本刊記者 曹雪琴
專家簡介:
湯超,北京大學(xué)講席教授,“千人計劃”(高校和科研機構(gòu)創(chuàng)新)第五批入選者。1978年3月-1981年7月,中國科技大學(xué),在近代力學(xué)系學(xué)習(xí);1981年9月-1986年8月,芝加哥大學(xué),物理學(xué)博士;1986年9月-1988年8月,布魯克海文國家實驗室博士后;1988年9月-1991年10月,加州大學(xué)圣塔巴巴拉分校理論物理研究所博士后;1991年10月-2005年3月,NEC美國普林斯頓研究所研究員、資深研究員;2005年3月-2011年9月,加州大學(xué)舊金山分校生物工程與治療科學(xué)系、生物化學(xué)與生物物理系、定量生物科學(xué)研究所教授;2011年9月-至今,北京大學(xué)講席教授。在統(tǒng)計物理、凝聚態(tài)物理、非線性科學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)等領(lǐng)域開展了許多開創(chuàng)性工作,近年來著力用物理學(xué)思想及方法研究生物問題,在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、細(xì)胞周期、生物調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等方面取得重大進展。發(fā)表文章80余篇,被引用上萬次。
1987年提出自組織臨界現(xiàn)象的概念及理論,在非平衡與復(fù)雜系統(tǒng)方面開創(chuàng)了一個新領(lǐng)域。
1996年將統(tǒng)計物理思想引入蛋白質(zhì)折疊理論,提出可設(shè)計性原理;
2004年將非線性科學(xué)的理論應(yīng)用到生物網(wǎng)絡(luò)控制研究,提出了生物系統(tǒng)穩(wěn)定性的理論解釋;
2006年利用系統(tǒng)生物學(xué)的方法研究生物網(wǎng)絡(luò)功能模塊,發(fā)現(xiàn)生物功能對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)存在強限制。
2009年用理論與計算的方法研究生化適應(yīng)性網(wǎng)絡(luò),找出了其中具有普適性的設(shè)計原理。學(xué)術(shù)任職:
2005年,世界頂尖的生物醫(yī)學(xué)研究機構(gòu)——加州大學(xué)舊金山分校終身正教授,領(lǐng)導(dǎo)推動定量學(xué)科與生命科學(xué)的交叉。
2001年,受李政道先生邀請,創(chuàng)立北京大學(xué)理論生物學(xué)中心,領(lǐng)導(dǎo)推動定量學(xué)科與生物的交叉。
2003年, 獲國家海外杰出青年、長江講座教授。
2011年,千人計劃全職回國。在北京大學(xué)理論生物學(xué)中心基礎(chǔ)上,發(fā)展成立北京大學(xué)定量生物學(xué)中心。
2011年,擔(dān)任北京大學(xué)生命科學(xué)委員會主任;協(xié)助北京大學(xué)生命科學(xué)相關(guān)學(xué)科建設(shè)與發(fā)展,推動協(xié)調(diào)與醫(yī)學(xué)的交叉合作。
2011年,協(xié)助設(shè)立北京大學(xué)生命科學(xué)研究與人才培養(yǎng)改革試點,組建北京大學(xué)-清華大學(xué)生命科學(xué)聯(lián)合中心,擔(dān)任中心學(xué)術(shù)委員會主任。致力提升兩校生命科學(xué)研究實力和人才培養(yǎng)水平,帶動中國生命科學(xué)發(fā)展。搭建北京大學(xué)蛋白質(zhì)平臺公共設(shè)施,任平臺牽頭負(fù)責(zé)人之一。
2012年,創(chuàng)辦前沿領(lǐng)域期刊《Quantitative Biology》,任共同主編。
