主讲人简介
周光召院士,1951年毕业于清华大学物理系。1954年毕业于北京大学研究生院。1996-1997年任中科院院长、中国科协主席。1998年当选为全国人大常委副委员长。
内容简介
今年是DNA双螺旋结构发现50周年,是20世纪生物学最重要的发现,这个发现阐明了生物遗传基因密码的构成,开辟了分子生物学的新学科领域,为人类从分子水平认识生命过程的发生、遗传、发育、衰老、进化以及生命体内部细胞和器官的结构、功能和运行的模式,都奠定了坚实的基础。21世纪将要看到它会对我们人类的生活、生产,产生巨大的影响。
发现DNA双螺旋结构做出重大贡献的四位科学家,他们在大学学的都是不同的专业,所以他们具有不同的知识背景,在同一时间又都致力于研究遗传基因的分子结构,在又合作、又竞争,充满了学术交流和争论的环境中,发挥了各自专业的特长,为双螺旋结构的发现,做出了各自的贡献,所以这是科学史上由学科交叉,而产生的一次重大的科研成果。
那么自然科学的重大科学发现的过程,它不仅是科学家用严谨的科学态度,严格的科学方法,有敏锐的思维和观察对自然现象和规律进行的一种探索的过程,它又表现出科学家的个性、他的爱好和他们的观点,在竞争和合作中所形成的学术思想上的融合、碰撞和冲突,也反映出社会和学术群体的评价,给予他们的鼓励、包容和压力,这些都在他们发现的过程中间不停地在起着作用。所以我们不仅应当从自然科学本身的规律出发,去了解这个发现的过程,而且应当从人文和社会的角度来研究这个过程,创造促进创新的条件和环境。
研究DNA双螺旋结构这个重大发现产生的背景、环境和条件,能够吸取有益的经验,采取相应的措施,对改进我国基础研究的环境和氛围,对促进我国科技创新,是有重大的现实意义的。从DNA双螺旋结构的发现过程,我们可以得到很多有益的启示。
中国目前正处在科技发展物质条件最好的时期,但是如果能够迅速创造一个好的人文环境,选好科学前沿的发展方向和领军人才,吸引一批最优秀的青年,中国科学的起飞是指日可待的。
DNA双螺旋结构的发现》(全文)
上世纪最重要的三个大的发现,就是相对论、量子力学和DNA双螺旋结构,这是20世纪自然科学最伟大的三个发现,都是在物质条件,不是太好的情况下产生的。相对论我们不去说它了,因为爱因斯坦这是一个天才,在1905年发现的特殊相对论。
量子力学是在德国发现的,是1925年。而1918年,第一次世界大战结束,德国是失败了,而1925年那个时候在德国肯定生活是很困难。然后DNA双螺旋结构在英国发现的,是1953年,也是在第二次世界大战以后的英国,那个时候相对来讲,它比美国是困难多了,美国当时是惟一没有受到战争影响的一个大国,而且由于战争的关系,使得美国非常重视科学,所以在“二战”以后,美国大量投钱来发展科学。而英国,这个实验室和这批科学家,是处于一个很困难的境地,但是尽管如此,他们还是发现了DNA双螺旋结构。所以就可见,我得出来的一个结论,就是投资是很重要的,是一个必要的条件,但是绝对不是一个充分的条件,也不是说在投资不够的情况下,就不能做出世界最高的、最重要的成果,所以我们就必须要研究,为什么他们能够在这样比较困难的情况下,能做出世界最重要的科学成果,我想这是今天值得我们来深思的一些课题。
那么今年,是DNA双螺旋结构发现50周年,这个是20世纪生物学最重要的发现,这个发现阐明了生物遗传基因密码的构成,开辟了分子生物学的新学科领域,为人类从分子水平认识生命过程的发生、遗传、发育、衰老、进化以及生命体内部细胞和器官的结构、功能和运行的模式,都奠定了坚实的基础。
