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讀書|在頂尖科學家的世界裏,我們能看到什麽?

2024-08-28科學
2023年10月,當瑞典皇家科學院宣布將當年的生物學或醫學諾貝爾獎授予美國生物化學家卡塔林·考裏科和她的搭檔德魯·衛斯曼時,一時眾聲喧嘩。人們對屠夫的女兒能跨越千山萬水、百折不撓地登上科學之巔深表敬意。可這是卡塔林·考裏科想要得到的公眾反饋嗎?也許細讀其自傳【突破:我的科學人生】,才能懂得載譽歸來依舊甘於寂寞、埋首實驗室的她撰寫此書的良苦用心。
而與日本著名物理學家、1949年諾貝爾物理學獎獲得者湯川秀樹的【旅人:一個物理學家的回憶】,以及華裔美國科學家李飛飛的【我看見的世界:李飛飛自傳】同時閱讀,我們會不由得深思一個問題:在這些頂尖科學家的世界裏,我們能看到什麽?
歷經坎坷,也要抵達向往的世界
卡塔林·考裏科的科學人生,起步就有些踉蹌且中途跑得很艱辛。屠夫的女兒,是她榮獲諾貝爾獎後為人們熟知的稱呼。屠夫,又坐過牢,他的女兒在學校沒少遭受白眼,但卡塔林以出色的成績考入了匈牙利著名學府賽格德大學的生物學系,五年後她又以優異的成績畢業進入匈牙利生物研究中心的脂質實驗室工作。不過,她很快就失去了這份工作,不得已,她和丈夫一起帶著幼小的女兒長途跋涉去到美國費城天普大學化學系的一個實驗室,開始一年期博士後工作。
「我計劃工作學習一年,便返回匈牙利,再不離開」,卡塔林在自傳中寫道。但事與願違,回不了祖國的卡塔林,因為想尋求更好的機會而被脾氣火暴的實驗室老板刁難。「此處不留爺,自有留爺處」,當時還很年輕的卡塔林負氣離開了天普大學,她怎麽也沒有想到,自己在美國始終沒著沒落的研究生涯,就此開始了。她在賓夕法尼亞大學工作了幾十年,不屬於終身教職的研究助理教授的職位,讓其在這幾十年裏始終處於被降職、被解雇的不安定中。哪怕是在獲得諾獎前夕,她向賓夕法尼亞大學送出的恢復教職的申請,也再一次被拒絕了。
如果不是因為與搭檔一起在核苷堿基修飾方面的發現獲得了包括諾獎在內的各種獎項,這位一輩子把自己關在實驗室裏、力求在RNA介導機制上獲得突破的女科學家,恐怕還是賓夕法尼亞大學校園裏一個「警示」故事中的主角。
【突破:我的科學人生】,
[美]卡塔林·考裏科 著,李 敬、梁貴柏 譯,譯林出版社出版
相對而言,湯川秀樹的家庭背景好像更宜於誕生一位物理學家。父親是畢業於東京大學地質系、一輩子從事地質調查和研究的大學教授,母親是受過良好教育的現代女性。在這樣的家庭環境裏長大的大哥二哥,順利考上了東京大學和京都大學,而他們的三弟、性格極為內向的秀樹,卻讓父親犯了難,最後認定技術學院是秀樹最好的出路。「一個具備秀樹這樣才能的少年是非常罕見的」,若不是中學校長的這句話,秀樹會不會就聽從了父命?填報大學誌願時,父親希望秀樹繼承自己的衣缽報考地質學,秀樹再一次違背了父親的意願,投身了他一輩子鐘愛的物理學。
湯川秀樹的回憶,從他出生的1907年寫起,到1934年從京都大學畢業輾轉京都和大阪之間從事教學和研究工作便結束了。距離他獲得獲得諾貝爾物理學獎,中間還隔著15年。或許,湯川秀樹覺得自己能在這15年裏心無旁騖地進行物理學核力理論的研究,是不足為外人道的幸事,至於得獎,就更是不必大肆渲染的身外事了。
像卡塔林·考裏科一樣,李飛飛也是美國的移民。從中學到大學再到研究生,李飛飛始終是老師和同學眼裏的學霸,科學之路卻也走得不那麽一帆風順。
出生於成都的李飛飛,天資聰穎。為了不浪費女兒的天賦,父母決定帶著李飛飛到美國求學。願望很美好,現實很殘酷,身無分文的移民生活讓李飛飛小小年紀便嘗到了被歧視的滋味,想要早日改變自己的命運和父母的生存環境,激勵著她加倍努力、埋頭苦學。
她以全額獎學金被普林斯頓大學物理學專業錄取,畢業後又去加州理工學院繼續深造,拿到了電氣工程博士學位,眼看可以自由翺翔在向往已久的領域,母親的心臟痼疾一次次復發且越來越嚴重的事實,讓李飛飛陷入兩難境地:去華爾街還是堅守人工智慧研究領域?父母對她無所求的支持,讓李飛飛堅定了留下來的決心。在人生的十字路口,李飛飛作出的選擇,使得世界人工智慧的「名人堂」裏,有了一位不容忽視的華裔女科學家。
他們投身其中的科學研究,魅力何在?
