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施一公对话青年学生:担心挣钱多少是不可思议的狭窄

科技资讯  2017年10月29日 16:46  来源:新浪科技
摘要:新浪科技讯10月28日上午消息,今天2017未来科学大奖颁奖典礼暨未来论坛年会在京举办。会上,青少年代表与清华大学副校长,中国科学院院士,2017年未来科学大奖-生命科学奖获奖者施一公进行对话。
青少年代表与清华大学副校长,中国科学院院士,2017年未来科学大奖-生命科学奖获奖者施一公对话青少年代表与清华大学副校长,中国科学院院士,2017年未来科学大奖-生命科学奖获奖者施一公对话

  新浪科技讯 10月28日上午消息,今天2017未来科学大奖颁奖典礼暨未来论坛年会在京举办。会上,青少年代表与清华大学副校长,中国科学院院士,2017年未来科学大奖-生命科学奖获奖者施一公进行对话。

  施一公介绍道,自己来自河南小城市驻马店,很感谢这个大时代,让自己走出来。也许没有这个时代,这辈子都不会走出来。

清华大学副校长,中国科学院院士,2017年未来科学大奖-生命科学奖获奖者施一公清华大学副校长,中国科学院院士,2017年未来科学大奖-生命科学奖获奖者施一公

  施一公在回答同学有关生物学就业问题的时候表示,我们是人,不止是简单的动物,不只吃饭穿衣,为什么要这么担心挣钱多少,这对年轻人来说是太不可思议的狭窄。现在社会太现实了,为什么人们在中学大学就想哪个职业挣钱多,这不是把自己作价卖了?“从小到大,我不认为谁的钱多谁的地位就高,我见到比尔盖茨的时候我也没这种感觉。我从来就没有把钱和自己的价值画上什么东西。我有时候不太理解这个社会。”

  施一公表示,直觉对自然科学十分重要,但如果没有科学的素养,没有系统的训练,直觉是出不来的。是经过日积月累,对过去学到的知识的融会贯通。“我有关癌症一个很重要的发现,是讲课不相干的时候突然想到的,并通过科学实验验证是真的,这来自于我对于相关知识的了解。”施一公称,系统的训练和知识的学习才会带来思想火花的碰撞。

  施一公认为,学习生命医学不要急功近利,不要太着急。最尖端的制药研究完全来自于大学、研究所的研究,基础研究是推动所有应用的基本。从事基础研究,反而可以对制药产生更加深远的影响。

  在回答有关国内教育体系的问题时,施一公表示,现在的教育模式成绩是巨大的,国内学生通过中小学的培养,考试能力十分强,中学大学毕业后教育平均水平十分高。但国内的教育模式单一,提倡不能太超前也不能太落后,因此均值很高,方差很小,美国的教育恰好相反。公平和卓越是矛盾的,在东方化思维的影响下,如何鼓励创新,是一个社会化的问题。

青少年代表与施一公合影青少年代表与施一公合影

  施一公向青少年们建议,坚持自己的信仰,好好走自己的路,目标总会达到。你心里所想,心中的信仰,远远比于别人对你的看法、社会上的舆论更重要。心里要一直有个梦想,奔着梦想而去。(张泽宇)

  以下为对话实录:

  李革:欢迎大家参加少年科学家和大科学家的对话,首先介绍一下未来论坛,这是科学家和企业家联合的民间组织,而且我们的宗旨是让科学重回中心,让科学家重回舞台中心。

  首先,祝贺一下我的好朋友施一公教授,获得未来科学大奖,我们赶上了一个伟大的时代,知识、经验、科学和科技能够产生价值和财富的时代。特别高兴我们有很多中学生对科学重新有了特别浓厚的兴趣,我记得年代的时候,我们只知道数理化,学会数理化走遍天下都不怕,现在是只要懂科学愿意学习,走到哪也不怕,今日有这样一个机会,我们未来论坛在一瞬间收集到了一百多万条中学生对大科学家的问题,从中选了五名同学跟施一公教授直接对话,能够充分反映出青年一代对科学的兴趣和追求,所以,我觉得作为未来论坛的理事,同时也是主持人,感到特别欣慰。知识、科学、科技作为价值财富创造的动力和源泉,同时还有一个秘密,做科研还可以使人变得很年轻,不信你一会看看,我和施一公差不多同龄,我像70后,他像80后。希望青少年今日对施教授勇敢地提出他们不容易回答的问题。谢谢大家!