上世紀(jì)80年代初,中國沒有雅思,也沒有托福。盡管中國已經(jīng)開始打開國門,步入改革開放的新時代,正式渠道的缺乏,還是使留學(xué)成為中國學(xué)生眼中的奢侈品。1980年,李政道借助自己的聲望,在中美之間著力溝通,正式主持中美聯(lián)合招考赴美國留學(xué)物理研究生項目(簡稱CUSPEA),希望為祖國的物理學(xué)人才走向國際前沿貢獻力量。這個項目,前后輸送出近千名留學(xué)生,其中,不少都成為棟梁之材。而該項目第一批留學(xué)生中,便有一位崇尚自由、揮灑如風(fēng)的學(xué)者,他就是現(xiàn)任北京大學(xué)定量生物學(xué)中心主任的湯超。
一千個人心目中有一千個哈姆雷特。就像“文革”,經(jīng)歷它時,湯超不過是一個孩子。對一個小孩子來說,外面的世界并沒有太大的概念,他所能感受到的也是孩子的自由。誠如他記憶中所呈現(xiàn)的:課少、沒有家庭作業(yè)、家長老師不再特別嚴(yán)格地管制、成天在外面玩兒。彼時,湯超最富有的,便是時間與自由。
“那時的我基本是非興趣不讀書。記得我們家剩下不多的書里就有幾本《十萬個為什么》,我尤其對其中講述物理的部分感興趣。再加上中學(xué)時代有位優(yōu)秀的物理老師,他的引導(dǎo)也讓我覺得物理很有意思。到1977年高考時,我就想上中國科技大學(xué)的物理系?!睖f。然而現(xiàn)實并不盡如人意,那一年,中國科技大學(xué)的物理系、近代物理系、地球物理系均不在江西招生。他最終選擇了中國科技大學(xué)力學(xué)系。從入學(xué)到1981年離開科大,湯超表現(xiàn)的并不那么“安分”,而科大開通、自由的學(xué)風(fēng)也“縱容”了他的執(zhí)著。在科大的三年半中,他常常跑到物理系去旁聽,反而力學(xué)系的課有時會缺席。這種“不務(wù)正業(yè)”不僅沒有讓他在力學(xué)專業(yè)上落后,還為他積累了良好的物理學(xué)基礎(chǔ),使他在隨后順利通過了CUSPEA考試,進入芝加哥大學(xué)攻讀物理學(xué)博士學(xué)位,主攻統(tǒng)計物理。1986年獲得博士學(xué)位后,他曾先后于美國布魯克海文國家實驗室及加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校理論物理研究所開展統(tǒng)計物理學(xué)研究。直到1991年任職于NEC普林斯頓研究所后,他的研究視野發(fā)生了轉(zhuǎn)移。
“那是日本電氣公司(NEC)在普林斯頓設(shè)置的一個研究所,主要做基礎(chǔ)研究。NEC開設(shè)該研究所的目的是想仿照美國貝爾實驗室,聚集一些優(yōu)秀的物理學(xué)家和計算機學(xué)家,做一些交叉學(xué)科方面的東西。在那兒,沒有外面申請項目經(jīng)費的壓力,也不用教書,各方面的壓力都比較小,要做什么完全是憑借自己的興趣,很自由?!逼鋵崳趤碓撗芯克?,他所提出的自組織臨界現(xiàn)象的概念及理論已經(jīng)在1987年發(fā)表,其相關(guān)論文被引用幾千次,被學(xué)術(shù)界視為開創(chuàng)了一個新領(lǐng)域。而此時,自由之風(fēng)再次激揚起了他心中的斗志,打算做些新的東西了?!爱?dāng)時,已經(jīng)有一些物理學(xué)家開始就生物問題展開研究,其中也包括我的同事。在他們的影響下,我接觸了一些生物問題,覺得特別好玩兒。于是,開始找題目、參加別人的組會、看生物文獻,足足摸索了半年,就是想找到研究的感覺?!睕]有想到,“踏破鐵鞋無覓處,得來全不費工夫”,湯超大半年覓而不得,卻被一次偶然的學(xué)術(shù)報告擊中了心弦。那是斯坦福大學(xué)一位研究超導(dǎo)物理的教授,他所講述的內(nèi)容是蛋白質(zhì)折疊,而聽在湯超耳中,這個問題便被轉(zhuǎn)化成了統(tǒng)計物理折疊的問題。之后,他聯(lián)合兩位志同道合的伙伴,開始了蛋白質(zhì)折疊研究。
