鄒承魯:我的科學(xué)之路
發(fā)布時間:2020-05-26 來源: 歷史回眸 點(diǎn)擊:
一、經(jīng)歷
我一生做學(xué)問所遵循的基本原則可以歸納為:努力追求科學(xué)真理,避免追求新聞價值,跟蹤最新發(fā)展前沿,不斷提高水平,勤奮工作,永不自滿。形成這一思想和我在從中學(xué)到研究生時期所有老師的教導(dǎo)密不可分。
我在重慶南開中學(xué)讀書時期,奠定了理科各門以及中英語文的良好基礎(chǔ),這些在西南聯(lián)大學(xué)習(xí)時期都得到鞏固和提高。更重要的是養(yǎng)成自學(xué)習(xí)慣和踏踏實實勤奮工作的學(xué)風(fēng)。中學(xué)時期理科各位老師在教學(xué)和考試中,都著重強(qiáng)調(diào)理解,而不強(qiáng)求死記硬背。對于科學(xué)上的規(guī)律性知識,只有理解了,才是真正掌握了的知識,才能為自己所用。但是,我也不是一概反對背誦,在中學(xué)時期,語文老師都強(qiáng)調(diào)要背誦一些語文名篇。我至今仍能背誦一些古文名篇,如前后出師表,李陵答蘇武書,和不少唐詩宋詞;英文方面的一些名篇如林肯的南北戰(zhàn)爭勝利演說等。背誦這些中英文名著,當(dāng)時是一件苦事,但也不得不承認(rèn),至今對我中英文寫作都有很大的益處。從我大學(xué)畢業(yè)時的論文導(dǎo)師,當(dāng)時西南聯(lián)大化學(xué)系主任楊石先教授那里學(xué)到的是要解決生命的奧秘,最好的途徑是從化學(xué)入手的思想,因而決定了一生從事生物化學(xué)的研究。
大學(xué)畢業(yè)后我有幸考取了公費(fèi)去英國留學(xué),當(dāng)時英國文化委員會方面安排我去伯明翰大學(xué)化學(xué)系從事糖化學(xué)研究。伯明翰大學(xué)化學(xué)系無疑是世界一流的系,系主任Harworth 教授由于在糖化學(xué)方面的貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾獎,但是我的興趣已經(jīng)是生物化學(xué),當(dāng)時生物化學(xué)的熱點(diǎn)是酶的研究。出國前,由王應(yīng)睞教授介紹去劍橋大學(xué)師從Keilin 教授,我去劍橋大學(xué)面試之后被錄取入學(xué)。我做這個選擇可以說完全是慕名。當(dāng)時在生物化學(xué)領(lǐng)域,劍橋大學(xué)是世界上最主要的研究中心之一。入學(xué)之后,劍橋大學(xué)沒有研究生必修課程,研究生直接進(jìn)入課題研究。由于我是化學(xué)系畢業(yè),Keilin 教授給我三個月時間自學(xué)生物化學(xué)和酶學(xué)基礎(chǔ)知識。完成之后,一面旁聽必要的基礎(chǔ)課程,一面開始研究工作。研究生學(xué)習(xí)期間,在Keilin 教授的指導(dǎo)下,我在酶學(xué)方面做出了一些有價值的工作,三年的研究生期間共發(fā)表了七篇研究論文。其中六篇是由我作為單一作者署名的,另一篇是和一位博士后合作完成的。Keilin 教授十分注意鼓勵學(xué)生發(fā)揮自己的創(chuàng)造性,他給了我第一個研究題目,完成后,第一篇論文1949 年在英國Nature 雜志上發(fā)表,他讓我單獨(dú)署名。完成第一項工作后,他鼓勵我自己提出設(shè)想,設(shè)計方案,進(jìn)行研究。我在研究生期間發(fā)表的論文中三篇是導(dǎo)師給的題目,其余是自己提出的設(shè)想,除其中一篇與人合作外,余都是獨(dú)立完成,單獨(dú)署名發(fā)表的。但是在這些單獨(dú)署名的論文中,也同樣浸透了導(dǎo)師的心血。
除研究工作外,更為重要的是從Keilin 教授學(xué)到對待科學(xué)研究工作的態(tài)度,勤奮工作和高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求的工作作風(fēng)。當(dāng)時Keilin 教授已經(jīng)年過六旬,又患有氣喘病,但他每天都準(zhǔn)時到實驗室工作,除指導(dǎo)學(xué)生工作外,還經(jīng)常親自動手做實驗。他的實驗室固定人員很少,主要由研究生和博士后構(gòu)成。他要求我們每隔一定時間給他交一份工作報告。工作報告和論文稿都在星期六上午給他,他看過后一定在星期一早晨還給我們,并提出詳細(xì)意見,表明他周末總是在工作的。他的意見經(jīng)常是詳細(xì)、尖銳和中肯的,這些意見對我一生的科學(xué)研究起了極大的作用。研究論文完成后,哪怕只有一些細(xì)節(jié)問題他認(rèn)為不夠滿意,他也是不會同意發(fā)表的。一篇研究論文無論他署名與否,都要先經(jīng)過老學(xué)生審閱,然后他自己再看過,經(jīng)過多次反復(fù)修改后才最終送出投稿。雖然當(dāng)時有不少人要求Keilin教授寫書,他總是回答說在他身體健康仍能進(jìn)行研究工作時,寫書是浪費(fèi)時間。在我畢業(yè)離校后,Keilin 教授終于在退休后寫了一本書。雖然我畢業(yè)后幾十年來,多次改變研究領(lǐng)域,但始終努力勤奮工作,努力跟蹤最新科學(xué)發(fā)展,不斷提高水平,并努力保持高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求的工作作風(fēng),并以此要求我自己的學(xué)生們。
研究生期間,還應(yīng)該強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)實驗室的傳統(tǒng)和向周圍同學(xué)們學(xué)習(xí)。我入學(xué)之后有幸被分配和師兄E. C. Slater 在同一實驗室工作。Slater 當(dāng)時是研究生最后一年,畢業(yè)后去美國完成博士后學(xué)習(xí),1953 年被Keilin 教授推薦去荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)擔(dān)任生化教授共三十余年,在阿姆斯特丹大學(xué)創(chuàng)建了后來以他的名字命名的國際上知名的研究所,曾擔(dān)任國際生物化學(xué)學(xué)會聯(lián)合會主席,是生物能方面的著名科學(xué)家。在我完成生物化學(xué)和酶學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)后開始研究工作前,他建議我閱讀Keilin
教授實驗室全部生物化學(xué)方面的論文,并詳細(xì)閱讀那些與我自己課題有密切關(guān)系的論文。我用了幾個月時間這樣做了,覺得得益匪淺。當(dāng)我完成第一篇論文后,導(dǎo)師要我自行選題時,仔細(xì)閱讀這些論文對我自行選題起了很大的作用。
我在英國學(xué)習(xí)期間適值二次大戰(zhàn)之后,英國的工作和生活條件都比較艱苦,這對我是很好的訓(xùn)練,Keilin 教授非常強(qiáng)調(diào)要在簡單的實驗條件下作出優(yōu)秀的工作。他非常強(qiáng)調(diào)研究工作最主要的是靠創(chuàng)新的學(xué)術(shù)思想,善于在工作中發(fā)現(xiàn)問題,而不是依靠大量的先進(jìn)儀器設(shè)備收集大量各種數(shù)據(jù)。他自己一生影響最大的貢獻(xiàn)之一,細(xì)胞色素系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn),就是依靠一臺最普通的手持分光鏡和一臺普通顯微鏡聯(lián)用完成的。分光光度計在成為常用儀器之后的很長時間,他的實驗室都沒有,只是在我進(jìn)入他的實驗室作為研究生的初期才買了一臺貝克曼分光光度計,成為全實驗室的寶貝。在我整個研究生期間,他的實驗室都沒有可控溫的離心機(jī),這對于大量進(jìn)行酶學(xué)研究的實驗室是十分不方便的。整個實驗室沒有冷室,有的實驗只能冬天在樓頂進(jìn)行。樓頂既是我們整個實驗室公用的冷室,又是公用的大通風(fēng)柜。在我畢業(yè)前終于買了一臺可控溫的離心機(jī),那時我已完成全部實驗工作,無福享用了。但這一切都沒有阻止他的實驗室每年都有高水平論文發(fā)表,成為全世界最著名的實驗室之一。他還給我們講過一個故事,說一次有一位富有國家的科學(xué)家來訪問他,這位科學(xué)家說他自己的實驗室已經(jīng)裝備了這樣那樣的最先進(jìn)的儀器,他問Keilin 教授他應(yīng)該進(jìn)行什么工作。Keilin 教授回答說:所有的先進(jìn)儀器你用錢都可以買到,但是先進(jìn)的創(chuàng)新學(xué)術(shù)思想是用錢買不到的。我國現(xiàn)在還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不算富有,但是花費(fèi)國家大量財力,引進(jìn)了先進(jìn)儀器而不知道應(yīng)該做什么工作,甚至不知道如何使用這些先進(jìn)儀器的情況,在我國還是屢見不鮮的。Keilin 教授的故事難道不值得我國手中掌握財權(quán)的領(lǐng)導(dǎo)同志們認(rèn)真思考,究竟是首先資助提出先進(jìn)學(xué)術(shù)思想的科學(xué)家,還是提出購買先進(jìn)儀器的科學(xué)家呢?當(dāng)然這完全不是說,實驗科學(xué)不需要一定的條件,沒有必要的條件,先進(jìn)的創(chuàng)新學(xué)術(shù)思想有時是難以實現(xiàn)的。但是要在科學(xué)上取得重大突破,先進(jìn)的創(chuàng)新學(xué)術(shù)思想和勤奮工作,畢竟是第一位的,是工作取得進(jìn)展的內(nèi)因,先進(jìn)儀器只能是第二位的,只能是工作取得進(jìn)展的外因和重要條件。在任何情況下都不能代替先進(jìn)的創(chuàng)新學(xué)術(shù)思想以及勤奮工作去實現(xiàn)這些思想以取得重大突破。
我1951 年回國,在中國科學(xué)院上海生物化學(xué)研究所建立了自己的研究組。在一個工作已經(jīng)順利開展成果不斷涌現(xiàn)的集體中,特別是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行工作,和在一個新的實驗室自行創(chuàng)業(yè),獨(dú)立工作,是完全不同的經(jīng)歷,有完全不同的要求。有一個很生動的比喻:把一個黑煤球投入一個旺火爐,很容易就會燒紅,但是如果要從頭生火,把一個黑煤球燒紅就不那么容易了。加以當(dāng)時國內(nèi)的實驗條件畢竟比較簡陋,但是在劍橋大學(xué)工作的經(jīng)驗對我是極好的訓(xùn)練,當(dāng)時的生物化學(xué)所也同樣只有一臺分光光度計,也沒有可控溫的離心機(jī)。但是歷盡艱辛,我終于從頭創(chuàng)業(yè),因陋就簡,建立了自己的研究組,開展工作,并開始取得有價值的成果。在創(chuàng)業(yè)過程中得力助手是一個極為重要的因素,王應(yīng)睞教授把剛從中山大學(xué)畢業(yè)的伍欽榮同志分配幫助我工作,伍欽榮同志思想活躍,創(chuàng)新能力強(qiáng),又善于動手做實驗,對當(dāng)時工作開展起了極大的作用。伍欽榮同志在文化大革命災(zāi)難中不幸去世。不僅是生物化學(xué)所,也是我國生物化學(xué)界的一大損失。