  施一公:首先十分感谢大家今日下午集聚一堂,听我们和几位中学生一起对话,我想从渊源说起,我来自河南省东南部的一个小地方驻马店,最后走出来了,所以从这个方面来讲,我特别有感触,也特别感慨,就是特别感谢这个大时代,我在想,如果没有这个大时代作为背景的话,也许我就在驻马店了,这辈子也不会走出来。其实,我在想十分简单,我自己的背景,我的朋友在座也都知道,我其实在驻马店生活了11年,既是我的家乡,也我的故乡,也是我感情最深厚的地方,到哪怕都讲我是驻马店人。在郑州上了高中,1985年到清华大学读本科,在清华我提前一年毕业,四年以后,本来要走上工作岗位,后来决定出国留学。90-95年在霍普金斯大学,在美国东岸,生物物理博士学位,两年博士后,97年底去普林斯顿大学做助理教授,一直到我回国,决定回国2006年,在清华建实验室2007年,整整十年到现在。这一路走来,大家觉得我肯定顺风顺水,很顺利,但其实不是这样的。

  我一开始并没有下定决心做学问,决定做学问以后,发现做学问的奥妙又特别感慨,一直这样过来。而因为我来自小地方,很多机会一开始并没有,最后一点一点还是通过自己的努力吧,把机会得到了。所以特别有感触。

  作为的总结,我想说,你只要好好走你的路走下去,总会能达到你的目标,我是相信这一点的,所以一会也想跟我们几位同学再多说几句,包括现在在我的实验室里,包括现在在清华面对清华的学生,我都会这样叮嘱他们,你自己心里想的,你信仰的东西,远远重要于外界别人对于你的看法和整个社会上的舆论,和走向,这是十分关键的,所以我的学生里边,我也多次说过,有一位叫做柴季杰的,大连轻工业学院学造纸的,曾经他走的路十分崎岖,但是他现在是一个核心有名的国际大家,结构生物学家,我用他的例子给大学、中学、小学学生讲,你们只要自己不放弃自己的想法,你只要坚持下去,一定会达到你的目的,肯定会的。很多人很遗憾放弃了,我唯一最大的感触是一直是坚持者在现在,现在还有一个梦想直到现在,也是奔着梦想而去的。谢谢大家!今日十分高兴请来了五位同学,都是经过层层选拔优秀学生代表,他们都是有问题的同学,当然问题是好的问题,相信一会有展示的机会,现在请你们一一跟大家做一个介绍。

  于涵:大家好,我来自北京十二中的于涵,我的兴趣爱好比较多,比较重要的一共三个,第一很喜欢英语,从三岁一开始被父母逼着,后来特别喜欢英语。第二点我十分热爱武术,曾经在初二的时候,获得过北京市剑术第一名。第三是十分喜欢生物,在高一的时候参加过学校的生物竞赛,了解过生物的实验基础,做过解剖蛔虫实验。今日高中知识,中心法则里面,包括DNA复制、转录三个部分,想听听剪切部分。

  王语同:大家好,我是王语同,从一起作业推选上来的。我个人喜欢美术,关于美术所有东西都特别喜欢,还有关于理科,关于科学的都是都特别喜欢,很荣幸作为一起作业学生代表推选上来。我是工美附中初一四班的学生,应该这里最小的学生。

  李星伦:大家好,我来自北京中学九年级一班的李星伦,我平常爱好不算太多,就是下下围棋,弹弹手风琴。在学习方面,我对理科和科学比较感兴趣,例如物理、化学、生物来者不拒,很荣幸能参加这一次的活动。谢谢!

  路云帆:大家好,我来自北京四中国际校区高三的路云帆,我家里有三位医生,所以我从小对生物和医学有强烈的敬意和爱好,我个人十分喜欢思考一些跟生物有关的问题,从很小的细胞,然后到人类进化的方向和终端,我经常会有一些自己的思考,所以很荣幸今日能够跟施教授一块对话。

  谭子文:大家好,我是来自北京四中高级校区高三谭子文,我也特别喜欢生命科学和生理方面的科学,我对于这个领域里面从不管微观还是宏观上面发生的每一件事情都感到特别震撼和感动,所以能在这里有这个机会和各位老师们对话,我也很荣幸。

  谭子文:我高中同届同学特别喜欢学生物学,很郑重作为大学相关专业选择之一,却被周围的人说,这个找不到工作,放弃吧,别学了,他们因为这个多多少少有一些犹豫,您对这个现象怎么看,对于这些正在犹豫的同学们,有什么想说的?

