陈润生:一名科学偶像的“养成”

撰文 | 郑心   来源:《科学家》   发布时间:2023-06-02

导读:名副其实于科学偶像之位的大家,陈润生无疑身处其列。33年在中国科学院大学从未间断的讲课之声,让他在收获了一众“铁杆粉丝”之外,也把中国生物信息学的名号传播了出去,使此学科得以走进越来越多人的视野。而此时,作为国内研究第一人的他却只想隐匿起自己的身影:“我就是领域内一个微不足道的从业者罢了。”  

  近日,社交平台上疯传的几张照片记录下了中国科学院大学(以下简称“国科大”)北京雁栖湖校区教室内的一场“盛会”:可容纳千人的大礼堂内座无虚席,学生们手持纸笔听得入神。在课程结束之后,学生们自发排起长龙,将一位发丝灰白却精神矍铄、嗓音洪亮的耄耋老者簇拥在人群之中,有序地等待他接过自己手中的笔记本,签下那个深刻在每个生物信息学子心中的“时代偶像”之名——陈润生。
  “要听陈院士的课程,需要提早做攻略。”“8:30开始的课,最好刚过6:00就去占座。我6:40到的,前排都已经坐满了。”“不过这些的前提是,能抢到这门课的名额……”学生们你一言我一语的经验交流,印证了关于这门课的传言非虚。在国科大,这是一门远近闻名、比“春运的火车票还要难抢”的课程,每周放出的1000个名额没有一次不是“秒空”,不过这丝毫没能阻碍同学们的热情,几乎每一届学生都会去“追星”。而课后找陈院士要签名,更是已经成为流传在学生间的一个传统——他们通常将其作为自己接下来继续追求科研目标的激励。
  或许,对于广大学子来说,能够聆听一次陈润生院士的生物信息学课程,与前辈进行近距离的交流,寻求指导,是求学生涯中一段新鲜的体验。但对于如今已经81岁高龄的陈院士来说,国科大的这方讲台、这片热土,他已经坚守了30余年。每每课前,他都会提早半个小时到教室调试上课设备;课后,他会耐心地留在现场等着为学生签名、解惑。虽然时间固定、行为也大多在重复,但一谈起自己的主研内容,他还是滔滔不绝、妙语频出。
  “要问咱们国家第一个做生物信息学的人是谁?绝对是我,不会有第二个人。”作为在课程开设前8年全国独一家的“掌门人”,这是陈润生的底气。因此,当他在讲解这门学科时,其实是在讲述这个学科如何诞生、如何在国内兴起,又如何在无尽的未知和挑战中曲折前行。而他本人,正是整个历程的参与者和实践者。
  

