中科大少年班在我國高等教育界可謂獨樹一幟,備受社會關注。一直以來,關於「少年班是否成功」的話題也多有爭議。據統計,1949年以後在中國大陸出生,後來成為美國國家科學院院士的有二十多人。其中,有兩位頂尖科學家便是從中科大少年班起步:一位是史丹福大學教授駱利群,另一位是哈佛大學教授莊小威。
左:駱利群 右:莊小威
2008年,在北京大學講席教授、《知識分子》主編饒毅邀請下,駱利群曾在北大全面回顧自己的科研道路,《知識分子》附文刊發了該演講的全文,本文特轉載如下。
2015年9月24日,駱利群在北大生命科學院
附文:駱利群演講
各位老師、各位同學:
大家下午好!我想我在講的過程中,你們有問題可以隨便打斷我。我的講稿(slides)不多,如果你們中間不提問題,也許半小時就講完了。
我現在講話有點慢,因為來之前剛剛講了三個多小時「BIO2000」的課,有點累。我在上周問饒毅:「你希望我講什麼東西?我講什麼東西對北大的學生有幫助?」於是,他就給我出了這個題目——主觀報告和客觀分析。
其實我覺得這個題目蠻難的,因為我從來沒有回頭看過。往回看多沒勁,更好的應該在前方,應該往前看。但是我之前說過,饒老師給我出什麼題,我就講什麼題。他出了這個題,我也沒辦法了,只能往回看。這是我人生第一次往回看。
總結了很久,我最大的結論是:生活是一系列的意外之事。
Life是「生活」的意思,也可以翻譯成「生命」。生命也是一系列的意外之事。我們的蛋白質胺基酸是L型的,DNA是右旋的,其實,如果是D型或者左旋也可以,假設在進化過程中有那麼一個偶然,把所有的東西都變了一個鏡像,也沒問題。這只是一個例子。其實,生命中很多類似的偶然才造就了現在這樣一個社會,才使得大家坐在這個報告廳裡。生命是這樣,生活也是這樣。
就這個題目來講,我從中國科技大學少年班到美國史丹福大學做教授,是主觀報告。今天的主觀報告會比較多,至於客觀分析,我想在你們聽完主觀報告後,和大家一起討論、一起分析。
曾經的理想是做公車司機
主觀報告從科大少年班開始。在此之前,我先給大家講一下發生在我進入科大少年班之前的事情,這些事情也證明了我的理論:生命、生活是一系列的意外之事。
你們外面張貼的海報把我的生日都透露出來了,所以我也沒辦法隱瞞。我出生的那年,正好是無產階級文化大革命的開始,你們可能都不知道文化大革命,或許從歷史書上能看到一些。說實話,我對文化大革命也沒有什麼印象,只記得爸爸媽媽有時候要去工廠。
我爸爸是大學老師,媽媽是中學老師,他們經常去工廠或者農村學工、學農,接受再教育。我爸爸是教俄語的,在俄語教材組,他們工作的時候,工宣隊就坐在那兒看著他們,監督他們好好幹活。我小的時候沒什麼遠大理想,因為那個時候大學和科學家都不被重視。我當時最大的理想就是長大了做一名公共汽車司機。我覺得公共汽車司機坐在那兒非常威武,整個車都要跟著他跑。為了這個理想,我還特意買了上海市地圖,整天坐在板凳上,看著地圖轉彎,結果我把地圖都背下來了。那個時候人家叫我「活地圖」,到哪裡去坐幾路車、坐幾站地,我都知道。我現在研究的神經圖譜(brain map)與這或許也有點關係。
文化大革命的時候大學不招生,但是小學還是有的。我們小學每天只上半天課,因為學校教室有限,同一個教室要供兩個班使用,一個班上午上課,另外一個班下午上課。讀四年級的時候,要學外語,有英語和俄語可以選擇,要通過抽籤決定學習哪門外語。我們班當時抽到了英語。後來想想,抽到俄語的學生真是不合算,小學學俄語,中學學俄語,最後學完了卻派不上什麼用場。
我們英語第一課就是學習「Long Live Chairman Mao(註:毛主席萬歲)」,第一句要學的英語就是「Long Live Chairman Mao」。但是幾個月之後,毛主席就逝世了。粉碎「四人幫」、結束文化大革命以後,中國迎來了一個「科學的春天」,高考也恢復了,當時,從十幾歲到三十幾歲的人一塊兒去參加高考,整個社會都好像要把浪費的時間追回來。我很幸運,正好十歲的時候就碰上了這個時代。
圖1 鄧小平接見陳景潤
