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生物物理研究的个人心路历程-与蒲慕明的访谈纪录

时间:2003-12-29 00:00来源:bioguider 作者:admin 阅读:

生物物理研究的个人心路历程-与蒲慕明的访谈纪录

吴文桂
国立清华大学生命科学院院长
E-mail: wgwu @ life . nthu . edu . tw

1993年,我到美国维吉尼亚大学,针对离子信道,进行为期一年的进修研究,深深感受到
神经科学进展的快速。鉴于当时国内相关领域仍在起步阶段,神经科学的研究,即使在大
力推展生物医学的中央研究院内,似乎仍采取相当古典的态度,因此很想邀请几位在国际
已享盛名,但当时在国内却仍默默无名的少壮派学者,如纽约哥伦比亚大学的蒲慕明及加
州大学旧金山分校的詹裕农、叶公杼夫妇,抽空返国,一方面介绍神经科学的最新发展,
另方面也让更多的国内学生注意到真正有前瞻及国际观的科学家,不要仅从报章杂志阅读
过度渲染的不成熟研究成果,而对科学有不正确的了解。
虽然,我的想法,因为各种因素并没有很成功,但是努力与这些科学家接触的结果,倒使
我更加地佩服他们解决重要生物问题的科学态度。如今不到十年的光阴,这几位我心目中
,由物理踏入生物领域相当成功的科学家,已顺利地先后受到肯定,获选为中央研究院院
士。只是基于默默工作的个性,他们很少在公开场合发表看法,以致不仅报章杂志很少报
导,就连国内学界也没有多加注意,这对于年轻学子,尤其是物理系的学生,实在是个相
当大的损失。
两年前,我一时兴起,曾经录下与他们针对研究的心路历程的一些访谈,讨论的内容相当
广泛,我想对生物物理有兴趣的同学,如能有所接触,应能获益。在清华大学生命科学研
究所毕业生,王心莹同学,的协助整理后,底下就部分内容披露给双月刊的读者,分享他
们智能的结晶。

蒲慕明访谈纪录

知道蒲慕明这个人,是我在清华大学物理系念书(1973~1976)的事,但是真正认识,并且
彼此开始有所互动,则是1993年我到美国维吉尼亚大学针对蛇毒细胞膜离子信道作用,进
行为期一年研究的时候。
蒲慕明,1947年生。在清华大学读书期间,曾在李怡严老师的鼓舞下,翻译G. Gamow「汤
普金梦游记-近代物理探奇」交由徐氏基金会出版。这本书,一直到三十年后的今天仍出
版,而且几乎每个书店都可在书架上找到。有趣的是,慕明告诉我,他曾数度希望于再版
时,针对所发现的错误,加以订正,但是出版商似乎不感兴趣。不仅如此,1999年,剑桥
出版社邀请R. Stannard,将这本Gamow的名著,补写近代物理的最新进展,全新出版,我
想这是个最佳时机,一方面进行错误更正,另方面也可让中文读者能够有机会阅读此书的
新版。在设法与出版社联络的结果,才知道徐氏基金会亦拥有1999年新版的中文翻译出版
权,但是,事隔三年,我们在书架上看到的,却是标明由1970年代,清华大学物理系「学
士」蒲慕明所译,1993年仍再版,并且「版权所有,不许翻印」的新书。国内出版社的现
况,可见一般。
我们现在知道,这位1970年毕业于清华物理系的学士,现任中央研究院院士,美国加州大
学柏克莱分校生物系的讲座教授,并兼任中国上海的神经科学研究所主任。1974年获美国
约翰霍普金斯大学博士后,曾经先后任教于加州大学尔湾分校,耶鲁,哥伦比亚以及加州
大学圣地亚哥分校。他的研究专长为生物物理与神经生物学,底下,就是慕明与我在2000
年针对研究的心路历程,生命科学的哲学理念,如何推动科学研究,科学教育,以及对台
湾科学发展的观察与建言。