筑梦


  不知道算不算是某种精神传承,陈润生是全中国第一个做生物信息学研究的人,而他的老师贝时璋先生,是全中国第一个做生物物理学研究的人。1958年,贝时璋先生在巨大的争议和反对声中开辟了中国的生物物理学之路,创办了中国科学院生物物理研究所(以下简称“生物物理所”)与中国科技大学(以下简称“中科大”)生物物理系;而陈润生紧随其后,在之后数年不被身边人理解的孤独里,筑起了一座名叫生物信息学的小岛,一步步开垦出硕果累累的科研沃土,在国内率先展开非编码RNA研究,开辟出一片科学蓝海。
  作为中科大的首批学子,陈润生走进学校时,那里众星云集。“当时我有一种强烈的感觉:整个中国科学院‘倾巢’而出,为培养我们年轻人作出努力。”他这样形容当时的师资队伍。的确,近乎梦幻的教学阵容在现代学子眼中几乎是“打破次元壁”一般的存在:贝时璋、钱临照、严济慈……这些在当下教学课本中反复出现的名字彼时真实而鲜活地出现在陈润生身边。他不仅亲耳听过华罗庚先生的传世名句:“先把书读厚,再把书读薄”,还与钱学森、彭桓武等物理学大家交流共事,就连后来的著名数学家王元、龚升等人,那时也才刚刚迈向而立之年,只能给他们做做辅导。
  得以生长在如此得天独厚的学习沃土之中,任谁都要感叹一句幸运,连陈润生本人也是这么认为的。“如何做好科研,这是一个包含诸多因素的问题。但首先我认为与个人的成长经历一定是相关的,因此我万分感谢栽培我的院校——中科大,能以培养在科研领域做创新工作的人才为教学目的。”多年以后,他向众人分享科研心得时如此说道。但同时不可忽略的还有陈润生的个人努力。虽然数位大师的引领让陈润生早早接触到了顶级学者的眼界、思维,以及“敢为天下先”的学术探索勇气,但他从未想过“躺平”在前人的功劳簿上,而是积极开拓新思路,力求不断突破自己。所以他从不会因课业繁重而忧虑,只觉得越学越轻松。
  “无论是做学问,还是做教育,总有些东西,只可意会不可言传,那就是一个人升华凝练后的东西。就像赏鉴文物,只有到达一定境界,才能品出滋味。”从中科大到生物物理所,再到香港浸会大学与德国纽伦堡大学,陈润生一路访问进修,一路参悟感受。直至1988年归国时,他领略过了科研的“苦”,也品出了学术的“甜”——在德国时,他曾做过“洪堡学者”,有“量子生物学”这样的前沿科研经历,还发表过至今听来也不过时的“人工智能与神经网络”相关研究论文,只要沿着这些方向继续做下去,顺理成章的大好前程就在眼前。
  但不知从什么时候开始,一个看似“不咸不淡”的问题始终盘桓在陈润生心头:未来的科学研究究竟要做些什么才能最大限度地有利于民众?
  为了解答心中疑惑,陈润生在通信还不够发达的年代尽其所能地密切关注着业内的任何一点风吹草动。而20世纪90年代,恰逢又一个科技高速发展的高峰时期:继“曼哈顿原子弹计划”“阿波罗登月计划”之后,人类自然科学史上的第三大计划——“人类基因组计划”蓄势待发。凭借敏锐的科学嗅觉,陈润生预感,这将是改变生命科学乃至人类命运的转折点。因此,他极度渴望成为这历史洪流中的一员。
  在陈润生为这幅科研蓝图朝思暮想、欲痴欲狂时,国内的相关研究正如同一片荒漠。“无人可说、无话可说,那种孤独感逼迫着我找一个窗口去释放。”就这样,他做出了一个再回忆时连自己都会感叹“疯狂”的“追星”行为——给詹姆斯·杜威·沃森写信。但凡上过中学生物课的人,必定不会对这个响亮的名字感到陌生。沃森不仅是DNA双螺旋结构的发现者,是1962年诺贝尔生理学或医学奖获得者,更是现代分子生物学的带头人。赫赫有名的人类基因组计划,正是由他提出并主持。
  在信里,陈润生告诉沃森,自己是一名中国的科研工作者,对人类基因组计划非常感兴趣,希望能做一点相关工作。但作为科研界的一个“小透明”,他当时真如一名“粉丝”一般,从未期待过会有回音,只觉得信寄出去了,内心的焦灼也就消解了大半。谁知仅仅一个多月后,北京中关村传达室就收到了一个厚厚的牛皮纸信封,上面还刻印着“From American”(来自美国)的字样。陈润生依通知去收信的第一反应是:“找错人了吧!”无独有偶,研究院还真的有位同仁与他名字的拼写大差不差。因此可以想象,当他几经周折,终于确定这封信是来自“偶像”的回信时所萌生出的那份“难以名状的开心”。
  那是一封来自美国人类基因组计划办公厅主任的手写信。受沃森之托,信中表达了项目组对中国科学家关注这一研究计划的感谢,并郑重重申了人类基因组计划对整个人类文明和科技事业发展的重要性。随信附件则更具诚意:两本材料中,一本写明了人类基因组计划第一个五年的战略规划,另一本则是美国国立卫生研究院各研究所的详细介绍,以此邀请他选择一到两处进行访问。陈润生手不释卷地一连读了好几遍,这才如梦方醒:人类基因组计划中最重要的问题,就是如何破译基因密码。而一旦用信息学的手段去解析人类基因组后,整个生物就将进入大数据时代。那么,大数据如何存储、处理,就将成为一个全新的科学问题。同时,他再次严谨地审视了自己的学术背景:生物物理学出身,并且具备扎实的数理功底和良好的学科交叉基础。他越想越觉得:“这不就是为我量身打造的研究方向吗?”
  