1970 年我由上海調(diào)到北京生物物理所工作,當(dāng)時正是“文化大革命”期間,我離開了在上海辛勤建立的研究集體,只身一人來到北京,完全沒有助手,面臨第二次創(chuàng)業(yè)。由于文化大革命造成的問題,當(dāng)時的工作條件更差,既沒有分光光度計,更沒有可控溫的離心機(jī),再加上文化大革命的影響,所遇到的困難遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過第一次創(chuàng)業(yè)。當(dāng)時我甚至沒有一間實驗室可以進(jìn)行工作,幸虧在中美建交之后,我的師兄美國的E.Smith 教授率領(lǐng)第一個美國科學(xué)家代表團(tuán)訪問我國,來前他向院領(lǐng)導(dǎo)要求參觀我的實驗室。但是當(dāng)時我根本沒有實驗室,于是在他抵京前三個星期,在院領(lǐng)導(dǎo)指令下,生物物理所領(lǐng)導(dǎo)才給了我一間實驗室。我只得到處借實驗臺柜,玻璃器皿等,連夜進(jìn)行布置。在Smith教授訪問當(dāng)天,所有的試劑瓶,無論標(biāo)簽是什么,里面都是自來水。幸運(yùn)的是Smith 教授訪問后,我被允許保留這間實驗室,這才有了一個容身之地。Smith 教授回國后,一些熟人向他問起我的情況,由于對我國表示友好,他總是回答說,看來還不錯。但若干年后,我有機(jī)會訪問美國,再次見到Smith 教授,在談起這件事時,他說,當(dāng)然我一眼就看出來你什么也沒干。
我只是在改革開放后才有可能逐漸開始工作,經(jīng)過努力,我終于再次把煤爐燒旺,但這已經(jīng)是文化大革命結(jié)束后,距離因四清工作而停止研究工作已有13 年了。從1951 年回國到1977 年改革開放時期開始的26 年中,由于政治運(yùn)動不斷,真正能夠進(jìn)行研究工作的時間,前后斷斷續(xù)續(xù)不過12 年。改革開放時期開始我才逐漸得到一些簡單的設(shè)備,我在劍橋大學(xué)的經(jīng)歷在許多意想不到的方面對我?guī)椭艽,除?xí)慣于在簡陋條件下進(jìn)行工作外,我的實驗室得以陸續(xù)得到一些最基本的裝備得益于我的一些師兄弟先后來訪,其中比較起作用的是前面提到的Smith 教授率領(lǐng)的第一個美國科學(xué)家代表團(tuán),Slater 教授率領(lǐng)的國際生物化學(xué)學(xué)會聯(lián)合會代表團(tuán),以及師弟A. Tissiers 率領(lǐng)的第一個瑞士科學(xué)家代表團(tuán)等。
自從在我做研究生時代的第一篇論文在英國自然雜志發(fā)表以來,已經(jīng)過了半個世紀(jì)。我想對這半個世紀(jì)的經(jīng)驗做一些回顧,也許會對青年朋友們有一些幫助。
基礎(chǔ)研究重在積累,沒有多年連續(xù)性的工作是很難取得突破性成果的。我自1951 年回國后當(dāng)時強(qiáng)調(diào)的是理論聯(lián)系實際,強(qiáng)調(diào)科學(xué)研究的實用價值。對于基礎(chǔ)研究動輒以理論脫離實際,藏身于象牙之塔,文獻(xiàn)縫里找題目等予以指責(zé)、批判。根據(jù)我個人經(jīng)歷,自1951 年回國開始,到改革開放止,一共是二十六年時間,其中可以做一些基礎(chǔ)研究工作的時間斷斷續(xù)續(xù)前后相加也不過十二年。其中最長的一段連續(xù)時間是1961 年開始調(diào)整鞏固充實提高至1965 四清開始的四年。我還想強(qiáng)調(diào),在科學(xué)上如果要取得突破,要依靠工作積累。
在當(dāng)前在世界范圍內(nèi),科學(xué)研究競爭激烈的條件下,打打停停,斷斷續(xù)續(xù)工作,是不可能超越別人取得重大成果的。此外,在科學(xué)上要有所成就,特別是如果要有重大成就,需要一個人貢獻(xiàn)自己的全部生命,僅靠每周40 小時工作而沒有廢寢忘食地全身心投入的精神也是不可能成為一個好科學(xué)家的。對于一個真正的科學(xué)家而言,第二職業(yè)是不可想象的。我所遵循的格言是“業(yè)余愛好不可無,第二職業(yè)不可有”。在當(dāng)前我們的社會條件下,科學(xué)家確實是很清貧的。但只有那些安貧樂道,熱愛科學(xué),對科學(xué)富有獻(xiàn)身精神,不追求高官厚祿的人,才能幾十年如一日孜孜不倦地追求科學(xué)真理,探索人類未來,攀登科學(xué)頂峰, 為我國科學(xué)的繁榮進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。對于一個真正的科學(xué)家而言,一個科學(xué)上的設(shè)想,經(jīng)過不懈的努力而終于得以實現(xiàn)就是最大的安慰和幸福。
二、構(gòu)思與選題
1. 研究課題的來源人類在大自然中生存、發(fā)展,必須經(jīng)常能動地改造自然,以適應(yīng)自然和社會發(fā)展的需要,提高人類生活質(zhì)量。
為了改造自然必需首先認(rèn)識自然,自然科學(xué)就是人類認(rèn)識自然的總結(jié),而自然科學(xué)的基礎(chǔ)研究正是人類認(rèn)識自然的主要活動。認(rèn)識自然首先要接觸自然進(jìn)入自然,這是一切自然科學(xué)思想的源泉。但是科學(xué)發(fā)展到今天,早已由自然現(xiàn)象的表面觀察進(jìn)入到自然現(xiàn)象變化規(guī)律性的研究,直接來源于自然現(xiàn)象表面觀察的課題已經(jīng)越來越少,而通常是間接來源于自然界,即來源于前人對自然現(xiàn)象的觀察或分析。
由于科學(xué)發(fā)展很快,研究工作又需要經(jīng)常接觸新事物。再好的基礎(chǔ)?點(diǎn)擊此處閱讀下一頁)
也是不夠用的。所需要的知識,首先要養(yǎng)成不是去問老師,而是自己去查閱參考書或文獻(xiàn)的自學(xué)習(xí)慣,前面已經(jīng)談到及時追蹤科學(xué)發(fā)展的重要性。
對于書本知識,我認(rèn)為首先要有打破沙鍋紋(問)到底的習(xí)慣。對任何規(guī)律性知識都要問一個為什么。不僅要知其然,更重要的是要知其所以然。閱讀文獻(xiàn)尤其是如此。我曾擔(dān)任國內(nèi)外重要刊物編委和顧問編委多年,經(jīng)常被要求審閱稿件。我多年的體會是審閱,無論是優(yōu)秀的、一般的,甚至是有問題的稿件,自己都獲益良多?吹絼e人論文中的優(yōu)秀部分可以學(xué)習(xí),錯誤可以提醒自己不犯或少犯類似的錯誤。對于文獻(xiàn)中引言部分,首先要問作者是否充分掌握了有關(guān)文獻(xiàn),對于實驗結(jié)果,要看所用方法是否可信,是否有充分的對照實驗,對于結(jié)論,則要問有沒有足夠的根據(jù),是否有也同樣符合所有實驗結(jié)果的其他可能結(jié)論。在自己的論文準(zhǔn)備投稿時,這也是自己首先要自我檢查的問題。
教科書、參考書和科學(xué)文獻(xiàn),都是前人知識的積累,即通常所說的基礎(chǔ)知識。只有自己從這些來源學(xué)到的知識,只有完全弄清了來龍去脈的知識,才是真正牢固掌握了的,能為自己所用的知識,才是進(jìn)行研究工作最好的基礎(chǔ)。
基礎(chǔ)研究課題通常的來源有三種情況: (1) 自己工作的延伸。一項研究工作很少有全部完成的時候,經(jīng)常是在完成了已經(jīng)提出問題的同時又出現(xiàn)了新的問題,工作的延伸包括工作中出現(xiàn)的,值得進(jìn)一步深入研究的問題,和與原來工作有關(guān)的新問題。許多重要問題出于自己工作的延伸,出于對已取得成果的進(jìn)一步深入; (2) 在通過閱讀文獻(xiàn)及參加學(xué)術(shù)會議追蹤當(dāng)前發(fā)展的重要方向時,對當(dāng)前科學(xué)發(fā)展重大問題提出自己的看法及解決具體問題的方案,或發(fā)現(xiàn)前人理論上和具體結(jié)果上的不足之處,或尚未解決的重要問題,甚至錯誤,需要深入進(jìn)行研究,予以澄清; (3) 別人指出自己工作的不足之處,需要進(jìn)一步研究解決。下面謹(jǐn)就我個人經(jīng)驗,對此三方面的經(jīng)驗簡述如下:
(1).自己工作的延伸
蛋白質(zhì)折疊是21 世紀(jì)蛋白質(zhì)研究的重要內(nèi)容,是分子生物學(xué)中心法則即信息從DNA 核苷酸序列傳遞至完整蛋白質(zhì)分子的整個過程中,至今尚未解決的問題,具有重大生物學(xué)意義。我們在完成胰島素A、B 鏈重組形成天然胰島素分子的研究中,雖然解決了從胰島素A、B 鏈重組形成天然胰島素分子的問題,但是由于從還原性胰島素A、B 鏈中的巰基重氧化組成各種二硫鍵連接的分子可以有為數(shù)極大的可能性,如果依靠隨機(jī)組合,天然胰島素的產(chǎn)率應(yīng)該極低。因此,天然胰島素的形成必然有其內(nèi)在的原因。探討這一原因就成為我在八十年代回到胰島素工作時的研究課題。這一研究的結(jié)果表明,胰島素A 及B 鏈在水溶液中都是有一定二級結(jié)構(gòu)的,并且能相互識別,相互作用。這就是胰島素A 及B 鏈能夠以遠(yuǎn)超過隨機(jī)結(jié)合的幾率重組形成天然胰島素的分子基礎(chǔ)。過去從胰島素A、B 鏈重組形成天然胰島素是在非天然的強(qiáng)堿性條件下完成的,在中性條件下反應(yīng)極為緩慢。為此,我們接著采用了酶促氧化的研究,用蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶催化完成了在生理的中性條件下從胰島素A、B 鏈重組形成天然胰島素的研究。這項工作開辟了酶與分子伴侶關(guān)系的新課題,最后獲得了國家自然科學(xué)二等獎。
(2). 對當(dāng)前科學(xué)發(fā)展重大問題提出自己的看法及具體問題的解決方案,或發(fā)現(xiàn)前人理論和具體結(jié)果上的不足之處,或尚未解決的重要問題、甚至錯誤,需要予以澄清結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的研究一直是結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究的核心,也有人稱之為結(jié)構(gòu)生物學(xué)的中心法則。蛋白質(zhì)的生物活性首先決定于其特定的化學(xué)結(jié)構(gòu),如果蛋白質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,可以導(dǎo)致蛋白質(zhì)生物功能的喪失;瘜W(xué)修飾試劑與酶的某些必需基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成共價鍵,有時可以造成酶活性的全部或部分喪失;瘜W(xué)修飾是研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的一種重要的手段,在相當(dāng)長的歷史時期中曾經(jīng)是研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的唯一手段。在蛋白質(zhì)特別是酶的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系研究中,曾經(jīng)起過十分重要的作用。雖然近來基因定點(diǎn)突變技術(shù)已經(jīng)對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能研究開創(chuàng)了一條嶄新的道路,但不僅現(xiàn)在,而且在一定時間內(nèi)蛋白質(zhì)側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)修飾仍將是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系研究的重要方法之一。特別是在蛋白質(zhì)組研究即將提供大量新的結(jié)構(gòu)未知蛋白,還沒有任何有關(guān)的數(shù)據(jù)可供參考時,即使是進(jìn)行定點(diǎn)突變也不知從何做起。此時首先利用化學(xué)修飾,很快地取得對這個蛋白質(zhì)在功能關(guān)系上最為重要的氨基酸殘基的初步認(rèn)識,就可以為進(jìn)一步的定點(diǎn)突變研究指引道路。
