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开学季 | 重温施一公院士在人民大会堂报告:做诚实的学问,做正直的人

已有 2264 次阅读 2021-9-8 09:24 |系统分类:博客资讯

本文内容为施一公院士在2018年全国科学道德和学风建设宣讲教育报告会上的讲话


亲爱的各位同学们,各位青年朋友们,大家下午好!

你们刚刚开启自己的科学研究之路,一定对未来充满了美好的憧憬,也同时有一点点恐慌和不安,因为你们无法预测未来的研究是否会一帆风顺。今天,我希望跟大家谈谈我作为一个曾经的博士生、博士后和目前已经培养了几十位博士生和博士后的相对资深的科研工作者,对学术品位、学术道德的看法。我的观点全部来自于我自己的切身体会和感受。但也请大家记住,我的观点和世界上任何一个人的观点一样,都是主观的,也就是说一定是有局限性的,未必正确,更未必是与任何一个具有不同成长经历,来自于不同培养环境的你们。所以,我下面要讲的仅供大家参考,更多是抛砖引玉,也是希望用这样一种讲法,激发大家的独立思考。分五个方面来讲:


一 做一名优秀的研究生,实践的付出是必须的


所有成功的科学家有一个共同的特点,那就是他们必须付出大量的时间和心血。实际上一个人无论从事哪一种职业,要想成为本行业中的佼佼者有必须付出比常人多得多的时间和心力。有时个别优秀科学家在回答学生或媒体的问题时轻描淡写说自己的成功借助于运气,而不是苦干,这种客气的回答实则避重就轻,只是强调了成功中的一个偶然因素,常常会给年轻学生造成很大误导。一些幼稚的学生甚至会开始因此投机取巧,不全力进取,而是等待所谓的运气。说极端一点,如果真有这样主要凭运气而非时间取得成功的科学家,那么他的成功很可能是攫取别人的成果,而自己十有八九不具备真正学术水平。


在这里举个例子,神经生物学家蒲慕明先生在多个生命科学领域做出重要的贡献。十几年之前,当时仍在加州大学伯克利分校的蒲先生曾经有一封电子邮件在网上广为流传,这封邮件是蒲先生写给自己实验室所有博士生和博士后的。其中一段话翻译过来是这样的,我认为最重要的事情就是在实验室的工作时间,当今一个成功的年轻科学家平均每周要有60小时左右时间投入到实验室的研究工作,我建议每个人每天至少有6小时的紧张试验操作,和2小时以上的与科研直接相关的阅读。文献和书籍的阅读应该在这些工作时间之外,不算进去。这封邮件写的语重心长、用心良苦,其中观点我完全赞成。无论是以前在普林斯顿大学还是现在在清华大学和西湖大学,我都把这封邮件内容直接转到我实验室的所有学生。


其实我自己从小特别贪玩,不喜欢学习,但来自学校和父母的教育和压力,迫使我尽量刻苦读书,最后很幸运保送进了清华,尝到了甜头以后,我在大学阶段机械地保持了刻苦的传统,最后综合成绩全班第一,提前毕业。当然,这种应试和灌输教育的结果使我很少真正思考,对专业提不起兴趣。