  施一公:这个问题正中下怀,我在不同的场合多次被问到这个问题,我反问你一句,你们将来学了生物或者学了任何一门科学,会吃不饱肚子,能够缺衣少穿吗?不会吧。其实我是很简单的一个答复,我再展开说一下自己的想法,我觉得我们是人,我们不是简单的动物,吃饱了喝足了,如果不缺衣少穿,为什么要这么担心少挣几块钱,多挣几块钱呢?我是觉得如果我们最后无论是学习也好,无论是研究也好,还是做什么也好,最后我们主要的着眼点是什么工作挣钱多,什么工作能够生活得更富足,这个至少对年轻人来讲,是太不可思议的狭窄了。所以我从很小的时候,甚至说到驻马店,我在四年级的时候,那个时候因为没有足够多的食物,没有肉,没有水果,我记得很清楚,四年级的时候,我的小的时候不能叫理想,小时候特别想,可能叫梦想之一,说长大每天吃一个苹果就够了,当时怎么可以想像长大还有汽车开,每天都可以吃到肉,不可思议,即使那个时候,11岁、9岁的时候,小学三四年纪的时候,当然我们那个年代就是很少鼓舞,觉得科学很伟大,觉得科学可以改变社会,可以让中国富强,确确实实潜移默化地决定想要做一点事情,做科学家,做工程师,这也是一种理想。其实就是这种动力,让我们这一代人往前走,不知不觉,这个社会变得“现实”,现实到最后大家在比,没有走入工作岗位之前,在中学、小学之前开始比,将来学什么挣钱多,所以我都50岁了,我也没搞明白,为什么人在中学、在大学都想哪个职业挣钱多去学哪个职业,不是一下开始把自己做价卖了吗?反过来问你的同学、家长,难道我这么贱?

  我对所有选择进入清华生命学院一年级本科生,每年都会给他们讲一次,你们多少人觉得进了清华以后,学生物以后,将来还会为柴米油盐发愁,如果不为的话,为什么不坚持下去,很简单,比较简单回答你的问题的话,我觉得我从来没有被这方面牵着鼻子走,从来不觉得,我有的时候觉得作为一个科学家,作为一个从事专业研究的人,我很自豪的一点,其实不能说挣钱少自豪,但是其实有一点点关系。

  举一个例子,2002年,我被普林斯顿大学晋升为终身正教授,我当年开的车还是两门四杠1.3升的很小的汽车,我的车比夏历稍微便宜一点。但是美国东岸高速公路上,当然我喜欢超速,超速的时候,尤其超过大奔的时候感觉特别好,自豪感油然而生。从小到大从来没有觉得谁的钱多谁的地位高,第一次见到比尔盖茨也没有这么觉得,我很敬佩他,因为他把钱捐给穷人、社会,让社会变得更美好。在我的价值观里,从小到大从来没有把钱和我自己的价值,加上中间一个什么关系,我并不是说不需要钱,也不是说钱是坏东西,但是钱是要拿来做事的,我只要相信我的事情能给社会带来价值,能让我实现自己的价值,为什么管我自己,当然让自己吃饱饭,穿暖衣服,干吗在乎这个,有的时候我不太理解这个社会,不是我不明白,而是世界变化太快了。

  路云帆:很多人说科学研究的本质是精确的推理和观察得来的,但是也有人认为直觉是自然科学当中很重要的一个部分,请问您这么多年的研究当中,您觉得直觉对于您的研究有什么意义呢?

  施一公:你问的问题很精彩,直觉和你的严谨推理究竟哪个更重要?我觉得对于自然科学,包括生物也一样,我觉得其他的学科我怀疑也一样,直觉十分重要,但是直觉来源于什么呢?如果你没有足够的训练科学的素养,我认为直觉是出不来的,我是做结构生物学的,我在六七年之前,有过一个我自己认为很重要的发现,但是现在尚未被科学界认可。我发现谷氨酰胺是一种氨基酸,我们的食物当中最多的跟味精很有关,味精是谷氨酸,谷氨酰胺也可以用来做味精,用来抗酸的,癌细胞的重要机制是不抗酸了,癌细胞是不是就会被酸死了,癌细胞摄取葡萄糖,分解成二氧化碳和水,葡萄糖通过唐糖酵解成丙酮酸,进行循环,变成二氧化碳和水,而癌细胞85%不进第二个环节,糖只有糖酵解步,利用的能量十分有限,大量摄摄取葡萄糖,能量很少,变成丙酮酸,是酸的,进一步变成乳酸,也是酸的,羧癌癌细胞很酸,量癌癌胞附近比正常组织低细胞酸度0.55,因为细胞通过固谷氨酰胺进行酸。

  培养细胞都是需要加固谷氨酰胺为了防止细胞培养过程当中变酸,这是很重要的发现,来自直觉,我讲课的时候,讲不相关的东西,讲胃里面的幽门螺旋杆菌,如何在胃里抗酸,癌细胞抗酸用同样的机理,用氨气+氢离子变成氨根,通过科学实验证明是真的,有这样一个直觉,最后实验验证是真的。完全来源于我对过去幽门螺旋杆菌的了解,对以前生物学代谢途径的一些了解等等,一个严谨的科学训练是所有只觉得基础,我不信石头里会蹦出酸猴子,经过十分多过去训练和知识积累,逐渐由品味、感觉,过去知识理解融会贯通,有一天突然之间思想火花碰撞,突然突发奇想。

  著名物理学家张守成,有一天去朋友的烤肉晚餐,突然想起来(英文)理论怎么推演,马上放下烤鸡肉,告诉朋友回家有点事,赶紧把灵感写出来,出来这个理论,来源于过去知识积累和严谨的思维,这两个不矛盾,不能守株待兔寻找机会。