通過化學(xué)修飾可以探明哪些側(cè)鏈基團(tuán)參與了酶的共價催化作用,為探明其化學(xué)作用和催化歷程起了重要作用。意義包括:(1) 化學(xué)修飾可以幫助人們初步認(rèn)識蛋白質(zhì)分子中哪些殘基處于活性部位并為其表現(xiàn)生物功能所必需; (2) 用化學(xué)修飾試劑的反應(yīng),探測某些基團(tuán)的暴露程度,以分析蛋白質(zhì)分子構(gòu)象變化; (3) 探測蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象變化和運(yùn)動性質(zhì)。某些側(cè)鏈基團(tuán)的改變可以影響到蛋白質(zhì)所特有的生物活性,這類基團(tuán)一般稱之為必需基團(tuán)。必需基團(tuán)的化學(xué)修飾將導(dǎo)致酶的不可逆失活,研究酶活性不逆改變,可以為酶的催化作用機(jī)理的闡明提供重要的實驗依據(jù)。同時由于現(xiàn)在根據(jù)病原體的酶與人體酶的結(jié)構(gòu)不同,而設(shè)計所謂酶標(biāo)藥物已取得一定成功。20 世紀(jì)60 年代以前,雖然國際上用化學(xué)修飾方法研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能關(guān)系已經(jīng)做了大量工作,累積了大量數(shù)據(jù)。但整體上仍處于一種定性描述狀態(tài),由于蛋白質(zhì)中的氨基酸共有20 種,而每種蛋白質(zhì)分子中又各含有數(shù)以百計的氨基酸,當(dāng)時所用的化學(xué)修飾劑通常不夠?qū)R,能和不止一類基團(tuán)發(fā)生作用,在同類基團(tuán)中也常常能同時和多個基團(tuán)發(fā)生作用,因此在進(jìn)行化學(xué)修飾并取得某種生物效果之后常常無法對究竟是哪種基團(tuán),或在某種基團(tuán)之中究竟有幾個基團(tuán)與所取得的效果直接有關(guān)作出判斷。例如,乙;梢孕揎椀鞍踪|(zhì)中的氨基或羥基,而氨基可以是α-氨基或ε-氨基;
而羥基,既可以是蘇氨酸羥基,也可以是絲氨酸羥基。因此如果乙;瘜(dǎo)致酶活性喪失,究竟是通過哪一種氨基酸所起的作用就無法判斷。即使能明確是某一種氨基酸的作用,一般也不知道在這一類氨基酸中究竟有幾個與活性直接有關(guān)。六十年代初期相繼發(fā)表的兩篇論文解決了這個問題。一個是Ray 和Koshland 的動力學(xué)方法,另一個就是鄒承魯?shù)幕诮y(tǒng)計學(xué)的方法。Ray 和Koshland 的動力學(xué)方法基于對化學(xué)修飾反應(yīng)和酶活性喪失反應(yīng)的動力學(xué)分析,比較二者的一級反應(yīng)速度常數(shù),可以對活性必需基團(tuán)的性質(zhì)和數(shù)目作出判斷。這一方法的缺點(diǎn)是在反應(yīng)很快,速度不易測定,或反應(yīng)復(fù)雜不屬一級反應(yīng)時都無法應(yīng)用。鄒承魯基于統(tǒng)計學(xué)的方法,依靠對基團(tuán)化學(xué)修飾程度和活性喪失程度的比較。其簡單原理為如果在修飾反應(yīng)中同時包括i 個必需基團(tuán),在修飾過程中保留活性的分子只能是那些所有必需基團(tuán)都未遭破壞的分子,因此活性剩余分?jǐn)?shù)應(yīng)為必需基團(tuán)剩余分?jǐn)?shù)的i 次方。基于上述簡單原理,根據(jù)在蛋白質(zhì)化學(xué)修飾反應(yīng)中常見的一些不同情況,我分析了蛋白質(zhì)中必需基團(tuán)化學(xué)修飾和活性喪失關(guān)系的六種主要情況,分別導(dǎo)出了相應(yīng)的關(guān)系式和由此得出的一系列作圖法,用以判斷必需基團(tuán)性質(zhì)和必需基團(tuán)數(shù)。接著分析了當(dāng)時文獻(xiàn)中已經(jīng)發(fā)表的大量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),只要有足夠和可用的數(shù)據(jù),都可以用上述方法處理并得到必要的結(jié)論。此項工作獲1987 年國家自然科學(xué)一等獎。
(3). 別人指出自己工作的不足之處, 需要進(jìn)一步研究解決酶活性部位柔性的設(shè)想提出后,引起國際上相當(dāng)注意,但也不是沒有不同意見。雖然我們在肌酸激酶的研究中已經(jīng)排除了低變性劑濃度下活性喪失是變性劑抑制的可能性,但折疊領(lǐng)域內(nèi)國際上知名的科學(xué)家,T.Creighton 仍然在一篇綜述論文中,針對我們關(guān)于核糖核酸酶的結(jié)果,提出低胍濃度下活性喪失是胍抑制引起,而不是如我們所述由于酶活性部位構(gòu)象變化所引起。由于T.Creighton在這一領(lǐng)域的聲望,他的批評自然極有分量也必需予以回答。我們因此進(jìn)行了物理因素變性,活性部位構(gòu)象變化的直接探測,以及蛋白水解酶部分水解等一系列方法予以檢查。物理因素變性排除了變性劑作為化學(xué)抑制劑的可能性,活性部位構(gòu)象變化的直接探測的結(jié)果都支持酶活性部位柔性的結(jié)論,我們的一系列論文發(fā)表后,T. Creighton 再也沒有提出反對意見。此項工作獲1999 年國家自然科學(xué)二等獎。
無論題目從何而來,都必需緊密追蹤當(dāng)前有關(guān)科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的動向。從研究生時代開始,在導(dǎo)師教導(dǎo)下,以周圍同學(xué)為榜樣,我就養(yǎng)成了每周必定去圖書館瀏覽最新期刊的習(xí)慣,幾十年如一日,雷打不動。如果確實有事,下周必定補(bǔ)上。我當(dāng)時有一個小記錄冊,登錄所有對本專業(yè)重要的刊物,每期讀過后,一定做記錄,決不遺漏一期,直至今日,F(xiàn)在可以在網(wǎng)上閱讀所有重要刊物的目錄和摘要,這就更容易做到了。掌握文獻(xiàn)、對文獻(xiàn)進(jìn)行綜合,以批判的眼光評價文獻(xiàn),并從中提取出有用的和正確的信息以指導(dǎo)今后的研究是一個能獨(dú)立工作的科學(xué)工作者必備的能力。閱讀文獻(xiàn)以追蹤當(dāng)前發(fā)展動態(tài)時,務(wù)須切記發(fā)揮自己判斷力,不可盲從,即使是知名科學(xué)家和教科書有時也會有錯誤。古人說得好:“盡信書不如無書。”
在追蹤當(dāng)前發(fā)展的重要方向時切記,你看到的問題別人也同樣會看到,越是重要的問題競爭必然越是劇烈,在研究條件不如人時,如果沒有創(chuàng)新的研究思想,獨(dú)到的研究方案是不可能超越他人得到成功的。雖然國際上也有對于某些重要課題一哄而起的情況,但在我國似乎特別嚴(yán)重。缺乏自己的創(chuàng)新思想而片面一哄而起追求熱點(diǎn),是一條必然失敗的路線,最多只能是為別人成果錦上添花,或做一些小修小補(bǔ)的工作而已。關(guān)鍵在于自己的創(chuàng)新思想。創(chuàng)新思想來自何處,雖然靈機(jī)一動產(chǎn)生了重要的創(chuàng)新思想,在科學(xué)史上確實有所記載,但這畢竟是比較罕見的,而遠(yuǎn)遠(yuǎn)更為常見的是天才出于勤奮,創(chuàng)新出于積累,積累可以是個人積累,也可以是本人所在單位的長期積累。這就是前面提到的旺火爐原理,也是諾貝爾獎經(jīng)常出在少數(shù)幾個單位的原因。只有勤奮努力才能不斷有優(yōu)秀工作的積累,才可能在工作中逐漸產(chǎn)生真正創(chuàng)新的,別人無法剽竊的創(chuàng)新思想,才有可能在重大問題上取得突破。而在一個爐火熊熊的旺火爐中,不斷會有優(yōu)秀工作的積累,優(yōu)秀人才的產(chǎn)生,并且創(chuàng)新思想和人才的不斷相互作用,相互啟發(fā),相互激勵,就會不斷創(chuàng)造出新的突破性成果。
2. 關(guān)于選題原則
我自從1949 年研究生時期在英國Nature 上發(fā)表第一篇論文后,在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行選題開始,迄今已有半個世紀(jì)。在半個世紀(jì)的研究工作中,共在國內(nèi)外科學(xué)刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文二百余篇,對如何選擇研究課題積累了一些經(jīng)驗,F(xiàn)將我選擇研究課題的一些體會簡述如下,以供青年同志們進(jìn)行研究工作時參考。我認(rèn)為提出一個好的新研究課題必需遵循以下三個原則:
(1). 重要性
科學(xué)研究貴在創(chuàng)新,一篇在嚴(yán)肅的科學(xué)期刊上發(fā)表的研究論文,必須在某些方面有所創(chuàng)新,否則就沒有發(fā)表的價值。但是所有的科學(xué)研究又都是建立在前人工作的基礎(chǔ)之上,在此基礎(chǔ)上有所發(fā)展,因此又必需對前人工作給以充分的評價。在論文中必需充分回顧與本人結(jié)果直接有關(guān)的前人工作,然后再恰如其分地介紹自己工作中的創(chuàng)新之處,這就是一篇研究論文引言中的主要內(nèi)容。
選擇一個研究課題,首先要考慮的當(dāng)然是課題的重要性?茖W(xué)研究貴在創(chuàng)新,簡單重復(fù)前人結(jié)果不是科學(xué)研究,沒有創(chuàng)新就沒有科學(xué)的前進(jìn)與發(fā)展。在這種意義上說,在科學(xué)研究上是沒有銀牌的位置的。因此科學(xué)上的重要性,首先要考慮的是創(chuàng)新性。必需仔細(xì)檢索以確認(rèn)是在世界范圍內(nèi)沒有報道過的,當(dāng)前根據(jù)關(guān)鍵詞利用計算機(jī)進(jìn)行檢索是輕而易舉的。在開始工作前,先進(jìn)行計算機(jī)檢索以避免與文獻(xiàn)重復(fù)是絕對必要的。創(chuàng)新性又首先應(yīng)該是在科學(xué)思想上,其次才是研究方法上。這二者又密不可分,沒有科學(xué)思想上的創(chuàng)新,就談不上研究方法上的創(chuàng)新,而沒有研究方法上的創(chuàng)新,科學(xué)上的創(chuàng)新思想又往往難以實現(xiàn)。
所謂創(chuàng)新當(dāng)然首先是指具體問題過去文獻(xiàn)中沒有報道過。對用一種材料已經(jīng)研究過的問題,換一種材料進(jìn)行類似的模仿性的研究雖然是允許的,在進(jìn)入一個新的領(lǐng)域時,有時甚至是必要的學(xué)習(xí)階段,但決不能說是高水平的研究。某些所謂填補(bǔ)空白的研究往往是這類換一種材料進(jìn)行的模仿性研究。國際上一些高水平的學(xué)術(shù)刊物公開宣稱不接受發(fā)表此類論文,高層次的創(chuàng)新是指學(xué)術(shù)思想上的創(chuàng)新。但是創(chuàng)新性又不是對科學(xué)問題重要性的全部考慮。(點(diǎn)擊此處閱讀下一頁)
重要性首先是課題完成后對學(xué)科領(lǐng)域今后發(fā)展可能產(chǎn)生的影響,影響的面越大重要性越大。一個新思想的建立有時能開辟一個全新的研究系列甚至全新的研究領(lǐng)域。此類課題通常稱之為所謂開創(chuàng)性研究,DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)的確立開創(chuàng)了分子生物學(xué)新學(xué)科,從而改變了整個生物學(xué)的面貌,無疑是本世紀(jì)最重要的工作之一。