(一)科学研究的心路历程

吴:请你聊聊你自己的研究工作。早期你研究细胞膜上脂质及蛋白质的扩散与流动性质,
是第一个成功做出细胞膜光漂白(photo-bleaching)实验的人,由于蛋白质在二度空间细胞
膜的运动性质,首度因你的实验得以定量,并且可用类似布朗运动的热统计原理来分析蛋
白质的分子性质,在当时是生命科学的一大突破,因此,现在许多教科书都会提到这个实
验。完成那个研究之后,你转向神经生物学领域,是不是可以请你介绍后来几个重大的研
究方向,以及你如何思考其它更深刻的问题?
蒲:我本来学物理,这个背景对我有很大的影响,让我在观察生物系统时,跟一般学生物
的人有不一样的思考角度。除了实验技术之外,由于我的数学、物理背景比较好,刚好研
究膜上分子的扩散方式要用到一点数学,我可以处理得比较好,所以刚开始便选择做「分
子扩散」这个题目。那时候我对生物学的了解非常少,不过很有兴趣,在做膜的扩散实验
时,看到表面的物理现象,就很想了解背后所隐藏的生物意义,想知道膜分子的扩散到底
有什么样的生物功能,后来便往生物方面发展了。
我本来只在单一细胞上做实验,后来慢慢开始做细胞与细胞间的交互作用研究,进展到多
细胞层次,实验系统越来越复杂。举例来说,我研究突触(synapse)形成的机制,这是一
个讨论多细胞之间交互作用的问题,也等于是研究复杂的神经网络到底如何形成。从研究
脉络来看,我从细胞层次研究得到基础现象的描述,而为了研究这现象在生物体中到底有
何意义,因此转而以多细胞系统为研究对象,最后希望能用来解释神经线路到底如何形成

现在看来,我的研究历程似乎有脉络可循,但事实上我在选择研究途径时,大多是靠着「
机遇」。好几次转做另一个领域研究,基本上肇因于一些偶然的因素,例如隔壁实验室做
的题目吸引我的注意、对我有所引导等等。每个人走的道路都是独一无二的,没有哪一条
路必定比较好。生涯常常是不能规划的,最多只能想象大概的方向,很难事先作详细的计
画。尤其是科学研究这条路,我觉得很大程度是靠机遇,看看当时你的手上有着什么样的
工具。你必须仔细观察四周环境,判断哪些问题是你可以着手解决的,而解决后常会引出
下一步的问题。
不过,虽然说过去的经验和环境很重要,但是我不否认个人因素也有很重要的主导力量,
这是指自己是不是有很强烈的内在动机,每个会成功的人,一定要有内在想成功的动力。
我个人认为,成功的内在因素,是不断要求自己做出更好的成果。我的一些博士班同学,
其实能力不见得比我差,但是后来发展有很大的差别,主要原因在于我有很强的成功动机
,而且我相信我比大多数人还努力,促使我做了很多别人不会做的事。另外,在选择生涯
道路时,个性也是重要因素,这是从小养成的。在科学领域中,要成功一定要「胆大」,
需要冒险犯难的精神。要做具有创新性的事情,必须尝试许多途径,由于很多途径的失败
机率很高,这时就需要冒险精神,勇于选择值得尝试的途径,而不是只选择安全的实验来
做。我选的路跟别人不一样,期间所历经的中间阶段,反映出从小个性养成的过程等各种
因素,造成我在某些特殊情况下会做特殊的选择。
吴:你现在研究的题目:用人为方式控制神经细胞生长锥(growth cone)的生长,进而研
究生长锥的生长模式,相当有意思。或许正可和你前面提到的「经验与环境」以及「机遇
」在研究方向所扮演的角色,相互呼应。例如,当细胞处于不同的生长阶段,或是在细胞
内有不同的生化状态,生长锥会对同样的讯号有不同的反应。似乎人和细胞对其未来的走
向,会因内在状态而选择截然相反的方向。
蒲:是的,生长锥生长发育过程会受到各种环境因素的影响,使胞内状态有随机的变化,
例如cyclic AMP浓度不同,会造成生长锥对某一引导性分子(guidance factor)产生不同的
反应。
吴:你对中国大陆、或可说华人的生命科学及生物物理研究领域作过很大的努力,也花费
不少时间参与,是否也可谈谈你参与台湾科学活动的心路历程,以及参与的过程。
蒲:我最早由清华物理系毕业,对清华很有感情。拿到博士学位后,本来想申请回到那时
清华刚成立的分子生物研究所,但因故没有回来。后来有机会参与吴春放教授带领的一个
研讨会(workshop),当时是1985年膜箝制(patch clamp)技术刚被开发出来,逐渐受到
广泛应用,我和吴春放觉得,也许可以办一个讨论「细胞神经生物学」的研讨会,把一些
最新最好的技术带回台湾。研讨会的内容包括电学方面的知识,以及实验技术的课程与研
习。
生医所刚成立时,吴成文和罗浩在纽约的一家餐厅,邀集一群在海外从事神经科学相关研
究的科学家,希望大家能回台湾,帮忙生医所发展神经科学研究计画,那时我也参加讨论
。大家本来希望能像细胞生物学一样,建立一个像接力赛般的研究计划,当时参与讨论的
很多人,后来陆陆续续回到生医所。我回生医所则大多是发表演讲或参加会议。1994年寒
假我曾经在清华开了一门神经生物学的小讲座(mini course)。