  施一公:很多人会分享这种感觉,科学研究带来的这种喜悦,很难用任何其他的奖励所代替的。我相信我的学生都会有同感,我每次有一个新的发现、新的突破的时候,我这样告诉我的学生,他们也会这样想,也会这样感受。我们在人类这个历史上,我们是第一个做这样的发现,就是我们留给人类历史,留给这个宇宙的一些印记,留给人类文明史的贡献,所以我们每次有新的突破的时候,这种喜悦是无法用语言形容的,我经常跟同学说,这比中了彩票、中了奖感觉都要好一些,有的时候确实忘记了时间,跟学生们讨论问题,或者看自己的结构的时候,看我做这一行研究的时候。

  李星伦:关于现在比较高精尖的生物圈子,或者关于您的研究上,有没有关于有一些新的关于生命科学的方法,可以针对现在比较难治疗的疾病,例如艾滋病之类的。

  施一公:就是通过我的研究,有一些新方法或者手段出现,对于人类比较困难的疾病,产生新的疗法。因为这是生命科学的对话,有的时候自己挺感慨的,生命科学多么博大精深。作为一个人,不完全了解人体的功能。我两周之前在清华听一个讲座,这个讲座是哈佛癌症研究中心麦尔森讲,人的直肠癌拿出来培养,发现直肠癌里边有一种肠道微生菌,把直肠癌转移到其他部位的癌,拿出来测序,还是有肠道细菌,可以培养出活的细菌来,他更加惊讶,他怀疑细菌在癌细胞里面共生,或者在癌细胞表面搭便车,怎么办?把细菌去掉,把直肠癌拿出来一块,到小鼠的皮下培养,很快长大,切出一小块,植入下一个小鼠,再切下来植入下一个小鼠,纯化了四次,第四只小鼠,培养出了细菌,测序发现同样的细菌DNA在里面,到那个时候确信这个细菌一定和癌细胞有某种关系,如果这样的话,有没有可能用抗菌素,让癌细胞长不大,果然小鼠的直肠癌长不大了。是不是再过几年,可以用特定的抗生素来抗癌呢?不但直肠癌,肝癌同样有肠道的微生物在里面,包括其他的细菌。到现在为止,我们对于肠道微生菌和癌症发生的关系没有搞明白,但是这样一个发现,整个医学到微生物学到癌症生物学,都有新的想法,可能出现新的疗法。

  二恶因剪接,看到精细原子分别率,有新的物质发现,来自小分子 ,有这样的营养添加剂,让你吃这个东西,据说可以抗癌,有各种健康保健作用,人类到现在为止不知道这个东西在哪起作用。剪接体结构发现,蛋白和RNA在核心界面上,这个小分子不在,剪接现象可能没法往下走,这个现象尚未研究下去,我们预测也许这样的小分子真和生物做剪接一个必须的小分子。可以想像,既可以加上它带来对健康有用的东西,也可能做抑制剂,也可能在癌细胞和其他的致病细胞里起到作用。我们在不断地有新的发现,这种最基础的科学研究,生物学研究,会不断地给制药和医学提供新的靶点和新的希望。

  王语同:光要照植物才能成长,为什么只有光照到植物上植物才能成长,如果灯光里面的光能不能让植物生长?还有光里的养分怎么进入植物里的?

  施一公:你的问题很多可以查十万个为什么得到解答,植物有气孔,植物叶子表面,有通道可以让氧气气体进去,除了太阳光之外,很多来自灯泡的光也可以让植物省长,就是光合作用。问题延伸一点问的话,你的问题十分好,它是一个哲学问题。大家想一想,为什么在世界上现在了可见光,或者这样一个光的波段,让光合作用去产生,让植物生长,这是一个十分好的问题,所谓光就是电磁波。

  这个世界很有意思,这也是科学的神秒之处,所谓电磁波就是电磁波,电磁波不容易解释。电和磁连在一起,我们打电话叫手机接收的是电磁波,我们听收音机,收音机是电磁波,我们用的微波炉是电磁波,我们看东西,看见的,视觉看到的前是电磁波,很短的波段,叫可见光区,可能知道,可能不知道,例如X射线,做透视,在医学上也是电磁波,唯一的区别,波长不一样,十分短的电磁波,像射线,可以到10的-10次方米,十纳米一下都是X射线,几十纳米以后叫紫外,390纳米都是紫外,远、中、近紫外,可见光390-700纳米,人可以看到,大于700纳米叫红外,看不到,红外之外还有微波,到分米到十米都叫微波,还有短、中、长波,几十公里都叫长波,也是电磁波的一种。为什么长波不能被植物接受、X射线不能被植物接受做光合作用,而是选择可见光做光合作用。原因是因为所有的可见光波在被我们的人体或者植物接收的时候,用的都是一定有一个接收体,光子一个一个过来,我们叫做波粒二象性,光子过来以后,如果穿透的话就没有作用了,光子要被一个化学集团接收,