同时DNA的发现和后来紧接着的由RNA转录、翻译为蛋白质的中心法则的发现,以及后来发明的基因重组和克隆技术,就使人类获得了崭新的干预生物进化和优化生物功能的途径,为农业、林业、医疗、环保、化学、材料、信息和能源工业都提供了新的发展途径,像品质优良,抗击性强的转基因和克隆的生物,改变结构提高功能的蛋白质,用于医疗检测和环保监测的生物芯片,高疗效个性化的基因治疗药物,克隆器官,生产化学工业原料,有机材料和可再生能源的转基因的生物工厂,DNA计算机,用于控制和消除环境污染的转基因微生物等等。所以不仅是一个非常重要的基础性的发现,而且在应用方面,我想21世纪将要看到它会对我们人类的生活、生产,产生巨大的影响。
那么DNA双螺旋结构的发现,做出重大贡献的科学家有四位,是弗郎西丝·克里克、詹姆斯·沃森、莫里斯·威尔金丝、罗萨琳·富兰克琳这四位,当时都是在战后的英国工作的,他们发现的时候都在英国实验室里面。此外,有一位美国的著名科学家叫里纳斯·鲍林,他是美国惟一参与这个竞赛的,他也是很想做出这个DNA结构的一个人。还有一位是叫做杰里·多洛,在他们发现DNA双螺旋结构的时候,他提供了非常重要的意见。
那么这四位中间,最后一位是位女科学家,1962年他们获得诺贝尔奖的时候,她已经去世了,而诺贝尔奖又只能发给三个人,所以就发给了前面这三个。发现DNA双螺旋结构的四位科学家中,只有沃森是毕业于生物专业的,克里克和威尔金丝是毕业于物理专业,富兰克琳是毕业于化学专业,他们在大学学的都是不同的专业,所以他们具有不同的知识背景,在同一时间又都致力于研究遗传基因的分子结构,在又合作、又竞争,充满了学术交流和争论的环境中,发挥了各自专业的特长,为双螺旋结构的发现,做出了各自的贡献,所以这是科学史上由学科交叉,而产生的一次重大的科研成果。
那么自然科学的重大科学发现的过程,它不仅是科学家用严谨的科学态度,严格的科学方法,有敏锐的思维和观察对自然现象和规律进行的一种探索的过程,它又表现出科学家的个性、他的爱好和他们的观点,在竞争和合作中所形成的学术思想上的融合、碰撞和冲突,也反映出社会和学术群体的评价,给予他们的鼓励、包容和压力,这些都在他们发现的过程中间,都不停地在起着作用。所以我们不仅应当从自然科学本身的规律出发,去了解这个发现的过程,而且应当从人文和社会的角度来研究这个过程,创造促进创新的条件和环境。
研究DNA双螺旋结构这个重大发现产生的背景、环境和条件,吸取有益的经验,采取相应的措施,对改进我国基础研究的环境和氛围,对促进我国科技创新,我相信是有重大的现实意义的。
我们现在来看看DNA双螺旋结构发现的背景。绚丽多彩的生物世界,它是怎么样产生的?成千上万种不同性状和习性的生物之间有什么关系,这就是自古以来人们一直在追问的一个问题。那么到了1859年,达尔文发表了《物种的起源》一本书,就提出了生物进化的学说,那么不同的物种,它有共同的祖先,它们是由同一个祖先发展而来的,而这个共同的祖先是通过遗传变异,生存竞争和适应选择逐步发展起来的,所以遗传在我们生命的世界中,是起了非常重要的作用。这个在历史上当然不断有人提出来,但是达尔文在这里是系统地提出来了这样一个学说,那么遗传机制一直是生物学家关注的重大课题。那么在达尔文提出进化论不久,1865年孟德尔通过豌豆子代性状显示的规律,他把豌豆一代一代培育起来,然后去研究它们的性状,就发现由父母向子代遗传,并且能够一代一代遗传下去,今天我们把它叫做基因的这种遗传信息的单位。孟德尔他写了一篇文章,但是很少有人去看,所以谁也不知道。就说再过了三十几年以后,他的这结论被另外几位科学家又重新再发现,这就说明科学的传播不够的时候,科学的成果就不能起到它应有的作用,这个至少使得我们生物学的进展推迟了几十年。