在一個物理學(xué)家云集的研究所里做生物研究,湯超他們的路其實不大好走。因為周圍沒有什么生物學(xué)家或者生物化學(xué)家,他們無法得到更多的幫助,只能努力學(xué)習(xí),增加自己在生物學(xué)方面的素養(yǎng)。只是,這種艱難在一群喜歡挑戰(zhàn)的人身上,卻變成了一種樂趣,“沒有了條條框框的束縛,我們可以完全按照自己的想法去做,不必受到既成思路的影響。這是我們的優(yōu)勢?!边@種探索,是他真正步入交叉學(xué)科的開始,從此,一發(fā)不可收拾。1996年,他提出了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)可設(shè)計性概念,這一發(fā)現(xiàn)在美國《科學(xué)》雜志得以發(fā)表,并同期配發(fā)了評論性文章,引起了相關(guān)領(lǐng)域同行的高度關(guān)注;1998年,針對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)可設(shè)計性概念,他又提出了相應(yīng)的理論來輔證,為物理思想與方法定量研究生物問題提供了一個范例。
“一般物理,像凝聚態(tài)物理、粒子物理等,都有其特定的研究對象和物理體系。與之不同的是,統(tǒng)計物理本身是一個方法,沒有固定的研究對象,反而要常常接觸不同學(xué)科的東西,比如此前,我還用統(tǒng)計物理的方法接觸過地震的問題。這就為我后來做交叉學(xué)科打下了一定的基礎(chǔ)?!睖f。在他心目中,興趣是令他產(chǎn)生追求的動力,而在這個過程中不斷積累的“內(nèi)力”又為他不斷追尋興趣點鑄就了后盾。周而復(fù)始之間,無法說孰因孰果,只能說他有意無意之中為自己打造出一條良性循環(huán)的科研“生態(tài)鏈”。
從蛋白質(zhì)折疊“折騰”出名堂來后,時間就邁入了上世紀(jì)90年代末。此時,生物網(wǎng)絡(luò)也隨著新世紀(jì)的切近走入學(xué)術(shù)界的視野。已經(jīng)迷上生物學(xué)的湯超,自然也敏銳地覺察到了這點。與此同時,美國工業(yè)界風(fēng)尚出現(xiàn)了變化,對包括貝爾實驗室在內(nèi)的各研究所的基礎(chǔ)研究投資越來越少,NEC也不例外。再加上對生物學(xué)研究興趣的與日俱增,湯超開始渴望進入一個生物學(xué)家相對比較集中的“圈子”,從中汲取更多的“正能量”。2005年3月,湯超與加州大學(xué)舊金山分校達成共識,正式加盟,希望能夠建立一些生命科學(xué)與定量科學(xué)交叉研究的項目。幾年中,從人員招聘、科研與教學(xué)環(huán)境的建設(shè)到科學(xué)研究與合作、研究中心的創(chuàng)立,他全心投入,忙碌著,也快樂著。直至2011年,他決定全職回國。
湯超自稱這個決定并不是倉促間做出的。早自1990年起,他就開始經(jīng)?;貒_會、作報告、學(xué)術(shù)交流等等。上世紀(jì)90年代末,他遇到了北京大學(xué)一批志同道合的老師,他們的研究方向不一而足,物理、化學(xué)、力學(xué)、統(tǒng)計……但共同點是他們都存在定量科學(xué)研究背景,并且都對生物學(xué)有著濃厚的興趣。這批人一拍即合,決定發(fā)起北京大學(xué)理論生物學(xué)中心。中心正式建立于2001年,在李政道先生的邀請下,湯超出任中心主任。從此,他每年回國兩到三個月,或者更長時間,以便于開展中心建設(shè)。其間,何時全職回國就成了縈繞在他心頭的一個問題?!盎貒?,我曾利用學(xué)術(shù)休假在北大連續(xù)待了半年,參與了北大的學(xué)科建設(shè)和學(xué)校發(fā)展工作,越來越覺得自己很有用。算起來,北大的交叉學(xué)科發(fā)展在國內(nèi)是比較早的,但后來速度并不是特別快。我在這方面也算有些經(jīng)驗,全職回來的話,會對北大交叉學(xué)科的推動更有效。國家和學(xué)校都很重視,年輕人想回國的也越來越多,在這樣一個關(guān)鍵發(fā)展的時期,回來可以做對學(xué)校對社會都有意義的事。美國是發(fā)達國家,就算我做得再好,其實多我一個少我一個都沒什么關(guān)系,但是在中國,這種參與,讓我很有成就感?!泵棵刻峒按耸?,湯超總是念念不忘家人的支持。畢竟,對一個科研人來說,沒有他們的支持,就沒有他在科研上的心無旁騖。