(二)对生物学研究科学基础的看法

吴:过去你在生命科学领域的研究工作,大多是关于膜的研究。细胞膜是决定细胞成为生
物最基本功能单位的必要结构,细胞借着外膜,与外界作用。但如果只有膜没有基因却也
不能复制,因此两者在细胞的生老病死上,扮演着同等重要的角色。只是,现在社会上提
到生物学,几乎只讨论基因层次的问题。请问在这个背景下,如果基因体的研究已经完全
解决,那么下一个问题会是什么?
蒲:这是一个非常重要的问题。现在生物学可以说是「基因决定论」(genetic determin
ism)的天下,由于在过去几十年里,分子生物学研究获致很大的成功,因而造成这种现象
。「人类基因体计画」(Human Genome Project)的完成,更加强了产生「基因中心观点
」(Gene-centric view),这种观点认为只要将基因图谱解读出来,就可以解决所有问题
,似乎细胞所有的功能全都记载在基因上。
举例来说,大部分人认为,生命发育的步骤完全记载在基因上,但事实上,从基因表现开
始,直到发育成一大堆器官的组合,不只靠基因来指挥所有事件的发生,过程中一定受到
许多外来因素影响。而外来因素不只是被动作用,它们会在许多情况下扮演积极介入的角
色,甚至可能同时有许多外来因素影响,这些多重因素彼此交互作用,产生最后的发育结
果。生命这么复杂,绝对不只「基因组」这个单一的中央程序操控机制。
大脑的发育是个很好的例子,大脑是由100亿个神经细胞所组成的网络系统,细胞之间的联
结网络是天文数字,讯息数量远超过基因所能承载的程度。而且,神经细胞之间连结的专
一性非常高,各式各样的连结方式代表了各种讯息意义,而且连结方式大多数是三度空间
构造,复杂的程度显然不可能只记载在一度空间的基因组里。研究基因记载的讯息,顶多
只能知道细胞间有哪几类连结方式、哪几类细胞之间可以形成连结等,而发育过程中包含
更多的环境因素,特定环境影响下造成某些特定细胞群的电活动,对特定的神经细胞网络
形成有关键性的作用。
人的大脑包含了太多的讯息在内,比黑猩猩的大脑不知复杂多少倍,然而人和黑猩猩基因
序列的差别小于百分之二,显然大脑的发育绝不只是靠基因讯息来决定。我认为基因载录
的讯息很可能只影响发育时间的长短,只要在控制发育时间的基因部份,使人类出生后的
发育成熟时间拉长,各种复杂构造就有足够的时间发展,可以比黑猩猩精密许多。拿人和
黑猩猩的婴儿来比较,出生时差别不是很大,但到了一岁,黑猩猩就已经大致发育成熟了
,人类小孩则还要很长的时间缓慢成长,便有很多机会接受环境外来讯息的影响,慢慢塑
造出精细的构造与功能。脑是最复杂的系统,必定接受许多外来讯息、不断重塑及调整各
种构造,光靠基因绝对没办法构成这么复杂的结构。
吴:简而言之,基因仅决定生物分子作用的形态,原则,及发育的时段,但是要形成生物
体的复杂结构,则有赖外来因素的积极与消极的介入。最近,一些生物学家,想探讨到底
生物体所需最少的基因,到底有多少,就如物理学家追问,到底需要有多少基本粒子就可
以建构我们的物理世界,我想他们思考的基础都是基于强调过度的化约主义(Strong Redu
ctionism),同时也相信只要找到生物的基本组件,就可以了解生命的错误观念的影响。又
加上很多人喜欢讨论哪些基因是好的、哪些又是不好的,事实上基因没有好坏,不同的外
在环境,而使其有不同的表现。也就是说,基因所载录的讯息可能只与「表现过程」的控
制有关,并未载录详细信息,而信息的来源便是外在环境!这就是「膜」之所以占有重要
地位的原因,因为膜是沟通细胞内外讯息的媒介,或可说是外来讯息的收集站。
蒲:我想从神经科学的角度看这个问题,例如一个神经网络要形成时,两个细胞彼此间要
形成突触才能传递讯息,但是在哪里形成则完全是随机发生,细胞间轴突藉树突生长时,
作随机的接触,接触点便成为「突触点」(synaptic site)。接下来,讯息往细胞质传递
,细胞质里的物质便架构出三度空间的特定构造与特定分布。再接下来,细胞构造重组的
行动更进入细胞核中,引发某种基因的表现,如此一来,突触点便算是定义完全了。此处
所指的「定义」,并不是基因告诉细胞要如何或在哪里形成突触,相反的,是外来讯息告
诉基因要把表现出来的蛋白质送到哪里去使用。在这里,细胞膜所扮演的角色才是最重要
的关键所在,膜接受了外来讯息,之后与基因再产生交互作用,扮演了「中间者」(medi
ator)的角色,显示出膜和基因间的交互作用是非常重要的。
吴:膜和细胞核之间如何通讯,以及外面环境如何与膜沟通讯息,将是未来最重要的研究
方向。因此,从膜的观点来看生物研究这个议题,是非常有意义的。
蒲:从更大的角度来看这个问题,从细胞层次放大到生物体层次,环境是如何与生物体间
进行交互作用呢?未来更应从这种「交互作用」的观点来讨论生物、有机体的作用机制,
并非所有生物现象都像写程序一样准确地规定好了。

