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鲁白:希望未来中国不仅强调科技,更崇尚科学

编者按:
 
近日,《知识分子》主编、清华大学教授鲁白,作为演讲嘉宾作客中央电视台《未来架构师》节目。在这档有关人类未来挑战及揭秘科学的节目中,神经生物学家鲁白分享了自己对科学的理解,以及如何看待科学和技术的关系。以下是演讲原稿,节目播出时有所删节。
 
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很多年来,我一直深信这样一个逻辑关系,科学研究引发技术创新,技术创新带来经济发展,经济发展会推动社会的进步。经过很长时间的思考,我觉得这种逻辑有问题。
 
首先,我想做个小测验。大家都知道爱迪生吧?有多少人认为他是一名科学家?请举手(有不少人举手)。有多少人认为他不是科学家?请举手(也有不少人举手)。
 
爱迪生是可能是当今世界发明创造最多的一位伟大的发明家,他发明了电话发明了电报、留声机、蓄电池等等,他有一千多个专利。在最近一次《知识分子》的活动当中,中科院的张双南教授语惊四座,说爱迪生不是科学家。我同意!
 
我们再找一位姓“爱”的,爱因斯坦。爱因斯坦没有很多的发明,但是它给人类带来了一个简单的公式,那就是E=mc²。就是这样一个简单的公式,解释了物质跟能量之间的最根本的关系,把我们人类带入了一个全新的时空观,是一个划时代的伟大思想。爱因斯坦是一位科学家。
 
另一个例子是瓦特和牛顿。人类的第一次工业革命,是由英国人瓦特发明蒸汽机引起的。它解决了一个动力问题,也从此改变了人类的交通。但是瓦特的蒸汽机里面,用到了所有的牛顿力学三大定律。瓦特是工程师,牛顿是科学家。瓦特做的是技术,牛顿做的是科学。科学先于技术,科学可以没有技术而独立存在,技术则必须有科学的理论支持。
 
200多年前,人类走上了一条不归路:蒸汽机的发明引发了第一次工业革命。之后是以内燃机和电器为代表的第二次工业革命和以电脑互联网为代表的第三次工业革命。目前正处于以人工智能为代表的第四次工业革命的时代。在这里我想指出,所有这一切都不是科学!它们是在科学发现基础上衍生出来的技术突破。
 
那么什么是科学?简单来讲,技术背后的道理是科学。牛顿定律、爱因斯坦相对论、量子力学、DNA双螺旋,这些都是科学。科学是规律,是理论,是思想。什么是技术?规律的应用是技术。科学和技术有很大的区别。科学帮助我们认识自然,技术帮助我们征服自然。科学解决“为什么”的问题,技术解决“怎么办”的问题。科学研究需要独立思考,自由探索,技术更需要有纪律性和团队精神。科学有较大的不确定性,技术开发则更需要计划性,实用性。在中国,很多人都将科学和技术放在一起说,科学技术,科学技术,说多了,就成了科技。今天,我想与大家说:科技不等于科学!
 
下面我想讲三个观点:
 
01 所有科技背后都有科学的支撑
 
我的研究领域是学习和记忆。人的记忆是可以由基因来调控的。大家知道,细胞核里有染色体,展开后,是一种很长很长的双链线性分子,就是DNA。DNA的顺序编码了很多基因。我们每个人身上的DNA,99.99%都是一样的,但是少数单个的碱基会出现变异。A变成了T或C、G,等等。这种单核苷酸变异,英文叫做SNP。正是由于这种非常少量的SNP的存在,造成了个体的差异。今天在座的这么多人,你的长相、身高、个性、脾气,都是有差异的。
 
那么人的记忆有没有差别呢?这个记忆的差别是不是由某种基因上的SNP造成的呢?这种基因怎样调控记忆的呢?这些都是有趣的生物学问题。
 
在人类所有的基因当中,对记忆最重要的一个基因,叫做BDNF,中文叫做脑源性神经营养因子。当神经元放电的时候,BDNF就会从细胞中释放出来,调节神经细胞功能。BDNF基因上有一个SNP,在196位上从G变成了T,使得BDNF蛋白中的第66位的氨基酸从Valine (缬氨酸)变成了Methionine(甲硫氨酸)。于是,有了所谓的V型和M型BDNF之说。有一部分人是V型,还有一部分人是M型。我们在座的人大概有一半是M型。
 