作為理論生物學(xué)中心主任和發(fā)起人,湯超談起中心的科研進展如數(shù)家珍。早期,他們曾把非線性動力學(xué)概念用在生物網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性上,發(fā)現(xiàn)了生物網(wǎng)絡(luò)的魯棒性和穩(wěn)定性。之后,他們又把網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)生物學(xué)的概念用在尋找藥物靶點上,嘗試改革傳統(tǒng)藥物中單靶點的局面,轉(zhuǎn)為多靶點干擾,現(xiàn)已進入實驗階段。在合成生物學(xué)這個新鮮領(lǐng)域,中心也是國內(nèi)較早步入該領(lǐng)域研究的單位。他們曾多次率北大代表隊參加合成生物學(xué)領(lǐng)域的國際性學(xué)術(shù)競賽——國際遺傳工程的機器設(shè)計競賽(IGEM),2007年第一次參賽就拿到了冠軍,并獲得最佳信息處理獎。以此為推動,他們在合成生物學(xué)上取得了有意義的進展。另外一個不得不提的,就是理論生物學(xué)中心對生物功能和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系的研究。該研究由湯超課題組和加州大學(xué)舊金山分校Wendell Lim教授課題組合作,揭示了在生物網(wǎng)絡(luò)層次上如何實現(xiàn)生物適應(yīng)性。該項研究所發(fā)現(xiàn)的規(guī)律性在生物系統(tǒng)中可能具有普適性,有助于加深對于生物系統(tǒng)復(fù)雜性的認(rèn)識。這一研究成果已作為封面文章刊登在國際一流雜志《細(xì)胞》上。《細(xì)胞》雜志專門為此配發(fā)了評論。該論文第一作者為馬文喆博士,他是中心的第一批研究生。在該工作中,馬文喆博士等人在理論上研究了酶調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性問題。通過在理論上窮舉所有可能的簡單調(diào)控網(wǎng)絡(luò),他們首先發(fā)現(xiàn)了不少具有適應(yīng)性的網(wǎng)絡(luò),這一點與生物中的多樣性是一致的。但是在具體分析了這些具有適應(yīng)性的網(wǎng)絡(luò)之后,他們驚奇地發(fā)現(xiàn)所有這些具有適應(yīng)性的網(wǎng)絡(luò)都可以被分為兩大類。首先可以在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上進行分類:第一類網(wǎng)絡(luò)包含兩條符號相反的從輸入到輸出的信號通路(不一致前饋回路);而另一類網(wǎng)絡(luò)不包含前饋回路,卻包含至少一個負(fù)反饋回路。這種結(jié)構(gòu)分類同時也對應(yīng)著網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵節(jié)點不同的功能。在不一致前饋回路中一定要有一個控制節(jié)點對輸入輸出進行成比例的調(diào)控;而在負(fù)反饋回路中一定要有一個進行積分調(diào)控的控制節(jié)點。這項研究表明,在復(fù)雜的生物現(xiàn)象背后很可能存在著普適的規(guī)律性。該研究結(jié)果可以作為參照標(biāo)準(zhǔn)來判斷已知的適應(yīng)性網(wǎng)絡(luò)是否包含了必要的元素,是否完整;也可以用于指導(dǎo)合成生物學(xué)研究來構(gòu)建新的具有適應(yīng)性的網(wǎng)絡(luò)。