(三)对生物科技发展的看法

吴:科学对社会透过「科技」,产生了经济层面的影响。例如张忠谋早期原本是一位科学
家,现在转而从事科技产业,这些科技产业深深影响台湾的股市,也改变了人们对经济的
评估与看法,甚至牵涉到财产重新分配。关于科技所造成的影响,我举个最明显的例子,
在国会中,预算审查委员要求科学家不要谈论很久以后才会有结果的问题,眼前的问题要
先解决。这种争论是很难解决的。科学研究和科技发展到底要如何平衡?
蒲:的确,科学有其实际应用的一面。一般人看待科学并不是从文化层面来看,而是着眼
于经济面,关于这点,其实全世界皆然。例如谈到科技,以前是船坚炮利,现在则是计算
器、网络等,多着重在应用层面。
现在这个信息时代里,如果要讨论如何在科学与科技间两相平衡,就生物科学来说,其实
并不会遇到太大的问题。如果谈到理论物理、天文物理等完全基础科学研究的领域,的确
没办法非常直接影响到实际经济、应用层面,因为像这样的领域,其研究动力仅来自于追
求真理的决心与好奇心。但是在生物领域,很多科学发现很快就有直接应用的机会,因此
生物科学和生物科技间的界限渐趋模糊,两者间并无太大差别。近年来,生物科学来自经
济层面的研究驱动力越来越大,很多学生选择修读生物科学的动机,并不纯粹源自于对生
物的兴趣,而是看准生物科学的应用层面。
吴:你提出一个很好的关键问题,也是事实所在:生物学的基础研究的确可以直接导致应
用,甚至可以直接应用在人体上。这应该是生物科学在二十一世纪被视为重要科学发展的
原因。特别是近五十年来,人们的平均寿命增长,人类非常注意自己的身体健康。
蒲:没错,举例来说,像是环境、生物圈等问题便直接与生物学有关。另外,所有基础的
发生学、基因表现、分子遗传等领域的研究,透过分子生物技术,已经有了很大的进展。
举例来说,现在知道癌症关键问题在于基因遗传层面,例如致癌基因(oncogene)的发现,
便属于基础生物学研究,加上细胞分化及成长的细节仍然不清楚,因此癌症也还没办法完
全解决,一些应用上的瓶颈仍有待基础研究上过关。
吴:其实在讨论生物科技时,政策决定者应该要更了解,基础研究对生物科技发展具有非
常重要的直接影响,所占的成份远比其它领域高得多。
蒲:就生物学来说,基础研究和应用没有太大的差别,不应分开来详细评断,如果基础研
究不好,就会形成应用研究发展的瓶颈,这是生物领域很大的「特性」,也许在其它基础
研究没有如此明显。

(四)介绍伍兹霍尔(Woods Hole)研讨会,讨论研讨会在推动科学研究上扮演的角色

吴:你曾经在清华开了一个神经生物学小讲座(mini course),该课对学生的影响非常大
,我听当时的生科院院长黄秉干说,那时几乎所有来听讲的大学生都说以后想进入神经生
物领域!但是可惜国内的行政作业有些问题,由于行政人员的变动,使得科学研究推动产
生断层,效果不太好。你在美国也参与了很多类似的科学研究推动工作,有什么样的感想

