看點?從動蕩時期走過，在成長路上一路趕上了80年代經(jīng)商熱、留學(xué)熱的施一公，在科學(xué)界大放異彩的時候，卻開始反思自己的“成功之路”。他開始追求更具有挑戰(zhàn)性的學(xué)術(shù)課題；放棄了美國終身教職，選擇回清華任教；在升擔(dān)清華副校長后，又從零起步創(chuàng)辦西湖大學(xué)……他一次次出乎意料的選擇背后，有著對生活和科學(xué)怎樣的認知和思考？或許他的心路歷程，能幫助孩子勇于面對挑戰(zhàn)，獲得更好的學(xué)術(shù)成就。

2023年4月，西湖大學(xué)校長、中國科學(xué)院院士施一公首部作品《自我突圍》出版。

這本書集結(jié)了施一公的50余篇文章，詳細講述了他的成長、求學(xué)、科研經(jīng)歷，也講述了他對教育、人才、科學(xué)體制問題的思考。從這本書中，我們能看到一位頂尖科學(xué)家的心路歷程。

【資料圖】

圖源：中信出版社

正如本書的后記所說，出版作品集主要動力之一，是讓大家“了解一個真實的施一公”。

以下是書中的部分內(nèi)容，施一公以自己在美國求學(xué)的親身經(jīng)歷和感悟，向初入科研道路的青年人講解他對學(xué)術(shù)道德、學(xué)術(shù)道路、學(xué)術(shù)品位的看法。

時間的付出是必須的

所有成功的科學(xué)家都有一個共同的特點，那就是他們必須付出大量的時間和心血。實際上，一個人無論從事哪一種職業(yè)，要想成為本行業(yè)中的佼佼者，都必須付出比常人多的時間和心力。

有時，個別優(yōu)秀科學(xué)家在回答學(xué)生或媒體的問題時，輕描淡寫地說自己的成功憑借的是運氣，不是苦干，這種客氣的回答避重就輕，只是強調(diào)成功過程中的偶然因素，常常對年輕學(xué)生造成很大的誤導(dǎo)。

一些幼稚的學(xué)生甚至?xí)虼碎_始投機取巧、不全力進取，而是等待所謂的運氣。說極端一點兒，如果真有這樣主要憑運氣而非時間付出取得成功的科學(xué)家，那么他的成功很可能是竊取別人的成果，而自己十有八九不具備真正在其領(lǐng)域內(nèi)領(lǐng)先的學(xué)術(shù)水平。

神經(jīng)生物學(xué)家蒲慕明先生在多個神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域做出了重要貢獻。

十幾年前，身處加州大學(xué)伯克利分校的蒲先生曾經(jīng)有一封電子郵件在網(wǎng)上廣為流傳，這封郵件是蒲先生寫給自己實驗室所有博士生和博士后的，其中的一段翻譯過來是這樣說的：

“我認為最重要的事情就是在實驗室里的工作時間，當(dāng)今一個成功的年輕科學(xué)家平均每周要有60個小時左右的時間投入實驗室的研究工作……我建議每個人每天至少有6個小時的緊張實驗操作和2個小時以上的與科研直接有關(guān)的閱讀等。文獻和圖書的閱讀應(yīng)該在這些工作時間之外進行?！?/p>

這封郵件寫得語重心長，用心良苦。其中的觀點我完全贊同，無論是在普林斯頓大學(xué)還是在清華大學(xué)，我都把這封郵件的內(nèi)容轉(zhuǎn)告給了實驗室的所有學(xué)生和工作人員，讓他們反思體會。

我從小就特別貪玩兒，不喜歡學(xué)習(xí)。但來自學(xué)校和父母的教導(dǎo)迫使我盡量刻苦讀書，于是我被保送進了清華。嘗到甜頭以后，我在大學(xué)階段機械地保持了刻苦的傳統(tǒng)，綜合成績?nèi)嗟谝唬崆耙荒戤厴I(yè)。當(dāng)然，這種應(yīng)試教育的結(jié)果就是我很少能真正獨立思考，對專業(yè)也提不起興趣。