理論生物學(xué)中心的發(fā)展得到了來自各界的肯定和贊譽,不僅被評為第一批教育部創(chuàng)新研究團隊,還成為2007年國家自然科學(xué)基金委員會支持的首個“交叉學(xué)科”創(chuàng)新研究群體,2008年,又得到北京市重點學(xué)科建設(shè)對于交叉學(xué)科的支持。現(xiàn)有講席教授1人,長江特聘教授2人,長江講座教授2人,教授6人,特聘研究員1人,副教授4人,博士后2人,博士生45人,碩士生5人,本科生24人。此外,中心還聘請并吸引到一批國內(nèi)與海外的杰出科學(xué)家兼職與定期訪問,形成了一個生物學(xué)研究的交叉學(xué)科研究群體。涉及研究領(lǐng)域目前包括系統(tǒng)生物學(xué)、合成生物學(xué)、計算生物學(xué)、生物信息學(xué)、基因組學(xué)、藥物設(shè)計等。目前,北京大學(xué)理論生物學(xué)中心已經(jīng)更名為定量生物學(xué)中心。成立至今,中心始終堅持著最初的宗旨——利用北京大學(xué)的多學(xué)科優(yōu)勢,集中數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、工學(xué)、生物和信息科學(xué)的研究力量,與國內(nèi)外同行溝通聯(lián)動,采用理論與實驗相結(jié)合的方式,開展并推動定量系統(tǒng)生物學(xué)的研究和人才培養(yǎng)。顯然,它做到了,并且嘗試去做得更好。
自從《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》和《國家中長期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》發(fā)布后,為適應(yīng)建設(shè)創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略目標(biāo),在我國加快建設(shè)世界一流學(xué)科和一流大學(xué)就成為教育界的追求。這一點,北京大學(xué)自然也不例外。2011年,湯超出任北京大學(xué)生命科學(xué)委員會主任,協(xié)調(diào)引導(dǎo)北京大學(xué)生命科學(xué)相關(guān)學(xué)科建設(shè)與發(fā)展。同年4月,他協(xié)助設(shè)立了北京大學(xué)-清華大學(xué)生命科學(xué)聯(lián)合中心,暨北京大學(xué)-清華大學(xué)生命科學(xué)人才培養(yǎng)與科學(xué)研究改革試點,并擔(dān)任中心學(xué)術(shù)委員會主任。
“以卓越的生命科學(xué)基礎(chǔ)研究帶動拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng),建設(shè)國際一流的生命科學(xué)研究與教育中心。同時,通過體制機制改革與創(chuàng)新,為高等教育改革探索可持續(xù)發(fā)展的新模式,為科技體制改革提供可借鑒的經(jīng)驗,為聚集、使用和培養(yǎng)人才提供可推廣的范例。”湯超這樣介紹中心的預(yù)期發(fā)展目標(biāo)。為了實現(xiàn)這一目標(biāo),他認(rèn)為,要從人事管理、科研管理體制、學(xué)生培養(yǎng)等角度進行全方面探索,力求將一流的教學(xué)與一流的科研結(jié)合起來,吸引、留住,并培養(yǎng)出一流的科研人才。