蒲:同样的人、同样的事情必须持续一直做下去,这样才会有意义,例如可以每年举办各
种主题的研讨会。举例来说,在美国,各种生物学科的讲习班,在伍兹霍尔举办的(Summe
r Courses, Marine Biological Laboratory, MBL),冷泉港实验室(Cold Spring Harbor
Laboratory)也有许多类似的课程。冷泉港曾是推动美国分子生物研究的重镇,对科学研
究有很大贡献。同样的,很多当今极为杰出的神经生物科学家,都出身于伍兹霍尔的训练
课程。
吴:我与黄敬先教授闲聊时,他也提到,每次参加Golden Conference之后都会引发许多灵
感,甚至可以写出一篇论文,接受这样的刺激很重要。可否请您简单介绍伍兹霍尔?在国
内要推动这样的研讨会十分困难,希望能有一些经验可资参考。
蒲:在伍兹霍尔,最重要的是参加人员之间的交流。到这里主要的目的不是工作,当然也
有人在这儿租下实验室,搬一些仪器去做实验,但是大多数人其实没有做出什么重要的成
果,多半时间反而是和周围其它人聊天、讨论,这才是最大的收获。夏天去MBL有两种人,
一种是整个夏天都待在这儿,租间房子做实验或读书;另一种人则是到这里开各式各样的
会议,每年都有很多会议在此召开。
另外,伍兹霍尔为学生设有十几个夏季课程,课程长短不一,有的3到6周,有的包含实验
课程,时间长达两个月到两个半月,老师们则是到此上短期的课,每个老师约上一到二周
。这里学生收得很少,筛选非常严格,每个课程不到20个学生,也因此老师和学生都打成
一片。通常上午为课堂讲座,下午和晚上做实验,一周上课7天,很多学生常常做实验做到
半夜,实在很辛苦,一直到这几年才改成星期天周休一天。大家非常认真,也因此伍兹霍
尔气氛总是非常热络,人来来往往,有演讲、课程等,走到哪里都会碰到同行,甚至同时
间聚集了10多位诺贝尔生理医学奖得主。
吴:学生做实验的内容是什么?是学新的技术吗?实验设备要如何设置?
蒲:以我曾参与的一门〝神经系统与行为〞(Neural Systems and Behavior)的课为例,实
验是包含在课程里的,例如20个学生分成4个组,课程共两个月,实验课包含四个部份。前
二部份是所有学生都参加,包括一些基本实验技术。后二部份是由学生依兴趣分组,可以
选择分子生物或生理学等方面内容,试着做一个小的计划,算是加强训练。其实伍兹霍尔
只有一些常用、基本的简单设备,像是计算机、显微镜之类,其它特殊的实验器材,例如
膜箝制技术操作设备,就请厂商提供。通常学生学了这样的实验技术,如果很有需要,回
到学校就会请老师买仪器,这样等于是累积主要客户,所以厂商都很愿意提供设备。不过
,由于老师上课必须跟学生有很多互动,要花许多时间,也很辛苦,所以教了4年就觉得做
不下去了。
吴:虽然你说很辛苦,但还是有很多科学家喜欢到伍兹霍尔去,这研讨会是如何维持动力
?有什么吸引人的地方?
蒲:去教课的人所得到的最大收获,就是可以发掘优秀的人才,这里收的学生都是很好的
学生,有些是研究生、有些是博士后研究员,如果在这里合作顺利,课程结束后,很多人
就到授课老师的研究室做博士后研究。另外,有些人喜欢到这里的教课,还可以带家人到
这里过暑假,这点很吸引人。不过如果要在这里租实验室,费用是很高的,有些人则会事
先把到伍兹霍尔所需的费用列在实验补助计划中。
伍兹霍尔还有另外一个吸引人的地方,距离这里10分钟路程就有一个海滩,叫做Stony Be
ach,做实验做累了可以到海滩上散步。海滩上有许多科学家在聊天,光是在这里上听「科
学家们的对话」,就可以得到许多科学上的收获。有一本书叫做《伍兹霍尔清唱剧:科学
与社会对话的杂记》(The Woods Hole Cantata : Essays on Science and Society),由
Gerald Weissmann所写,便是写伍兹霍尔的人事物、发展过程,最早是刊登在「医院实务
」(Hospital Practice)杂志上,后来集结成书。
吴:我很希望国内未来能介绍一些著名的研究机构,例如「霍华休斯医学研究中心」(Ho
ward Hughes Medical Institute)如何运作等,可当为台湾的借镜。所以可否请你多谈谈
伍兹霍尔的发展、源起与特色?
蒲:伍兹霍尔已经成立100多年了,有一本他们自己发行的小册子《100 Years Exploring
Life, 1888-1988》,就是叙述伍兹霍尔第一个100年的历史。加上刚刚提的那本书,都是
讲述伍兹霍尔如何成为美国生物学的研究重镇。伍兹霍尔是美国胚胎学(Embryology)的
诞生地,19世纪末几位胚胎学大师,例如Loeb、Lily等人,都在这里完成他们最重要的工
作、建立科学上的声誉。这里也是许多神经生物学家的诞生之地,他们都是神经生物学讲
习班的学生,这个讲习班是哈佛大学库夫勒(Stephen W. Kuffler)所开创。分子生物学
重镇冷泉港也大约创立100年,两者相当类似。
吴:顺便提一件事,我曾经到拉荷雅(La Jolla,加州大学圣地亚哥分校所在地)一年,
你那时好象捐了一些钱,成立了库夫勒讲座。能否谈谈这个讲座的性质,成果如何,未来
有什么计画?
蒲:设这个讲座主要的目的,是想把大师带到校园里给一系列的演讲,主要是希望能反应
出他在科学生涯中的心路历程,如何做出自己最重要的工作。我设立这个讲座是因为加州
大学圣地亚哥分校(UCSD)给我一个endowed chair (讲座教授)有些经费,我希望能够回
馈给学校,有助于UCSD的科学发展。
讲座中邀请大师进行一周的活动,其中包括与学校老师的交流,并安排分别与学生和博士
后研究员共进午餐,这样安排是因为,学生和博士后研究员很少有机会跟诺贝尔奖级的大
师面对面,通常时间都被老师们占据了,而难得请到这么著名的大人物来,学生会希望能
够亲炙大师风采。另外安排了晚宴,邀请全校神经科学领域的老师们一同参加。活动每年
都办,到现在已经办了三次,今年邀请Sydney Brenner来,前两次则分别为Hubel 和 Crc
ik,都非常受欢迎,所有活动都大爆满。
听讲人最大的收获,应该是听大师年轻时对问题的思考。Brenner主要讲他年轻时的工作与
思考,例如当年他为何选择线虫(C elegans)作为研究系统等,并且站在比较大的视野与
角度来看整个领域的发展。一般科学性演讲通常讲比较实际的内容,而这个讲座则着眼整
个研究发展的历史,这种演讲对年轻人是很重要的启发。