大学毕业之后,我去美国留学,博士一年级,因为对科研没有兴趣,我内心浮躁迷茫,无法继续刻苦。而是花了很多时间在中餐馆打工,选修计算机课程。第二年我开始逐渐适应科研的枯燥,对科学研究有了一点点兴趣,也开始有了一点自己的体会。有时领会了一些科研精要之后,会很得意地产生原来不过如此,逐渐对自己的科学研究能力有了一点肯定,这时候博士要求的课程已经全部修完。我每周五天从上午九点做实验到晚上七到八点,周末也会学半天,到了博士三年级我开始领会到科研的逻辑和奥秘,有点跃跃欲试的感觉,这需要一个过程。在组会上经常提问,而且入门的感觉让我对科研增加了更多兴趣,晚上常常干到十一点、十二点。1993年我曾在自己的实验记录本上标注,这是我连续第21天在实验室工作,以鼓励自己。到了第四年以后完全适应了实验室的科研环境,再也不会感到枯燥,时间安排则完全服从实验的需求。其实,这段时间的工作时间远多于刚刚进实验室的时候,但结果不一样,我感觉到不枯燥而且还有兴趣。研究生阶段后期,我的刻苦到实验室是出了名的,到纽约做博士后的时候,这两年是我这辈子最艰苦的两年。每天晚上做试验到凌晨三点左右,回到住处躺下睡觉经常是四点以后。而每天早上八点都会被窗外街道上的汽车喧闹的声音吵醒,九点左右又回到实验室开始新的一天。每天三餐都在实验室吃,分别是早上九点、下午三点和晚上九点。这样的生活节奏我可以持续11天,就撑不住了从周一到第二周的周五——十一天,周五晚上坐上长途汽车回到家里,周末两天每天差不多睡十个小时补觉,补上十一天严重缺失的睡眠,到了周一早上再开始下一个十一天。虽然很苦,但我心里很满足也很骄傲,我知道自己用行动打造未来,在创业。有时我会在日记里鼓励自己,我住在纽约市曼哈顿离中央公园只有两三百米,我从来没有进去过,当然你也可以叫有失必有得。


我常常把这段经历告诉我实验室的学生,新生常常问我,老师你觉得自己苦吗?我一般都会回答,只要你自己没有兴趣的时候,你一定会觉得非常苦,即使工作没那么辛苦你也会觉得苦。如果有了兴趣以后一点不会觉得累更不会觉得苦。那个精彩的实验带给我的感受比看一部美国大片强多了,现在回想起当初的刻苦,感觉人很骄傲,很振奋,是一种创业的感觉。我在博士后阶段,七年半的努力进取,为我独立科研生涯的成功奠定了坚实的基础。


二 做一个优秀的博士生必须具备批判性思维


我认为做一个博士生不需要具备太多的所谓的素质,第一时间付出,第二批判性思维,可能这两个还不够。要想在科学研究上取得突破和成功,只有刻苦是不够的,批判性分析是必须具备的一种素质。研究生和本科生最大区别是——本科生以学习人类长期以来解决的知识为主,兼顾科学研究和进行训练,而博士生、研究生的本质是通过科学研究来发掘创造新的知识,而探索新知识必须依靠批判性的思维逻辑。其实整个大学阶段和研究生阶段教育,很重要的一部分就是培养批判性思维的能力,养成能够进行创新研究的方法论,这个例子非常多,覆盖范围也非常广。


我举几个让我终身难忘的例子。


一,正确分析负面结果是成功的关键。作为一位博士生,如果每一个实验都很顺利,能得到预计的结果,除了个别例外,一般只需要六个月、十二个月、二十个月就足以获得博士学位所需要的所有结果了。而实际上,比如在美国,在生命科学领域拿到一个博士学位平均需要六年时间,七十二个月。这说明什么呢?绝大多数实验结果一定和你的预料不相符,或者说是负面结果。很多低年级博士生一看到负面结果就很沮丧,甚至不愿意仔细分析。其实对负面结果的分析是养成批判性思维最直接的途径之一,只要有核心推导实验,判断无误的负面实验结果经常是通向成功的必经之路。一般来说,任何一个探索型研究课题的每一步进展,有几种可能,甚至有十几种可能的途径,取得进展的过程就是排除不正确,找到正确途径的过程。很多情况下,也需要把这几种甚至十几种可能的途径一一予以尝试,基本上一直在失败,直到找到正确的途径。在这个过程中,一个可靠的负面结果往往是让我们可以信心饱满地放弃目前这个途径,如果运用得当这种排除法会确保我们最终走上正确的实验途径,这就是方法论。非常遗憾的是,大多数新生,甚至很多的老生,对负面结果并不可靠,就是经不起逻辑的推敲,而这一点往往是阻碍科研课题进展的最大障碍。比如,对照实验没有预期的结果,或者实验结果分析和判断上产生失误,从而做出负面结果或不确定的结论,这种结论对整个课题进展的伤害非常大,常常让学生在今后的试验中不知所措,苦恼不堪。因此,我经常告诫我实验室里的学生,只要不断取得可靠的负面结果,你的课题很快就可以走上正规。而在不断分析负面结果的过程中所掌握的强大的批判性分析能力,会使你很快成熟,逐渐成为一名优秀的科学家。


