眾所周知,做基礎(chǔ)科學研究不僅要求創(chuàng)新精神,往往還需要一點運氣。
我是一個幸運的人,早年間我曾和全球諸多偉大的科學家合作,如劍橋大學的John Kendrew先生等。幾十年前,John Kendrew先生重新定義了生命,而我通過化學領(lǐng)域的研究,有幸獲得了與他共同進行科學研究的機會。Francis Crick發(fā)現(xiàn)了DNA的結(jié)構(gòu),1953年,他發(fā)表了很重要的與DNA相關(guān)的論文,正是因為他的卓越貢獻,我們才能夠繼續(xù)這個領(lǐng)域的研究。之后另一位科學家Perutz發(fā)現(xiàn)了第一個蛋白質(zhì)的X射線結(jié)構(gòu)。得益于他的發(fā)現(xiàn),這方面的研究才得以實現(xiàn)突破。我開始獨立做研究時只有二十多歲,非常幸運能夠見證這類重大研究成果的發(fā)現(xiàn)與問世。同時,作為一個年輕科研工作者,我面對的挑戰(zhàn)十分艱巨。沒人告訴我應該怎么做。這種獨立性對于基礎(chǔ)科學研究非常重要。
什么是基礎(chǔ)科學?它是意料之外的、沒有辦法預測的、必須能夠促進未來發(fā)展的研究工作。給大家舉一些生物醫(yī)學的例子。一位劍橋大學的科學家在將近20年的時間內(nèi)得到兩個諾貝爾科學獎,一個關(guān)于單克隆抗體,另一個關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)。這是非常出人意料的。我們經(jīng)常對未來進行五年規(guī)劃,但是不可預測的東西怎么規(guī)劃,這是基礎(chǔ)科學的一個挑戰(zhàn)。一個科學發(fā)現(xiàn)就像中彩票一樣,很難按照計劃進行,也很難預測。但是我們并非什么都做不了,我們也有可以做的,就是我們首先要有一張彩票,如果不止一張就更好了。因此我覺得這是基礎(chǔ)科學最重要的一個原則。
我認為所有國家都需要基礎(chǔ)科學。你可以說,所有學術(shù)都是開放的,可以一個國家做基礎(chǔ)科學,一個國家做轉(zhuǎn)化工作,另一個國家做工程工作。但是為什么我說每一個國家都需要基礎(chǔ)科學?為什么不能像后者那樣?因為我們要教給人們怎么探索未知,不僅是科學的未知,也包括治理的未知、經(jīng)濟領(lǐng)域的未知,在每一個領(lǐng)域我們都需要鼓勵大家去探索未知。這就是基礎(chǔ)科學的價值所在,就是探索未知。
在美國有兩種機構(gòu)進行基礎(chǔ)科學研究。一種是大學的研究機構(gòu),既要做研究又要教學。另外一種研究機構(gòu)就是研究所。研究所可能不會教學,但是學校要兼具研究與教學兩個功能。我們來了解一下美國基礎(chǔ)科學發(fā)展的情況。以醫(yī)學的基礎(chǔ)科學為例,1940年之前,美國的研究科學其實非常少。那個時候其他國家的研究科學比較多,因此他們有很多發(fā)明創(chuàng)造,但不是基礎(chǔ)科學的研究。大概是在1940年之后,出現(xiàn)了快速的變化,美國的基礎(chǔ)科學日益壯大。1971—2010年,美國一個國家獲得的諾貝爾獎比世界其他國家的總和都要多。有一半的諾貝爾獎獲得者是諾貝爾獎獲得者的學生,或者在職業(yè)生涯、研究生涯中曾經(jīng)遇到并且認識諾貝爾獎獲得者。這些人有一個共同特點——有基礎(chǔ)科學思維模式。
接下來我想講一下,對基礎(chǔ)科學方面的投入與諾貝爾獎獲得者的人數(shù)之間存在的關(guān)系。我統(tǒng)計了2015年后每個國家在基礎(chǔ)科學領(lǐng)域的投入金額,包括醫(yī)學在內(nèi)的不同行業(yè)。雖然這不是一個非常準確的數(shù)字,但我們可以看到,在美國,獲得諾貝爾獎的成本大約是每人280億美元。在中國、英國等其他國家,獲得每一個諾貝爾獎的成本要更高。
關(guān)于科研機構(gòu),我以洛克菲勒大學為例,洛克菲勒大學不教本科生,有很充足的科研資金,吸引了頂尖的科研學者,在100多年時間里培養(yǎng)了24名諾貝爾獎得主。劍橋大學的分子生物學醫(yī)學研究委員會,在60多年的時間里培養(yǎng)了28名諾貝爾獎得主。他們都有一些共同點。
首先要有非常充足的研究經(jīng)費支持。一個大約5人的小團隊,研究開支大約在160萬美元左右。相信我,非常偉大的科學家不會在20個人的團隊里工作。組建好團隊后,就可以去做想做的任何研究,最瘋狂的研究??蒲胁灰ε路稿e,如果不做錯又怎么能做對呢。
其次要有競爭壓力。不要對過往的成績沾沾自喜,不要過于在意你的上一篇文章發(fā)表在哪里,大家更關(guān)注的是你的下一篇文章發(fā)表在哪里。
再次沒有太多的官僚制度。任何組織和實驗室都有一定的管理制度,這些管理制度應該避免過于官僚,應該讓科學家更好地鉆研科學,應該讓學生和科學家更多地專注于他們的研究。比如在化學試劑的審批上,科學家應該考慮的是是否需要申請使用這個化學試劑,而不是這個試劑是否昂貴、能否得到領(lǐng)導審批。這對于每一個科學家來說都是非常重要的。
最后要鼓勵年輕人獨立做科研。年輕人充滿了干勁,而偉大的事情都是在人們看不清未來的情況下做成的。我在20歲開始獨立做研究,其實在很大程度上,我早期的研究工作已經(jīng)決定了我獲得諾貝爾獎的研究項目。我們真正應該擔心的是,科學家年紀太大反而會在科研方面變得保守。因此,我們更應該給年輕人獨立性。