這張照片(圖1)裡面的兩個人,對我和我們這代人的影響非常大,沒有他提出的改革開放政策,就沒有我們的今天。和鄧小平握手的這位是誰,你們有人認得出來嗎?(有人答是陳景潤)
對,是陳景潤,著名的數學家。我上五年級的時候,《人民日報》轉載徐遲的報告文學《哥德巴赫猜想》,文中講他走路的時候想數學問題,頭撞到電線桿上的故事。哥德巴赫猜想到現在還沒有被證明,但是,陳景潤給出的證明是離哥德巴赫猜想最接近的,叫「1+2」。哥德巴赫猜想指出,每一個大於6的偶數都可以變成2個奇素數之和,這個猜想到現在都還沒有完成證明。而陳景潤證明的是,大偶數都能表示為一個素數及一個不超過二個素數的積之和。
陳景潤在數學史上的地位確實很高,加上徐遲的報告文學在《人民日報》上刊登,影響了一代年輕人,並由此產生了「數學競賽」。記得當時上海市有一年的數學競賽第一名叫李俊,也是一個「小陳景潤」,當時大家都學習陳景潤、學習李俊。李俊現在在史丹福大學,是數學系的教授,我經常跟他一起吃飯、出遊,這是後話。陳景潤出名以後,大家都對數學特別感興趣,那時候有很多面向青少年的數理化自學叢書。如果你感覺老師上課講得太慢,就可以根據自學叢書去自學。
圖2 陳景潤
考入少年班也是一次偶然
人生中對我影響最大的兩個人,是我父母。這是我上中科大少年班的前一年,爸爸媽媽和我一起在新區拍的照片(圖3)。我爸爸媽媽都是教語言的,對數理化不很懂,但是他們給我灌輸了認真學習的思想。當時,我爸媽給我買了那套數學自學叢書,所以我初中的時候就學了一點高中的數學,這對我考少年班的幫助很大。
報考科大少年班也是一次偶然機會。初中即將畢業的時候,我家正好要搬到離學校很遠的地方,因為我在學校成績不錯,所以老師不希望我轉到別的高中去,就告訴我說:「你就不要轉學了,我們給你免費免試升高中。」因為不用考試,我經常和朋友們在外面操場上玩。後來老師說:「你免試,別人沒有免試,你自己玩,別影響了其他人。」老師接著說:「乾脆給你點事情做做,科大有個少年班,你去考一考吧,考不上也沒關係,反正你免試升高中。」後來,老師就在高考之前兩個月把我升級到高二,那時候已經在進行第二輪複習,再過兩個月就高考了。結果我考得還可以,就這樣,我走進了大學。
圖3 少年駱利群與父母在新區
少年班有一個好處是北大等其他大學沒有的,除非是剛才饒毅說的那些特殊班(指北大的元培班等),好處就是少年班的同學可以任意選擇課程,可以選擇各種各樣不同的專業。當時科大的本科是五年制,前三年我們可以隨便換班,到了後兩年才分到各系。所以我們剛開始的時候,都面臨著今後到底學什麼的問題。說實話,我當時對物理很感興趣,所以學生物也是一個偶然。你們知道,有很多生物學家,他們小的時候就驚嘆於自然界,看到標本也覺得很好玩。我小時候在上海,沒看到過什麼生物標本,所以也沒有機會為神秘的自然界感慨。
我學生物說實話是受我媽媽影響,像饒毅剛才說的那樣,到科大上學後,我媽媽還是希望我回上海,因為我是獨生子。她知道我對科研比較感興趣,大學畢業以後十有八九要到研究所,物理的研究所多在北京,生物的研究所多在上海,於是她就整天說學生物好啊。說實話,那時候我年紀還小,還會受媽媽影響。其實,當時我也沒有想要放棄物理,只是覺得可以上兩門生物課程試一試,結果學下來後對生物還真是有了感覺。
相較而言,我覺得物理是非常成熟的科學,至少探索的是物質,是世界的本質,是為了解決自然世界的一切現象,所以比較讓人感興趣。生物卻有很多不知道的事情,所以我給自己找到的理由就是:一方面,為我媽媽著想;另一方面,生物確實還有很多未知的東西等著我們去發現,所以我最後選擇了學生物。這也是一個意外的事情。
科大生物系是從物理系的一個專業發展起來的,所以那會兒的生物系也沒有什么正宗的(生物)老師教我們。當時我們學的就是結構(structure),比如分子生物學,主要學DNA結構之類的東西,對真正的生物學了解很少。當然,至少是由此走上生物學這條路了,所以就先走走看。
「小學校」布蘭迪斯往事
