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在通往成功的阶梯上
时间:2010.07.27
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作者:刘允怡

  不久前,中国科学院院士、肝胆胰外科学家、香港中文大学外科学系教授刘允怡来到北京协和医院,为该院200余名师生做了一次精彩的讲座。刘允怡院士运用名言、典籍、图片和视频,形象而生动地阐述了“成功科学家的人生观”这一人文性很强的主题,让在场师生深受启发。

  今天听我讲课的都是北京协和医院的医生或医学生,如果我讲医学专业知识的话,就有点班门弄斧的意思了。大家都知道,医学也是一门科学。纵观科学史,我们很容易发现一个问题,即为什么有些科学家能够成功,而有些却不能成功呢?我想,分析和挖掘科学家成功的要素,或许能帮助我们把医学学得更好,把医学事业发展得更好。

  不管有何障碍,都能不顾一切打破旧说、创立新说

  ——追求科学需要特殊的勇气

  首先,我们来谈谈什么是科学。一般来说,科学研究要通过观察提出假设,而后收集资料并进行综合分析、求证,最后得出结论。如果结论是正确的,那么,他人就可以重复这些经验,并得到同样的结论。这样,经验就变成了知识。久而久之的验证之后,知识才有可能被公认为科学。

  科学的对立面是伪科学。科学研究是从观察开始的,观察也可能得出错误的结论。中世纪的人们相信,地球是宇宙的中心,太阳在围绕着地球转动。经常看着太阳东升西落,任何人通过观察都能轻而易举地得出这一结论。但是,很多天文现象不能用“地球中心说”来解释,而如果认为地球是绕着太阳转动的,很多天文现象就都有了合理的解释。提出这个假设的人就是大家熟知的伽利略。

  伽利略是文艺复兴后期伟大的天文学家、物理学家、哲学家、数学家,也是近代实验物理学的开拓者,被誉为“近代科学之父”。他提出“太阳中心说”的时候,并不拥有这些头衔,当时的人们完全不相信他的理论。没有人会相信自己生活的地球每个小时都有几百公里的移动,更难以理解地球不仅绕着太阳转,其自身还会发生每小时数十米的转动。人们辩驳道:我们就站在地球上,为什么完全感觉不到这种移动?

  伽利略坚持自己的理论,因为他通过望远镜观察到了金星。金星像太阳一样有盈亏,而金星是围绕太阳转的,所以地球也应该围绕太阳转。他还用实验证实了哥白尼的“地动说”,彻底否定了统治科学界千余年的“天动说”。然而,当时的科学界被教会控制,被视为“异端分子”的伽利略遭受到罗马宗教裁判所长达20多年的残酷迫害,其他人的嘲笑更是伴随了他一生。

  晚年的伽利略生活极其悲惨。照料他的女儿先行离世,而失去爱女的悲伤又让他双目失明。即使在这样的条件下,他依然没有放弃自己的科学研究工作。在离开人世前夕,他还重复着这样一句话:“追求科学需要特殊的勇气。”

  直到几个世纪后,伽利略的理论才被证明是真理。正是由于伽利略和教会之间的长期斗争,科学与伪科学才得以激烈碰撞,这才开创了天文学的新纪元。伽利略为维护真理而进行的不屈不挠的战斗令人感动,恩格斯称他是“不管有何障碍,都能不顾一切而打破旧说、创立新说的巨人之一”。

  成功离不开之前大量的准备和之后孜孜不倦的钻研

  ——幸运只敲准备好的人之门

  研究是分辨科学与伪科学的主要手段。英国当代最伟大的科学哲学家波普尔(Popper)在1972年提出,科学研究主要有6个步骤:找出问题、提出解决方法、提出假设、设计实验来否定假设、建立一套理论进行解释和总结。在我看来,医学研究和科学研究如出一辙,也是通过这6个步骤来完成的。在波普尔看来,可证伪性是科学的不可缺少的特征,科学的增长是通过猜想和反驳发展的。这也是区别科学与伪科学的关键。

  专门从事科学研究的人被称为科学家。科学本身即是探索未知、发现真理、发展先进、改造世界、造福人类的学问,因而献身科学事业的人应该拥有的精神包括:公正、简单入手多元思考、证实加证伪、理性怀疑、争论与激励、耐得住寂寞、耐得住不解和具有普世情怀。

  科学家中间有成功者,也不乏失败者。那么,是不是有些人运气好,所以取得了成功;有些人运气不够好,所以遭遇惨败呢?运气是决定成功的一个重要因素吗?