一項研究成果產(chǎn)生后,首先要以論文形式在國際范圍發(fā)行的刊物上發(fā)表,以引起同行的廣泛注意。Nature、Science 和國際一流專業(yè)刊物之所以受到重視,就是不僅有人看,而且經(jīng)常被引用,即所謂的論文引用率和影響因子。一般來說,發(fā)表在Nature 或Science 上的論文只說明了研究成果的新穎性,具有科普新聞價值。而研究成果是否具有科學(xué)性,不僅要撰寫專業(yè)論文在國際一流或權(quán)威專業(yè)刊物上發(fā)表,而且要得到同行的廣泛認(rèn)同和引用。判斷一項成果對學(xué)科領(lǐng)域今后發(fā)展可能產(chǎn)生的影響,常常需要觀察一段時間,這就是白居易說的“試玉要燒三日滿,辨材須待七年期”。判斷一篇論文的影響常用的一項客觀指標(biāo)是對這篇論文的引用情況。引用率是一篇論文得到國際重視的一種客觀指標(biāo)。一般說來,一篇論文被引用次數(shù)越多,對科學(xué)發(fā)展的影響越大。自然國際上也有人反對以引用次數(shù)來評價一篇論文的水平。常被用來作為例子的是一篇80 年代蛋白質(zhì)濃度測定的論文,由于其簡便和靈敏,多次被人引用。雖然多年來居于生物化學(xué)被引用次數(shù)最多論文的首位,但對其評價卻有差別。不少人認(rèn)為這篇蛋白質(zhì)濃度測定的論文對生物化學(xué)的發(fā)展沒有很大影響。但是從反面看來,蛋白質(zhì)濃度測定是一項非;A(chǔ)性的工作,如果沒有用途就不會對它反復(fù)測定,別人也無需反復(fù)引用這篇論文,這正是它的重要性所在。如果一篇論文發(fā)表以后如石沉大海,毫無反響或引用無幾,恐怕不能說是一篇重要的論文。
(2). 可能性
在確定了一個設(shè)想的重要性之后,還要著重考慮設(shè)想是否與現(xiàn)有的知識相矛盾。在開題前進(jìn)行的文獻(xiàn)查閱,既要查閱前人是否已經(jīng)報道過類似結(jié)果,也要查閱是否與前人已有的結(jié)論相矛盾。與前人結(jié)論矛盾有時并不是壞事,糾正前人錯誤也是一種創(chuàng)新。前人結(jié)果越重要,予以糾正也越重要。即使是教科書中已經(jīng)記載的結(jié)果有時也會有錯誤。
要全面掌握文獻(xiàn)中所有有關(guān)報道,嚴(yán)肅對待文獻(xiàn)中正反兩方面的報道。對待文獻(xiàn),既不能盲目輕信,也絕對不可掉以輕心。首先不能盲目輕信前人的報道,對文獻(xiàn)中錯誤結(jié)果的糾正本身就是一種創(chuàng)新。應(yīng)該看到,文獻(xiàn)中的結(jié)果都是在一定實驗條件下取得的,在不同實驗條件下,完全可能出現(xiàn)不同的結(jié)果。不能對文獻(xiàn)報道,不加分析盲目輕信,文獻(xiàn)中出現(xiàn)的錯誤結(jié)果,有時是實驗結(jié)果錯誤,有時是從正確的實驗結(jié)果得出錯誤的結(jié)論,通常不會發(fā)生實驗結(jié)果錯誤。但文獻(xiàn)中有時會出現(xiàn)設(shè)計實驗條件時考慮不周,對照實驗不夠,因而得到錯誤的結(jié)果。更為常見的是實驗結(jié)果雖然正確,但對各種可能的不同解釋考慮不周,從而得出錯誤結(jié)論的情況。因此,不能不加分析地輕信文獻(xiàn)中的結(jié)論。但是,更不能對文獻(xiàn)中已經(jīng)牢固建立的結(jié)論掉以輕心。文獻(xiàn)中業(yè)已穩(wěn)妥建立的結(jié)論是經(jīng)過前人大量工作的,發(fā)生錯誤的可能性極小,提出不同看法要經(jīng)過認(rèn)真的,仔細(xì)的考慮,找出前人可能發(fā)生錯誤的原因,然后提出自己的想法。推翻已經(jīng)得到廣泛承認(rèn)的結(jié)論更要付出大量艱苦的努力,絕不是輕而易舉的。國內(nèi)外都時常有人提出建立永動機(jī)的設(shè)想,這無疑是極為重要的,但由于違背了熱力學(xué)基本定律,因而可以認(rèn)為是不可能實現(xiàn)的?茖W(xué)有其連續(xù)性,所有的創(chuàng)新都必然建立在前人成果的基礎(chǔ)之上。從前人成功的結(jié)果吸取經(jīng)驗,從前人失敗的結(jié)果中吸取教訓(xùn),才能超越前人,取得成功。學(xué)術(shù)思想上的創(chuàng)新和繼承是一個矛盾的統(tǒng)一,只有充分掌握了前人成果才談得上創(chuàng)新,否則只不過是無知而已。牛頓說得好:“我看得更遠(yuǎn),是因為我站在巨人的肩膀上!痹诹硪环矫,如果僅在類似條件下盲目重復(fù)前人結(jié)果,作為學(xué)習(xí)是可以的,作為研究則完全是浪費(fèi)時間。
在考慮可能性的時候,還應(yīng)該想到,一個新設(shè)想既可能正確也可能錯誤,一個新的實驗設(shè)計既可能得到正的結(jié)果,也可能得到負(fù)的結(jié)果。雖然有些課題,無論正負(fù)結(jié)果都有意義,但是在多數(shù)情況下,往往只有一種結(jié)果才是重要的,而另一種結(jié)果甚至沒有發(fā)表的價值。對于此類課題,在結(jié)合其重要性和現(xiàn)實性予以綜合考慮時,還要著重考慮獲得有意義結(jié)果的可能性。
(3). 現(xiàn)實性
有了一個新的設(shè)想,并就現(xiàn)有知識看來實現(xiàn)新設(shè)想是重要的和可能的,還不足以開始進(jìn)行研究,還不能說是已經(jīng)提出了一個好的研究課題。例如治療癌癥,無疑是一個重要課題,并且也是可能實現(xiàn)的,但還不能說是已經(jīng)提出了一個好的研究課題,還必需有一個既是現(xiàn)實可行的而又是可望成功的具體研究方案。沒有一個現(xiàn)實可行的實施方案,任何設(shè)想都只是空想。所謂現(xiàn)實可行的實施方案是指所包含的全部實驗方法都是已知的方法,或者是經(jīng)過努力都是可以做到的方法。并且按方案進(jìn)行,一般來說是可望成功的。
在有多個課題可供選擇時,應(yīng)該是重要性、可能性和現(xiàn)實性的綜合考慮,重要課題通常難度較大。但對于得到正結(jié)果時意義重大的課題,即使難度再大,只要有一個現(xiàn)實可行的實施方案,也應(yīng)組織力量進(jìn)行,力爭予以實現(xiàn)。對于有一定意義,而又簡便易行的課題,可以安排適當(dāng)力量進(jìn)行。
在當(dāng)前國際科學(xué)界競爭劇烈的情況下,通常很難找到意義重大而又簡便易行的課題。任何重要設(shè)想的實現(xiàn),都要付出艱苦的努力。
(4). 從結(jié)晶牛胰島素的人工全合成談選題中的問題
結(jié)晶牛胰島素的人工全合成是我國科學(xué)史上的一項重大成就,我參加了課題的提出和部分研究工作。這是一項集體工作,不少人參加了課題的提出和整個工作,現(xiàn)謹(jǐn)以此為例,就我參加的部分,從選擇基礎(chǔ)研究課題的角度談一些個人體會。
就重要性而言,蛋白質(zhì)人工合成的重要性是不言而喻的。蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者,一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)的參與。人工合成一個有活性的蛋白質(zhì)是人工改造生命的一個重要的里程碑。在一定意義上,這一成就,從其對科學(xué)發(fā)展的影響而言是超前的。因為總體上,人工合成或改造生命在世界范圍內(nèi)當(dāng)時還沒有提上日程。但是總有一天,也許在二十一世紀(jì)的某一個時候會提上日程。人們終究會更加充分地認(rèn)識到這一成就對自然科學(xué),對人們認(rèn)識自然和改造自然的深刻影響。這一課題一經(jīng)提出,立即得到廣泛的贊同,原因不僅是由于它的重要性,同時也因為它的大膽創(chuàng)新和它的現(xiàn)實性。經(jīng)過詳細(xì)的文獻(xiàn)調(diào)查,在當(dāng)時,蛋白質(zhì)的人工合成不僅沒有人嘗試過,甚至還沒有人提出過。但是,這一課題的提出,在當(dāng)時也是現(xiàn)實的。在那時,胰島素一級序列的測定剛由英國的F. Sanger 完成不久,為此他獲得了諾貝爾獎,F(xiàn)在多肽合成已經(jīng)可以用儀器自動進(jìn)行,但是四十年前,蛋白質(zhì)的合成,哪怕是像胰島素這樣一個僅含51 個氨基酸殘基的小蛋白,也是件令人生畏的事。世界上首例多肽合成,是du Vigneaud 在1953 年合成的一個八肽?催產(chǎn)素,這使他獲得了1955 年的諾貝爾化學(xué)獎。到1958 年,人工合成的最長的肽段還只是促腎上皮質(zhì)激素的一個片段。
但無論如何,從實驗上人工合成一個蛋白質(zhì),雖然任務(wù)艱巨,已經(jīng)是可能做到的了。因此在我們開始工作不久,我們就得知德國和美國的兩個研究組,也已開始進(jìn)行類似的工作。胰島素是由兩條肽鏈,A 和B 鏈組成的。A 和B 鏈分別含有21 和30 個氨基酸殘基。鏈間由兩對二硫鍵聯(lián)結(jié),除鏈間二硫鍵外,在A 鏈上還有一對鏈內(nèi)二硫鍵。因此,在工作初期,曾考慮了三種合成方案以供選擇。其中從合成角度看最為簡便易行的方案是分別合成A 鏈和B 鏈,然后通過巰基的氧化使兩條鏈正確組合。但是還原和分離后的A 鏈和B 鏈?zhǔn)欠衲芡ㄟ^巰基的氧化生成正確的二硫鍵,能否重新組合形成天然的胰島素分子還不知道,這一問題是人工全合成胰島素成功的關(guān)鍵。
我們開始查閱文獻(xiàn)時發(fā)現(xiàn)我們的前景并不樂觀,國外許多人都曾嘗試過把胰島素分子中的二硫鍵還原,然后重新氧化組合,以期獲得一定產(chǎn)率的天然胰島素,而這些探索都無一例外地失敗了。甚至有人報道對于部分還原的胰島素而言,氧化會導(dǎo)致活力的進(jìn)一步降低。當(dāng)時除了像催產(chǎn)素這樣只含有一對二硫鍵的小肽以外,還沒有一個含多對二硫鍵的蛋白質(zhì)能在還原后通過氧化而成功地再生。
等到使Anfinsen 獲得諾貝爾獎的工作發(fā)表時,即氧化被還原的核糖核酸酶能得到活力恢復(fù),我們也早已由還原的胰島素A 和B 鏈重新氧化而獲得可觀的活力恢復(fù)了。但是由于美國和德國的兩個研究組也在進(jìn)行胰島素的合成,我們不愿透露這個消息,以免為他們所用。加以當(dāng)時正值大躍進(jìn)期間,中國科學(xué)暫時?,當(dāng)時沒有向國外刊物投稿的先例。我們的結(jié)果只是在一年以后,英國的Nature 上出現(xiàn)了一篇由胰島素A 鏈和B 鏈重新組合形成天然的胰島素分子的簡報以后,才促使我們把結(jié)果在復(fù)刊后的首期中國科學(xué)上發(fā)表。我們得到的重組產(chǎn)率遠(yuǎn)比Nature 上Dixon 等的產(chǎn)率為高。我們正是吸取了前人把不穩(wěn)定的巰基轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的硫磺酸基再分離肽鏈的成功經(jīng)驗,充分分析了前人使用強(qiáng)烈氧化條件的失敗教訓(xùn),設(shè)計了較溫和的低溫和較強(qiáng)堿性的氧化條件,而以較高產(chǎn)率取得從胰島素A 及B 鏈重組生成胰島素的成功,從而對胰島素合成路線的決定作出了貢獻(xiàn)。
結(jié)晶牛胰島素的人工全合成從總課題到各個分課題的提出,制定方案,到予以實施,其中包含了多少人的心血和努力,在基礎(chǔ)研究方面所取得的經(jīng)驗,有不少至今仍然是值得我們借鑒的。
三、計劃、實驗與小結(jié)計劃
在開始工作前,制定一個現(xiàn)實可行的研究計劃是必要的。除課題計劃外,日常工作也要有計劃,日有日計劃,周有周計劃,并根據(jù)計劃準(zhǔn)備必要的實驗條件,安排進(jìn)行工作。
一個值得推薦的做法是把日計劃和周計劃記載在實驗記錄本上,每日最后檢查日計劃完成情況,制定次日計劃,每周最后檢查周計劃完成情況,制定次周計劃,由于基礎(chǔ)研究實驗結(jié)果有一定的不可預(yù)見性。因此,隨時根據(jù)實驗結(jié)果修訂計劃也是必要的。除自己的實驗結(jié)果有一定的不可預(yù)見性之外,現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展很快,瞬息萬變,同樣有一定程度上的不可預(yù)見性。必需隨時根據(jù)文獻(xiàn)上的最新動態(tài),修改自己的課題計劃。從小的方面來說,文獻(xiàn)上有更好的實驗方法發(fā)表,可以代替原來采用的方法。從較大的方面來說,有時本來準(zhǔn)備做的工作,文獻(xiàn)上已經(jīng)有人發(fā)表報道,或者新的發(fā)展使得原來認(rèn)為重要的問題喪失了其重要性,不得不完全放棄原來計劃或從根本上予以修改。