那么1869年,一位科学家叫梅肖尔,他从鱼的精子细胞核中间分裂出有DNA分子,但他不知道是干什么用的,不知道这里头有个叫做DNA分子的这样的东西。1882年,另外一位科学家弗来明,他发现了染色体。1914年罗伯特·浮戈发现DNA是可以染色的。到1910年的时候,美国科学家摩尔根,他研究果蝇的遗传规律的时候发现,遗传信息是位于染色体上面,所以知道染色体跟遗传有非常大的关系。
但是染色体上面它有DNA还有蛋白质,以后相当长的一段时间里,人们更多猜测这个蛋白质是遗传信息的载体,到底是蛋白质、还是DNA是遗传信息载体,这个很长时间都弄不明白,认为蛋白质是,染色体和DNA就在细胞核里面,人的染色体一共有23对,那么我们可以知道这个染色体,它有DNA和蛋白质,从染色体里面可以拉出一条长链来,这个长链就是DNA,这个DNA缠绕在一些蛋白质上面,就能够形成我们叫染色体的这个形状,这是我们现在的认识,当年一八几几年没有这种认识。
那么同时在20世纪20年代的时候,科学家戈里菲斯他就发现了一个叫转移因子,这个转移因子,实际上就是我们现在所谓的基因。那么以后生物学家研究转移因子,当时叫转移因子,现在叫基因,到底是碳水化合物呢?是脂肪呢?是蛋白质呢?还是DNA?因为淡水化合物和脂肪很容易被提掉,所以很快就知道不是的,但对是蛋白质还是DNA,就不容易做出判断,因为这个染色体它既有蛋白质又有DNA,作为化学分子来讲,这个DNA比较简单,它不可能是的,那现在我们知道这个想法是错的。
然后到了1944年,才有几位科学家,他们初步确定这个转移因子是在DNA中间,不是在蛋白质中间。但是尽管如此,一直到“二战”结束还是有很多人怀疑他们这个实验的结论,在1950年的时候,有一位科学家叫洽嘎弗,他指出这个DNA中间的核苷酸分子,A和T、C和G的数目是相等的,就是A和G是嘌呤分子,T和C是嘧啶分子,就发现不管你这个DNA从那里取来,里边的A和T的数目、G和C的数目都是一样的,那么如果你要相信1944年那个结论,DNA是遗传物质,又有了洽嘎弗定则的话,其实发现DNA分子结构的时机就成熟了,因为这是两个非常重要的实验,已经一个显示的DNA是遗传信息,另一个,这个定则在一定程度上就告诉你,将来遗传的这个信息是怎么样产生的,不过在这里要说明,尽管这些实验已经指明了方向了,多数科学家还是不太相信,只有少数的科学家,其实我们刚才讲那四位科学家,加上鲍林,他们早就相信是DNA了,比较早地相信,所以他们起步就早,当1953年他们就得到了这个发现,这里头实际上也有科学家的思维方法问题。那我们看他们是怎么来发现这几个关键问题的。
在讲这个之前,还有一件很重要的事情,就是这里边最重要的发现者是克里克、沃森,他虽然一个是物理学出身的,一个是生物学出身的,可是他们两个人当时都在一个物理实验室里边工作,这个物理实验室,就是剑桥大学里边的一个物理学实验室,叫做卡文迪什实验室,这个实验室原来是从事物理学的,它在20世纪初的物理学革命中,扮演了非常重要的角色。从1884年开始,它就是由著名的发现电子的物理学家叫做汤普森,就是首先发现电子的这个物理学家,他来做室主任。到1919年又由发现原子结构,就是我们现在知道原子核在中间,电子在周围绕的,这么个结构的,一个也是很著名的物理学家恩斯特·罗斯福他来做这个主任。那么在“二战”以前,卡文迪什实验室在原子物理、原子核物理领域是当时世界上最著名的一个研究中心,它不仅出了很多重要的科研成果,而且形成了使其长盛不衰的学术风格和传统,在这个实验室又发明了中子,做出了世界第一台加速器等等,有非常重要的发现。