摘星


  直至今日,陈润生还记得,自己的老师创立生物物理学科之时曾饱受争议,甚至有知名学者断言:“只有生理学,没有生物物理学!”但最终这些声音都在贝时璋先生的坚守中逐渐消弭。而当初的陈润生,就像贝时璋先生认准了生物物理学那样认定了生物信息学。不管有多少阻碍和困难,他都逢山开路、遇水搭桥。
  “一定要增加生物信息学这门学科。”陈润生坚定地说,“这个新的学科包含着关于人类遗传密码的所有信息。用6个词语概括就是对基因组信息的获取、处理、加工、分布、分析和解释。通过挖掘生物大数据来分析深刻的生物学内涵,这是人类研究在生物领域中巨大的进步。”
  但在刚回到生物物理所时,国内还没有这方面的科研项目,陈润生只能一边做其他项目的工作,一边见缝插针地“捣鼓”遗传密码研究,其间都险些被项目负责人“扫地出门”。好在生物物理所领导对陈润生印象很好,给对方吃了颗定心丸:“你放心吧,他是扎扎实实搞研究的人。”这才让陈润生有机会继续做下去。但这显然不是长久之计,那几年,陈润生带着自己的学生,一面埋头苦干,一面遍寻机遇。
  直至1992年,吴旻、谈家桢、强伯勤、陈竺等科学家开始推进“中国人类基因组计划”。听闻此消息后,陈润生特地派了一个擅长与人打交道的“机灵”学生,登门拜访吴旻院士,向其诚恳表述加入这项计划的愿望。“我让学生讲清楚三点:第一,我收到过沃森教授的回信,对人类基因组计划是有一定了解的;第二,我知道他们的团队以医学人才为主,我们是做生物信息学研究的,可以协助处理大量数据;第三,我们只要带着计算机和脑子就可以工作,并且是无偿的。”陈润生回忆道。时任国家自然科学基金委员会生命科学部主任的吴旻院士,认认真真听完了这个学生的讲述,后经过严谨的内部商讨,认为确实有必要纳入这样一支专业的序列分析和数据处理团队。
  陈润生终于抓住了向上靠近自己曾仰望过的星空的一点机遇。凭借着扎实的功底和勤恳的态度,他参加了中国第一个完整基因组泉生热袍菌B4基因组序列的组装和基因标识,构建了收录非编码RNA及其基因的数据库NONCODE,以及收录非编码RNA与其他生物大分子相互作用的数据库NPInter。最终,中国科学家的工作在整个人类基因组计划中占据了1%的席位。但更重要的是,这些工作带动了中国在基因组学、生物信息学等领域的腾飞。包括陈润生在内,有太多人从这看似不起眼的1%中开辟出了独特又广阔的科研天地。
  而就在参与人类基因组计划的同时,“生物信息学”课程也开始萌芽。
  陈润生是全中国第一个讲授这门课程的人——由于课程当时在国内外都处于摸索阶段,因此课程内使用的所有的算法、程序、理论都是他自己推导的;早期的20年,陈润生也是国科大校园里唯一一个讲授这门课程的人。每次去上课,他都要倒四五趟公共汽车。其实,国科大玉泉路校区有往返班车,但其发车时间和下课时间中间有着40分钟间隔,这对于总是被无形中一股信念推着走的陈润生而言,简直度秒如年,“我不乐意等,索性赶紧坐公共汽车回去,这样能快些”。再到后来,为了节省时间,他甚至一天上下午连着上7节课,中午自己带饭。上午下课后,把饭热一热,吃个饭喝口水的工夫,下午的课就又该开始了。这样的作息,他坚持了两年。
  后来,由于陈润生年纪越来越大,为了保证授课质量,同时保持教学团队的活力和持续发展,他又适时地启用了“助教制度”——助教可处理日常教学事务,并协助首席教师和主讲教师完成高质量教学任务。但他同样没有走下讲台,而且,如果因为一些不能缺席的会议而不得不停课时,他还会让学生“打游击”似地补上。“那么多学生期待着,不能不去,这是责任。”他总是这样说。
  