  例如在植物里面,就是各种这接收阳光里的光波的光子的叶绿素,叶绿素里面的包括很多补光蛋白里面的红萝卜素等等,都可以接受这些光子。我们的眼睛里面叫(英文),是一个蛋白,蛋白里面有像胡萝卜素一样接收光子的东西,就是有机的集团。可以被激发,高能态,引起构象变化,最后变成视觉,变化化学性,或者变成化学能,最后变成光合作用,可以合成葡萄糖。

  我讲的已经有点已经超过了小同学能够理解的范围,但是你要再想远一点的话,问所有在座的观众,包括你们也让大家都想一想,我虽然多少揭示了一下,为什么植物和人都是特别的倾向于可见光波段,但是你们想一想,为什么人不能够接收可见光波之外的光波,或者有没有这种可能,这是十分有意思的科学问题,你们可能没有这样想过,其实我想了好几年尚未想明白。其实大家可以想一想,这是十分有意思的科学问题。我前几天在麻省理工和耶鲁大学,都在和那边的教授探讨,人为什么不能接收微波、电磁波,例如收音机的波段,不要觉得我在简单地引申这个问题,打电话有的时候担心耳朵受损伤,用耳机,为什么担心,有科学证据吗?买房子为什么怕有高压线,并不是怕高压线,并不能触电,大家潜移默化担心电磁波辐射,其实人类进化过程当中,不知道经历怎么样的电磁场,不知道电磁场怎么影响进化,这是十分有意思的科学性问题。我怀疑无论人还是其他生物可以接收其他电磁波段的但是我们不知道是什么波段,不知道是什么在接收,只要找到一个能接收的分子,就可以,只要这个分子接收波长,可以激发。这种想问题的方式,经过比较多的科学性批判思维之后可以想这样问题,这是中规中矩的科学问题。

  于涵:剪切体的三维结构,我前段时间在网络方面看了,没有看懂,像我们这样的中学生和普通的老百姓,更关心RNA剪切异常导致什么疾病,您的研究成果怎么样帮助人类预防这样疾病?

  施一公:于涵,早些时候说生物教科书讲的中心法则只有两步,或者只有三步,第一步DNA复制,遗传物质因为通过复制,细胞可以分裂,父代传给子代,DNA到RNA,转录,第三步RNA到蛋白质,执行生命功能,现在在座能讲话,表达观点,能够运动,能够做手势等等,这些功能归根到底都是蛋白质在执行。蛋白质来源是来自遗传物质,DNA变到蛋白质,除了自身复制,只有两步,第一步转录,第二步是翻译。这是对的。世界上所有生物都是这样。高等生物,酿酒酵母单细胞都认为是高等生物,因为有细胞核,细菌是低等生物,因为只有核区,没有严格意义上的细胞核。高等生物,包括酵母在内,都是多了一步,转录之后,蛋白质翻译之前,多了一步,从遗传物质转录出来的RNA不能用,凡是能够反映成蛋白质的那些区域,被一个一个搁断了,并不是垃圾,被另外一些序列搁断了,那些序列并不含有蛋白序列,要把这些序列找出来,切出来,然后把有蛋白序列的那些RNA接在一起,这个过程叫剪接。这样一讲,想象剪接特别复杂,第一步转录从DNA到前体腺RNA,一对一关系,蛋白质翻译也很简单,成熟的RNA每三个剪接,对应一个蛋白质的氨基酸,这是线性关系,中间不是线性关系。例如里面20个片段含有蛋白质信息,每两个有一段不含有蛋白质的信息,不含蛋白质信息叫做内含子,19个东西都拿掉就难了,外显子和内含子交接的地方,要找好,还要切掉,这是十分难的,三维寻找和化学反应,可以想象,我们有一维的DNA的转录,有一维的蛋白质的翻译,但中间一步间接是三维很复杂,所以需要有剪接体执行,调控很复杂,不要说你看不懂,就是学生物的,如果不是小同行,很难看懂。

  因为问到和人类疾病什么关系,因为剪接过程十分复杂,复杂到什么程度?剪接体不是一个大的复合污,不像核糖体,不像RNA,不像RNA聚合酶一样。人类遗传病大约35%因为剪接异常造成的,大约1/3的人类遗传病跟剪接有关,换句话说,如果哪一天,把剪接整个过程的机理完全搞明白了,是不是对1/3的人类遗传病是不是有一些有可能疗效,或者有可能的药物治疗,我认为是对的。