那么对这个实验室,下面我想引一个美国学生的一个回忆,当时他在这个实验室做学生,他说这个实验室是很难描写的,就是说它是把一种比较矛盾的风格结合在一起的,这个一方面,因为它这个主任都是非常著名的科学家,所以主任在这个实验室里边有一种决定性的作用。但是另外一方面,它里边的人又没有什么限制,又是非常之独立思考的,而且他的学生之间是有很好的友谊。比如说他一个学生可以发现另外一个学生做得不对,他就可以直截了当跑到那儿去,跟他讲你做的什么什么不对,而且证明他不对,这个在很多其他地方是做不到的,因为这样一做,这个友谊就要破坏了,这是他讲的一段话。第二段话他说,使他觉得相互矛盾的这种性格,是学生和教授之间的这个关系。这毫无疑问,当时这些教授都是非常有名的,但是每个人都是独立思考,他说在这里,教授的理论和实验所遭受学生的批评并不亚于其他的人,就是说学生可以随意地在这个讨论中去评、和教授去争论,我想这个很可能是他们的一个非常重要的风格和传统,也是中国今天最缺乏的,需要怎么样来解决的一个问题。
那么“二战”结束以后,鉴于核科学研究,对国家安全的重要性,当时包括英国在内,就觉得不应该再在卡文迪什一个大学的实验室里边进行,就专门为此成立了一个国家的实验室,是在另外一个地方,那是专门来从事核物理的,所以从事核物理的这些科学家,他们的研究就转移到新的实验室去了,而且钱也就转移过去了,这样卡文迪什实验室就没有经费了,因为它的主要经费来源都转移到别的地方去了,而且主要的一批科学家也转移过去了,所以它不仅是经费短缺,而且原来的研究方向也就丧失了,就是面临一个很大的考验。这个实验室当时的主任叫做布拉格,他当机立断地就把卡文迪什实验室的发展方向,从纯物理研究转到两个方向,一个是用战时他们自己的科学家发展出来的雷达探测技术,用这个来发展射电天文,以及另外一个就是布拉格,是个有名的,也是得了诺贝尔奖金的物理学家,他得诺贝尔奖金是因为他在X光的分析上面做出了杰出的贡献,而且他做这个贡献时的年纪很轻,他大概是最年轻的得诺贝尔奖的,他25岁就得了诺贝尔奖金,跟他父亲一起,那么他本人和他父亲在卡文迪什实验室发展出的X光晶体分析技术,来进行生物大分子结构的跨学科的研究,使他转了两个完全跟原来不同的新的方面上去了,那么没有钱怎么办,他一方面是支持他的两个部下,一个叫瑞勒,一个叫拉特科里夫,他们去收集军队不要的雷达,当时仗打完了,军队有些不要的雷达,就组成了原始的射电望远镜,他又从医学研究委员会,大概在英、美,这个医学研究委员会,一般都是经费相对比物理学要多的一个地方,就组成了由马克思·佩鲁茨和约翰·肯德鲁为首的研究蛋白质晶体结构的小组,就是用X光来做蛋白质结构晶体的分析。那么这几位科学家,刚才提到这四位都得过诺贝尔奖金,因为他们这个工作都是在最前沿,克里克是马克思·佩鲁茨的研究生,他大概是1948年去的,沃森是1951年去做了约翰·肯德鲁博士后,沃森他是博士毕业了,他们两个都加入了这个蛋白质结构分析的小组,但是这两个人,都对DNA有浓厚的兴趣,他们是很少有的,又比较年轻,又不信大多数人所相信这个蛋白质是遗传信息这种说法的人,他们对DNA分子结构具有浓厚的共同兴趣,他们就密切合作、共同讨论、坚持不懈,最后就发现了DNA双螺旋结构。所以他们不是领导交给的任务,而是自选课题选出来的,这点也值得我们思考。
布拉格的远见,在困难的条件下,保证的卡文迪什实验室在这两个新兴学科上做出了辉煌的成果,发现了类星体,脉冲星,DNA双螺旋结构,确定了血红蛋白这个结构等等,造就了一大批诺贝尔奖金获得者,为战后英国的科学争得了极高的荣誉。
