公理 隨著人類對周圍環境 和宇宙認識的加深 這些定律和公理都會有失效的時候 引力定律太陽的公轉 但他無法完美解釋 水星近日點進動的問題 我們需要引入愛因斯坦的廣義相對論 所以請同學們青年朋友們牢記 科學研究中沒有絕對的真理 只有不斷改進的人類對自然的認識 做出一些有違常規的意外發現 而這些發現 常常也長時期被大多數人排斥 甚至攻擊 但最終極少數的這些科學探索發現 會被學界和社會所接受 還有一點我想說的是 真正優秀的科學評價 也不是簡單的一人一票 我從普林斯頓大學讀博士 到普林斯頓大學做教授的18年間 常常看到一個有趣的現像 那就是在一場激烈的學術討論過程中 初始階段大多數人堅持的觀點 逐漸被少數幾個人的觀點說服 準 的學術判斷力和嚴密的邏輯 這種現像 在基金評審 但科學家未必高尚 走上科研的道路 每個人的動力都不同 有人可能是基於興趣 完全基於興趣 可能是一個人 把這些人 就想出一個 人 來說 就有很多人的 人所追求可能是因為有人生頭的人現在就 所謂學習學術權威 沒有必要崇拜教授專家 其實我最怕的就是被崇拜 因為科學家也是人 是一個社會人 社會上有什麼樣的人 科學家就有什麼樣的人 大家記著他就是很簡單 然而在科學評價中 這都是實實在在會發生 但不論每一個個體是以什麼目的 什麼動力在做科研 科學的本質就是求真 科研的目標 是不斷拓展人類知識的邊界 推動技術進步 而哪怕你的初衷 只是把科研當成一份普通的工作 當成謀生的手段 如果你堅持走下去了 我也祝福你 能夠慢慢的從日復一日的重複 逐漸體會到從事科研的幸福感 滿足感和成就感 真正的科研動力來自於內心的認同 真正的學術道德 在完善科研管理體制之外 也有賴於每一個個體 對於科研之道的認同 和實現的自律 親愛的同學們各位青年朋友們 你們是祖國的未來 你們的努力和成績 將決定中國未來的科技安全 我衷心希望你們能夠沉下心來 刻苦鑽研 做誠實的學問 做正直的人 在中華民族偉大復興的征程中 做出無愧于自己