20世紀80年代,美籍華人科學家吳瑞先生牽頭髮起創辦了CUSBEA(中美生物化學聯合招生項目),支持中國的大學生前往美國留學。今年(指2008年)本來即將迎來吳瑞先生80歲誕辰,我們都決定前往康奈爾大學去給他開一個生日學術討論會,可惜幾個月前吳瑞先生離開了我們。目前正在準備開一個紀念會,來讚頌他的貢獻和功績。我原來也不知道CUSBEA是怎麼起源的,最近看了很多紀念吳瑞先生的文章我才知道,這裡給你們洩露一下。
改革開放後迎來了「科學的春天」,鄧小平提出要把中國的科學搞上去,要在40年以後趕上世界水平。當時的情況是,我國的文化大革命影響了整整一代人,使他們失去了接受高等教育的機會,人才極為缺乏,所以培養高層次人才最快的辦法,是把我們最優秀的人才送到外國去接受培養。當然,肯定也有人反對這一政策,他們擔心人才流失。鄧小平顯得很有信心,說只要一小部分回來就夠了。
現在看來,隨著國家一步步地往前走,回來的人已經越來越多。你們看,饒毅等一小部分人已經回來了,而且我相信今後十年一定會有越來越多的、優秀的、前往國外留學的大陸學生,會回來發展我們自己的科學。
吳瑞先生不僅通過組織CUSBEA給我們提供出國留學的機會,讓我們在科學研究方面得到更大的發展,而且還造福我個人的家庭生活。剛才饒毅已經說過,我跟我太太——北大生化專業畢業的廖曉伶——就是通過CUSBEA認識的,我也成了北大家屬。
這裡再講一下美國布蘭迪斯大學(Brandeis University)。剛才饒毅已經講了好多我們學校的特點,當時去這個學校也是一個偶然。饒毅剛才說了,我大約是第7、8個進去面試的,面試官問我對什麼感興趣,我回答說基因調控。面試官聽了之後一拍桌子:Why every Chinese is interested in gene regulation?(為什麼每一個中國人都對基因調控感興趣?)我馬上給嚇了出來。由於我筆試成績還不錯,所以他們最終還是決定錄取我,並讓我選學校,CUSBEA給每個學生提供4所學校選擇。
當時,我也不知道美國有哪些學校,就知道兩所——哈佛大學(Harvard University)和史丹福大學(Stanford University),所以前兩個志願我就選了Harvard和Stanford。當時我還把Harvard這個詞拼錯了兩個字母,哈佛自然不可能錄取我。Stanford也一樣沒錄取我。我的第三和第四志願分別是布蘭迪斯和猶他大學,因為我知道猶他是美國的一個州,布蘭迪斯之前沒聽說過,但在廣州集訓的時候,教我們英語的一個男老師來自於美國中部的一所學校,告訴我們說布蘭迪斯好,學校所在地波士頓是個好地方,所以我就選了布蘭迪斯。最終,我被布蘭迪斯錄取了。
到了美國以後,才知道布蘭迪斯確實像饒毅所說的那樣,儘管小但很有特色。其中一點就是學校小而且學生少,這樣每個學生受到老師的關心就比較多。比如說我們班有5個學生,我跟我夫人,還有3個美國人。一年之後,這三個美國人中的兩個都走掉了,搞得這個班就像我們家一樣,自然受到的關懷也就多。其次是因為學校小,不像麻省理工、哈佛那樣有很多很好的學科,布蘭迪斯只有幾個項目比較好,所以我就選了比較好的項目。
布蘭迪斯大學的神經科學比較好,還有就是果蠅遺傳學比較好。我選擇從事神經科學果蠅遺傳學研究,師從Kalpana White教授。她是一個來自印度的科學家,嫁給了一個美國人,我們都叫她老白。她是一個非常好的老師,教了我很多做人的道理。她喜歡自己做自己的實驗,對我們是順其自然,給了我們很多獨立創作的空間,使得我在做研究生的時候學了不少東西。
另一個對我幫助很大的教授是我夫人的導師,叫Michael Rosbash,我們都叫他老馬。他周圍有很多中國人,我們這些中國人在一起聊天時如果提到他的名字,儘管他聽不懂中文但還是知道在說他,所以我們給他起了個中國名字,這樣他就不知道我們講什麼了。他也是一個非常好的科學家,不過跟老白相反,他對我們要求很嚴。我從老馬那兒也學了不少東西,而且還成了朋友。
瞪大眼睛發現有趣之事
關於做研究,我只講一點,就是我研究生時期做的研究。饒毅剛才也提到了,其實比饒毅講得更有趣。大家都聽說過老年痴呆症(Alzheimer disease,也稱阿爾茨海默氏症),美國每年投到老年痴呆症的福利款和美國國立衛生研究院(National Institutes of Health, NIH)的經費幾乎相等。如果你能夠解決,不要說根治,你只要能讓病情延緩一兩年,就可以為國家省出好多錢,而且錢只是其一,更重要的是治病救人。
