罗杰·科恩伯格:基础科学——人类进步的希望
2020-10-30
WLF
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  第三届世界顶尖科学家论坛特设科学态度大师讲堂,由世界顶尖科学家协会执行委员会的委员,分别就科学领域的热点话题发表大师见解、弘扬科学态度。其中,罗杰·科恩伯格做了主题为《基础科学:人类进步的希望》的演讲。

  人物介绍:罗杰·科恩伯格(Roger Kornberg),世界顶尖科学家协会主席,斯坦福大学温泽医学教授。因对“真核生物转录的分子基础”的研究,获得2006年诺贝尔化学奖。

罗杰•科恩伯格分享观点
图|WLF独家

  作为世界顶尖科学家协会的主席,罗杰·科恩伯格坚信着,科学在未来可以拯救人类。而世界顶尖科学家协会也正秉持着倡导基础科学、支持下一代科学家的愿景,推进全世界范围内的科学事业。本次演讲中,罗杰重点围绕基础科学和年轻科学家培养话题,以与新冠病毒息息相关的医学案例展开分享,得出通用结论,指导各个科学领域。

  罗杰首先以仅有100年左右历史的现代医学为切入点。相较于物理、化学等几个世纪以来的愈发明了的探索,医学领域在科学发展中其实经历过长时间的迷茫——从前,人类疾病被归因于体液的不平衡,其治疗方法是放血和强效泻药,这样令人难以置信的论断,与如今象征着人类智慧前沿的现代医学似乎有着云泥之别。

  罗杰明确指出:“如果说20世纪是物理学的时代,那么21世纪就是生物学的时代,尤其是人类生物学。”这并不是贬低物理学研究的连续性和重要性,恰恰相反,学科间的界限其实正在消失。

罗杰参加WLF科学态度大师讲堂
图|WLF独家

  “如果我问你们,上世纪医学的重大进步是什么?”

  跟随罗杰的讲述,我们回顾了一份“成就清单”:用于诊断和治疗的X光、很大程度上根除了细菌疾病的抗生素、用于早期发现癌症和其他疾病的非侵入性成像、作为大多数新药基础的基因工程等等。而在这些医学进步背后的共同点其实是:它们均是为了求知而得到的偶然发现,在一开始并未带着任何应用的目的,也没有考虑过某一种具体的疾病。过去的经验与直觉恰恰相反:要解决一个医学难题,不要直接研究它,而是追求对自然的好奇,那么其余的东西就会随之而至,基础研究才是这一切的关键。

  接下来,罗杰详细地讨论了以上案例对科学研究的指导意义——X光是由荷兰一位纺织商的独子威廉·伦琴(Wilhelm Röntgen)发现的。18岁时,他因拒绝举报同学画了一幅老师的讽刺漫画而被学校永久开除,但他仍然坚持从事学术工作。1895年,伦琴在维尔茨堡大学担任物理学教授时,正在研究阴极射线管中的放电效应。他偶然注意到实验室附近的荧光屏上有微弱的光,但此时阴极射线管是被黑色硬纸板完全覆盖的,基于此,他将阴极射线管发出的辐射成为X光。没过多久,在伦琴偶然将材料置于射线管前以测试其阻挡光线能力时,他在荧光屏上看到了自己手的骨架。一两年后,X光应用于医学;1901年,伦琴被授予首个诺贝尔物理学奖。

罗杰(右二)仔细确认活动流程
图|WLF独家

  类似的,青霉素首次出现在科学界的视野范围内,也是基于亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming),一位细菌学教授,在偶然验证中得出的结论。而在弗莱明第一篇描述青霉素的论文成果问世时,他从未对其医疗用途抱有任何希望。整整十年后,霍华德·弗洛里(Howard Florey)和恩斯特·钱恩(Ernst Chain)才开始在牛津大学的实验室里研究溶菌酶及其细菌细胞壁。二人的发现历程在重温弗莱明关于青霉素的论文后,才逐渐明朗起来,他们很快发现了青霉素在医学上的巨大潜力,最终促成了包括大学、政府机构、基金会和制药公司在内的数十个机构的合作,最后消灭了细菌疾病。正如我们所知,弗莱明、弗洛里和钱恩共同获得了1945年诺贝尔生理医学奖。

  最后一个,可能也是最了不起的一个例子,源自阿尔伯特·爱因斯坦的生活和工作。所有人都知道爱因斯坦和他的相对论、量子理论,但鲜为人知的是,这些纯推理的成果,其实与我们的日常生活中息息相关。相对论其实也是我们手机中使用的全球定位系统(GPS)的基础。在爱因斯坦发表相对论后不久,英国数学家保罗·狄拉克(Paul Dirac)将其应用至量子力学的新兴领域,这使得狄拉克预测了反物质的存在,而这一发现促成了数年后正电子发射断层扫描的发展——即:正子扫描,一种重要的非侵入性成像方法。

爱因斯坦(Albert Einstein)
图|newscientist

  这些案例并不是孤立的,它们恰恰说明了罗杰在此前提到的一般规律:要解决难题,不要直接攻克它,而是追求对自然的好奇,解决办法自然会出现。而罗杰也再次强调:钻研基础研究。三个丰富的故事和案例不仅聚焦于基础研究的关键作用,也阐明了科学发现的过程:科学成果总是由那些自由探索和追随科学之路的人来完成,发现是进步的动力,是通向未来的桥梁。而发现的本质是无法被计划的,它们来源于无目标的研究,来自意外的收获。罗杰总结到:“能够导向伟大成果的唯一途径是:有才能的人无拘无束地追求者知识本身。”

罗杰(左)抵达论坛现场
图|WLF独家

  虽然长达几个世纪的科研经验证明了罗杰的观点,但这一重要事实常常被渴望更多、更直接利益的人士所遗忘,这也是基础科学在发展中所遇到的困境。现实情况常常使人恐惧:比如开发抗癌疗法的制药公司,其实经常被迫在两种药物间做出选择,而这一衡量经济效益和社会效益的选择背后,往往是股东投出了盈利的一票。以美国为例,罗杰指出,美国癌症研究的年度预算只有50亿美元,不到软饮料年度支出的10%。相较于有着明确研究方向和初步证据支持的研究内容,这些一开始不知道能够得到什么发现的基础研究,不会得到资源的偏爱。

  那么在罗杰所描述的美国体系中,发现如何产生?答案是冒险。科学家们将现有研究项目资金的一部分用于试验新想法,成则有望得到进一步的支持,而失败可能会使得科学家甚至无法继续先前的研究。

罗杰(左)参加第三节世界顶尖科学家论坛
图|WLF独家

  越是如此,罗杰越强调,发现的本质就是未知,不能被计划和安排所抹杀,它们不应该经由评估后被排到末位。面对诸如此类并不罕见的现象,政府的作用尤为重要,解决这一困境,需要的是为人类福祉有着长远考虑的政府。各国都应该建立起合理的知识框架和投资框架,吸引国内外的重要人才,形成一个雇佣年轻科学家的市场。这不仅仅是为了留住青年才俊的才能,也是为了鼓励他们从事科学研究——选择科学事业,代表了巨大的牺牲和对科学的热爱,更应该得到重视。年轻人的思想里,总是踊跃着对科学进步来说,最重要的发现。

  最后,罗杰进一步表明基础研究之于人类的重要性——基础研究还有更重要的目的,探索欲和求知欲本就是人类本性的一部分。它是物种进化的重要因素,激励着我们去探索更遥远的月球和宇宙空间,而对人类内部空间的探索同样宏大而艰巨,这就是人类精神的最好表征。

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