人的记忆有好多种,有一种叫做场景记忆。今天大家会记住我的演讲,就是用的场景记忆。当你们在听我演讲的时候,脑子里有一个叫海马结构会被激活。我们的实验显示,M型携带者在场景记忆的时候,其海马的激活相对比较差。因为海马对场景记忆至关重要,所以这些人的场景记忆也较差。为什么BDNF基因型这么小的一个差异,会造成场景记忆的下降呢?我们通过体外的实验发现,M型BDNF比V型BDNF的释放少了那么一点。也就是说,M型人的脑中的BDNF释放少了一点,使得海马的激活较差,最终导致场景记忆较差。
 
我在做这个研究的时候,完全是出于兴趣。我为这个发现感到兴奋不已,因为它在基因层面上解释了,为什么我们人的认知可以是不一样的。我没有想过这个科学发现有没有用。若干年以后,当我在葛兰素史克做老年痴呆药物研发的时候,这个发现又恰恰被我用上来做技术研发。有一次,研发部总裁对我们说,你们的工作还不错,有了一大批候选药物,但是你们只有一次机会。我说为什么?他说一次临床试验需要至少1亿美金。那我就问,如果我们能将临床实验的费用降低10倍,那我们是不是就有10次机会?于是,就有了下面的研发:
 
我们将老年痴呆的病人分成两组,一组是BDNF的V型,另一组是M型。我们发现,M型病人的脑子里,淀粉样老年斑比较多,而且集中在海马等与场景记忆有关的脑区。进一步研究发现,M型病人海马萎缩快,记忆力下降也快。也就是说,当M型病人得了老年痴呆后,退变速度可能比V型病人更快。假如我们选M型病人来做临床试验,那么我们就可以只用一半的时间(从36月下降到18个月),只用一半的病人(从2000人降到1000人),那就只有原先25%的费用了。如果我们将临床试验放在中国做,价钱只有西方的1/3,且中国M型又特别多,这样我们的费用不就是原来的1/10了吗?这就是一项技术应用,它是基于我们前面的基础科学研究。
 
02 强国不能只有科技,没有科学
 
提起电视机、电冰箱、汽车、照相机的世界名牌,大家也许都会想到日本的科技公司。但是,日本是科学强国吗?我昨天刚刚读到一篇文章,改变世界的1001个发明中只有很少几个是日本的。在前不久举行的夏季达沃斯大会上,我主持了一个研讨会,讨论中国将怎样崛起为全球科学的领导者。大家认为,光有对科研巨大的投入,有很多人从事科学研究,甚至有很大的科技产出,如论文、专利,等等,都还不足以成为一个科学的领军者。我们还要有很多可以改变世界的科学发现;有一大批像詹姆斯·沃森、霍金那样的科学大师;有刺激科学发现的文化氛围,要鼓励原始创新,独立思考,批判精神。让科学家完全为好奇心,而不是为了某种技术应用,更不是出于功利目的,去探索未知世界。
 
03 科学不一定要有用
 
很多人都会问科学家,你这个研究有什么用?你的科研成果可不可以转化?这就把科学庸俗化了。科学本身是探索未知,为什么一定要有用?我们也许要用一种不同的态度来看科学。比如,科学发现可以是很美的,就拿DNA双螺旋结构来说,它是两条链,一条向上走,一条向下走。螺旋的直径恰恰是20A(埃)。每一条链转一圈,恰好是10个碱基。它的碱基有4种,是双双配对的,A-T,C-G,其排列组合就可以编码无穷多的基因。结构如此之精美,让人叫绝。
 
再来看发生在我们身边的科学:清华大学俞立教授,近年来发现了一种新的细胞器,叫migrasome(迁移小体)。当细胞在迁移的时候,它会一路分泌出这种带有细胞浆的细胞器,就像天女撒花一样,你看有多美啊。
 
展望未来,我想看到一个真正崇尚科学,而不是一个只讲科技的中国。我希望科学不仅推动技术转化,而且成为我们社会的一种生活方式。我经常拿足球和科学来比较。为什么很多人不踢足球,却关心足球呢?因为足球里有激烈的竞赛,有精彩的场面,运动员,教练员,他们都有精彩的故事。
 
科学也是这样。科学发现往往不是一帆风顺的,有失败,有挫折,还有激烈的竞争。有时候甚至跌宕起伏,非常具有戏剧性。科学家也是人,他们也有感情生活,有竞争,有妒忌,有很多精彩的故事。科学还多了一样东西,那就是满足了我们了解自然,了解自我的欲望。
 
 
最后,我想用美国科学家理查德·费曼的一本书的书名,作为我演讲的结尾——“The pleasure of finding things out”。科学是真的、是美的、是善的。我希望大家一起来享受科学发现的乐趣,谢谢大家。
 