大學(xué)畢業(yè)后，我去了美國留學(xué)。博士研究生一年級，因為對科研和專業(yè)沒有興趣，我內(nèi)心浮躁而迷茫，無法繼續(xù)刻苦，而是花了很多時間在中餐館打工、選修計算機課程。

第二年，我開始逐漸適應(yīng)科研的“枯燥”，對科學(xué)研究有了一點兒興趣，并開始有了一點兒自己的體會，有時領(lǐng)會了一些精妙之處后會得意地產(chǎn)生“原來不過如此”的想法，對自己的科研能力有了一點兒自信。這時，攻讀博士學(xué)位要求的課程，我已經(jīng)全部修完，每周五天從上午9點做實驗到晚上七八點，周末也會做半天實驗。

到了第三年，我已經(jīng)開始領(lǐng)會到科研的邏輯和奧妙，有點兒躍躍欲試的感覺，在組會上常常提問，而這種“入門”的感覺又讓我對做研究有了更多興趣，晚上常常干到11點多。1993年，我在實驗記錄本的日期旁標(biāo)注“這是我連續(xù)第21天在實驗室工作”，以激勵自己。

到第四年，我完全適應(yīng)了實驗室的科研環(huán)境，再也不會感到枯燥，時間安排則完全服從實驗的需要。其實，我在這段時期的工作時間遠多于剛剛進實驗室的時候，但并未感覺辛苦。在博士研究生階段后期，我的刻苦在實驗室出了名。

在紐約做博士后時期則是我這輩子最刻苦的兩年，每天做實驗到凌晨3點左右，回到住處躺下來睡覺時常常已是凌晨4點以后。但我每天早晨8點都會被窗外街道上的汽車喧鬧聲吵醒，9點左右又回到實驗室開始新的一天。每天三餐都在實驗室，分別在上午9點、下午3點和晚上9點。這樣的生活節(jié)奏會持續(xù)11天，從周一到第二周的周五，周五晚上乘坐灰狗長途汽車回到巴爾的摩家里，周末兩天每天睡上近十個小時，彌補過去11天嚴(yán)重缺失的睡眠。周一早晨再開始下一場11天的奮斗。

雖然很苦，但我心里很驕傲，我知道自己在用行動創(chuàng)造未來、艱苦創(chuàng)業(yè)。有時我還會在日記里鼓勵自己。我住在紐約市曼哈頓區(qū)65街與第一大道的路口附近，離紐約著名的中心公園很近，那里常常有文化娛樂活動。但在紐約工作整整兩年，我從未邁進中心公園一步。

我常常把自己的這段經(jīng)歷告訴我實驗室的學(xué)生，新生常常問我：“老師，您覺得自己苦嗎？”我回答：“只有自己沒有興趣的時候才覺得很苦。有興趣以后，一點兒也不覺得苦?！?/p>

一個精彩的實驗帶給我的享受比看一部美國大片強多了?，F(xiàn)在回想起當(dāng)時的刻苦，我仍感覺很驕傲、很振奮！我在攻讀博士和博士后階段那七年半的努力進取，為我獨立科研生涯的成功奠定了堅實基礎(chǔ)。

必須具備批判性思維

要想在科學(xué)研究上取得突破和成功，只有時間的付出和刻苦是不夠的。批判性分析是必須具備的一種素質(zhì)。

研究生與本科生最大的區(qū)別是：本科生以學(xué)習(xí)人類長期以來積累的知識為主，兼顧科學(xué)研究和技能訓(xùn)練；研究生的本質(zhì)是通過科學(xué)研究來發(fā)掘創(chuàng)造新的知識，而探索新知識必須依靠批判性的思維邏輯。

其實，整個大學(xué)和研究生階段的教育很重要的一部分就是培養(yǎng)批判性分析的能力，掌握能夠進行創(chuàng)新科研的方法。這里的例子非常多，覆蓋的范圍也非常廣，在此舉幾個讓我難忘的例子。

1.正確分析負面結(jié)果是成功的關(guān)鍵?