  亚历山大•弗莱明(Alexander Fleming),1881年出生在苏格兰南部的洛克菲尔德,是英国著名的细菌学家。从伦敦圣马利亚医院医科学校毕业后,弗莱明开始从事免疫学研究。在第一次世界大战期间,他作为一名军医经常亲眼看见很多人因受伤而死亡,因此他转而研究伤口感染。

  弗莱明无疑是幸运的,他由于一次小小的过失而发现了青霉素。1928年的夏天,弗莱明外出度假时把实验室培养皿中正在生长着的细菌给忘了。3个星期后,他回到实验室才注意到一个与空气意外接触过的金黄色葡萄球菌培养皿中长出了一团青绿色霉菌。在用显微镜观察这只培养皿时,弗莱明发现霉菌周围的葡萄球菌菌落已被溶解。这意味着霉菌的某种分泌物能抑制葡萄球菌。此后的鉴定表明,这些霉菌为点青霉菌,弗莱明将其分泌的抑菌物质称为青霉素,即盘尼西林。

  因为这个“意外”的发现,弗莱明成为博士。更让人难以预料的是,这个“意外”带来的发现至今已经拯救了2亿人的生命。所以说,好运气也是成功的一个重要因素,但如果没有之前大量的实验准备和之后孜孜不倦的钻研精神,好运气往往会稍纵即逝。幸运只敲准备好的人之门,所以,大家也不能怀着侥幸心理来从事科学研究。

  运气之外,古往今来的科学家身上究竟有哪些获得成功的要素?这些要素对我们今天的科学研究又有什么可资借鉴的地方?在这里,我将科学家成功的要素归纳为7个方面:科学道德、创造力、观察力、意志力、应变力、执行力和设定高目标。

  科学道德:放在一切工作的首位并充分重视

  科学道德被放在了首位,这也是从事科学研究的人们最应该重视的根本性问题。科学道德是科学家成功的首要条件。科学来不得半点虚假。一旦造假,肯定会被发现,因为科学是普适性真理,其中的虚假成分被世人发现只是时间问题。在这方面,黄禹锡的例子应该引起我们所有人的反思。

  黄禹锡本是韩国著名生物学专家,当他宣布其研究领域从动物克隆技术转向人胚胎克隆技术时,韩国政府很快表示提供大量资助。之后,他分别于2004年2月和2005年5月在《科学》杂志上发表论文,宣布在世界上率先用卵子成功培育出人类胚胎干细胞,以及攻克了利用患者体细胞克隆胚胎干细胞的科学难题。

  如此突破性的研究成果必然会轰动全世界。然而不久,“黄禹锡神话”就破灭了。他的研究小组的成员指出,2005年的论文中有造假成分。首尔大学随即成立调查委员会进行调查,结果证实发表在《科学》杂志上的两篇论文成果均属子虚乌有,黄禹锡也面临着首尔大学甚至韩国相关法律的惩罚。

  尽管在此之前,黄禹锡获得了极高的荣誉,但不到一年时间,他就身败名裂,为科学界所不齿。这不仅是某个人的悲哀,同时也是科学界的悲哀。我们应该想一想,我们的科研体系是不是只重成果不重过程?科学界有没有把科学道德放在一切工作的首位并给予充分的重视?