其实相反,我对那些一帆风顺,很少取得负面结果的学生十分担心,因为他们没有真正经历科研上批判性思维的训练,在我的实验室偶尔有这样的学生,用很短时间,有时候十二个月,十八个月会取得足够的博士毕业的结果,对这些学术我都会再给他们一个有挑战性很强的课题,不然的话,他们将来一定会遇到重大挫折,会训练不好走上社会。我觉得没有这些磨炼他们是不可能成为一个优秀的科学家。


第二个例子,耗费大量时间的完美主义阻碍创新,阻碍创新的兴趣。我的博士后导师对我影响非常大,他在上世纪90年代直到现在做出了一系列的里程碑式的研究工作,享誉世界结构生物学界,31岁就成为了终身正教授。1996年4月,我刚到他实验室不久,我纯化一个新的蛋白,两天下来,蛋白虽然纯化了,结果很不理想。产率只有预期的百分之二十左右,见到导师我很不好意思,我说产率很低,我计划继续优化,重换方法提高产率。导师反问我,你为什么想提高产率?你有了蛋白,难道不够你做初步的结晶试验吗?我回敬到,我虽然有足够的蛋白做结晶筛选,但我需要优化产率,得到更多的蛋白。他毫不客气地打断,没让我说完。他说不对,你的产率已经足以让你进行初期实验,而你的时间比产率重要。实践证明导师的判断,我用仅有一两毫克蛋白进行了结晶实验,很快意识到了这个蛋白的性质不理想,不适合结晶,而是后期通过遗传工程处理之后得到的蛋白不仅表达量进一步提高,而且生化性质稳定,这是我第一篇《自然》文章的来源。


在大刀阔斧进行创新实验的初期阶段,对每一步实验设计当然要仔细考量,但一旦按计划开始后,要对中间的实验结果不必追求完美,而是应该义无反顾的把实验一步一步推到终点,只要往前推,中间有点差错没关系,看看可否得到大致与假设相符的总体如果。如果总体结果相符,你才应该回过头去一步一步改进细节实验设计;如果大体的结果不符,总体实验设计和操作都没有错误,那你的假设很可能是错误的,也就是说这样不应该再沿着这条路走下去,这本身就是一个来自批判性思维的方法论在实验中应用的例子。过去二十年我一直告诉我实验室所有学生,切忌一味追求完美主义,我把这个方法论推到了极限,只要一个实验能往前走,一定要走到终点。