  我这次刚刚从美国出来,冷泉港RNA40周年,一个科学家讲了一个十分振奋的例子,肌肉萎缩的遗传病,染色体隐性遗传,孩子出生如果没有治疗,两岁之内就夭折了,十分悲惨,我看着录像,孩子出生以后一岁还不会自己翻身,手抬不起来,因为肌肉在萎缩。有一个外显子,一个碱基突变没有包含在里面就错过去了,错过去了以后,蛋白就缩短了,蛋白没有功能,细胞膜和细胞骨架连不起来,最后产生了肌肉的萎缩,根本没有劲,没有用力的可能性。既然一个剪接突变,造成外显子不被包含进去,能不能想一个办法,让外显子包含进去,做了一个十分简单的药,内含子一段RNA序列能够配对,正好能让这个完全被跳过去的外显子重新包含进去,去年被美国食品药品检验局批准,十分贵,60万美元一年,所有服了药可以比较正常发育,不是完全正常,他们跟踪发现,在五六年之前开始用临床试验的药的孩子,居然现在可以开始走路了,不可思议。通过剪接现象基础研究,发现问题,发现疾病来源,除了药。这是第一个FDA批准的药。后面机理有很多,没有搞清楚,我说的35%,绝大部分,虽然知道跟剪接有关,怎么跟剪接有关,不清楚。这个现象是中心法则一部分,因为是涉及到蛋白质执行生命功能一部分,将来搞清楚,对医学和制药会有大的影响。

  施一公:在波士顿地区,CSO首席科学家,著名教授,美国科学院教授,很伟大的科学家,做了突出贡献,在整个剪接发现过程中,决定自己全力以赴通过基础研究发现来制药,现在也是少见的从大学辞职,今年实验室关掉,24年在大学做教授以后,把实验室关掉,决定全身心地投入制药的研发,在今年入选美国科学院院士。在座可能有媒体,可能也有其他的对生命科学感兴趣的同学,尤其是对制药,我在清华总是对我们的清华本科生讲,不要急功近利,不要太着急。我经常会遇到这样的学生,给我写信,因为我的亲人得了癌症,或者得了什么病,我一定要去做制药研究,甚至我有的同学在清华跟我说,不想学习了,想赶紧去制药公司,其实对我来讲,这也是另外一种急功近利。

  前沿最尖端的制药研究实际上完全来自于大学创新、研究所创新,我们的基础研究,就是基础研究创新,基础研究的发现推动整个世界的发展,这是根本的,大家有的时候会特别重视应用研究或者简单的最后一步,但是不要忘了所有的前提都是基础,像盖大楼,地基打不深,楼一定盖不高一样,完全一样的道理,作为一线的基础研究的科学家,我在1997年去普林斯顿大学做助理教授的时候,从来没有想过,与制药公司有关系,就是做基础研究的科学家,没有想到我们的发现做2000年一篇自然的文章,第一制药公司打电话,从那以后一点一点打到现在,自己的独立科学生涯做了20年,我的品味是,如果做基础研究在生命科学,反而更加可以对制药产生更加深远的重大的影响,所以过去20年间,我也从事了对一些跨国大的制药公司进行咨询,指导他们进行制药等等。其实也是想告诉同学们,其实基础研究做好了以后,再来制药,再参与医学和制药的研发也好等等也好,效果可能更加显著,而不是急急忙忙先去,因为当时没有把基础打好,去做药。可能只能做边角细碎的工作,反而担当不了重任。

  未来论坛工作组从网友那边挑选了一些问题,并且投放在大屏幕上,首先请未来论坛青年理事毕燕超,代表网友提问。

  毕燕超:施一公教授,请问您做脑科学的研究,正常人类的大脑开发了全部的百分之几?当人类大脑开发到百分之百,人类将会与原来有什么改变?人怎么样才能开发自己的大脑?

  施一公:首先我要有一个申明,因为我是做结构生物学,不是做脑科学的,但我还是要回答,但是我的回答肯定是业余版本,大家乐一乐就行了。我做这个研究领域有一个是细胞凋亡,因为孩子出生以后,脑细胞神经元数达到最高,然后不断地凋亡。我听说过一些数字,不知道真假,我自己没有验证过,人到最后只用了自己的记忆功能10%左右,不知道这些数字怎么样算出来的。通过你这个问题,我想引申一下。还是批判性的思维,挑战在场的观众,其实我尚未看高,但是我听说江苏卫视有一个有名的节目叫做《最强大脑》,有些人有类似极强的特异功能的能力,五百杯水中看出来有一杯他看过的,有一个小伙子正常IQ并不高,但是可以做多位数的乘法。大家有没有想过这种能力哪来的?为什么人的大脑在出生以后,最后会有今日这样十分定式的发展。

  从我们出生之日起,甚至我们没有出生的时候,父母做胎教,让我们听音乐,认为好听音乐是一种艺术,耳濡,觉得孩子能听到。出生以后,让学龄前儿童学知识,入学以后按照定式学习书本上的知识,你们都在学。你们有没有这种感觉我不知道,在学习这些接受前人所有知识、技能的同时,也让大家不断地适应这些知识,按照这些知识教给你的规律去思维,再失去另外一些东西,总是有得有失。失去另外一些自然的东西,当然不是用尽费退,大脑功能十分发达,因为小学、中学、大学知识体系,从牛顿到爱因斯坦,达尔文到摩尔根,整个知识体系是这样下来的,按照这个知识体系往前发展,你所谓的创新是知识体系内的创新,知识体系稍微出来一点就不错的创新,很难跨越一个知识体系进入另外一个东西,什么是另外的东西,我不知道。