(五)对科学、科学教育的看法,以及科学在社会中所代表的意义

吴:在台湾,科学教育实在很失败,大家谈科学只谈论研究的结果,也就是最末端的「事
实」部分,而且视为理所当然;然而你认为科学的「态度」才是最重要的,重视「态度」
与重视「科学研究的结果」,基本上是两个相反的方向。举例来说,台湾常有些所谓的「
大师」,喜欢开记者会宣称找到治癌药物,这样的态度是可议的。
蒲:所谓的「科学态度」是指「为了真理必须打破砂锅问到底」,这是科学最重要的态度
和精神,也是现代社会里一种重要的态度。一个好的科学家,他所拥有的科学精神也会反
映在为人处事的态度上,以及对社会事务的判断,也就是可以反映在他的社会行为上。例
如说,我相信李远哲在总统大选上所作的决定,我可以信赖他的判断,因为我知道他真的
是一个好的科学家,当然我对他个人有一些认识,可以帮助我作判断,但基本上我认为,
他身为一个好的科学家,在关键时刻做那样的事,一定有他的道理,我可以相信他对这件
事的判断。
吴:我想提出一个较哲学的问题,这也是我回台湾多年来的一些感觉。你刚刚提到,「打
破砂锅问到底」是重要的科学态度之一,换句话说,也就是要保持「随时怀疑」的态度。
但在中国和台湾,政治局势等于向民众明白表示,民主进程必须要慢慢来,甚至灌输民众
「东方的民主比西方好」这样的观念,这是否使得人们对事情的判断形成一种根本上的盲
目,包括对科学的判断在内,例如中医、西医等知识全部混在一起;而这似乎也是社会上
普遍的现象。
蒲:当然在某些情况下,事实并非一成不变的,真正重要的是,必须具备判断的能力。例
如所谓的特异功能,一位好的科学家,在掌握真正的证据前,不应该对这种不明确的议题
随便发表言论。又例如刚刚提到的癌症研究,任意宣称找到致癌药物,表示这样的人不是
好的科学家,或表示他在「科学」与「社会行为」上分成截然不同的两个层面。
吴:这样的人是否可称为「科学领域里的政治家」(Scientific politician)?
蒲:这种人是「两面派」,不是好的科学家。科学家也许会遇到很多必须解决的困难,此
时他会追根究底,便可能跟社会的现实面有所冲突,而这时他所采取的态度,便是评断他
是否为「好的科学家」的重要指针。
吴:因此你认为,科学家对社会最大的影响在于他的「社会人的态度」,是否如此?
蒲:科学是社会、文化中的重要元素,对文化进展有非常大的贡献,拥有「科学」这个元
素较多或较少的社会,发展情形必然有所差别。
吴:回到教育问题的讨论。在教育一个学生的过程中,养成学生的成功动机显然是很重要
的,在企业界,这种动机应该称为企图心。那么要如何激发他们的动机呢?在科学领域要
如何做?或是说,学生是否在某些阶段会比较有动力?而以老师的角度来看,应该要设法
选一些动机较强的学生,教育成功的机率比较高,还是广纳学生再设法引发他们的动机?