作為一名博士生，如果每一個實驗都很順利地得到預(yù)期結(jié)果，除個別研究領(lǐng)域，可能一般只需要6~24個月就可以獲得博士學(xué)位所需要的所有結(jié)果。

然而，在美國，生命學(xué)科的博士研究生平均需要6年左右的時間才能得到PhD（哲學(xué)博士）學(xué)位。這一分析說明：絕大多數(shù)實驗結(jié)果會與預(yù)期不符，或者是負面結(jié)果。很多低年級的博士生一看到負面結(jié)果就很沮喪，甚至不愿意仔細分析原因。

其實，對負面結(jié)果的分析是養(yǎng)成批判性思維的最直接途徑之一。只要有合適的對照實驗，判斷無誤的負面實驗結(jié)果往往是通往成功的必經(jīng)之路。

一般來說，任何一個探索型研究課題的每一步進展都有幾種甚至十幾種可能的途徑，取得進展的過程就是排除不正確方向、找到正確方向的過程，很多情況下也就是將這幾種甚至十幾種可能的途徑一一予以嘗試、排除，直到找到一條可行之路。在這個過程中，一個可靠的負面結(jié)果往往可以讓我們信心飽滿地放棄目前這一途徑。如果運用得當(dāng)，這種排除法會確保我們最終走上正確的實驗途徑。

非常遺憾的是，大多數(shù)學(xué)生的負面實驗結(jié)果并不可靠，經(jīng)不起邏輯的推敲。而這一點往往是阻礙科研課題進展的最大障礙。

比如，對照實驗沒有預(yù)期結(jié)果，或者缺乏相應(yīng)的對照實驗，或者是在實驗結(jié)果的分析和判斷上產(chǎn)生了失誤，從而得出“負面結(jié)果”或“不確定”的結(jié)論，這種結(jié)論對整個課題進展的傷害非常大，常常讓學(xué)生在今后的實驗中不知所措、苦惱不堪。

因此，我告誡并鼓勵我所有的學(xué)生：只要你不斷取得可靠的負面結(jié)果，你的課題很快就會走上正軌；在不斷分析負面結(jié)果的過程中，你所練就的強大的批判性分析能力會使你很快成熟，逐漸成長為一名優(yōu)秀的科學(xué)家。

我對一帆風(fēng)順、很少取得負面結(jié)果的學(xué)生總是很擔(dān)心，因為他們沒有真正經(jīng)歷過科研上批判性思維的訓(xùn)練。

在我的實驗室里，偶爾會有一些學(xué)生只用很短的時間（兩年以內(nèi)，有時甚至一年）就獲得了撰寫博士論文所需要的結(jié)果。對這些學(xué)生，我一定會讓他們繼續(xù)承擔(dān)一個富有挑戰(zhàn)性的新課題，讓他們經(jīng)受負面結(jié)果的磨煉。沒有這些磨煉，他們不僅很難真正具備批判性思維，將來也很難成為可以獨立領(lǐng)導(dǎo)一個實驗室的優(yōu)秀科學(xué)家。

2.耗費大量時間的完美主義阻礙創(chuàng)新進取?

尼古拉·帕瓦拉蒂奇是我的博士后導(dǎo)師，對我影響非常大，他做了一系列里程碑式的研究工作，享譽世界結(jié)構(gòu)生物學(xué)界，31歲時即升任正教授。

1996年4月，我剛到尼古拉的實驗室不久，純化一個表達量相當(dāng)高的蛋白Smad4，兩天下來，蛋白雖然被純化了，但結(jié)果很不理想，得到的產(chǎn)量只有預(yù)期的20%左右。見到尼古拉，我不好意思地說：“產(chǎn)率很低，我計劃繼續(xù)優(yōu)化蛋白的純化方法，提高產(chǎn)率?！?/p>

他反問我：“你為什么想提高產(chǎn)率？已有的蛋白不夠你做初步的結(jié)晶實驗嗎？”我回答道：“雖然我已有足夠的蛋白做結(jié)晶篩選，但我需要優(yōu)化產(chǎn)率以得到更多的蛋白?！?/p>

他毫不客氣地打斷我：“不對。產(chǎn)率夠高了，你的時間比產(chǎn)率重要。請盡快開始做結(jié)晶篩選?！睂嵺`證明了尼古拉建議的價值。我用僅有的幾毫克蛋白進行結(jié)晶實驗，很快意識到這個蛋白的溶液生化性質(zhì)并不理想，不適合結(jié)晶。我通過遺傳工程除去其N端較柔性的幾十個氨基酸之后，蛋白不僅表達量高，而且生化性質(zhì)穩(wěn)定，很快得到了有衍射能力的晶體。