從人事管理上,他們不再設(shè)立永久性職位,堅持國際化、公開化,面對校內(nèi)外、國內(nèi)外,跨領(lǐng)域、高標(biāo)準(zhǔn)地進行招募。經(jīng)過嚴(yán)格的篩選,生命中心如今的PI構(gòu)成充分體現(xiàn)了學(xué)科的融合和交叉,除生命科學(xué)院外,PI還廣泛分布于化學(xué)院、物理學(xué)院、分子醫(yī)學(xué)所、心理系、動態(tài)成像中心、醫(yī)學(xué)部和附屬醫(yī)院。這些人,絕大多數(shù)都有海外教育經(jīng)歷,(曾)獲“千人計劃”6人,“百人計劃”6人,“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘和講座教授17人,國家杰出青年科學(xué)基金資助24人。用湯超的話說,他們之所以采取極其嚴(yán)格的招聘方式,就是要聘用最好的人才?!叭瞬耪衅甘巧行哪壳白钪匾墓ぷ鳎覀冊谶@方面投入了大量的時間和精力。目前已有30多位PI,還有幾位即將到位?!薄霸诳蒲猩?,我們鼓勵PI去申請校外經(jīng)費,但盡量保證他們不必為了經(jīng)費而去做科研。我們希望他們能夠在這個平臺上為了自己的夢想,自由地、深入地、專心地去做有意義的研究。”
同樣的,在人才培養(yǎng)上,生命中心也做出了改革,“我們的招生破除了以往的模式,沒有專業(yè)限定,沒有年齡限制,也沒有考試?!睕]有專業(yè)限定,就是將學(xué)生招收背景擴大到生命科學(xué)之外;沒有年齡限制,也就是說不一定是應(yīng)屆本科生;沒有考試,則意味著新的評價模式?!皩W(xué)生要先寫一個自我介紹,內(nèi)容包括他做過什么,個人的想法和理想等等,并由幾位熟悉他的教授對其能力、科研、學(xué)習(xí)等各方面進行評價推薦。經(jīng)過初選之后,我們有一個專門的委員會對他們進行面試。整個面試過程其實是一個比較自由的交談,會問各種問題,談一下科研、人生觀等,對面試者的能力、興趣、英文水平等進行綜合考察。當(dāng)然,學(xué)生進來之后的課程也是經(jīng)過重新設(shè)計的。這種方式,最主要的就是希望能把學(xué)生從書本和考試中解放出來,讓他們學(xué)會如何去問問題、解決問題,達到我們培養(yǎng)一流創(chuàng)新人才的目的。”
湯超為學(xué)生解答問題
經(jīng)過一年多的努力,生命中心那個“通過平臺創(chuàng)造一種鼓勵創(chuàng)新、自由思考的科研氛圍和文化”的夢想終于初見成效,這一點,在他們的PI雙周午餐會議上可見端倪。自2011年11月起,每隔一周的周四,中心就會組織一個午餐會議,由一位PI為中心PI們介紹個人和實驗室的科研工作及一些成型或不成形的想法。大家一邊吃盒飯,一邊討論。由于他們的學(xué)術(shù)背景各有不同,午餐會上的氣氛格外熱烈,通常是上面的人講完后,下面就會從不同的角度去討論。比如說,如果是一位做基礎(chǔ)研究的人在講述,討論階段可能就會聯(lián)系到設(shè)計藥物靶點和臨床應(yīng)用上;同樣的,如果是一位臨床醫(yī)生在報告,那么下面的人可能會從臨床問題上討論到是否可以從基礎(chǔ)研究上做得更深入?!拔覀兌际窃谧錾茖W(xué),但學(xué)科背景不同,物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)等各種專業(yè)人都有。這樣的交叉和融合有利于創(chuàng)新的產(chǎn)生,而午餐會這種既輕松又熱烈的氛圍,也會讓我們有意想不到的收獲?!钡拇_如湯超所言,這個“午餐會”不僅“吃”出了思想的碰撞,還“吃”出了成立學(xué)術(shù)交流委員會、教學(xué)委員會,以及以何種形式舉辦暑期學(xué)校等和生命中心人才培養(yǎng)與教學(xué)等相關(guān)提案。