1. 實驗工作
實驗是一切實驗科學(xué)的根本,所有結(jié)論都必需建立在堅實的實驗結(jié)果之上,因此取得可靠的實驗結(jié)果是怎樣強(qiáng)調(diào)也不會過分的。實驗結(jié)果最主要的是可重復(fù)性,不僅事后自己能夠重復(fù),別人在同樣實驗條件下也能夠重復(fù)。這樣不僅自己有把握,別人也會相信。實驗結(jié)果的可重復(fù)性體現(xiàn)在每次都能得到同樣的結(jié)果,在一場足球比賽中3:2 就是決定性的勝利,但在實驗結(jié)果上3:2 的結(jié)果只能認(rèn)為是失敗。比較滿意的勝利至少應(yīng)該是3:0,在一定條件下2:0 是可以接受的,但1:0 就不能認(rèn)為是可以接受的結(jié)果。實驗結(jié)果的可重復(fù)性首先建立在實驗材料,其次是實驗條件的嚴(yán)格性和可重復(fù)性上。再者實驗環(huán)境的清潔,工作程序的嚴(yán)格有序也是實驗結(jié)果可重復(fù)性的重要因素。在工作開始之前,對這些問題給以充分的注意,花費(fèi)一些時間,不僅是絕對必要的,總體來說,在時間上也是經(jīng)濟(jì)的,正確的結(jié)論只能建立在可重復(fù)的實驗結(jié)果上,實驗結(jié)果出于意外并不可怕,從負(fù)面結(jié)果有時同樣可以得出有價值的結(jié)論?膳碌氖菍嶒灲Y(jié)果不能重復(fù),如果多次實驗,而每次都得到不同結(jié)果,只能表示整個工作完全得不到有價值的結(jié)果,那才是最大的時間浪費(fèi)。
2. 實驗記錄
實驗記錄是研究工作的一項極其重要的內(nèi)容,是工作的基礎(chǔ)。而多數(shù)青年人對此常常不夠重視。我曾經(jīng)有一個學(xué)生,有吸煙的習(xí)慣,一次在去儀器室做實驗時,發(fā)現(xiàn)忘記帶記錄本,就把身上的煙盒拆了,把實驗結(jié)果記錄記在煙盒的背面,隨后就把這張紙弄丟了,恰恰這一實驗用了一個寶貴實驗材料,因此重復(fù)這一實驗十分費(fèi)力。當(dāng)然,現(xiàn)在的儀器都與計算機(jī)連接,結(jié)果都存儲在計算機(jī)內(nèi),但隨手抓一個紙片記錄實驗結(jié)果是絕對不能允許的壞習(xí)慣。
3. 實驗結(jié)果
現(xiàn)代科學(xué)在很大程度上依賴儀器,特別是現(xiàn)代儀器自動化程度很高,進(jìn)樣之后,(點(diǎn)擊此處閱讀下一頁)
啟動程序自動取得數(shù)據(jù)并自動存儲于計算機(jī)之中。但是千萬不能忘記,任何儀器都不是萬能的,所有儀器都有一定的條件限制,必需充分認(rèn)識到,超出儀器所能允許的條件之外,儀器完全可能給出一個甚至一組完全不可靠的數(shù)據(jù)。因此在使用儀器之前務(wù)須全面了解充分了解儀器的性能及適用范圍,才能得到可信的結(jié)果。
在我多年的經(jīng)驗中,有一項值得特別在此提出,就是使用儀器必需事先仔細(xì)閱讀儀器說明書。進(jìn)行實驗必需仔細(xì)閱讀原始文獻(xiàn)中的實驗方法,向做過類似實驗的師兄姐們請教是必要的,但決不能代替自己閱讀文獻(xiàn)或說明書。我們在幼兒園時代都玩過傳話游戲。老師給第一個小朋友說一句話,第一個小朋友把話傳給第二個,第二個再傳給第三個。這句話傳到最后,可以和老師最早給第一個小朋友說的話,完全不同。這就說明根據(jù)師兄姐們口頭傳授的經(jīng)驗進(jìn)行工作有多么危險。有時實驗方法的錯誤對一項工作可以是致命的錯誤,向你傳授經(jīng)驗的人是不會代你負(fù)責(zé)的。與此有關(guān)的一條經(jīng)驗是,論文中的引用文獻(xiàn)必需自己核對過,轉(zhuǎn)引自其他文獻(xiàn)同樣可能發(fā)生錯誤。
和實驗結(jié)果的可重復(fù)性同樣重要而又密切相關(guān)的,是實驗結(jié)果的精確度。對不同實驗結(jié)果的精確度有不同的要求,要求過高是一種浪費(fèi),給人以殺雞焉用牛刀之譏,過低則不能滿足需要。給出數(shù)據(jù),也有類似問題。每一項測定都有一定的精確度,如果一項測定的精確度為三位有效數(shù)字,則給出三位以上數(shù)字不僅是完全沒有意義的,并且只能說明作者完全缺乏有效數(shù)字的概念,這不僅適用于直接獲得的初始數(shù)據(jù),對從初始數(shù)據(jù)得出的次級數(shù)據(jù)也同樣適用。例如,對一組精確度為三位有效數(shù)字的測定結(jié)果予以平均,給出四位以上的平均數(shù)計算結(jié)果,也只能表明作者的無知。
4. 小結(jié)
不斷進(jìn)行小結(jié)與不斷完善。在實驗記錄本上記載每周計劃的目的之一就是在周末進(jìn)行檢查和小結(jié),并根據(jù)結(jié)果制定下周計劃。我的導(dǎo)師教導(dǎo)我在工作順利時要注意隨時進(jìn)行階段性小結(jié),特別是在工作順利時,新的實驗數(shù)據(jù)不斷涌現(xiàn),常常會使人忙于收集大量實驗數(shù)據(jù),而忽略檢查實驗數(shù)據(jù)的可靠性以及對實驗數(shù)據(jù)所說明的問題深入思考,或者說是只見樹木,不見森林。因而收集了大量無用的、錯誤的或意義不大的實驗數(shù)據(jù),反而忽略了真正關(guān)鍵的數(shù)據(jù),包括必不可少的對照實驗。
這些必不可少的對照實驗,當(dāng)時做是非常方便的,而事后補(bǔ)做往往費(fèi)時費(fèi)力。隨時進(jìn)行階段性小結(jié)不僅可以隨時發(fā)現(xiàn)問題隨時予以解決,還可以隨時注意不僅要深入問題,重視每一個細(xì)節(jié),還要不斷總覽全局,才不致迷失方向,這就是我國古人說做學(xué)問不僅要入乎其中還要出乎其外的意思。
隨時進(jìn)行階段性小結(jié)的另一目的就是對所得的初步結(jié)論隨時予以檢查,每一項實驗結(jié)果都可能有多種不同的解釋,特別是在實驗出現(xiàn)重要結(jié)果時,最容易犯的錯誤就是輕率得出結(jié)論,要有自以為非的勇氣。我一生犯過多次這樣的錯誤。五十年代,王應(yīng)睞教授、汪靜英同志和我在國際上首先純化了琥珀酸脫氫酶,并發(fā)現(xiàn)它有一個與蛋白部分共價連接含有核黃素的輔基。當(dāng)時已知的兩種核黃素輔基,核黃素單核苷酸和核黃素腺嘌呤二核苷酸,都是與蛋白部分非共價結(jié)合,與蛋白部分共價連接含的核黃素輔基,文獻(xiàn)上尚未見有報道。因此我想,我們很可能發(fā)現(xiàn)了一種新型的核黃素輔基,經(jīng)過把蛋白部分水解進(jìn)行鑒定,我們觀察到這一輔基含有兩種堿基,一種是核黃素,而另一種在雙向紙層析上的位置表明它不是腺嘌呤而是次黃嘌呤,紫外吸收光譜也與次黃嘌呤相同。這導(dǎo)致我輕率得出結(jié)論認(rèn)為我們獲得了一種全新的,文獻(xiàn)中從未報道過的與蛋白部分共價連接的輔基,核黃素次黃呤嘌呤二核苷酸。但在結(jié)構(gòu)上次黃嘌呤僅比腺嘌呤少一個氨基,為此王應(yīng)睞教授建議檢查在我們的酶制劑中是否會含有一種從腺嘌呤分子上水解除去氨基的酶,雖然我們的酶經(jīng)過純化,含有雜酶的可能性不大,但我們?nèi)匀贿M(jìn)行了檢查,結(jié)果酶制劑中果然含有腺嘌呤脫氨酶作為雜質(zhì),輔基雖然與蛋白部分共價連接,但仍然是核黃素腺嘌呤二核苷酸,次黃呤嘌是在酶純化過程中腺嘌呤的水解產(chǎn)物。這就避免了在論文發(fā)表時出現(xiàn)重大錯誤。
參加各種水平的學(xué)術(shù)會議也是不斷進(jìn)行小結(jié)的一種方法。工作報告目的在于交流和隨時聽取不同意見,自己容易忽視的問題別人有時可以一眼發(fā)現(xiàn)。所謂當(dāng)局者迷,旁觀者清在科學(xué)上也是完全正確的。參加國際學(xué)術(shù)會議是考驗自己工作的極好機(jī)會。特別是小型會議,在國外與自己工作有關(guān)的實驗室作學(xué)術(shù)報告,由于熟悉自己工作領(lǐng)域的同行較多,討論比較充分,更容易發(fā)現(xiàn)自己工作中的問題。一個系列性工作,在多次報告,經(jīng)過多次討論的考驗后,才會逐漸趨向成熟,得出可靠的結(jié)論。最近國際生物化學(xué)與分子生物學(xué)聯(lián)合會發(fā)表的《分子水平生命科學(xué)博士標(biāo)準(zhǔn)》一書中強(qiáng)調(diào)參加學(xué)術(shù)活動和做學(xué)術(shù)報告是博士學(xué)位訓(xùn)練的一個重要組成部分,我對此深有同感。
四、論文
1. 寫作
總結(jié)與寫論文是進(jìn)行科學(xué)研究的一個不可缺少的組成部分。實驗結(jié)果只有在寫成論文并發(fā)表后,才成為人類認(rèn)識自然寶庫中的一個組成部分。對自己而言,寫論文是對一個階段工作的全面總結(jié)。可以回顧從實驗設(shè)計有無缺陷,實驗方法是否完善,得出最后結(jié)論的論據(jù)是否充分,對所取得的實驗結(jié)果是否可以提出不同的解釋等。多年來的經(jīng)驗,我深刻體會,在撰寫論文的過程中,最容易發(fā)現(xiàn)工作中的問題。特別是所獲得的實驗結(jié)果是否有必要的對照實驗,以及實驗結(jié)果的條理性和推論的邏輯性。在論文正式發(fā)表以前,這些問題都仍然是可以彌補(bǔ)或改正的,但論文發(fā)表后就成為世界科學(xué)文獻(xiàn)的一部分,白紙黑字,留有永久記錄。特別是發(fā)表在所謂SCI 刊物上的論文更是如此。
因此在論文發(fā)表前務(wù)必十分謹(jǐn)慎,反復(fù)修改,盡可能避免發(fā)生任何錯誤。讀校樣是對論文進(jìn)行最后一次改正錯誤的機(jī)會。除排版錯誤外,出版社一般不允許對原文進(jìn)行修改,但在不影響版面的前提下,個別詞句或數(shù)字的修正,通常還是允許的。在讀校樣時,務(wù)必十分小心,對于自己寫的文章中的錯誤,自己有時不易發(fā)現(xiàn),特別是容易忽略圖表說明和數(shù)字中的錯誤。我的一篇關(guān)于胰島素A、B 鏈重組的論文,英文稿在中國科學(xué)發(fā)表時,一張圖的縱坐標(biāo),排版時把Reduction 錯排為Radiation,我們四個作者在讀校樣時都沒有發(fā)現(xiàn),造成這篇經(jīng)常被引用的重要論文中的一個不可挽回的錯誤。
我曾經(jīng)寫過一篇短文總結(jié)我寫研究論文的經(jīng)驗。其中一些觀點(diǎn),我想在此強(qiáng)調(diào),以期引起注意:在撰寫論文時,必需作為首要考慮的是,要經(jīng)常為讀者著想,首先必需認(rèn)識到,科研工作者都十分寶貴自己的時間,除極少數(shù)和自己工作關(guān)系十分密切的論文以外,絕大多數(shù)讀者都不會閱讀全文。正和我們自己一樣,無論是從刊物的目錄或是從網(wǎng)上,首先看到的是標(biāo)題,因此首先要選擇一個醒目而引人注意的標(biāo)題。早年經(jīng)常使用的如“某某問題的研究”一類的標(biāo)題,現(xiàn)已很少有人使用。更為常見的是用論文中的主要結(jié)論作為標(biāo)題,以期引起讀者注意。標(biāo)題之后其次最重要的是摘要,由于現(xiàn)在網(wǎng)上可以看到不少刊物所刊登論文的摘要,寫好論文摘要就更加重要。只有摘要能引起讀者興趣,讀者才會去查找全文。某些作者常對論文中圖注和表注的重視不夠。要牢記,不少讀者首先瀏覽一篇論文的圖表以了解這篇論文的主要內(nèi)容。因此圖注和表注要詳細(xì)到足以說明問題,使讀者看了圖表及圖注和表注就能夠了解全文的主要結(jié)果,這也是一些國際重要刊物的要求?傊瑢懻撐囊紫认氲阶x者,讓讀者清楚了解論文內(nèi)容,才是一篇寫得好的論文。自己閱讀文獻(xiàn)時對作者不滿意的地方也常常是自己寫論文時應(yīng)該特別注意的地方。