  人类对电磁波的感受一样,人类所有东西都通过大脑,才认为我们理解了。难道我们看不到的东西就不存在吗?未必。所以这里面究竟有多少,我显然没法回答网友的问题。网友提的问题十分精彩,能够通过代表中国人的智慧,很精彩。

  施一公:现在教育模式成绩是巨大的,首先肯定一下。我相信大家都同意这一点,中国学生经过中学、小学培养以后,竞争力十分强,什么竞争力强,就是考试。我觉得我们中国的中学生的平均水平在高三毕业以后,在世界上,我怀疑肯定是前列,当然这里面不好说。

  经常下面大家会谈到一些,我们菜市场的大妈、大爷,卖菜的,你给他算几斤几两,价格一乘,他的脑子就像计算机一样,美国超级商场大妈按计算机还按错 ,中国人多聪明。我们的教堂如此严谨,如此发达和先进,使得我们的学生中学毕业以后平均水平十分高,大学毕业的时候平均水平也十分高。大家有的时候很纳闷,为什么都这样了,中国的科学技术尚未领先于世界,中国的基础研究尚未领先于世界。十分简单的道理在里面,不是我第一个提出来这个理论,我认为是事实,我认为是相信这一点,就是均值和方差的关系。

  我们中国人因为教育模式比较单一,从考试无论是怎么样,我们希望学生既不能太超前,也不能太落后,所以我们的均值十分高,但是方差很小,这反映在我们的大学教育、中学教育、小学教育,当然也有个别掉队的。总体来说均值很高,方差很小。美国的学校恰好不是这样的,他们是均值并不是很高,但是方差十分大。有的时候我在比较,例如比较清华大学和麻省理工。我个人认为,如果按照学生毕业生的平均水平,我怀疑我们本科生考试能力都超过MIT。如果每个学科本科生毕业的时候,比每个学科前五名,无论计算机、化学、生物、物理还是数学,我骇异我们不占优势。我们的方差太小,均值十分高。我甚至几年前都认为,可能清华生命学院的平均毕业生,无论本科生还是博士生,可能已经很超前了,但是也有这个问题,跟我们的教育模式有关,我们太喜欢管,太喜欢按计划,太喜欢给一个框子框着学生。

  怎么解决这个问题,我也很踌躇、犹豫,对于一个社会来讲,经常对个体好的事情,对整体不好的,人通过细胞凋亡除去,整体才能健康,对于社会来讲,对于一个大群体,对于一个革命来讲,整体和个体存在十分大的矛盾,再往下讲变成哲学一些观点了。相信你们都理解我在讲说明。

  简单一点讲公平和卓越是矛盾两个方面,过分强调公平会损害卓越,但是必须要强调公平,怎么样在我们国家再教育体系下,例如像我,我十分支持高考,高考是唯一让农村孩子、家境贫寒孩子,在扇区的孩子,摆脱自己世世代代的出入,没有高考,就没有现在一匹十分优秀的,无论是科学家、企业家还是社会精英从农村走出来。但是高考一考定终身,大家意见很大。

  现在改革效果,不去评价,因为这是教育问题,有些前沿省份开始分科,不选的科不去学了,进了大学以后,那些科的基础知识很差,这里面十分难做的。在一个社会在受教育机会比较少的情况下,人口比较众多,又受十分浓厚的东方文化影响,怎么样鼓励创新是一个社会性问题,不是一两个人、一个部门能解决的,需要一个社会的思考和整个文化的改变才能够实现。

  毕燕超:刚才施老师从各个问题都能以生物的例子回答和阐释,抛开您的研究领域,您最感兴趣的问题是什么?

  施一公:除了生物,我的爱好是天文、天体物理,天体物理最后研究的也是物质结构,我这个人爱刨根究源,很多问题都是根源,都是物质结构,因为结构决定功能,我很想知道什么样结构优这样的想法,最后我认为都可以用物质结构解释,如果问我的领域之外的兴趣是天体物理,结构物理之外的研究,实验室已经开始了,国内也讲过,我很想了解地球上的生物体除了可见光波段可以检测,还有哪些波段可以检测,怎么检测,我已经在实验室开始做了。

  提问:我是科技日报的记者,今日想问一个老百姓的问题,不问记者的专业问题,您刚才回答中学生提问的时候,揭示了很长一段电磁波,人们对电磁波莫名恐惧,转基因的恐惧是不是跟电磁波类似,我们并不清楚,但是我们就是恐惧?