緊張有序、平等活潑、自由交流,這樣的氛圍逐漸從午餐會上彌漫到中心上下,帶動了其和諧發(fā)展。與此同時,生命中心還將趁著“鳳凰工程”的東風(fēng),一方面參與到構(gòu)建高起點的開放共享的公共研究平臺建設(shè)中;一方面借助其先進的設(shè)施條件,吸引到不同的優(yōu)秀的科學(xué)家聯(lián)合開展課題研究,加強學(xué)術(shù)交流與合作,在擴大影響力的同時,共同提高生命科學(xué)研究與人才培養(yǎng)水平。湯超更是積極履行著自己的職責(zé),走到哪兒,就將生命中心“帶”到哪兒,推廣著他們的理念。任何改革均非一朝一夕可完成,他只希望能夠通過自己的努力推動交叉學(xué)科的發(fā)展,也推動那個“一流”理想的實現(xiàn)。
“有人說21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì),我認(rèn)為這話只說對了一半。21世紀(jì),應(yīng)該是生命科學(xué)與其他定量科學(xué)交叉融合的世紀(jì)。這樣一個交叉融合會對整個科學(xué)、社會,乃至人類都產(chǎn)生深遠的影響。生物本身固然會因此而使定量化特點更加凸顯,人類對生物的理解也會因此更加深刻。如此,我們對環(huán)境、能源、健康等社會問題也會解決得更好??梢哉f,生物以后會成為一個創(chuàng)新源頭,為各個領(lǐng)域帶來革命性影響?!?/p>
與湯超這段話相映成輝的是,2009年,美國國家研究理事會發(fā)布了題為《21世紀(jì)的新生物學(xué):確保美國領(lǐng)導(dǎo)即將來臨的<生物學(xué)變革>》的報告。報告指出:當(dāng)今的生命科學(xué)研究已處于革命性變化的前夜,新生物學(xué)時代已經(jīng)到來。而國際學(xué)術(shù)界對此的共識便是,21世紀(jì)新生物學(xué)之“新”主要在兩方面:一方面是生物學(xué)內(nèi)部各種分支學(xué)科的重組與融合,另一方面是化學(xué)、物理、信息科學(xué)、材料科學(xué)等眾多非生命學(xué)科與生物學(xué)的緊密交叉與整合?!跋鄬推降膰H政治局面,各國對科學(xué)的重視,尤其中國投入越來越大,再加上生物牽涉面廣,太多未知的東西等待大家去發(fā)現(xiàn)。對于定量生物學(xué)的發(fā)展來說,這是一個振奮人心的時代?!睖@樣定論。
對個人來說,他目前的研究工作主要集中在系統(tǒng)生物學(xué)上。一路走來,他自認(rèn)是個自由派,習(xí)慣于去尋找有意思的問題,而非先去問自己會做什么。他打過一個形象的比方,“不是拿著榔頭去找釘子。是因為看到了那個釘子,才去想我有沒有榔頭,沒有的話或者借一把或者與持有者合作。如果進一步又需要用到扳手了,還是這樣,先想想自己會不會用,不會用的話可以去學(xué)啊,或者還是與別人合作??傊?,我做研究一般是從感興趣的問題出發(fā),所以研究對象總是換,但選擇起來還是有大的原則的,就是能否以定量的思維方法去更徹底地解決。也許看上去不是一個系統(tǒng),但總體看來是一條通路?!痹谶@種研究方法的影響下,無論是個人,還是北京大學(xué)定量生物中心的未來研究,湯超都認(rèn)為很難有定式,某些東西也不是現(xiàn)在就能想到能看到的,他如今能肯定的也只是圍繞定量學(xué)科和生物學(xué)科的交叉融合來發(fā)展。聽上去,充滿了自由的空間。
他看重人才,一方面要花大力氣招攬一流的年輕人加入團隊;另一方面要著重培養(yǎng)交叉學(xué)科的研究生。
與交叉學(xué)科發(fā)展的新相反,國內(nèi)研究生培養(yǎng)大多依然依照傳統(tǒng)學(xué)科的路數(shù)在走。這種背景下,研究生體制設(shè)置、課程設(shè)置、博士點設(shè)置等,均與交叉學(xué)科有沖突。湯超看到了這一點,在北京大學(xué)的支持下,他決定整理總結(jié)多年積累的經(jīng)驗使學(xué)生培養(yǎng)更上一層樓,并希望能夠為國內(nèi)交叉學(xué)科人才的培養(yǎng)提供可借鑒的經(jīng)驗。