那么当时在美国,20世纪50年代初,还有两个知名的研究小组,来做DNA分子结构的研究工作,一个是在美国加州理工大学,由当时知名的量子化学家鲍林来领导,他在1950年成功地发现了蛋白质的α螺旋结构,并且从那个时候起,他就开始DNA分子结构的分析工作,他这个α螺旋的结构,对DNA的发现,也起了很重要的作用,因为他是第一个用分子形成螺旋这种结构生物大分子之人,所以就启发了很多的人,在研究DNA的时候,考虑那是一个螺旋结构。
那么还有一个小组,就是威尔金丝和富兰克琳,他们在英国伦敦皇家学院的两个人,这个威尔金丝是个学物理的,他战争时候是参加了曼哈顿计划,就是美国的核武器研制的曼哈顿计划,战争完了以后他就回来到了英国,他是开始用X光分析DNA晶体结构最早的一个物理学家。那么1951年,富兰克琳加入进来了,但是富兰克琳的技术非常之高,所以她很快就获得了更清楚的DNA的照片。由于他们所提供的X光照片,就成为发现双螺旋结构最重要的实验根据。富兰克琳不仅拍出了当时最清楚的DNA结构的照片,而且指出了沃森和克里克早期构造的DNA结构模型的错误,但好几次沃森、克里克想跟她合作,都被她拒绝了,这也可能伤害了他们的自尊心,我想可能是因为男的看不起她,她大概也看不起男的,总之这里头有点问题,她不愿意跟男的合作,以至于沃森和克里克在1962年他们得诺贝尔奖的时候,他们做了一个报告,这个报告里头引用的98篇文章,一次也没有提到富兰克琳的工作,这个非常是不公平,因为底下我们要看到,正是由于富兰克琳的工作,才使得沃森和克里克得出了这个双螺旋结构的结论的。 这里有一位画家打抱不平,就画了一张富兰克琳的像,里面画了两个富兰克琳的像,一个是红的,一个是蓝的,红像的脸后边就是沃森和克里克,里头画了沃森和克里克在讨论这个DNA双螺旋结构,右下角有一个小的像就是威尔金丝,他把富兰克琳画得这么大,把威尔金丝画这么小,把沃森和克里克画在她的脑袋里边,实际上说明的意思就是沃森和克里克所得的很多结论,实际上是因为她的贡献而得来的,某种意义上表示这个意思,我想可能是这位画家他是打抱不平。后来从富兰克琳的工作笔记中发现,在沃森和克里克发表他们双螺旋结构文章的前夕,除了这个配对方案以外,她已经独立地得到了相同的结论,作为有经验的化学家,她必定会在短期之内解决这个问题,如果不是当时英国科学界对妇女的歧视,和开始的时候威尔金丝对她不够尊重,造成两人之间的不合,影响了他们的工作进度,那完全可能最先发现双螺旋结构的桂冠,会落在威尔金丝和富兰克琳的头上。双螺旋结构的发现过程,是有一定的戏剧性的,当事人的回忆也不尽相同,褒贬也不一,这大概是因为每个人都想把自己的功劳说得大一点,而当事人的个性和复杂的人际关系,在其中又起了相当大的作用。下面我就以沃森和克里克这一组为主线做一个简单的介绍。
沃森是一个天才,20岁大学就毕业了,22岁就得了动物学的博士学位,并且得到了一年的资助到哥本哈根去从事病毒的DNA研究。他很早就对DNA很感兴趣,在欧洲一次学术会议上,他听到了威尔金丝报告DNA结构的X光分析,他的印象是很深刻的,所以他就想做DNA分子结构的破译工作,那时他是一个刚毕业的学生,在他要申请下一个博士后工作岗位的时候,他曾经做了一些考虑,他觉得鲍林已经很有名了,不会花时间帮助他,他当时认为他是一个小人物,所以他决定不去。同时他对威尔金丝的报告很有兴趣,他跟威尔金丝谈,但是威尔金丝对他好像没有显出很高的热情要把他留下做博士后。所以他就申请到了卡文迪什,去做了博士后。