論文的引言部分,通常要簡單回顧有關(guān)問題前人工作概況,最后用一兩句話概括本文最主要結(jié)果。在科學(xué)研究上的大膽創(chuàng)新和充分尊重前人成果,是一個辯證的統(tǒng)一。科學(xué)研究貴在創(chuàng)新,沒有創(chuàng)新科學(xué)就不能前進(jìn)與發(fā)展。但是科學(xué)又是連續(xù)性的,所有的創(chuàng)新又必然建立在前人成果的基礎(chǔ)之上。自然科學(xué)進(jìn)入二十世紀(jì)以來,發(fā)展極為迅速,我們在試圖進(jìn)行任何創(chuàng)新性研究時,都必須充分掌握現(xiàn)有的科學(xué)文獻(xiàn)以全面了解前人已經(jīng)取得的成果。現(xiàn)在通過計算機(jī)檢索,這是不難做到的。
尊重前人已取得的成果,首先要做到在自己的研究論文中充分引用前人已經(jīng)發(fā)表的有關(guān)論文,這樣做的目的首先是充分尊重前人成果。同時也讓讀者全面了解有關(guān)問題的歷史情況和發(fā)展現(xiàn)狀,得以對論文中的創(chuàng)新之處做出適當(dāng)?shù)脑u價。在使用“領(lǐng)先”,“首次”等詞時,務(wù)必十分慎重。要知道,科學(xué)研究貴在創(chuàng)新,在國際一流刊物上發(fā)表的研究成果,在一定范圍內(nèi)和一定程度上都應(yīng)該是首次,但如果你的結(jié)果實際上并非首次,對前人成果視而不見,不予引用,而片面自我吹噓“領(lǐng)先”、
“首次”,輕則是無知,是作者未能全面掌握文獻(xiàn),但遺漏重要文獻(xiàn),至少是很不應(yīng)該的。如果是有意不提或雖然提到,但在貶低前人工作的同時故意抬高自己,則是嚴(yán)重的違反科學(xué)道德的行為,重則難免有剽竊之嫌,只能引起國際同行的恥笑與唾棄。
每一種刊物對論文形式都有其習(xí)慣做法,對某一刊物投稿前務(wù)須仔細(xì)閱讀刊物的投稿須知,嚴(yán)格按照要求編排你的文稿。這樣做可以大大節(jié)省審稿時間,加速論文發(fā)表。對實驗結(jié)果的順序排列,絕對不能是按獲得數(shù)據(jù)的先后排列,應(yīng)該是按照企圖說明問題的邏輯順序排列。一篇寫的好的論文,在結(jié)果部分可以引導(dǎo)讀者按照作者的邏輯思維思想,根據(jù)作者提供的數(shù)據(jù)結(jié)果逐步得出作者所企圖引導(dǎo)得到的結(jié)論。
一篇論文一經(jīng)發(fā)表,任何人都可以利用論文中所提出的設(shè)想,或使用論文中的任何方法,然后在自己的工作中予以進(jìn)一步發(fā)展,在這些情況下,必需在自己的論文中引用前人文獻(xiàn)。但是,一方面科學(xué)研究貴在創(chuàng)新,簡單重復(fù)他人結(jié)果不是研究。在另一方面,雖然在前人基礎(chǔ)上進(jìn)一步有所發(fā)展是一般常情,但如果這些設(shè)想及實驗方案原作者還沒有發(fā)表,而是從交談, 通訊,或其他途徑得到,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的任何研究都必須事先征得原作者同意,否則也難免有剽竊之嫌。
2. 投稿與發(fā)表
(1). 走向世界無論是我國科學(xué)在整體上要走向世界,或是個別科學(xué)家要建立國際聲譽(yù),更多地把優(yōu)秀論文發(fā)表在國際知名的刊物上是絕對必要的。根據(jù)美國科學(xué)信息研究所(Institute for Scientific Information,ISI) 的統(tǒng)計,在SCI 收錄的刊物上發(fā)表的論文中我國僅占世界總數(shù)的1.8%,排名第12 位,從反映論文科學(xué)水平的引用率來說,我國論文的平均引用率僅為0.94,不僅遠(yuǎn)低于國際平均水平,也低于我國的臨近國家與地區(qū)(日本是2.99,臺灣是1.45, 韓國是1.24)。這無論是和我國在歷史上對世界文明的貢獻(xiàn)還是和我國當(dāng)前的國際地位相比都是極不相稱的。雖然近年我國科學(xué)家已經(jīng)開始注意向國際重要刊物投稿,但我國科學(xué)家根據(jù)國內(nèi)工作在SCI 收錄刊物上發(fā)表的論文,目前仍然為數(shù)較少,在高影響因子刊物上更少。
造成這種現(xiàn)象的原因,我想首先是被SCI 收錄的4000 余種刊物中,我國目前僅有12 種,我國科學(xué)家的優(yōu)秀論文,投向SCI 收錄的重要國際刊物仍為數(shù)不多。要爭取在高影響因子刊物上發(fā)表論文,首先是要有高水平的論文。當(dāng)然國際高影響因子刊物對我國作者的論文也確實存有一定的偏見。1997 年我曾和英國Nature 雜志的一位編輯談過這一問題,他堅決否認(rèn)Nature 編輯部有偏見問題。但編輯部只能是根據(jù)審稿人的意見作出決定,而對于多數(shù)審稿人而言,對我國科學(xué)家的偏見大概還是難免的。問題在于面對偏見,我們采取何種態(tài)度,是回避退讓,還是以積極的態(tài)度通過與審稿人反復(fù)說理辯論,爭取發(fā)表。在某一作者的論文多次被發(fā)表之后,就會逐步樹立這一作者以及他所屬實驗室的聲譽(yù),以后再次投稿就會逐步減少直至消除偏見。這種情況,對于國外作者在建立自己科學(xué)聲譽(yù)的過程中也是存在的。我國的近鄰日本,已經(jīng)在總體上做到了這一點(diǎn)。經(jīng)過這些年的努力,我國也已經(jīng)有一些科學(xué)家和部分實驗室正在逐步做到這一點(diǎn)。我們每一個人只要經(jīng)常做出優(yōu)秀的工作并寫出足夠水平的論文,都是可以努力爭取做到這一點(diǎn)的。當(dāng)我國有一大批科學(xué)家和實驗室做到了這一點(diǎn)的時候,就是我國科學(xué)在總體上達(dá)到了世界水平的標(biāo)志。
人貴有自知之明,對于自己每一件工作都會有一個基本估計。人之常情總是對最新完成的工作常常認(rèn)為是最好的,過了一定時間后,自己也會逐漸看出其缺點(diǎn)。因此一篇論文完成后投向何處,聽聽別人的意見是必要的。我自從1979 年在英國Nature 發(fā)表改革開放后,(點(diǎn)擊此處閱讀下一頁)
也是在我回國以后在國外發(fā)表的第一篇論文開始(那時我56 歲),二十余年來在國外不同水平的刊物發(fā)表了百余篇論文。就我個人而言,我的創(chuàng)作高峰期是在65~70 歲之間,五年間在SCI 刊物上發(fā)表論文近六十篇。我還應(yīng)邀擔(dān)任過影響因子從2 到14 的刊物的編委,對向國外投稿以及為國際刊物審稿,積累了一些經(jīng)驗。經(jīng)常把稿件投向國外,除了直接進(jìn)入國際科學(xué)舞臺之外,對不斷提高自己的科學(xué)水平也是大有益處的。
向國際重要刊物投稿對提高自己科學(xué)水平的好處在于:這些刊物不僅投稿隊伍面向全世界,也邀請世界范圍內(nèi)的知名科學(xué)家作為審稿人。一般而言,刊物水平越高,越是有一批高水平審稿人隊伍,對論文水平的要求也越高,接受發(fā)表也越難。因此在高水平刊物上發(fā)表一篇論文的困難程度和在低水平刊物上發(fā)表一篇論文的困難程度相差甚遠(yuǎn)。雖然也有高水平刊物上發(fā)表低水平論文和相反情況的例子,但總體說來,刊物水平反映了論文的水平。不同水平刊物對論文的要求可以相差甚遠(yuǎn),因此不同國際SCI 刊物的論文質(zhì)量就存在很大差別。一篇被高水平刊物拒絕的稿件可能會被較低水平的刊物不經(jīng)任何修改而接受發(fā)表。向高水平刊物投稿,由于經(jīng)過本領(lǐng)域內(nèi)高水平審稿人審稿,審稿意見一般是切中要害的。根據(jù)審稿意見對論文進(jìn)行修改,不僅對提高論文水平大有好處,對提高投稿人的科學(xué)水平也是有益的。我的二十余年的經(jīng)驗,作為審稿人與投稿人反復(fù)辯論,和作為投稿人與審稿人反復(fù)辯論都是提高科學(xué)水平的重要方面。
我的經(jīng)驗是,可以先試投較高水平的刊物,不要怕退稿,知名科學(xué)家也有時會被退稿,我自己的稿件也有時被退稿。我有一位擔(dān)任某知名刊物主編的朋友告訴我,他自己的文章投向本刊物時,常規(guī)做法是由其他編委處理,而編委只能按照審稿人意見作出決定,他自己的文章有時也會被退稿。
退稿時審稿人的退稿意見有時是對自己修正錯誤提高水平最好的意見。由于國際上最好的刊物,有一批國際上最好的審稿人隊伍,他們的意見常常是十分寶貴的,我自己幾十年的經(jīng)驗,無論論文最終被接受與否,根據(jù)審稿人意見對論文進(jìn)行修改,對提高論文水平是大有益處的。
附帶在此談一下審稿工作。擔(dān)任審稿工作是科學(xué)研究工作的一個重要組成部分。應(yīng)該牢記,你每發(fā)表一篇論文都有不少人為你服務(wù),其中審稿人常常是沒有報酬的,因此你為別人做一些服務(wù)工作也是應(yīng)該的。我從改革開放以來,曾先后擔(dān)任中國科學(xué)和科學(xué)通報的編委、副主編,以及國外一些刊物的編委和顧問編委。我的體會是擔(dān)任一些審稿工作對自己提高科學(xué)水平也是大有益處的。首先,國際上知名刊物選擇審稿人,通常是在有關(guān)領(lǐng)域內(nèi)知名科學(xué)家中遴選,被選為審稿人是對你國際學(xué)術(shù)地位的承認(rèn)。你可以在與你密切有關(guān)的論文發(fā)表之前就看到論文詳細(xì)內(nèi)容。其次以審稿人的批判眼光仔細(xì)閱讀一篇論文,和一般閱讀文獻(xiàn)是完全不同的經(jīng)驗。從別人的錯誤中吸取教訓(xùn),可以使我們自己撰寫論文時少犯錯誤。作者在不同意你的審稿意見時,有時是會來信和你辯論的,而你經(jīng)常會在辯論中獲得收益。
(2). 一稿兩投
國際上的慣例是一篇研究論文絕對不允許同時投往不同刊物,只有在一種刊物不用而退稿之后才能投往另一刊物。把一篇論文加以改頭換面重新投稿,或把相同的數(shù)據(jù),特別是圖表,在不同研究論文中多次使用,或把一套數(shù)據(jù)采用不同的排列組合方式以多篇論文的形式發(fā)表,都是變相的一稿兩投,這些做法都是一種變相擴(kuò)大自己的發(fā)表論文數(shù),以達(dá)到追求個人名利的目的,是一種少勞多得的行為,因此也是違反科學(xué)道德規(guī)范的,是不能允許的。國際上的一些知名刊物,都在投稿須知中明確說明,不考慮已投往另一刊物的稿件。在另一方面,對于綜述性論文,是可以重復(fù)引用自己或別人已發(fā)表的圖表數(shù)據(jù)的,但必須注明出處并得到版權(quán)所有者的書面允許。
我國一些刊物編委由于不了解國際慣例,常用該刊允許一稿兩投向知名作者拉稿,這是由于對國際慣例完全不了解所造成的極端錯誤的做法。我國科協(xié),曾在所屬各學(xué)會主辦的科學(xué)刊物的工作會議上明確反對一稿兩投,這是完全正確的。
(3). 論文署名
對一篇科學(xué)研究論文署名的主要目的在于作者對論文中所報道的結(jié)果和論點(diǎn)負(fù)責(zé)。多個作者署名的,只有對這篇科學(xué)研究論文從選題、設(shè)計、具體實驗,一直到從中得到必要的結(jié)論和總結(jié)的全過程都有所了解,并確實對其中某一個或幾個具體環(huán)節(jié)作出重要貢獻(xiàn)的,能為論文整體或其中某一重要部分負(fù)責(zé)的,才能當(dāng)之無愧的在論文上署名作為作者之一。以上兩條,負(fù)責(zé)和貢獻(xiàn), 是密不可分,缺一不可的,僅對某一小部分有一定貢獻(xiàn),但對論文總體缺乏了解的,可以由作者在文末致謝,但不宜作為作者之一,因為他無法對論文負(fù)責(zé)。