“我們最近的招生剛剛結(jié)束,對此也頗有體會。國內(nèi)在對于學(xué)生的培養(yǎng)上思路比較窄,如果是本科生,物理系的學(xué)生怕是很少能感覺到原來還可以去做生物問題;學(xué)生物的也很少會知道原來還可以學(xué)一些定量的課程去換一個角度來看生物問題。他們接觸到前沿學(xué)術(shù)思想的機會并不多,參與交叉學(xué)科的機會就更少,根本不知道還有那么一大片廣闊的天地等待著他們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。21世紀(jì)新生物學(xué)的出現(xiàn),會推動整個社會對交叉型人才的大量需求。所以,培養(yǎng)學(xué)術(shù)交叉型人才,對學(xué)生本身來說是極具好處的,但是目前,絕大多數(shù)本科生并沒有這種意識?!?/p>
“本科時意識不到,報考研究生就會很盲目。比如一個學(xué)物理的學(xué)生,他可能只知道想要報考北大物理學(xué)院,具體想要跟哪位導(dǎo)師,恐怕并不熟悉,也不了解。而且好多地方的錄取制度是即時錄取,即時簽協(xié)議跟哪位導(dǎo)師。這樣一來,就有點‘盲婚啞嫁’的意味了?!?/p>
湯超當(dāng)然不只是說說而已,在北京大學(xué)定量生物學(xué)中心,他就做了相應(yīng)的改變。研究生進門頭一年不定導(dǎo)師,而是選擇三個導(dǎo)師實驗室輪轉(zhuǎn)的形式,通過接觸實驗室,跟隨導(dǎo)師做科研相互了解,一年后導(dǎo)師和學(xué)生之間再進行雙向選擇。而在課程設(shè)置上,以生物專業(yè)為例,他希望在開設(shè)數(shù)學(xué)物理等基礎(chǔ)課程時能選擇有生物學(xué)研究背景的教師來進行實例引導(dǎo),這樣才能引起生物學(xué)專業(yè)學(xué)生對這些課程的重視,開拓學(xué)生的視野。定量生物學(xué)中心的課程設(shè)置便考慮到了這些因素,鑒于中心招收學(xué)生的專業(yè)背景并不相同,每個人的興趣點也不同,中心根據(jù)每個人的特點開展靈活的課程設(shè)置,因材施教,進行個性化教育。由于第一年并不定導(dǎo)師,他們也可以在一起經(jīng)常討論,取長補短?!熬褪且氡M一切辦法,給他們提供更多機會,讓他們感受到學(xué)科發(fā)展的趨勢。”前文所提到的馬文喆博士就是這種改革的受惠者。他畢業(yè)于2007年7月,是該中心正式招收的第一批跨學(xué)科研究生之一。
日常教育之外,他所領(lǐng)導(dǎo)的北京大學(xué)定量生物學(xué)中心還會舉辦一些深入進行交叉學(xué)科研究的活動。2012年7月25-29日,中心就和美國加州大學(xué)舊金山分校的系統(tǒng)與合成生物學(xué)中心合作,成功舉辦了“PKU-UCSF系統(tǒng)與合成生物學(xué)團隊挑戰(zhàn)活動”。湯超希望,能夠在短時間內(nèi)通過團隊內(nèi)外大量的互動交流、頭腦風(fēng)暴,高強度、深層次地挖掘、激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生自身在科研活動中的主動積極性與創(chuàng)造潛力。他認(rèn)為,這樣的經(jīng)驗,除了對中國學(xué)生身上,一些傳統(tǒng)教育方式帶來的習(xí)慣性被動思維方式產(chǎn)生了巨大震動和影響之外,對學(xué)生未來的職業(yè)生涯的影響也可謂深遠。
正因為如此,面對學(xué)生的就業(yè)憂慮,湯超并沒有大家想象的那般悲觀,“根據(jù)我的經(jīng)驗,你只要安下心來去做你喜歡的事,并且做好,總是不乏機會的。”他一直在強調(diào)“喜歡”,認(rèn)為“知之不如好之,好之不如樂之”,只有喜歡了才有可能做出優(yōu)勢,如果僅是為了“混文憑”來找工作,不如不讀研,一來未必真能實現(xiàn)想要的結(jié)果,二來浪費了原本可以更加開心的數(shù)年青春。也許,在更多人看來,他的想法似乎不那么“現(xiàn)實”,他卻扎扎實實地踐行著,所謂“有意栽花花不發(fā),無心插柳柳成蔭”,他用自己的真實在自由的風(fēng)中書寫著純粹的“奮斗”篇。