  2006年发生在上海的“汉芯事件”,同样向科学界敲响了警钟。上海交通大学陈进主持的“汉芯一号”高性能D项目,竟雇用民工将从美国买回的芯片表面原有标志用砂纸磨掉,再加上“汉芯”标志,轻而易举地骗取了国家上亿元的科研经费,陈进个人也在职称和职务上名利双收。尽管中国科协科技工作者道德与权益工作委员会最终撤销了陈进第三届“全国优秀科技工作者”荣誉称号,上海交大也决定撤销陈进微子学院院长职务和教授职务任职资格,但“汉芯事件”的恶劣影响难以弥补。通观事件前后,应该对这次严重的学术腐败承担责任的,显然不止陈进一人。

  创造力:不要放弃生活给予的任何提示

  科学进展,通常都是一小步、一小步往前推进的,这就好比在一个拼图游戏中,参与游戏的人们被分成几个不同的科学小组,每个小组分别解决拼图的一部分,然后组合成一个整体的图像,就是我们需要的结果。

  其实,很少有科学家能像爱因斯坦那样取得超越时代的科学成果。1905年3月,爱因斯坦提出光量子假说,解决了光电效应问题。后来,他向苏黎世大学提出论文《分子大小的新测定法》,取得博士学位。完成论文《论动体的电动力学》之后,他又独立提出狭义相对性原理,开创了物理学的新纪元。1915年11月,他提出了广义相对论引力方程的完整形式。爱因斯坦最著名的质能公式:E=MC2(E代表物体的能量,M代表物体的质量,C代表光的速度,即每秒30万公里),是在他26岁时完成的。这是一位有着非凡创造力的科学家,尽管如此,爱因斯坦依然认为自己并没有什么特别之处,他把自己的成功用公式来说明:A=X+Y+Z。其中,A就是成功,X就是努力工作,Y是懂得休息,Z是少说废话。

  创造力并非与生俱来,有时候也靠灵机一动。古希腊后期有一位最伟大的科学家阿基米德。关于阿基米德发现浮力原理有这样一个美丽的传说:一次,希耶隆二世制造了一顶金王冠,但他总是怀疑金匠偷了他的金,在王冠中掺了银。于是,希耶隆二世请来阿基米德做鉴定,条件是不许弄坏王冠。当时,人们并不知道不同的物质有不同的比重。阿基米德冥思苦想了好多天,也没有比较好的解决办法。有一天,他洗澡时刚躺进盛满温水的浴盆,就发现水漫溢出来了,同时他感到自己的身体在微微上浮。于是阿基米德的脑海里突然闪出一个念头:是不是相同重量的物体,由于体积的不同,排出的水量也不同……他赶紧从浴盆中跳出来,一丝不挂地跑回了家。当他的仆人气喘吁吁地追回家时,阿基米德已经开始做实验了:他把王冠放到盛满水的盆中,测量溢出的水;然后,他又把同样重量的纯金放到盛满水的盆中,发现溢出的水比先前溢出的少。由此,他得出结论:金匠在王冠中掺了银子。著名的阿基米德定律就是这样产生的。

  请不要放弃生活给予我们的任何提示,这也是创造力的源泉。那么,怎样才能增进我们的创造力呢?首先要有好奇心。爱因斯坦就曾说过:“我没有特别的才能,而只是强烈地好奇。”其次要多角度地看事物,不要将自己的思维设定在某一个模式内。最后,不要跟随大众。

  有一个关于旅鼠集体自杀的故事,人类一直难解其中奥妙。当某一生态圈内旅鼠的数量太多时,它们就会显示出一种非常强烈的迁移意识。它们聚集在一起,渐渐形成集群。开始时,他们似乎没有找到方向或目标,到处乱窜,就像是出发之前的准备一样。但是后来,不知是哪只旅鼠带头,它们忽然朝着同一个方向浩浩荡荡地前进了,而且往往是白天休整进食,晚上摸黑前进。沿途不断有旅鼠加入,其队伍愈来愈庞大。没有人能明白,这些后加入的旅鼠是否知道这是一支“死亡之旅”。数百万只旅鼠逢山过山,遇水涉水,勇往直前,前赴后继,沿着一条笔直的路线奋勇前进,决不绕道,更不停止,一直奔到大海,仍毫无惧色。它们纷纷地跳将下去,直到被汹涌的波涛吞没为止。