老年痴呆症的症狀,就是腦子裡面有很多叫做senile plaque的老年痴呆斑。那時候,有一個理論認為,老年痴呆是因為有這個痴呆斑。那麼痴呆斑是什麼化學物質呢?在我讀研究生的前兩年,有人發現這個痴呆斑是一種叫amyloid的東西,是beta-amyloid蛋白質。beta-amyloid蛋白質是一個細胞表面受體中間的一段,當一個酶把他切出來後,beta-amyloid就會形成非常難溶的物質,於是就堆積在那裡了。
在那之後有好多人研究這種蛋白質。我記得以前在神經科學院開會,參會人數有時能達到兩三萬人。我的研究方向是果蠅神經科學,屬於「無脊椎動物神經科學」領域,這個領域的會議大概只有十幾個人在那兒聽講座。但如果是研究amyloid蛋白質的,情況則大不相同,由於人數太多不得不分成7個區域,就這樣,每個區域還都座無虛席。我曾經在amyloid區域做過一次演講,當時嚇得要死,從來沒有當著那麼多人做演講。
Amyloid蛋白質是一種前體蛋白,一個偶然的機會,我在果蠅裡面發現了它。當時,我們老白叫我做一個基因,她覺得這個基因跟早期胚胎發育有關,只有一個突變。於是我們用位置克隆法,去找這個基因,在這個過程中我找到了一個基因,它的信使RNA(mRNA)只在神經系統裡面表達。當時猜測,這可能是跟我們胚胎發育有關的基因。於是我就給這個基因cDNA測序,然後對照cDNA文庫,確定出來這個序列是什麼,發現是beta-amyloid前體蛋白。
我當時根本不知道什麼是beta-amyloid,也不知道什麼是前體,只知道這是個蛋白質。當時對Alzheimer disease一點都不懂,但是查了兩天文獻後卻發現,這是個非常有趣的問題,因為大家從來沒有想過,這麼一個跟老年痴呆症有關的蛋白會在果蠅裡面出現。於是,我們開始研究果蠅裡這個基因的功能,也不再去找原來(想找的)那個胚胎基因了,我的整個研究生階段都花在了這個課題上面。
因此,做科學就需要keep your eyes open for interesting things(瞪大眼睛發現有趣的事情)。那時候,我還沒有對原來想找的那個基因投入太多,也沒有任何興趣,反而對這個新的基因很有興趣,當然最後我做出的貢獻不大。剛才饒毅說得對,我的貢獻不大但是學到很多東西,例如生物化學、神經生物學、疾病學等。
另外,還有一個問題我想說說。我在上海時,那邊的大學本科生和研究生經常會提到一個問題,就是覺得很迷茫,做科學很難,不知道將來的出路是什麼樣等等。這麼早就開始想這個問題很不錯,但是說實話,我們那時候根本就沒有想過這個問題,根本沒有想過未來,只是做要做的事情。
還有一個很重要的事情,就是我們大家去美國,遠離家鄉和父母,朋友就顯得很重要,朋友可以給你提供幫助,我在科學界就交了很多朋友。這張照片(圖4)是我一年級結束時參加一個美國果蠅年會拍的。這個果蠅年會現在已經發展到3000人了,不過那個時候還很小,只有300人。其中,中國大陸去的有整整10個人。我們這10人身在異國他鄉,於是就變成了朋友。這張照片拍了一些中國大陸去的朋友,有很多人在科學界很活躍。比如說金亦石教授,目前在聖地牙哥大學做教授,也是霍華德·休斯(Howard Hughes)研究所的研究員,她是北大的校友,北大1980級學生,還是天津高考狀元。照片裡還有一個人叫張康,在Harvard大學做的PhD和MD,現在是在UCSD(加州大學聖地牙哥分校)做人體遺傳學的教授。這個是林海帆,現在是耶魯大學的教授,幹細胞研究所的所長。這其中最重要的名流就是這位了——年輕時候的饒毅——現在也蠻年輕的,不過那時候更年輕,還有他更年輕更漂亮的太太吳瑛。那時候,饒毅是加州大學舊金山分校(UCSF)的研究生,吳瑛是史丹福大學的研究生。我跟饒毅是在那次會議上認識的,會後吳瑛坐飛機過來要跟饒毅一塊兒去度假,恰好我是從波士頓開車過去開會的,於是就順便開車帶他們到尼亞加拉大瀑布(Niagara Falls)。在那裡,我們一起玩了一天,從此建立了深厚的友誼。