  施一公:这个问题问的十分敏感,我还是先有一个声明,因为我不是植物学家,我的问题都是业余回答。我对科学笃信无疑,我相信植物学家能给出完美答案,我们做转基因研究的,从农科院到科学院的各个植物研究所到农大等等。据我所知,首先社会对转基因的恐惧不需要,无论哪个政府,美国、中国对转基因的作物和转基因的无论是粮食还是作物,还是其他的调控的很严据我所知。我确实看到网络方面有一些对于转基因的恐慌的例子,那些例子没有经过科学证明的,道听途说,有很多。在这不愿意说转基因就什么问题都没有,然后大家每个人都去做转基因,不是这样的。因为转基因长期对环境、对生态、对人、对所有的生物影响,并不完全了解,所以每个国家的政府其实都是很认真地在看这个问题,但是没有必要恐惧。我们应该相信我们的科学家,我觉得最后转基因问题上的发言权,我觉得应该留给科学家,科学家会给政府做正确的建言献策,相信中国的科学家这方面很负责任,多听听科学家的声音,真正懂得转基因的科学家,无论给政府建言献策,还是带领媒体,对转基因问题做出权威解答,是正确的。我是业余解答。

  提问:我是北京四中高级校区高二刘家圆,生命科学和其他科学有什么不同呢?要想成为一名优秀的生物学家应该具备什么样的品质?

  施一公:这个问题十分大,有什么不同可以回答半个小时,具备什么品质可以回答一个小时。生命科学和其他科学很不一样,这是我个人的观点,供大家批评。数学和物理是方法,数学抽象思维,物理物质道理,如果极端一点讲,也是刺激一下大家,激励一下大家,我认为世界上自然科学研究的方法主要有两种,就是数学和物理,在座的人会较真,计算机呢,是数学和物理,化学呢?是物理的极致。物理有量子物理,可以解释几乎所有的东西,化学反应不过是量子物理的一个变异,当然有数学方法,计算机方法,生物学没有方法。生物学是一个大领域,例如做生物的所有实验,例如用做基因组学研究,用测序,测序技术,是物理技术,是仪器,做PCR化学反应,测各种,无论是生物还是什么,它是十分庞大的领域,在我的世界里,在我比较粗浅的理解里,数学、物理、化学、计算机,很多是方法,当然也有它的研究领域,方法的研究领域,而生物是一个巨大的海棉,物理进来产生生物物理,化学、数学进来产生生物化学、生物数学以及生物学组学、数学信息学,生物对所有基础的自然科学方法都有巨大影响。

  科学周刊125个科学问题,超过一半是生命科学范围问题,数学、物理、化学、天文地理是另外一半,确实是这样,是一个领域。怎么样成为好的生物学家还是科学家,前面做铺垫的话,很容易。学好任何一门知识,或者有任何好的技能,都可以成为好的生物学家。

  70年代的分子生物学革命,因为物理学家进来引起的,80年代、90年代的生物数学、组学革命,主要是计算机和数学进来的,材料科学、工程科学进入生命科学,正在引发下一轮革命,对生命本质建设不断地发生,一浪高过一浪往前发展,学好数理化走遍天下都不怕,但是最重要应用在生命科学上。

  提问:我需要具备什么能力,在生命科学领域像您一样有所发展?

  施一公:我在河南省的时候生物比较差,数学物理还不错,化学比较一般,我最骄傲的是数学和物理,选择专业的时候,可以参考,人的兴趣可以培养,我和很多科学家朋友不太一样的地方,也是我相信的地方,所以我能坚持下去,我的生物底子很差,为什么选择学生物,84、85年的时候,确实有老师跟我讲,21世纪是生物化学的世纪,尚未生命科学,那个时候生命科学还是特异功能什么的,我记得省实验中学老师说,将来可能是生物化学的世纪,我当时特别激动,当时我在想,化学合生物一结合,生物化学,是不是将来有生物物理、生物数学、生物计算机、生物工程,当时我没有听说过,都是自己瞎想的,当然现在取了一个名字,都已经产生出来了,我是相信,我们探究未来世界的需要,对于我来讲是一个重要的因素,当然也是因为应试教育的影响,我对科学感兴趣,没有对生物特别热衷,数学特别热衷,没有选择数学系。学生物以后,没有给自己理由,拼命地想学好,因为没有打好基础,兴趣不足,造成很多困难,我在清华在我的生物系同学里比较差的。出国的时候,包括到国外,我的生物成绩也是比较差的,我90、91年的时候,生物学成绩经常勉强及格,为了拿到奖学金,只好去数学物理系选几门课拿满分,生物的60提上来,直到后来才一点一点出感觉,我后来到博士三年级、四年级的时候,出了一点感觉,才发觉原来生物这么回事。当时没有人告诉我生物是一个领域,数学是一个方法,如果知道这个区别的话,我会更快一点,我老想拿数理思维想生物学问题,不完全是这样的,所以我走了不少弯路。

  我直到博士四年级以后,才对生物产生浓厚兴趣,才坚持下来,一旦有兴趣以后,加上我认为生命科学确实是很伟大、很了不起,一发而不可收拾,现在回都回不去了。