論文的第一作者可以是具體工作的主要執(zhí)行者。對于整個工作的主要設(shè)計者,或系列論文的主要負(fù)責(zé)者,通常稱為資深(senior)作者。熟悉這一領(lǐng)域的科學(xué)家,不難在多個作者之中發(fā)現(xiàn)誰是論文的主要負(fù)責(zé)者,通常論文的第一作者常常是具體實驗工作的主要執(zhí)行者,在多數(shù)情況下是研究生或博士后,而不是實驗室的固定人員,為了不太了解情況的讀者發(fā)現(xiàn)論文存在問題與作者討論時,或索取單印本時的方便, 在作者中注明“通訊作者”已經(jīng)在國際上逐漸成為習(xí)慣。其他作者一般按貢獻(xiàn)大小先后排列。有的作者習(xí)慣按照姓名的拼音字母順序排名。這對于現(xiàn)代某些有幾十位作者論文,也許有其方便之處,但這樣做并不能解決讀者發(fā)現(xiàn)論文有問題,而想與作者通訊討論時的問題。
一篇科學(xué)研究論文上所有署名的作者,都必須由主要作者事先征得本人的同意,表明署名者同意論文的結(jié)果和學(xué)術(shù)意見。如果明確了在一篇科學(xué)研究論文上署名,主要是責(zé)任,其次才是榮譽(yù),這一點(diǎn)就不難理解了。某些作者為了論文較易被接受發(fā)表,有時不經(jīng)本人同意強(qiáng)行寫上某知名科學(xué)家的名字,難免有把某些意見強(qiáng)加于人,勉強(qiáng)別人為你負(fù)責(zé)的嫌疑。
關(guān)于單位署名。單位署名目的在于說明作者完成具體工作時所在的單位。論文有時有多個單位署名,表示工作是同一作者先后在不同單位進(jìn)行的,或不同作者同時在不同單位合作進(jìn)行的。如果某作者在工作完成后已經(jīng)不在原署名單位,習(xí)慣的做法是注明該作者的現(xiàn)單位,這適用于在某一單位短期工作的進(jìn)修人員和訪問學(xué)者。只有多個單位同時署名才是這些單位共同合作進(jìn)行的工作。
有些國家的部分科學(xué)家,習(xí)慣于在他領(lǐng)導(dǎo)下的實驗室發(fā)表的所有科學(xué)論文上署名,有的在四十年的科學(xué)生涯中,署名文章多達(dá)數(shù)千篇。這些科學(xué)家敢于負(fù)責(zé)的勇氣十分可佩,但一個人的精力畢竟有限,能否真正對所有文章負(fù)責(zé),很是值得懷疑。近年來,美國接連發(fā)生一些知名科學(xué)家署名發(fā)表的論文發(fā)生差錯,甚至偽造數(shù)據(jù)等嚴(yán)重問題,對這些科學(xué)家的聲譽(yù)造成了很壞的影響。這種情況值得我們警惕,不要隨意在自己的論文中署上知名科學(xué)家的名字,或隨便同意在自己不熟悉的論文上署名。在另一方面,美國科學(xué)界對知名科學(xué)家,包括諾貝爾獎獲得者,同樣不講情面,大膽揭發(fā)問題的做法卻又值得我們學(xué)習(xí)借鑒。
一篇論文一經(jīng)發(fā)表,國際上一些重要刊物的習(xí)慣是版權(quán)屬于出版者所有,有的屬于出版者和作者共有。因此,把在國外已經(jīng)發(fā)表的論文改頭換面在國內(nèi)重新發(fā)表,是一種侵犯版權(quán)的行為,在有人揭發(fā)時可以引起知識產(chǎn)權(quán)的法律糾紛。在綜述性論文中引用已經(jīng)發(fā)表的數(shù)據(jù)或圖表時,如果是作者自己過去的工作,必須首先取得所發(fā)表的論文的版權(quán)所有者的許可,如果是別人的工作,則必須同時取得所引用論文的版權(quán)所有者和作者本人的許可。在綜述論文中引用自己過去發(fā)表的或別人的結(jié)果或數(shù)據(jù),在征得版權(quán)所有者的許可,并引用文獻(xiàn)中注明之后,不屬于一稿兩投或剽竊的范疇。
五、與學(xué)生共同工作
我1947 年開始做研究生,在導(dǎo)師培養(yǎng)下對于科學(xué)研究得到了初步的訓(xùn)練,自從1951 年回國帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行研究工作以來,已經(jīng)半個世紀(jì)。在我的學(xué)生之中,有的現(xiàn)在已經(jīng)是成熟的科學(xué)家,能夠和他們一起工作,是我一生最大的樂趣。我自己做研究生時所受的訓(xùn)練和我半個世紀(jì)帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行工作所積累的一些經(jīng)驗也許對青年導(dǎo)師和學(xué)生們不無值得借鑒之處。
每一個研究生開始工作的第一件事,就是給指定一個研究課題,并且在開始工作之前寫一篇有關(guān)研究課題背景材料的文獻(xiàn)綜述,進(jìn)行這一工作的目的除了必需讓學(xué)生全面了解和掌握與課題有關(guān)前人已經(jīng)做過的工作以外,同樣重要的是讓學(xué)生養(yǎng)成閱讀和整理文獻(xiàn)的習(xí)慣。
由于我國多年應(yīng)試教育的結(jié)果,養(yǎng)成了學(xué)生依靠老師,依靠書本,死記硬背的習(xí)慣。但是對于研究工作,需要經(jīng)常接觸新事物,再好的基礎(chǔ),再多的書本知識,也是不夠用的。所需要的知識,首先要養(yǎng)成不是去問老師,而是自己去查閱參考書,自己查閱文獻(xiàn)的自學(xué)習(xí)慣。只有自學(xué)得到的知識,只有完全弄清了來龍去脈的知識,才是真正牢固掌握了的,能為自己所用的知識。
當(dāng)前我國一般大學(xué)實驗條件有限,新入實驗室的研究生,多數(shù)沒有經(jīng)過充分的實驗訓(xùn)練,更沒有使用過先進(jìn)的儀器設(shè)備。因此在進(jìn)入實驗室的初期。必需帶領(lǐng)他們進(jìn)行實驗操作,培養(yǎng)他們嚴(yán)格實驗操作,愛護(hù)科學(xué)儀器的良好習(xí)慣。只有嚴(yán)格實驗操作,愛護(hù)科學(xué)儀器,才能得到精確可靠的實驗數(shù)據(jù)。如果沒有精確可靠的實驗數(shù)據(jù),任何科學(xué)結(jié)論都是建立在沙灘上的大廈。
在學(xué)生開始工作后,建立定期的研究組匯報制度是絕對必要的。這樣可以隨時了解每一個學(xué)生的工作進(jìn)度,隨時發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。對于有三五個人的研究組,我認(rèn)為用小組會方式進(jìn)行匯報,是一個好辦法?梢韵嗷ソ涣,相互促進(jìn),互相啟發(fā),在人數(shù)較多的時候,可以采取個別匯報和小組會交替進(jìn)行的方式。
個別匯報的一個重要內(nèi)容是檢查實驗記錄。我對學(xué)生實驗記錄的要求是,有實驗開始前的實驗?zāi)康,有實驗進(jìn)行的具體條件和結(jié)果,有實驗結(jié)束后的初步小結(jié)。實驗記錄要詳細(xì)到能讓與你進(jìn)行類似工作的人看懂。如果當(dāng)時別人看不懂,那么過了一段時間之后,自己很可能也看不懂了,以致進(jìn)行總結(jié)時無所依據(jù),甚至錯誤理解當(dāng)時情況得出錯誤結(jié)論。
定期組織學(xué)術(shù)活動也是不斷進(jìn)行小結(jié)的一種方法。在比小組更大一些的范圍內(nèi)組織工作報告,或報告自己閱讀文獻(xiàn)的心得體會,是國際上常用的做法,前已提及,國際生物化學(xué)和分子生物學(xué)聯(lián)合會所推薦的博士生標(biāo)準(zhǔn)中把參加學(xué)術(shù)活動,做學(xué)術(shù)報告,列為博士生的必要訓(xùn)練。這不僅可以給學(xué)生以做學(xué)術(shù)報告的訓(xùn)練,還可以開拓眼界,擴(kuò)大知識面,更為重要的是鼓勵學(xué)生之間的相互交流。
工作報告可以是一個階段性的報告,不要求完整,目的在于交流和隨時聽取不同意見。
在研究生成長到一定階段后,應(yīng)該鼓勵他們自己提出研究課題。一切自然科學(xué)基礎(chǔ)研究課題都來源于自然界。但科學(xué)發(fā)展到今天,直接來源于觀察自然現(xiàn)象的研究課題已經(jīng)越來越少了,而更多的是間接來源于觀察自然,即來源于前人對自然現(xiàn)象的觀察或分析。學(xué)生應(yīng)該逐漸養(yǎng)成從自己工作的延伸,前人尚未解決的重要問題等方面,學(xué)習(xí)自己提出研究課題。
六、成果的評價與宣傳
1. 時間的考驗
一項重要的科學(xué)研究成果,特別是基礎(chǔ)研究成果,往往需要經(jīng)過不同實驗室和不同作者的反復(fù)驗證,才能予以肯定。它的重要性,特別是它對科學(xué)長遠(yuǎn)發(fā)展的全部意義,更需要經(jīng)過一段時間的考驗,經(jīng)過國際同行在各自工作中的引用和發(fā)展,才能給以實事求是和恰如其分的評價。在這一方面,被本學(xué)科的教科書或本領(lǐng)域的專著所引用是一個重要的客觀依據(jù)。此外,SCI 的引文索引也是一個重要的指標(biāo)。一篇論文在國際上被引用次數(shù)越多,表明這篇論文越受重視,在國際上影響越大。當(dāng)然任何事物都不是絕對的,引用包括正面和負(fù)面引用。有些論文屬于基本方法類或參數(shù)類,一般引用次數(shù)也很高,好象對本門學(xué)科發(fā)展影響并不大,事實上卻是許多重要科學(xué)突破的基礎(chǔ),不可忽視。因此,評價一項基礎(chǔ)研究成果的水平高低,不僅要看論文在什麼級別刊物上發(fā)表, 而且要看論文發(fā)表后被引用情況。即使是在Nature 或Science 上發(fā)表的論文,也只說明了研究成果在當(dāng)時的新穎性,而是否具有科學(xué)性則是其生命力所在,這則要得到國際同行的廣泛認(rèn)同和引用,需要一定的時間才能作出判斷。Nature 和Science 的平均影響因子都達(dá)25-30,一篇論文發(fā)表后前2 年的被引用次數(shù)達(dá)到這個數(shù)字者才與刊物的級別相稱,證明這是一篇具有新穎性的成果,否則就是編輯看走了眼。事實上,不論論文發(fā)表在哪種級別的刊物上,論文發(fā)表后引用次數(shù)的多少是判斷研究工作重要性的一個客觀指標(biāo),(點(diǎn)擊此處閱讀下一頁)
只是在不同學(xué)科引用率存在差別。如果一篇在論文發(fā)表后的5-10 年內(nèi)引用頻次遠(yuǎn)大于發(fā)表刊物影響因子總和,則是科學(xué)上的重要創(chuàng)新性成果。沒有受到引用的論文,恐怕沒有理由說它是一篇重要的成果。
有些人在發(fā)現(xiàn)某些現(xiàn)象之初,或論文在某著名刊物上發(fā)表之時,立即用召開記者招待會或新聞宣傳等類似方式宣布這項的意義或重要性,往往是自我估計過高,有時甚至是完全不符合實際的評價,是一種極不嚴(yán)肅的做法,科學(xué)界并不認(rèn)同?茖W(xué)家聲譽(yù)的建立,應(yīng)該完全依靠自己的工作,在嚴(yán)肅的科學(xué)書刊發(fā)表論文,闡述自己的結(jié)果,見解與論點(diǎn),依靠這些工作和論點(diǎn)對科學(xué)發(fā)展的影響,經(jīng)過反復(fù)的實踐,通過國際上的廣泛引用,取得國際科學(xué)界的公認(rèn)。依靠領(lǐng)導(dǎo)批示,或依靠報紙、電視、電影等新聞媒介的宣傳,也許可以取得一些短暫的、廉價的榮譽(yù),但科學(xué)是嚴(yán)肅的、無情的。
用這種新聞手段建立起來的所謂知名度,是經(jīng)不起時間考驗的,是不能建立一個科學(xué)家科學(xué)聲望的,特別是不能建立一個科學(xué)家的國際科學(xué)聲望,而最終只能被時間所淘汰。近十余年來,我國出現(xiàn)過不少得到領(lǐng)導(dǎo)同志的大力支持和新聞媒介廣泛宣傳,但是在科學(xué)界的同行中卻并無任何聲望的所謂“科學(xué)明星”,其中不少是曇花一現(xiàn)的人物。這種情況難道不該引起領(lǐng)導(dǎo)和新聞界同志們的深思和警惕嗎?有的領(lǐng)導(dǎo)為了政績的需要,宣傳某些嘩眾取寵、曇花一現(xiàn)的成果,極大地阻礙了中國科學(xué)的健康發(fā)展,應(yīng)該懸崖勒馬!