圖4 某屆美國果蠅年會後的討論。金亦石(右一),張康(右二),林海帆(右五),饒毅(左一)
說實話,如果說哪一位朋友對我的幫助最大,那就是饒毅。我那時候還是一年級,饒毅已經是三年級了,比我高兩級。那時候饒毅在舊金山,我在波士頓,我們每隔兩三個月總要打電話談談。剛才我說過,我們那個學校比較小,也沒有什麼驚喜,饒毅總告訴我科學多麼有趣。可以說,沒有同饒毅的友誼,就沒有我的今天。
我到加州大學舊金山分校去做博士後也是一個意外,而且也是因為饒毅。那時候,我對舊金山比較感興趣,我想住在舊金山。博士畢業那會兒,一開始我申請了兩個教授的博士後,一個是加州大學伯克利分校的,一個是史丹福大學的。申請之後我就給饒毅打電話,問他這兩個學校怎麼樣。他說:「不錯啊,不過你既然要來這裡,也到我們實驗室來看看吧。」於是,我就到UCSF去看。我去的是老校園,現在UCSF有一半搬到另外一個地方了。那兒的環境確實很好,從我實驗室的窗戶往西望去就可以看到太平洋,每年10月份,每天還可以看到美麗的夕陽。我的導師是詹裕農和葉公杼教授,他們兩位也是饒毅的導師。
圖5 詹裕農和葉公杼(加州大學舊金山分校教授)
我之前想去的那兩個實驗室,兩位教授都很有名,口才都很好。我就是因為聽了他們的講座所以希望去他們實驗室的。UCSF這個實驗室的老師不像之前兩個實驗室那麼會講,而且也不像那兩個實驗室有組織性,但是不知道為什麼,就是讓人感覺很舒服。比如詹裕農教授——後來我主要是跟著詹裕農教授做研究——他會讓我做我想做的事情,不會來幹涉我,而且他給我好多做科學的空間。
UCSF(其他實驗室)的空間很小,假如我到別的實驗室去了,每個人都在做軸突嚮導,你要做分子,稍微往這邊走一下,發現這邊已經有人在做,你不能過來;要往那邊走一下,也有人在做,也不能過去,所以你只有一個非常窄的過道。但是,這裡的科學空間很大,這很重要。另外,詹裕農教授也會引導我,讓我受益匪淺。總之,跟他談下來以後就想去他的實驗室,也說不出原因。有的時候,說不出來的感覺就是這樣。
關注你感興趣的事情
下面再給你們簡單講講我做博士後的工作吧。我去詹裕農教授實驗室想做的是樹突發育(dendrite development)。你們知道,神經元裡面有軸突和樹突,很多人都在做軸突,我覺得樹突知道的人少,研究得不多,所以我應該去做樹突。
我記得當時寫的「博士後提議」,都寫的是怎麼去做樹突發育(dendrite development),而且設計了「遺傳掃描(genetic screen)」,可以去拍攝樹突。但那時候有個技術問題,樹突在果蠅胚胎裡面生長得很晚,到16小時的時候生物化學免疫抗體(immunology biochemistry antibody)就看不進去了,因此樹突剛要長出來的時候突然就沒有了,我的掃描做了半天也沒做出來。我博士後出站以後,第一次回到UCSF時得知,後來有兩個博士後接著做,終於得到了GFP(Green Fluorescent Protein,綠色螢光蛋白)序列,現在整個實驗室都在做樹突。當然,這是後話。
當時做樹突掃描是我的主要項目,我也知道不一定能做出來,所以還找了兩個副課題,一個是基因掃描,另外一個是研究什麼樣的基因能夠對神經元生長出軸突、生長出樹突有作用。
那段時期,讓我受益很大的是一位叫做Ira Herskowitz的教授,他是一名非常著名的酵母遺傳學家,研究酵母的出芽生殖。他發現酵母中有很多Rho GTPase、CDC42,它們與酵母的出芽生殖有關。我想,酵母出芽生殖和神經元長一個軸突也許有什麼聯繫,於是我就想看果蠅裡面有沒有CDC42。最後,我們在果蠅裡不僅找到了CDC42,還找到了Rac和Rho。因為做酵母出芽生殖做得多,可以用定點突變的方法,很容易就測出GTPase這個東西在神經元裡面有沒有作用。
就這樣,儘管我的主課題進展不好,但副課題有了結果,我也變成了Rho GTPase的專家。現在Rho GTPase變得非常受重視,甚至饒毅後來也跟著做起了Rho GTPase。我從研究生時期就一直做果蠅,博士後又做了兩年果蠅,覺得應該學點新的東西。我就想,Rho GTPase在果蠅神經元裡起作用,那麼會不會在高級一些的動物裡面也起作用?也許起同樣的作用,也許起不同的作用。