  难道旅鼠真的认为只有通过集体自杀行为才能避免生态环境遭到破坏,还是他们只是茫然地服从于大众的行为准则?关于这一点,动物学家们始终没有找出有说服力的证据。今天我借用这个故事,是希望大家从旅鼠的身上得到启示:如果要想取得创新性的成果,一个人就不要盲从别人。

  观察力:看到别人“视而不见”的景象

  牛顿最初是因为看见苹果从树上掉落,最后才领悟出“地心引力说”。爱因斯坦说:“有百万人看见苹果掉落,只有牛顿问了为什么。”也就是说,我们不仅要善于观察,还要注重联想、分析和应用,观察到别人“视而不见”的景象。

  我曾和很多学生一起玩过这样一个游戏:在播放视频之前,我告诉学生们,他们将在影片中看到两队球员正在传球。一队球员穿着白衣,一队球员穿着黑衣。然后我请他们试着数数穿着白衣的队员一共传了多少次球。视频开始之后,学生们把注意力都集中到穿白衣的队员身上,认真地计算着他们传球的次数。然而视频结束时,我却问了大家另一个问题:“有人看到什么异常影像吗?”这时,大家集体沉默,80%的学生表示没有看到任何异常影像。接下来,我重新播放了这段视频。他们这才发现在传球的过程中,场地上不仅站着一只人假扮的黑猩猩,而且它还跑到队员的中心,做了很多夸张搞笑的动作。

  为什么会有那么多人看不到如此明显的异常?因为我们太在乎我们关注的内容,以至于忽视了其他同样重要的内容。其实,医学界也充满着这样的例子。人类对生命的研究还有很多未知领域,每一种疾病的体征表现、实验室指标、诊疗常规都是在医生的不断观察、不断摸索、不断总结中完善的。如果我们心无旁骛地将精力过于集中于自己的专长,说不定会错过最美好的风景。

  对医务工作者来说,观察力显得尤为重要。面对同一种癌瘤,为什么有的医生束手无策,有的医生却可以手到擒来?著名医学家张孝骞评价医疗工作是“如临深渊,如履薄冰”,正说明了这样一种严谨、细致的行医之道。

  意志力:在哪里跌倒,就在哪里站起来

  大家都知道,霍金的肌肉萎缩病已经发展到何种程度,但他在计算机的帮助下仍坚持演讲、写作和科研,成为现今世界上最伟大的物理学家之一。

  爱迪生的文化程度很低,对人类的贡献却这么巨大,里面的“秘诀”是什么呢?他除了有一颗好奇心,一种亲自试验的品质,还有就是他具有超乎常人的坚强毅力和果敢精神。

  为了研制白炽灯,他和他的小组不眠不休地做了1600多次耐热材料和600多种植物纤维的实验,才制造出第一个炭丝灯泡。后来他在此基础上不断改良制造方法,终于推出可以点燃1200小时的竹丝灯泡。他的试验笔记簿多达200多本,共计4万余页。在3年的间内,他每天工作十八九个小时。每天凌晨三四点时,他才头枕几本书,躺在实验用的桌子下面睡觉。有时他一天在凳子上睡三四次,每次都只有半小时。当人们称赞爱迪生是个天才时,他却解释说:“天才就是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水。”

  当然,意志力并非科学家所独有。“在哪里跌倒,就在哪里站起来。”这是坚强的意志力的表现。体育界有很多这样的例子:1992年的奥林匹克运动会上,一名男子400米短跑选手在接近200米的地方突发抽筋,倒地不起。经过短暂的治疗,他一跳一跳地坚持跑完了400米。虽然因疼痛他当场留下了眼泪,但全场却响起了极其热烈的掌声。