在1951年的时候,开始跟克里克一起工作,克里克他是在战前就已经在物理系毕业了,在战时他也是从事军事、军工,所以做过磁性地雷和雷达的研发,他在战后读了一个物理学家薛定谔写的书,这本书是《生命的本质》,是物理学家写的,是量子力学的发明人之一,这个书里边当时是按照物理学家的观点,指出来研究决定生命现象内部的分子结构是非常重要的,因为物理学家是还原论了,至少在很长时间之内,一切东西都是由分子、电子、原子所决定的,生命现象他认为也不应该有所例外,所以他这本书特别强调了这一点。受这个影响,克里克就决定改学分子生物,他就重新到卡文迪什实验室去做研究生,沃森来的时候,他正在从事红血球的X光晶体分析的博士论文工作,那是1951年,那个时候他已经35岁,他也是当时和沃森一样,少数坚定相信DNA是遗传物质载体的人之一,这点是使得他们成功很重要的因素,因为他们并没有盲从当时大多数的科学家相信蛋白质是遗传载体,就是说比较普遍的这种观念,而是有自己很明确的想法。
这个沃森和克里克他们认定了,大概是克里克的一段话,说所有生命的现象,都是在分子的层次所产生的,所以如果不懂得这些分子的话,我们不可能懂得任何的生命现象。当然他说得稍微过头一点,不过他坚定地相信这个,才能使得他俩认为基因的三维分子结构是了解生命现象的关键,是应当抓紧研究的重大课题,那么这个认识,使得他们能够排除一切困难,紧密合作,抓住这个题目不放,最后终于获得成功。刚才讲了他抓住不放的,是他自选的课题,那么由于当时的布拉格和伦敦皇家学院有一个君子协定,这个君子协定就是卡文迪什实验室只做蛋白质的X光分析,DNA的X光分析是由皇家学院进行,因此沃森和克里克他们只能到皇家学院,才能得到有关的实验数据,他们在卡文迪什是得不到的,那么在这个情况下,他们是在一些并不是条件非常优越的情况下,来完成他们自己热衷的研究工作的。
最初,沃森以书本上的核苷酸化学结构为出发点,认为基对是由相同的核苷酸分子通过氢键组成的,就是他原来以为A、G、C、T四个分子,A和A配对,C和C配对,因为按照当时他所认识的这个分子结构只能这样配对,但是这样一配对,就不能解释刚才那个洽嘎弗规则,就不可能是A的数目和T的数目相等,C的数目和G的数目相等,而且我们刚才讲了这个嘌呤分子,它是有两个六角形,所以它比嘧啶的分子大,如果这样来组成一个双螺旋的话,这个双螺旋就忽大忽小了,这个直径就不可能统一,所以他觉得也不太对,他就找到当时在隔壁有一个工作的化学家叫杰里·多洛,征求他的意见,这个杰里·多洛就指出来,他说你用的这个核苷酸化学结构是不对的,更对的是他用的叫做稀醇型的,是氢和氧原子结合,这个不对,他说应该是氢和氮结合的一个酮类型,他说用这样一个分子结构你再试试。结果第二天,沃森就得到了正确的核苷酸分子,A和T、C和G配对的这个模型,他和克里克也早已确认两条骨架链应该是反平行的,有了这些认识,他们很快就创造出一个新的模型,也就很快得到威尔金丝和富兰克琳的认可,必须A和T配对,G和C配对。有了这样一个配对以后,当然就很清楚了,这两条模型,两条链,是完全相同的信息,因为它是严格配对的,一个可以作为另外一个模板,而且打开了以后,两个可以作为新的模板,可以创造出两条新的DNA长链来,糖和磷酸在外边, A、T、C、G遗传信息单位在里边,而且外边的骨架是反平行的。
那好了,我们从刚才讲的这些故事中间,能够得到些什么启示?从DNA双螺旋结构的发现过程,我们可以得到很多有益的启示。一个,是把一个学科发展成熟的知识技术和方法,应用到另一个学科的前沿,能够产生重大的创新成果,学科交叉是创新思想的源泉,物理的分析方法和化学关于分子结合键的知识,对建立正确的DNA双螺旋结构起了决定性的作用。