在节目的互动环节,鲁白教授还回答了现场嘉宾和观众的提问:
 
米磊(中科院西安光机所副研究员、中科创星创始人 ):促进科学进步有几个因素,第一个是好奇心,第二是功利心,第三个还有恐惧,那就是战争,促使大家都投入科技。因为每一项科技科学项目都非常烧钱,到底该投入哪个方向?如果没有经济思维和成本意识,可能把钱烧光了,也没有没有办法推动经济发展。
 
鲁白:这个问题我有不同的看法,我觉得科学的投入要跟国家的经济实力成一定比例,我们一般做别的事情可以考虑成本,或者是有经济思维。在做科学的时候,特别是我们做原创性的科学,不能光从成本或经济的角度考虑。首先你不能计划,科学是探索,你没法预见什么东西能够做出来。第二,你不能够说指望在什么时间,产生什么样的成果。第三,科学是作为一个知识的产生,是一种文化。同样这些钱我们到底放在哪里?怎么放?这个问题我们可以讨论。但是科学计成本,我觉得好像这个说法不太合适。
 
陈楸帆(科幻作家):鲁白教授刚才说了要营造社会上刺激科学发现的文化氛围,社会上很多人认为科幻是伪科学的一个集散地,所以我想知道,在您看来,科幻小说对科学家或科学氛围有刺激作用吗?您看科幻小说吗?你喜欢看哪一部? 
 
鲁白:Yes, yes, yes!科幻小说对科学家一定有刺激作用。我本人非常喜欢读科幻小说,我喜欢的一个作家叫罗宾·库克,他写了20多部小说,拍成电影的就有好多部。不是说科幻小说可以直接影响我的科研,但是科幻小说会给你提供一个场景,让你的想象可以有所飞翔。
 
吕强(人民网记者):我就是《知识分子》的一个读者。我最熟悉的科学家有三位,也就是饶毅、您、还有谢宇,你们是走下科学的神坛,做科普的科学家,其实我感觉科普工作应该不是一个科学家的必要的责任,您认为应该有更多的科学家像您一样,走到这个讲台来,还是更应该把时间花在科研方面?
 
鲁白:科学家要做科学传媒也好,科普也好,我觉得这是个人之意吧,有些科学家,他们非常专注,整天泡在实验室里面,这无可厚非。但也有一些科学家,他们的兴趣爱好面比较广,喜欢交朋友,喜欢读书,喜欢旅游,到各个地方见各种人,有一种分享的欲望,所以我们就会做这样一个科学自媒体的平台,让这些人做科普,给大家分享。
 
现场观众一:您的身份既是一个科学家,又是一个自媒体创业者,在这两者身份转化的时候,您会不会觉得有一些理念上的冲突?
 
鲁白:我觉得我在做科学研究的时候是一种创造性的工作,我在做媒体的时候也有很多创造性的工作,所以我觉得没有冲突。
 
现场观众二:您认为神童的大脑和普通人的大脑是否有差别?
 
鲁白:有差别。首先,要承认人和人之间是有差别的。神童不仅仅是记忆力好,脑子的其他方面可能都比一般的人要好。但我想告诉大家的是,不要太气馁,神童最后不见得是一个非常成功的人,而我们普通人也可以通过自己的学习,通过自己的努力做得非常好。
 
现场观众三:现在有人会说不让自己的孩子跟自己从事相同的工作,那您会让您的孩子跟您一样从事科学教育的工作吗?
 
鲁白:首先我要强调的是,父母没有权利决定自己的子女做什么(掌声)。作为一个父亲,我做了两件事情,第一件事情就是孩子喜欢什么,我就创造条件,让他们去追求完美,完善他们所追求的自己喜欢的东西。第二件事情,我是希望我的孩子做一些跟人家不一样的东西。
 
现场观众四:我想问鲁白老师,您平时喜欢运动吗?都做哪些运动?
鲁白:你看我像喜欢运动的吗?
观众:看着像。
鲁白:我喜欢运动,我平时做的运动主要是在健身房里举重。(掌声)
 
陈伟鸿(主持人):其实刚才那么多年轻的朋友,他们围绕着科学,围绕着您的工作,围绕着您的生活提出了那么多好奇的问题,是不是会让你心中有一种踏实感,因为在这个时代,科学依然是我们年轻人心中所牵挂的一方热土。
 
鲁白:是的,我觉得有希望。我希望,有更多的年轻人能够加入到关心科学,对我们的未来,对中国的强大,对我们的社会发展有所贡献这样的一个队伍当中来。
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