第三个例子是科研文献和学术讲座的取与舍。在我的博士生阶段,我的导师非常注重相关文献的阅读。实验室有每周一次的文献讨论,讨论重要的科研进展和研究方法,我们受益匪浅。作为学生我曾经以为所有的科学家在任何时候都需要博学多读,大家觉得应该没错吧?刚到实验室我试图表现一下的文献功底,想和导师讨论,得到他的真传。96年春季一天,我记录了《自然》上的一篇文章,见到导师向他描述这篇文章的精妙之处,同时期待得到他的评述和赞扬。导师尴尬地对我说,对不起,我还没看这篇文章,我心想这篇文章太新,他还没有来得及读,功利一点的想,我是不是也白读了?过了几天,我又记录了一篇几个月以前发表的一篇文章,又去找导师讨论,没想到他又还没有看到。几次之后,我很不解的问他,我说你知识如此之渊博,一定是广泛阅读大量文献,你为什么没有居然读过我提到的几篇精彩论文吗?他说谁告诉你我阅读广泛,我阅读不广泛。我反问他,如果你不广泛阅读,你的科研怎么会做的这么好,你怎么能在自己的论文里引经据典,他的回答让我彻底意外。他说我只读跟我的研究有兴趣直接相关的论文,而且写论文的时候我会大量阅读。我做博士后的单位,有一个非常优秀的系列学术讲座,经常会请来自生命科学领域的著名的科学家演讲,有一天的有一位非常有名的诺贝尔奖获得者演讲,而且他点名要和导师讨论,在大多数人看来,这一定是一个不可多得的好机会去接近大人物。导师告诉他的秘书,正好被我听到,请你转达我的歉意,讲座那天我已有安排。我心想见不到大牛了,让我万万没有想到的是,诺贝尔奖得主讲座那天导师把自己反锁在办公室,早上来了以后到傍晚一直没出门。以我们之后对他的了解他十有八九在写文章或者解结构,当然我后来意识到,导师经常如此,是一个很独特的人。在我离开导师的实验室之前,我带着始终没有完全解开的谜,我问他,如果你不怎么读文献,又怎么指导学生,如果不听讲座,又怎么做一个如此伟大的科学家?他的回答是我的时间有限,世界上只有时间不能再生,我每天只能工作十小时左右,权衡利弊之后我只能把我的有限时间花在我在目前认为最重要的事情上,比如说分析结构、和学生讨论课题、写文章,如果没有足够的时间,我只能少听讲座,少读文献。他的回答表述了非常简单的道理,一个人必须对他做的事情做取舍,不可能面面俱到,即便是科研文献的阅读,学术讲座也有取舍,这都是为了借鉴相关经验,更好地服务于自己的科研课题。在博士生阶段,尤其是前两年,我自己认为必须花足够多时间听各个领域的学术讲座,广泛阅读文献,打好批判性思维的基础。但随着科研课题的深入,对于文献阅读和学术讲座就需要一定的针对性,也要开始权衡时间分配。


第四个例子,挑战传统思维。从我懂事开始我就知道但凡失败都有其隐藏的道理,应该找到失败的原因后再重新尝试。直到1996年我一直遵循这一原则,但在导师实验室这一基本原则受到了有理有据的挑战。有一天我自己做的一个复杂实验失败了,我很沮丧,准备花几天做一系列对照实验,找到问题所在。没想到导师阻止了我,他皱着眉头问我,你干吗要搞明白这个实验为什么失败?我说多新鲜啊,我说如果我不能够分析哪儿错了,怎么能保证下一次成功?他马上点评说不需要,他说如果这个实验是系统性的,关系到将来实验成败的实验,你需要这样做。但如果这是一个技术性的实验,很复杂,过程很多,你不需要,因为找原因的过程非常长,你再做一次也可能是试一下错是怎么样,你很容易通过下一次实验做成功,而不是通过几天时间去试错。他告诉我一点,实际上任何时候都不可以想当然,都不可以把一个所谓的真理或者学到的东西用在实验的所有方面。


我选的这些例子多少有点极端,但只有这样,我想大家才能够更深刻地意识到,在科学研究上是没有所谓的真理的。


其实在我的实验室里,这样的例子早就给我所有学生反复讲过多次,而且每次讲完之后,我总告诉大家打破陈规,关键的关键,跟着逻辑走。原因很简单,严密的逻辑是批判性思维的根本。


三 科学家往往需要独立人格和一点点的脾气


对真正的科学家科学研究实实在在是牵肠挂肚,茶饭不思,情有独钟,妙不可言,听别人的宣讲来从事科学研究不太可行,真正从自己心里感兴趣,一心一意持之以恒,探析解惑才能成为科学家。正所谓不疯魔不成活,在这个过程中独立人格和脾气显得格外重要。所谓独立人格是对世界上的事物有自己的看法,恰恰有脾气的人不会轻易的随波逐流,可以保持自己的独立人格。


四 不可触碰的学术道德底线


做学问的诚实反映在两个方面。首先反映在有一说一,实事求是,尊重原始数据的真实性,在诚实做研究的前提下,对具体实验结果分析理解有偏差甚至有错误是非常常见的。尤其是在科学理论前沿,这是科学发展的正常过程,可以说绝大多数学术论文的分析和结果讨论都存在不同层次的瑕疵或偏差,这种学术问题的存在是学术发展的重要动力之一,越是前沿越容易出现谬论和错误。简单的失误和造假有根本区别,如果一个实验由于条件有限,做出一个结论,后来别人以更高级的实验手段,更丰富的实验数据推翻了这个结论,只要第一篇文章真实记录了当时的实验条件,更重要的是基于这些描述,其他实验室根据当时的条件,重复出这样的实验结果,这不叫造假,即使有一点失误没有关系,科学上完全接受。大家一定要明白这一点。