蒲:恐怕两者情形都有。做老师最棒的地方,就是可以发挥影响力。在科学教育里,中学
老师的影响力应该是最大的,那时学生刚开始接触真正的科学,应该好好研究如何激起学
生的兴趣。学习动力的来源常是自信心,如果你很有信心、相信自己的做法会有结果,这
样才容易成功,不会老觉得自己的想法是错的。身为老师,最大的功能不是为学生引导方
向、不是给予信息、不是传道、不是授业,也许有部分是解惑,但最重要的应该是「努力
增长学生学习的主动性」,建立学习的自信心,并建立追求知识的主动性。
我们所受的教育,老是教我们要念这个念那个,太多的指导只会打击学生的自信心,虽然
花了很多功夫,却没有真正的效果。库夫勒的特点便是如此,他善于激发学生的能力是很
有名的。他常上课时如果有学生提出意见,他一开始总是先称赞:「这真是个很棒的想法
!」每个学生的意见都是「很棒的想法」,学生听了当然很高兴,上课气氛就会很热络。
当然,他还是会告诉学生,并不是每个好的想法都是可行的,并且会针对不同的问题给予
不同的意见。基本上,教学生的重点是要先鼓励再批评,但是台湾老师听到学生问题大多
不会马上赞美;现在社会风气比较开明,状况也许好一些。
我的研究生刚进我的实验室,问我要看什么书、如何准备进入科学生涯,基本上我要他们
念念关于科学史方面的书,多了解过去科学史上的一些重大成就,例如卢瑞亚(Salvador
Luria)的书(《吃角子老虎与破试管:一个科学家的理性与感性》(A Slot Machine, a
Broken Test Tube)或《记忆大师的心灵》(The Mind of a Mnemonist: A Little Book
about a Vast Memory)、华生(J. Watson)的《双螺旋─DNA结构发现者的青春告白》(
The Double Helix)或克里克(Crick)《狂热的追求》(What Mad Pursuit)这类好的科学
传记。这类书籍已出版相当多的数量,阅读这些书可以了解真正的大问题是如何解决的。

吴:你提到的这几本书,台湾也都有译本。阅读这方面的书,才能知道整个科学发展洪流
的方向,也才能知道自己的定位在哪里,不至于只是钻进自己实验室的小技术、小领域中
。我也希望我的学生读这些书,但我只是放在我的实验室里,由学生自行取阅,没有指定
学生阅读。
蒲:读这些书比读论文或教科书更重要。另外还有一本很好的书,《Advice to a Young
Scientist》,由诺贝尔奖得主Peter Brian Medawar所写,这本书文字比较深奥,主要是
对年轻科学家的忠告。我在十多年前翻译了一章,并把书交给中国的科学出版社,似乎没
有出版。
吴:然而对台湾学生来说,这些书毕竟都是外国人写的,要如何让台湾学生意识到自己的
位置、让他们意识到自己也是世界主流中的一群呢?这牵涉到科学是否有国界的问题,以
及科学与社会间的关系等,上次你回来时也特别强调科学在社会中所扮演的角色,是否可
以请你谈谈这方面的问题?你的参与又是如何?
蒲:现代科学发展是进步社会的要素。科学基本上是一种「态度」,即如何看问题的态度
;整个社会对科学的了解程度,反映出一个社会的文化水准,与文化、艺术的地位是一样
的。基本的科学训练,能够培养一个人思考问题、判断是非的能力。
吴:你提到库夫勒,让我想到詹裕农,他并不很喜欢哈佛的环境,觉得那儿的人作风太强
势,他们在哈佛做博士后研究时,在库夫勒底下工作,并不能做自己想做的东西,加上库
夫勒本身的研究能力并不是很强,导致哈佛的声誉有点下降。
蒲:虽然如此,库夫勒很知道如何抓到问题的重点,我觉得叶公杼和詹裕农还是从他身上
学到这方面的经验。他们两人在加州理工受到戴尔布鲁克(Max Delbruck,一作Delbrük
,1969年诺贝尔生医奖得主)影响很大,戴尔布鲁克的确有很崇高的地位,但是他发表的
论文很少,早期与卢瑞亚(Salvador E. Luria)合作有过重要成果,后来几十年的工作都
没有重要的发现。戴尔布鲁克的贡献在于他对整个分子生物领域的推动,尤其集中以简单
生物体(phage)为模型来解决分子遗传学得基本问题。他的特长是总是能够准确判断问题核
心所在,知道重点在哪里,而且对于问题的判断有很高的标准。叶公杼和詹裕农在学生时
代就表现出一流的能力,经过班瑟(Seymour Benzer)、戴尔布鲁克和库夫勒的训练后,
浸润在大师们的环境下,自然培养出判断重要问题的能力。除了要有判断重要问题的能力
,大科学家还有能判断最佳解决问题的途径。实验室的设备、建筑结构都很不好,但可以
训练出能够判断重要问题的科学家。其实大家都知道最需要马上解决的大问题是哪些,譬
如脑中神经系统主要的结构与性质、如何研究神经细胞间,大家都知道大问题是什么,然
而优秀的科学家要能够判断何时何处可突破这些,科学是「解决问题的艺术」,能够掌握
这门艺术,才能达成最后的目标、解决大问题的目标。