這裡順便強調一句,學術思想自由非常重要。當時我做的是果蠅遺傳學,想從果蠅轉接到小鼠,但又覺得小鼠遺傳學很難做。最後在一位朋友——鍾偉民的建議下,在做博士後的中途,勇敢去做了小鼠遺傳學,把這個Rho GTPases放到老鼠裡面,結果發現了更有趣的事情。鍾偉民剛好以前做過很多小鼠遺傳學研究,我跟他在上海上中學時就認識,後來博士後又在同一個實驗室。他現在是耶魯大學的教授,在耶魯和北京兩地教書。這是我們兩人的照片,是在西班牙南部一個小山莊裡請了一個西班牙老農給我們照的。所以說,友誼很重要,在你們成長的過程中,一定要珍惜友誼,加強友誼,這樣才會有一大群朋友給你幫助。
圖6 駱利群和好朋友鍾偉民在一起
果蠅和老鼠都做過之後,我們的文章發表了,並且使我幸運地在史丹福大學得到了一份工作。這是斯坦福的校園,非常美。大概饒毅也會承認,斯坦福是美國乃至全世界最漂亮的學校,儘管沒有未名湖。我很幸運找到一個這麼好的工作,有好的學生和好的博士後。
圖7 史丹福大學
我到史丹福大學後做的第一個工作跟照片中這兩位教授(圖8)有關係。這一位你們可能都知道,是一位神經科學大師;如果沒有學神經科學的話,那麼另一位你們肯定知道,叫高爾基(Golgi),著名的高爾基儀(Golgi Apparatus)就是他發明的。但是高爾基儀只是他很小的發明,最大的發現是高爾基染色(Golgi staining),就是把神經組織放到一個鉻酸銀的溶液裡面,把它蓋在暗箱裡面浸上一個禮拜,再加上另外一個溶液,再浸上一個禮拜,突然發現,有1%的神經元被標記,而且這1%的神經元一旦被標記了,整個軸突、樹突就看得很清楚。
高爾基染色法讓我們第一次知道神經元的形狀有多複雜,這是100多年前的事情。他用高爾基染色將整個神經系統,從幼胎到成蟲,從無脊椎動物到人,整個做了一遍,得到了很多對神經系統的結構和功能的總結,很多人都認為他是歷史上最偉大的神經科學家。
我在做博士後的時候,有幸親手做了一個高爾基染色,當時是想看一下Rho GTPase放到小腦裡面有什麼問題,要一個一個細胞去看才看得清楚,所以我學了這個技術,後來發現這個技術確實很重要。但是,高爾基染色只是讓你看一看這個細胞,如果有一個技術不僅能夠讓你看到這個細胞,而且能夠在單細胞裡面把基因去掉,或者加一個轉基因,那就會讓高爾基染色更上一層樓。那時候我研究的是Rho GTPase,每個細胞都有Rho GTPase,你要做個基因敲除,沒有到神經元就已經徹底壞掉了,也就沒辦法研究了。如果能夠實現,就可以把Rho GTPase從一個細胞裡面去掉,然後看這個細胞有什麼問題。
我在史丹福大學做博士後的時候,第一篇文章就是建立一個標記方法(marker methods),做基因突變,讓我們能夠標記一個單細胞去看它的樹突發育和軸突發育。另外,這個方法也可以標記一個細胞組,因為它們是從同一個細胞裡出來的「兄弟姐妹」,這樣可以看看這個血統家族的兄弟姐妹對神經發育有什麼啟示,不僅可以進行分類,而且讓我們能夠從裡面拿掉基因,這個方法對我們的研究起了很大的作用。
圖8 高爾基(Golgi)和卡加爾(Cajal)
本來我們只是希望用這個技術研究Rho GTPase,後來發現,這個技術不僅能用於研究Rho GTPase,而且還可以用來做很多新的研究。
四五年前,我們決定不做Rho GTPase了,轉向新的感興趣的東西。這裡再強調一句,你應該關注感興趣的事情,如果你對某些事情感興趣,並且做新的事情到達目的地的可能性更大,就要果斷放棄原來做的。
儘管當時如果繼續做Rho GTPase,也可以得到很好的東西,但是我發現了新的更感興趣的東西。比如說,我開始是研究單個神經元怎麼產生軸突和樹突,很長時間都對這個問題感興趣,但現在更感興趣的問題是,這麼多神經元怎麼接在一起變成一個大腦的,神經元之間又是怎麼形成神經元電路(neuronal circuits)的,在成體裡面是怎麼組織起來的,神經元電路怎麼在胚胎發育過程中形成而且保持相互之間的特殊連接的。有了這些更加令人感興趣的問題後,Rho GTPase就不是最好的方向了。