如果僅此而已,這三本傳記無非是三個講述主人公面對困境不畏艱難夢想成真的勵誌故事。但是,這三本科學家傳記,在講述他們人生經歷的同時,也在向讀者普及傳主投身其中的科學研究,究竟魅力何在?
【旅人】從第九章「狹窄的門」起,更多的篇幅是在用平實的描述向讀者介紹讓湯川秀樹沈醉其中的量子物理學。
在其筆下,那些我們以為只能高山仰止的量子物理學家如尼耳斯·波耳、弗裏茨·賴歇、恩耐斯特·拉塞福、海森伯、厄文·薛丁格等,不再是抽象的名字,而成了關心人類命運的拓荒者和跋涉者;量子物理學也不再是難解其意的高頭講章,湯川秀樹推開的這扇門,讓讀者窺見了這門深奧之學的輪廓。說不定其中會有那麽幾個因此被激發起了強烈的好奇之心,立誌想要步入堂奧——這才是一本科學家傳記的意義。
【旅人:一個物理學家的回憶】,
[日]湯川秀樹 著,周林東 譯、戈 革 校,上海譯文出版社出版
如果說,對普通讀者而言量子物理學過於雲山霧罩,那麽,卡塔林窮盡一生的才智和耐心堅守的RNA介導機制,則是事關全人類健康的課題。先來看看她是如何向公眾解釋自己的實驗計畫的吧:基因是微小的DNA(去氧核糖核酸)片段,被包裹在細胞核內的染色體中;DNA是生物體的遺傳物質,它由四種堿基組成,這些堿基透過特定的配對方式形成堿基對,進而構成DNA序列。DNA序列中的這些堿基對編碼了生物體的遺傳資訊,包括蛋白質的合成指令等。蛋白質是在一個被稱為核糖體的胞器中制造的,核糖體位於細胞質中。很長一段時間裏,生物學家們知道細胞裏發生了什麽,但不明白是怎麽發生的,直到1950年代末,法國巴斯德研究所的研究人員提出了一種假設,也許存在某種物理中介,一種臨時的「細胞質信使」,將那些資訊從細胞核中攜帶到細胞的其他地方進行工作。數年以後此項猜測被確認,也就是說,的確存在著一種信使,將遺傳資訊從DNA傳送到核糖體,並在核糖體轉譯為蛋白質,然後信使消失。
今天,信使核糖核酸有了自己的名字mRNA。卡塔林從一間實驗室輾轉到另一間實驗室,就是想捕捉到mRNA的行蹤,從而給出一個答案,即維持人的生命力的蛋白質究竟是怎麽制成的。將傳記題名為「突破」,卡塔林和搭檔德魯的確在自己的領域裏取得了突破性的成就,他們在核苷堿基修飾方面有了新發現,亦即完成了修飾mRNA的合成。這一成果將對世界產生什麽樣的影響?卡塔林說,醫學界已在用他們的突破研發安全的mRNA療法。
卡塔林的科學貢獻非常切近民生,但李飛飛在過去十多年裏展開的科學發現之旅,倒顯得有些天馬行空了。
2007年,李飛飛在普林斯頓大學電腦科學系組建實驗室,開始啟動ImageNet計畫。
李飛飛是這樣描述這個計畫的:ImageNet不僅是一個數據集,它是一個假設、一個賭註,即:實作真正機器智慧的第一步,是沈浸在完整的視覺世界中。而關於ImageNet的暢想,源於李飛飛神經科學與電腦科學兼修的科學素養。因為精研了神經科學,李飛飛深諳,遠古祖先形態簡單,是因為什麽也看不到、聽不到、摸不到,早期的生命形式沒有任何可思考的物件。寒武紀生命大爆發時期,生物的身體變得堅硬起來,演化出了牙齒、下顎和爪子等攻擊性器官。到底是什麽原因導致了寒武紀生命大爆發?動物學家安德魯·帕克認為,帶來改變的是一種內部力量,即生物擁有了一種能力——光敏感性,這也是現代眼睛的基礎。盡管許多生物學家對安德魯·帕克的觀點持懷疑態度,「但他的假設卻深深影響了我對人工智慧的看法」,越深入推演安德魯·帕克的立論,李飛飛越相信,視覺發展很大程度上左右著生物前進演化的行程。將這一認知與自己執著已久的人工智慧相結合,由她主持的ImageNet計畫會聚焦於人工智慧的視覺理解上,也就是情理之中的事了。