  意志力也是可以训练的,常常从一个人小时候开始,但它是通过鼓励而不是帮助得来的。在国外,人们又是如何教育小孩的?小孩尝试学骑自行车的时候,她的父亲虽然在旁边一直看着,但从头到尾都不会伸出手去帮她,而只是告诉她方法,以及“再试一次”。当小孩最终登上自行车飞驰而去时,父亲脸上露出的是满意的微笑。

  应变力:沉着而冷静地面对危险

  恐龙和蟑螂哪个强,哪个大?今天,恐龙已经灭绝千万年,而蟑螂还在人们的厌恶中顽强地生存着。显然,蟑螂有着比恐龙更为强大的适应环境的能力。羚羊遇到狮子时,并没有立即四处逃窜,而是十分冷静,克服压力小心地、一步一步地前进。如此,它们才得以和狮子共存于大自然。将这种能力延伸到人类,我们讲究的就是应变力。一个人如果能适应社会环境的转变,沉着而冷静地面对危险,他的生存能力必然强于其他人。人类的演变和进化靠的是大脑和应变力,而不是力量。

  执行力:千里之行,始于足下

  众所周知,1969年7月20日,美国宇航员阿姆斯特朗(Neil Armstrong)踏上了月球表面,并说了一句隽永的话:“这是一个人的一小步,却是人类的一大步。”这句话代表人类文明的跃进,宣告了太空时代的到来。

  千里之行,始于足下。做任何事情,不迈出第一步,便只能停留在空想阶段。著名医学家约翰(John Hanter)说:“空想干吗?何不实验试试?”从事科学研究就是这样,要勇于尝试,踏出这至关重要的第一步。

  设定高目标:站在巨人的肩上才能看得远

  牛顿是英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自然哲学家。他16岁时数学知识还很肤浅,对高深的数学知识甚至可以说是不懂。“知识在于积累,聪明来自学习”。牛顿下决心靠自己的努力攀上数学的高峰。在基础差的不利条件下,他能正确认识自己,知难而进。他从基础知识、基本公式学起,研究完了欧几里德几何学后,又研究笛卡儿几何学。对比之下觉得欧几里德几何学肤浅,便悉心钻研笛氏几何学。直到掌握要领、融会贯通,最终提出了代数二项式定理。

  传说中牛顿“大暴风中算风力”的佳话,可谓牛顿身体力学的佐证。有一天,天刮着大风暴,风撒野地呼号着,尘土飞扬,使人难以睁眼。牛顿认为这是个准确研究和计算风力的好机会。于是,他拿着用具,独自在暴风中来回奔走。他踉踉跄跄、吃力地测量着,几次被沙尘迷了眼睛,几次被风吹走了算纸,有时他不得不暂停工作,但这些都没有动摇他求知的欲望。他一遍又一遍地努力,终于求得了正确的数据。有志者事竟成。牛顿为自己的科学高塔打下了深厚的基础,他22岁时就发明了微分学,23岁时发明了积分学,为人类科学事业作出了巨大贡献。

  牛顿从不自高自大。他说:“如果说我看得远,那是因为我站在巨人的肩上。”这不仅是科学家的谦逊之辞,更提醒我们,首先要充实自己的基础知识,汲取前人的经验教训,与业界巨人多多交流。这样才能看得远、看得准,才能有所成就。

  不时发现更为光滑的一块卵石或更为美丽的一片贝壳

  ——树立自己新的人生目标

  临终前,牛顿对自己的生活道路是这样总结的:“我不知道在别人看来,我是什么样的人;但在我自己看来,我不过就像是一个在海滨玩耍的小孩,为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜,而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋,却全然没有发现。”

  这当然是科学家的谦逊。事实上,每一位科学家身上都有很多成功的要素值得我们借鉴。在通往成功的阶梯上,他们之所以爬得高、走得远,是因为他们付出了超越常人的努力。我希望大家在听完他们的故事后能有所启发,就算做不了成功的科学家,也要立志成为成功人士。最起码的要求是,你们都要树立自己新的人生目标。谢谢大家!