再舉一個例子,就是嗅覺通路(olfactory circuit)。幾年前,Linda Buck、Richard Axel兩人因為嗅覺研究獲得了諾貝爾獎,他們在老鼠裡面發現了1000個GPCR,並且找到了嗅覺系統的表面是怎麼組織起來的。如果成百上千個神經元表達同樣的神經GPCR受體,他們把軸突投到同一個位點同一個嗅小球上去,就知道哪個嗅小球被激活了,這樣就知道動物這個受體被激活是因為配偶(mating fellowship)來了,或者那個受體被激活是因為要打架了。
當時不知道的是,建立通路網絡圖(下文用map表示)以後,怎麼把這個map投到大腦這種更高級的嗅覺系統裡面,來分析這個map。我之前對嗅覺神經從來沒有研究,開始對嗅覺感興趣是因為在史丹福大學教課,主講本科生「神經分子細胞生物學」課程時學了一些嗅覺方面的知識,感覺很有趣。
剛才說的那個標記方法成功之後,我們發現能夠在嗅覺系統上把他們不知道的事情更進一步表達出來,可以畫出嗅覺通路。舉一個例子,去年(指2007年)我們在Cell雜誌上發表了一篇論文,主要是講可以把標記放到果蠅或者老鼠大腦裡面,進而研究信息接收之後是怎麼投射到大腦裡面的。通過這個研究,我們發現了果蠅為什麼對水果很敏感,它們是怎麼識別配偶的。我們發現,在相同的神經元裡面,食物和性這兩個是很重要的,這樣就把整個領域都概括了。子曰:「食色性也」。看樣子孔夫子早就知道了這一規律。
幾年前我們開始利用老鼠做研究,最近有很多新的進展,能夠看到哺乳類動物的大腦裡面神經元是怎麼組織起來的。我們以前曾經利用老鼠做過研究,所以這一次從果蠅轉到老鼠就不是很難,一下就跳過來了。
最後再給大家講講做科學的好處。我喜歡旅行,而做科學有一個好處就是可以經常旅遊,可以到不同的地方去。這張照片(圖9)是一張日出的照片,當時光線不大好,照片很暗,不過它不是一般的日出,而是我們爬到富士山頂照的日出。
順便再說說爬富士山的情況,爬到富士山頂需要比較長的時間,一般都是白天爬,爬到半山腰睡一覺,然後半夜起來再爬,到達山頂正好看日出。當時,我跟另外一個亞裔科學家——饒毅也認識——伯克利的約翰(John)教授一起去爬山,有一群熱情的日本研究生帶路。由於前一天下雨,我們爬上去時都被淋成了落湯雞。爬富士山的路上每隔一定距離就有一個站,爬到第7站時我們想,這個天看什麼日出,乾脆就在這兒睡一覺,明天下去好了。於是大家擠在一起烤火取暖,各自找地方睡覺。睡到半夜,我還是不甘心,心想跑到這兒來挺不容易的,儘管知道可能性很小,但還是抱著僥倖心理硬著頭皮爬起來。到外面一看,發現星空燦爛,趕緊回去把他們搖起來,他們開始還不相信,被我硬拉到外面,發現天氣真的不錯,於是收拾行裝再次出發。凌晨4點32分,我們終於爬到了山頂,正好太陽出來了,於是照了很多日出的相片。兩分鐘後,John請我給他和日出一塊照張相,正要照的時候一陣霧過來,什麼都看不見了,所以John的相片上面全是霧,看不到日出。如果這陣霧早到兩分鐘的話,我們就看不到日出了。所以有的時候,小概率事件也是會發生的,故而如果你覺得某件事件很重要的話,就需要不惜一切代價去做。
圖9 富士山頂拍攝的日出
做好準備,掌控命運
剛才我講了很多主觀報告,講了生活是一系列的意外事件,而且每一件事都會有多個出路(multiple outcomes),有很多不同的路可走,走這條路到這個地方,走那條路到那個地方,所以沒必要刻意追求什麼,該發生的事情就讓它發生吧。
聽起來這好像比較消極,不太對,其實你還是可以控制自己的命運。為什麼呢?因為針對每一個具體的事件,你可以為這個事件做好準備,這樣你就可以每一次都做出正確選擇。如果你想達到一個目的,而這條路可以讓你更有效的達到你的目的,那麼一旦選擇以後,就要努力工作,不能三心二意。
給你們講的這些經歷,客觀分析也沒有什麼好分析的,就是總結了幾個簡單的想法,希望對大家有一定的幫助。
下面,我就可以聽你們的想法,回答你們的問題了。大家看看有沒有什麼問題?
