刘春明：科学之游戏规则
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。这里的挑战不是打架，而是对他人结果和观点的再思考。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的。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。
得到一个科学的假说是容易的，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年获得诺贝尔奖的国际知名学者，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是很正常的，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。科技文献的引用是很严格的，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倡教授。握手之后，他马上说他知道我，他读过我1993年发表在《植物细胞》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是分不开的。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劲头，我居然一个个门槛走了下来。和我想象中的知名学者不同，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什么架子，在讨论完之后，他便马上同意我可以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被保留下来，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了。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的。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·应纳斯并不是很多的。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”是不同的。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。（待续）
下期作者将谈到他所崇拜的两位学者，蔡南海和Jeff Dangl，从中大家既能领略到知名学者的杰出，又能感受到他们的平凡、可爱……
附注：最新一期的《植物细胞》杂志上刊登了本文作者实验室的一篇文章，并配有大幅封面照片和说明。第一作者是刘博士的博士研究生马坦·费尔斯。相关报道请见本期的“名刊封面”栏目。