相长


  有个学生曾在微博里写道:“听陈润生院士讲课,就会想要当个科学家。”这被陈润生视作最令自己欣喜的褒奖,正所谓“金杯银杯不如学生的口碑”。在研究生阶段,“师者”自然地被人们赋予了双重含义——讲台上的“教师”和课题组里的“导师”。前者重在传授,后者重在栽培。而陈润生游走在这两种场景之间,丝毫没有身份切换的障碍,只觉得相得益彰。
  教研相长,一直是陈润生笃信的真理。在讲台上站了30余年,他被问过各种各样的学术问题,其中不乏一些“刁钻”的角度,他将这些都视为宝贵的财富,因为这些新思维的火花可以不断“点亮”他,激励他不断重复思索自己做过的研究,将其完善得更加深入、透彻,对学术的理解更上一层楼,再返回来指导自己的学生时,也能更加游刃有余。其中,他对某次课堂上的一幕印象最深。
  当时陈润生正在讲解哈佛大学团队所做的干细胞实验:科学家先教会两只鹦鹉唱歌,然后把其中一只鹦鹉脑中的中枢神经破坏掉,它就不会唱歌了;随后再把另一只鹦鹉脑中的干细胞取出来,经过专业处理后注射进第一只鹦鹉体内,这只鹦鹉竟再次唱起了歌。这个实验得出的结论显而易见:干细胞可以用来修复受损细胞的功能。但此时,偏偏有个年轻人站出来问:“陈院士,这只鹦鹉唱的歌,还和原来一样吗?”他的声音凝固了气氛,也震惊了陈润生。
  “这个问题有多好呢?”哪怕已经过去十多年,陈润生再谈起这一幕时,眼睛还是亮晶晶的。“如果唱的是新歌,说明干细胞仅仅只是恢复了大脑的功能;而如果反之,唱的还是最初教授的那首歌,就说明干细胞还能修复已经损坏的神经连接,甚至能重建记忆。这个问题的深刻程度直达记忆和意识的本质,无论是从科学角度来讲,还是从哲学角度来讲,都非常深刻,让人震撼。”陈润生说。而这一素养也成为他在育人时最着重培养的,被他称为“思考的层次”。
  “这些年轻人不经意间迸发出的思维灵感往往是很惊人的。这也是为什么各行各业都需要不断进行良性循环、输入新鲜血液的根本原因。”陈润生如此感叹。而他,作为从业50余年的科研前辈,无论在论文发表还是在开展项目上,也从来都愿意将机遇尽可能地让渡给年轻人,从不在意自己的“位置”。即便是在当选中国科学院院士之后,他的豁达心态也没有发生任何改变,甚至比从前更加恭谨、谦和。“我就不知道当了院士能有什么区别,从来没有区别。我还给自己起了个微信名,叫‘微不足道’。科研从来就不是一个人或者几个人的事情,需要薪火相传才能生生不息。当你真正脚踏实地地去做了,该得到的也终将会得到,很多东西是争不来的,即便削尖脑袋去钻营也没用。”早早摒弃了心中杂念,陈润生来时路上的每一步才能走得如此坚实。
  而今,虽然伫立在讲台上的身影依旧算得上挺拔,授课声音也绝对洪亮清晰,但已有越来越多心思细腻的学生发现了这背后暗藏的一丝“岁月蹉跎”:“有一次陈院士照例在雁栖湖校区上课,3个小时的大课他讲得慷慨激昂、毫无倦意。但在课后我注意到,陈院士把自己深深地陷在椅子里,闭着眼睛休息了好一阵子才重新打起精神,这给我带来了很深沉的感动。”未来,一年又一年的“生物信息学”仍会继续,陈润生能够教给后人的道理,也慢慢会从课上的专业知识延伸到他的一言一行之中。年少“追星者”,终成了他人眼中最耀眼的星光,千千万万学生看着他苍松傲雪般的身姿,听着他披荆斩棘的科研故事,品出了各自心中的“哈姆雷特”。S
  

参考资料:

  [1] 知乎.陈润生院士:我给自己取了个微信名,叫“微不足道”.[EB/OL].(2022-04-12).https://zhuanlan.zhihu.com/p/497377384.
  [2] 腾讯新闻.陈润生院士:中国生物信息学启蒙、传承的三十年“大江大河”.[EB/OL].(2022-11-21).https:// new.qq.com/rain/a/20221121A06WJJ00.
  
  
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