2. 如何對待錯誤的結(jié)果和結(jié)論
科學(xué)家有時也會犯錯誤,無論是實驗結(jié)果或根據(jù)實驗結(jié)果所得出的推論與結(jié)論,都可能有錯。
在一個人幾十年的科學(xué)生活中,完全不出錯也許是不可能的,關(guān)鍵在于如何對待錯誤,最好的辦法是自己盡快改正錯誤。對于簡單的錯誤,如個別文字或數(shù)據(jù)的錯誤,可以在同一刊物上自己發(fā)表一個簡短的更正,較為復(fù)雜的錯誤可以自己在以后發(fā)表的有關(guān)論文中,找出正確的結(jié)果或結(jié)論,自己承認(rèn)并且自己改正錯誤。當(dāng)然在這樣做的同時,要有充分的把握,不要一錯再錯。如果正確的結(jié)果不是短期內(nèi)可以得到的,也至少應(yīng)該在以后的論文中提及并予以糾正,以盡量避免錯誤結(jié)果被人一再引用。犯了錯誤之后置之不理是一種錯誤的做法,這樣做只能讓別人認(rèn)為作者或者還沒有認(rèn)識到,或者根本不承認(rèn)自己的結(jié)果是錯誤的。讓錯誤的結(jié)果繼續(xù)被人引用,在文獻(xiàn)中不斷流傳,一直到被人指出為止,只能損害作者的科學(xué)聲譽(yù)。如果讓類似情況發(fā)生多次,就會對作者的聲譽(yù)產(chǎn)生無可挽回的影響。更為嚴(yán)重的是,在錯誤已經(jīng)被人指出以后,不僅不承認(rèn)錯誤,反而不顧事實,對自己的錯誤結(jié)果或結(jié)論,繼續(xù)片面夸大并予以宣傳,甚至壓制別人揭發(fā)自己錯誤的論文。這些都是嚴(yán)重違反科學(xué)道德規(guī)范的做法,只能引起國內(nèi)外同行的恥笑,我們必須堅決予以抵制和譴責(zé)。
與學(xué)生共同工作,應(yīng)該隨時強(qiáng)調(diào)有關(guān)科學(xué)道德問題。由于我國科學(xué)界長時期以來與國際科學(xué)界隔絕,很多人對國際上一些習(xí)慣做法并不了解,因此充分重視有關(guān)科學(xué)道德問題上國際上的一些習(xí)慣做法,對我國科學(xué)走向世界是絕對必要的。在這些問題上以身作則,并經(jīng)常教導(dǎo)學(xué)生,是有經(jīng)驗的科學(xué)家的不可推委的責(zé)任。
七、科學(xué)道德問題
國際上有關(guān)科學(xué)道德問題的習(xí)慣做法,有的有明確文字規(guī)定,有的又沒有。我國科技部和科協(xié)都十分重視這一問題,有關(guān)條文也正在征求意見和討論之中。下面是參照國際慣例的一些個人意見。違反科學(xué)道德的表現(xiàn)形式雖然可以各不相同,但其核心問題是企圖不勞而獲,或少勞多獲,不勞而獲或少勞多獲,可以表現(xiàn)為以下各種形式。
1. 偽造數(shù)據(jù)
忠實于原始數(shù)據(jù),是科學(xué)研究工作必須遵守的基本準(zhǔn)則。發(fā)表根本沒有經(jīng)過實驗的數(shù)據(jù)或隨心所欲地篡改數(shù)據(jù)以適應(yīng)自己主觀的需要,都屬于偽造數(shù)據(jù)的范疇。
最近德國馬普協(xié)會對20 年前的一件偽造數(shù)據(jù)事件做了嚴(yán)肅處理,對馬普協(xié)會醫(yī)學(xué)研究所所長西鉑格進(jìn)行正式譴責(zé),并將整個事件記入他個人檔案。原因是20 年前西鉑格在美國加州大學(xué)工作期間,在Nature 發(fā)表過一篇論文,為了商業(yè)上的利益,對論文中所用樣品來源進(jìn)行了偽造。最近由于商業(yè)上的法律糾紛,西鉑格不得不承認(rèn)這一事實。雖然已經(jīng)事過二十年,樣品來源也并不影響論文結(jié)果,但德國馬普協(xié)會仍然認(rèn)為這是偽造數(shù)據(jù)因而是一件嚴(yán)重違反科學(xué)道德的行為而對一位知名科學(xué)家正式進(jìn)行譴責(zé),充分體現(xiàn)了法律面前人人平等的精神。
不僅絕對不能對原始數(shù)據(jù)作任何人為的修改,同樣也不能在得到不同結(jié)果時,對不同數(shù)據(jù)根據(jù)主觀愿望,作人為的取舍。為了說明自己企圖說明的問題而隨心所欲任意修改甚至偽造數(shù)據(jù),不僅是對客觀事實的不忠實,對科學(xué)行為原則的違犯,更是嚴(yán)重違反科學(xué)道德的行為。實際上也是最愚蠢的,因為客觀現(xiàn)象有自己特定的內(nèi)在邏輯性,各組數(shù)據(jù)之間有一定的內(nèi)在關(guān)系。偽造了一數(shù)據(jù)后經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)與其他組數(shù)據(jù)互不兼容,當(dāng)然真實的各組數(shù)據(jù)間有時也會有互不兼容的現(xiàn)象,但找到真實數(shù)據(jù)互不兼容的原因,有時會導(dǎo)致重要的發(fā)現(xiàn)。
2. 剽竊他人成果
有些論文從原始設(shè)想,實驗方案,直至結(jié)果全都是抄襲別人的,這樣的全部剽竊也許并不多見,但是用不正當(dāng)行為取得別人的結(jié)果,略加改頭換面作為自己的結(jié)果予以發(fā)表,也是嚴(yán)重違反科學(xué)研究道德的剽竊行為。
剽竊他人成果,包括抄襲個別結(jié)果,論文個別段落,直至全篇論文。近一個時期以來,我國都有發(fā)現(xiàn),有的已被揭露并得到處理,有的剽竊者卻仍然高官厚祿,春風(fēng)得意。要知道剽竊的結(jié)果在論文中留下了白紙黑字的永久記錄,成為一個科學(xué)家一生中永遠(yuǎn)不可磨滅的污點(diǎn),是怎樣掩蓋也掩蓋不了的。
3. 一稿兩投或多投
有關(guān)科學(xué)論文的一個重要問題是嚴(yán)禁一稿兩投或多投。以一組數(shù)據(jù)發(fā)表多篇論文,再把多篇論文全部列入自己著作目錄之中,并以此作為提職提級或報獎依據(jù),是典型的少勞多獲,和不勞而獲并無本質(zhì)不同。國際上的慣例是一篇研究論文絕對不允許同時投往不同刊物,只有在一種刊物不用而退稿之后才能投往另一刊物。把一篇論文加以改頭換面再重新投稿,或把相同的數(shù)據(jù),特別是圖表,在不同研究論文中多次使用,或把一套數(shù)據(jù)采用不同組合方式以多篇論文的形式發(fā)表,都是變相的一稿兩投,這些做法都是違反科學(xué)道德規(guī)范的,都是不能允許的。國際上也有人稱之為自我剽竊。
最近一位美國科學(xué)家在投出一篇論文之后,發(fā)現(xiàn)一些可以改進(jìn)的問題,于是又補(bǔ)充了一些數(shù)據(jù),并把修改過的論文投向另一刊物,后來兩篇論文都被接受發(fā)表。被發(fā)現(xiàn)后,這兩種知名刊物都決定今后再不接受這兩篇論文全部作者的任何稿件。
4. 強(qiáng)行署名
在自己并無貢獻(xiàn)的論文上署名,或用現(xiàn)在的流行術(shù)語謂之搭車。特別是利用職權(quán)在自己并無貢獻(xiàn)的論文上強(qiáng)行署名,是一種典型的不勞而獲的不道德行為。前已提及,論文署名首先是責(zé)任,其次才是榮譽(yù),試問在自己并無貢獻(xiàn)的論文上署名的強(qiáng)行搭車者,你能否在論文發(fā)生嚴(yán)重錯誤時,為論文負(fù)責(zé)?即在發(fā)生車禍時甘做車禍的無辜犧牲者。
八、結(jié)束語
五十年的科學(xué)研究工作,既有艱辛,也有歡娛;
既有失敗的痛苦,也有成功的滿足。總之,科學(xué)研究的道路是不平坦的。沿途充滿了荊棘,但每到達(dá)一個中途站,回想中途經(jīng)過的努力,其歡樂之情也是語言難以描述的。
我記得年輕時讀過一位科學(xué)家的回憶錄,他自己比作在海邊沙灘上玩耍的一個孩子,偶爾會拾到一些美麗的貝殼,而每拾到一個美麗的貝殼,都給他以極大的安慰。
我自己確信,如果我有再生活一次的機(jī)會,我仍然將選擇科學(xué)研究作為我終身的職業(yè)。
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