讓世人受益,幫助世界進步
從2007年李飛飛啟動ImageNet計畫至今,還不到20年。在這十多年裏,人工智慧的發展以迅雷不及掩耳之勢風起雲湧地向前推進著,讓李飛飛驕傲的是,她和夥伴們克服重重阻隔和困難交付的ImageNet計畫,推波助瀾了人工智慧的突飛猛進,像已滲透到社會各個角落的人臉辨識系統,就與李飛飛的計畫有著千絲萬縷的關系。
人工智慧帶來便利的同時,也讓我們感受到了這一柄雙刃劍的傲慢與嗜血,李飛飛也早就意識到了這一點,所以她的簡介中,「史丹佛大學以人為本人工智慧研究員聯合院長」一職被擺在了顯眼處,「我希望這個詞(人本主義)能恰如其分地詮釋我今後的職業生涯。我希望在未來的歲月裏,‘以人為本的人工智慧’對你們所有人都能有一定的意義。」事實上,李飛飛已腳踏實地地踐行起了她對人工智慧未來的暢想,這些年裏,她一直在尋求人工智慧作為行善工具的途徑,比如讓其去醫院幫助醫患雙方等。
【我看見的世界:李飛飛自傳】,
[美]李飛飛 著,趙 燦 譯,中信出版集團出版
而卡塔林更希望自己的研究成果能造福人類。戴維是一個敏銳的醫學生,卡塔林形容他意識到自己研究計畫的前景後,「有時我感覺戴維好像試圖將我大腦制表符的內容下載到他自己的大腦中。我懷疑他真會這麽做,如果他能弄清楚怎麽做」,戴維不僅弄清楚了怎麽做,也真的去做了。成為賓夕法尼亞大學醫學院神經外科的住院醫師後,戴維一有機會便宣講將mRNA用於疾病治療的可能性。在眾多的合作中特別選出戴維的故事重點講述,是因為透過戴維的反饋,卡塔林堅定了自己研究計畫的可套用性。而兩人的合作,的確結出了令人興奮的果實,「但我們一致認為,我們需要更有效、更穩定、更可重復的結果。我們希望看到它不僅在體外(在從體內分離出來的細胞中),也在體內(在活體動物中)發揮作用。」他們如此急切地想讓人們受益於他們的研究成果,這,難道不是科學發展的硬道理嗎?
於1981年辭世的湯川秀樹,沒有再續寫傳奇故事,但僅從【旅人】的最後一章【苦樂園】中,他向讀者娓娓道來讓他心無旁騖的量子物理學,庶幾能推斷出這位一生躬耕在此領域的物理學家,多麽希望自己的研究成果能幫助世界進步。他說:「我卻被這否定性結論振作了精神,它使我睜開了雙眼,因此我想,我不妨跳出新的微中子在內的已知粒子的範圍……」
三位科學家用自傳展示的他們的世界,讓我們讀到了何為科學精神,更讓我們讀到了他們的突破對當下世界和未來世界的意義。尤其是後者,恐怕是科學家們願意在繁重的科學探索途中抽空寫作自傳的原因吧?而這,我以為正是我們閱讀科學家傳記的理由。
作者:吳 玫
文:吳 玫編輯:蔣楚婷責任編輯:朱自奮
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