另外一种情况是明知实验证据不足,但为了支持某个结论,而编造实验条件或实验证据,哪怕是一丁点,这就是造假,是学术不端。诚实的学问还有一层重要的含义,那就是只有自己对这个实验做出了相应的贡献,才能在相应的成果署名,这点很重要,但很多人做不到。甚至有些人会署上自己不该署的名字。


五 我想讲一讲大家不太习惯的常识


第一点,科学上没有所谓的真理,你们在课堂里学到的所有定律、公理都是前人对自然现象的归纳总结,是现状下最好的归纳总结,可以有效解释自然现象,甚至推测一些还未发现的现象。也许这些定律和公理可以非常接近真理,但是这些定律和公理仅仅是对现实的近似描述,都不是永恒的真理。随着人类对周围环境和宇宙认识的加深,这种定律和公理都会有失效的时候。请青年朋友们牢记,科学研究中没有绝对的真理,只有不断改进的人类对自然的认识。


第二点,科学和民主科学研究是探索未知,其结果是科学发现和规律定理,而民主通常是在决策过程中,每个人都有发言权的现象和过程。很遗憾,但也许是很幸运,在科学研究过程中从来没有少数服从多数这种民主的原则,实际上在尖端科学研究领域常常是极少数人孤独探索做出一些有违常规的意外发现,而这些意外发现被大多数人所排斥,很少被学界所接受。真正能够冷静辨别真伪,在科学上又有多少人做到了呢?真正的科学评价也不是简单的一人一票,我从读博士到后来做教授的十八年间,常常看到一个有趣的现象,那就是在一场激烈学术讨论过程中,初始的大多数人坚持的观点逐渐被少数几个人的观点说服,成了实实在在的多数服从少数,这些少数人制胜的法宝就是精准的学术判断力和严密的逻辑,这种现象在基金评审,科学奖项评审,重大科研课题的讨论评审过程中,其实都应该公布。


第三点,科学是高尚的,但科学家不一定高尚。走上科研的道路,每个人的动力都不同,有人可能是完全基于兴趣,有人可能是因为成就,他就想出人头地,也有人把科研当成一个追求名利,甚至有人把他当成一个谋生手段,所以大家没有盲目崇拜所谓学术权威,没有必要崇拜教授专家,其实我最怕的就是被崇拜。


因为科学家也是人,是一个社会人,社会上有什么样的科学家就有什么样的。也许以名利为手段的会最终心想事成,做出重大科研成果,名利双收。也有清高淡泊名利,醉心学术却因为种种原因一事无成的大量存在,这都是实实在在发生的。但无论每一个个体是以什么目的,什么动力在做科研,科研的本质就是求真,科研的目标是不断拓展人类知识的边界,推动技术进步,而哪怕初衷只是把科研当成普通的工作,当成谋生的手段,如果你坚持走下去了,我也祝福你慢慢地从日复一日的重复、无路可走的焦灼到柳暗花明、灵光乍现的体悟中逐渐体会到从事科研的幸福感、满足感、成就感。真正的科研动力来自于内心的认可,真正的学术道德在完善科研管理体制之外也有待于每一个个体对科研之道的认同和实现的自律。


亲爱的同学们,各位青年朋友们,你们是祖国的未来,你们的努力和成绩将决定中国未来的科技安全。我衷心希望你们能够沉下心来,刻苦钻研,做诚实的学问,做正直的人,在中华民族伟大复兴的征程中做无愧于自己也无愧于祖国人民的一份贡献,谢谢大家!


相关链接:2018年全国科学道德和学风建设宣讲教育报告会


http://www.news.cn/science/kepu/zhibo/201809/3729982.html





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