(六)对台湾科学发展的观察与建言

吴:促进科学发展的重要力量,似乎与好的研讨会有很大的关系。显然负责推动的领导人
必须具备科学上的领导魅力,这会是相当重要的关键,好的领导者能够唤起领域内的讨论
风气。我也尝试在台湾推动生物物理领域的讨论气氛,希望能透过比较轻松的方式,但是
在东方文化的背景下,要推动实在很困难。
蒲:不光是台湾,在中国也是这样,主要因为长年战乱,没有建立科学传统。而以日本为
例,明治维新后,社会状况保持了相当长一段时间的安定,这有利于科学发展。日本有一
些留学德国的留学生,回到日本之后,在东京大学、京都大学成立许多研究小组,后来一
代传一代,建立了科学研究的环境和传统;当然最初的几代是没有大师的,要慢慢发展,
建立传统很重要。日本出现的第一个大师是汤川秀树,到了他那个时代,日本已建立了相
当好的科学研究环境,已经能够孕育出像他这样非常杰出的科学家。
吴:显然好的内部结构非常重要。台湾的学术制度很有趣,日治时代为日本系统,当时传
承了几个世代,但是民国38年战后则全部改为美式,特色是每个实验室独立运作,表面上
看起来似乎没什么问题,但是深入来看,传承全都不见了。在美国,学术界的竞争虽然很
激烈,淘汰得很厉害,但是每个领域总有大师级人物,多多少少可稳住领域里的规范与传
承,使各个独立实验室的发展不致散乱。而在台湾,由于没有大师级人物,各实验室间显
然难以统合。这是我的看法。
蒲:其实如果内部结构能保持活动力,并维持很长一段时间,就不会因为一个人的变化而
中断发展。例如台大药理学科李镇源的蛇毒研究小组,就是一个很好的例子,在这个小组
里有大师院士建立的有传统,有好的学生,产生像张传炯这样优秀的科学家,便是一代代
传承下来的好例子。
我今年在上海接受文汇报记者的访问,记者提到,目前中国人拿诺贝尔奖都是在海外作研
究的科学家,他提出的第一个问题便是,中国人要何时才能拿诺贝尔奖。我觉得,重点是
要能够建立传统,并要能维持很长一段时间,如果没有这样好的环境,即使拥有科学天才
,也不能在自己的环境里生根、发芽,人才只好都跑到国外去了,所以先建立起好的环境
很重要。科学研究一个世代大约10到20年,大概要累积几个世代后,累积个几十年后,才
会有好的传统。不过当然不只是靠内部自己累积、培养,也要从国外延揽好的人才,产生
新的刺激,逐渐形成一些领导者,再培养出下一代人才。

举例来说,哈佛大学神经生物系的库夫勒就做到传承,他自己虽然没有拿到诺贝尔奖,但
创造出非常好的研究环境和风气,使得他创办的系里研究的Hubel和Wiesel拿到诺贝尔生理
医学奖。Hubel与Wiesel事实上是延续了库夫勒在视觉系统研究上的传统,并且发扬光大。

(责任编辑:泉水)
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