提問:您父親是研究俄語的,那您有沒有看過俄國文學之類的?
駱利群:啊,小時候我的父親曾經教過我幾句俄語,但是沒有真正學過,現在都忘掉了。我在大學的時候還學了一年俄語作為第二外語,剛學完的時候我還可以看一些普及性的雜誌,但是現在一點都不行了。
提問:
你沒有上高中對吧?
駱利群:
是的。
提問:
您覺得跨越高中時段,對您以後大學的學習,以及之後的工作是利是弊呀?
駱利群:
你們做生物實驗的時候,經常要設計對照實驗,但生活沒有對照(life has no control),所以我沒法回答你這個問題。這個問題很難回答。你們客觀分析,我是主觀的,比較難分析,但有一點很清楚,我的人文學科知識比較缺乏。
我們科大不像北大這樣是有文有理的綜合性大學,(當時的)科大都是理科——那時候男孩和女孩比例是6:1,我大學期間沒有學過文科。我們當時有一個社會科學閱覽室,那是我光顧最多的閱覽室,每次考試完後我就鑽到社會科學閱覽室看書。
再多講兩句科大的情況。剛才饒毅講了很多少年班的好與壞,我們是少年班第五屆,這一屆以後,已經沒有像寧鉑、謝彥波這樣非常知名的人士出現了。那時候沒有多少報紙來採訪我們,可我覺得我們班23個人活得都很精彩。我們班沒有年齡特別小的,也沒有特別大的,最小的比我小半歲,最大的也只比我大半歲,大家年齡相差在一歲的範圍內,沒有像11歲進大學那種問題比較大的。今年我的實驗室裡面有一個16歲的研究生做輪轉(rotation),人很聰明,但好像不夠獨立,自理能力不行,可能習慣了在家裡有爸爸媽媽幫忙,所以他做完實驗就希望別人幫他清掃,因此實驗室的人都不喜歡他。儘管他很聰明,我最終還是沒有要他。
提問:
你們班同學中還有其他人做科學嗎?
駱利群:
比較少,大概三四個。
提問:
那麼其他人呢?不做學術的那些人都做什麼去了?
駱利群:
和我有聯繫的一半左右在做商業、計算機、媒體等,各行各業都有。
提問:
留在國內的多還是去美國的多?
駱利群:
都有。
提問:
他們是一直在學生物,拿到博士學位然後再轉的專業嗎?
駱利群:
有的本科畢業後繼續讀了學位,有的沒有。有一個同學到美國以後,讀了計算機專業的博士,過兩年他開了一個計算機商店,幫人修電腦,很快就變成半個百萬富翁了。他說等他成了百萬富翁就到佛羅裡達去打高爾夫球。當然,現在百萬資產應該不夠打高爾夫球的。
那個時候,科大少年班的學生確實很用功,而且素質很好,我聽說現在的少年班學生沒有以前那麼好了。1981年,除臺灣外,全國二十九個省、市、自治區的高考狀元,有二十二個理科狀元進了科大,當年科大在湖北省招20人,分數最低的一名是全省第24名。優秀的學生聚在一起,大家互相鼓勵、互相激勵,對於整個學風的營造起到了重要作用。在合肥沒有很豐富的業餘生活,黃山也離得很遠,我們也沒什麼地方可去,只好都鑽研科學。
(該講演稿收錄進饒毅主編系列叢書《生命之光》第一輯。文中小標題為《知識分子》編輯所加。)
來源:賽先生