在大刀闊斧進行創(chuàng)新實驗的初期，對每一步實驗的設(shè)計當(dāng)然要盡量仔細，但一旦按計劃開始，對中間步驟的實驗結(jié)果就不必追求完美，而是應(yīng)該義無反顧地把實驗一步步推到終點，看看可否得到大致與假設(shè)相符的總體結(jié)果。

如果大體上相符，你才應(yīng)該回過頭去仔細改進每一步的實驗設(shè)計。如果大體不符，而總體實驗設(shè)計和操作都沒有錯誤，那你的假設(shè)很可能是有大問題的。這樣一個來自批判性思維的方法論，在每一天的實驗中都會用到。

過去20年，我一直告訴實驗室的所有學(xué)生：切忌一味追求完美主義。我把這個方法論推到極限：只要一個實驗還能往前走，就一定要做到終點，盡量看到每一步的結(jié)果，之后需要回頭看時，再逐一解決中間遇到的問題。

3.科研文獻（literature）與學(xué)術(shù)講座（seminar）的取舍?

在我的博士生階段，導(dǎo)師杰里米·伯格非常重視相關(guān)科研文獻的閱讀，會安排每周一次的實驗室組會，討論重要的科研進展及研究方法。作為學(xué)生，我受益匪淺，也一直以為所有的科學(xué)家在任何時期都需要博學(xué)多聞。

進入博士后階段，剛到尼古拉的實驗室，我試圖表現(xiàn)自己讀文獻的功底，也想與尼古拉討論以得到他的真?zhèn)鳌?/p>

1996年春天，有一天我精讀了一篇《自然》周刊上發(fā)表的文章，午飯前遇到尼古拉，向他描述這篇文章的精妙，同時期待著他的評述。

尼古拉面露尷尬地對我說：“對不起，我還沒看過這篇文章?！蔽蚁胍苍S這篇文章太新，他還沒來得及讀。過了幾天，我精讀了一篇幾個月前發(fā)表于《科學(xué)》周刊的文章，便又去找尼古拉討論，沒想到他又說沒看過。幾次碰壁之后，我不解地問他：“你知識如此淵博，一定是廣泛閱讀了大量文獻。為什么沒有讀我提到的這幾篇論文呢？”

尼古拉看著我說：“我閱讀不廣泛?！蔽曳磫枺骸叭绻悴粡V泛閱讀，你的科研怎么會做得這么好？你怎么能在自己的論文里引用這么多文獻？”他的回答讓我非常意外，大意是他只讀與研究興趣有直接關(guān)系的論文，并且只有在寫論文時才會大量閱讀。

我做博士后的單位斯隆—凱特琳癌癥研究所有一個精彩的系列學(xué)術(shù)講座，常常會邀請生命科學(xué)領(lǐng)域的著名科學(xué)家來演講。

有一次，一位諾貝爾獎得主來此做客，并且點名要與尼古拉交談。在絕大多數(shù)人看來，這可是一個接近大人物、取得好印象的寶貴機會。然而，尼古拉卻告訴他的秘書：“請?zhí)嫖肄D(zhuǎn)達歉意，講座那天我已有安排?！蔽覀兌紴槟峁爬械竭z憾。

讓我更加想不到的是，諾貝爾獎得主舉辦講座的那天，尼古拉把自己關(guān)在辦公室里，從早晨來了以后直到傍晚都沒有出門，當(dāng)然也沒有去聽講座。以我們對他的了解，他十有八九是在寫論文或者解析結(jié)構(gòu)。后來我意識到，尼古拉常常如此。

在我離開尼古拉的實驗室前，我?guī)е冀K沒有完全解開的謎，問他：“如果你不怎么讀文獻，又不怎么去聽講座，你怎么還能成為一位如此出色的科學(xué)家？”

他回答說：“我的時間有限，每天只有10個小時左右在實驗室。權(quán)衡利弊之后，我只能把有限的時間用在我認為最重要的事情上，如解析結(jié)構(gòu)、分析結(jié)構(gòu)、與學(xué)生討論課題、寫文章。如果沒有足夠的時間，我只能少讀文章、少聽講座了?！?/p>