第二个是科学的发现,是一个知识不断积累,认识不断深化的一个过程,我在前面讲了一段很长的历史,在DNA双螺旋结构之前,有上百年的历史,科学家都在追求怎么来认识遗传和基因,所以善于学习和鉴别,对已有的结论经过去粗取精,去伪成真,有选择地继承并且加以发展,才能做出重大创新。重大的科学发现,它不会孤立出现,在它之前,必然已经有前人大量的探索,它不断突出矛盾,不断扫清外围,等待着幸运儿的出现。因此只有掌握了前人发展的全部关键知识,但是又不盲从,才能站在巨人的肩膀上抓住机遇,实现突破。
第三,高明的学术领导人,像布拉格他善于利用自己积累的知识优势,发现学科交叉的切入点,及时开辟新的发展方向,他领导的集体有宽松的学术环境,没有权威意识,能够人人平等地展开严肃的学术争论,他支持青年的创意,可以完成指定工作之余来进行自由选题。
第四,选择有战略意义的重大课题,坚持不懈地努力是非常重要的,因为取得重大发现的路程,不会一帆风顺,中间会出现失败和挫折,像克里克和沃森中间就出现过重大的失败,所以进入新领域的青年科学家必须像克里克和沃森那样充满自信、不畏艰险、不怕失败、不怕嘲笑,以坚定不移的努力去实现自己认定的这个目标。
第五,要敢于竞争,更善于合作,克里克和沃森之能最后成功,在于他们两人之间有良好的人际关系,既能够顽强地坚持己见,又能够灵活地倾听对方的意见,在争论中间互相尊重,发挥各自的长处,最后服从真理,很快达成一致,他们很善于在竞争中间来合作,使得他们能够从皇家学院得到重要的实验数据,善于向周围科学家请教和学习,使他们最快地得到了正确的核苷酸配对的这个方式。
第六,实验是检验科学理论惟一的标准,保持理论和实验的密切合作,是取得重大发现、证明理论正确的关键,鲍林两次获得诺贝尔奖,是有丰富经验的化学家,如果他有机会像沃森那样,早一点看到这个X光照片的话,那完全有可能他会先发现这个DNA双螺旋结构,因为他已经发现过蛋白质的α螺旋,他对这个螺旋已经有很多的认识。所有这些都再一次说明,当重大发现的时机一成熟,在何时何地由何人发现,这是有很多因素综合决定的,确定最有发展前途的研究方向,创造适合重大发现的学术环境和条件,识别和支持优秀人才,是各级科学研究机构的领导者应当首先关注并且加以解决的问题。
我想我们国家目前的科研环境还不够理想,特别需要加强人文环境的建设,要创造一个科学团体内部,不同学术思想,通过竞争、选择、优化、融合而不断进化的自学、自组织的发展模式,同时从政策上要改进评价体系和经费分配的方式,改革个人收入与科研课题经费挂钩的做法,抑制急功近利和课题越变越小的单干倾向,要鼓励探索性强的自选课题,对一时的失败要给予宽容,从舆论和政策上要反对近亲繁殖,权威把持,坚持在学术问题上人人平等,要在强调专业深入的同时,加强最新科学成果,向周边相关学科的渗透和应用。要经常向专业人员进行扩大知识面的教育,要创造条件,鼓励不同学科专业人员进行学术交流,推动他们针对重大科学问题进行跨学科的探索和合作。优秀的人才要通过竞争来进行识别,学术评价要通过充分的学术争论达到认识上的一致,研究群体要通过提高科学道德和保护知识产权,达到和谐和协同。要提倡民族特别是青年的自信心和团队精神,敢于向权威挑战,通过学习和首创达到超越。
我想结论简单地说一下,中国目前正处在科技发展物质条件最好的时期,当然还可以更好了,我们也希望更好,但是如果能够迅速创造一个好的人文环境,选好科学前沿的发展方向和领军人才,吸引一批最优秀的青年,中国科学的起飞是指日可待的,谢谢。