尼古拉的回答表述了一個簡單的道理：一個人必須對他做的事情有所取舍，不可能面面俱到。無論是閱讀科研文獻還是聽學(xué)術(shù)講座，都是為了借鑒相關(guān)經(jīng)驗，更好地服務(wù)于自己的科研課題。

在博士生階段，尤其是前兩年，我認為必須花足夠的時間去聽各種相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)講座，并進行科研文獻的廣泛閱讀，打好批判性思維的基礎(chǔ)。但隨著科研課題的深入，對于文獻閱讀和學(xué)術(shù)講座的選擇就需要有一定的針對性，也要開始權(quán)衡時間的分配了。

4.挑戰(zhàn)傳統(tǒng)思維?

我從懂事開始，就受到這樣的教育：但凡失敗都有其隱藏的道理，應(yīng)該找到失敗的原因再重新開始嘗試。直到1996年，我在實驗上也遵循這一原則。但在尼古拉的實驗室，這一基本原則也受到有理有據(jù)的挑戰(zhàn)。

有一次，一個比較復(fù)雜的實驗失敗了。我很沮喪，準(zhǔn)備花幾天時間多做一些對照實驗以找到問題所在。沒想到，尼古拉阻止了我，他皺著眉頭問我：“告訴我，你為什么要搞明白實驗為何失?。俊?/p>

我覺得這個問題太沒道理，便理直氣壯地回答道：“我得分析明白哪里錯了才能保證下一次可以成功?！蹦峁爬R上評論道：“不需要。你真正要做的是把實驗重復(fù)一遍，但愿下次可以做成。與其花大把時間搞清楚一個實驗為何失敗，不如先重復(fù)一遍。面對一個失敗了的復(fù)雜實驗，最好的辦法就是認認真真重新做一次?！?/strong>

后來，尼古拉又把他的觀點升華：是否需要找到實驗失敗的原因是一個哲學(xué)決定。找到每一個不完美的實驗結(jié)果的原因，未必是最佳做法。仔細想想，這些話很有道理。

并不是所有失敗的實驗都一定要找到其原因，尤其是生命科學(xué)的實驗，過程煩瑣復(fù)雜，大部分失敗的實驗是由簡單的操作錯誤引起的。比如PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）忘記加某種成分了，可以仔細地重新做一遍，這樣往往可以解決問題。只有那些關(guān)鍵的、不找到失敗原因就無法前行的實驗，才需要刨根問底。

我選擇的這些例子多少有點兒“極端”，但只有這樣才能更好地起震蕩大家思維的作用。

其實，在我自己的實驗室里，我早已給所有學(xué)生反復(fù)多次講過這幾個例子了，而且每次講完之后，我都會告訴大家打破迷信、懷疑成規(guī)，而關(guān)鍵的關(guān)鍵是：跟著邏輯走（follow the logic）！這句話，我每天在實驗室里會對不同的學(xué)生重復(fù)講上幾遍。嚴(yán)密的邏輯是批判性思維的根本。

科學(xué)家往往需要獨立人格

和一點點脾氣

對社會人而言，科學(xué)研究是件苦差事；對真正的科學(xué)家而言，科學(xué)研究令人牽腸掛肚、茶飯不思、情有獨鐘，實在是妙不可言。

靠別人的勸說和宣講來從事科學(xué)研究不太可行，真正自己從心里感興趣直至著迷，一心一意、持之以恒地探奇解惑，才有可能成為一流的科學(xué)家。

正所謂“不瘋魔，不成活”。在這個過程中，獨立人格和脾氣顯得格外重要。所謂獨立人格，就是對世界上的事物有自己獨立的看法。恰恰是一些有脾氣的人，才不會輕易隨波逐流，可以保持自己的獨立人格。

這是一本關(guān)于成長、求學(xué)、教育、家庭、友誼、理想之書，既寫給自己，也寫給教育科研工作者，更是寫給青年學(xué)子，在追求理想的道路上步履不停，共同前行。

本文摘自《自我突圍：向理想前行》，施一公著，中信出版集團、大象出版社，2023年4月

《自我突圍》

已上架外灘教育