羅傑·科恩伯格:基礎科學——人類進步的希望

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來源:數據實戰派

人物介紹:

羅傑·科恩伯格(Roger Kornberg),世界頂尖科學家協會主席,斯坦福大學溫澤醫學教授。因對“真核生物轉錄的分子基礎”的研究,獲得2006年諾貝爾化學獎。

羅傑•科恩伯格分享觀點 圖|WLF獨家

作爲世界頂尖科學家協會的主席,羅傑·科恩伯格堅信着,科學在未來可以拯救人類。而世界頂尖科學家協會也正秉持着倡導基礎科學、支持下一代科學家的願景,推進全世界範圍內的科學事業。本次演講中,羅傑重點圍繞基礎科學和年輕科學家培養話題,以與新冠病毒息息相關的醫學案例展開分享,得出通用結論,指導各個科學領域。

羅傑首先以僅有100年左右歷史的現代醫學爲切入點。相較於物理、化學等幾個世紀以來的愈發明瞭的探索,醫學領域在科學發展中其實經歷過長時間的迷茫——從前,人類疾病被歸因於體液的不平衡,其治療方法是放血和強效瀉藥,這樣令人難以置信的論斷,與如今象徵着人類智慧前沿的現代醫學似乎有着雲泥之別。

羅傑明確指出:“如果說20世紀是物理學的時代,那麼21世紀就是生物學的時代,尤其是人類生物學。”這並不是貶低物理學研究的連續性和重要性,恰恰相反,學科間的界限其實正在消失。

羅傑參加WLF科學態度大師講堂 圖|WLF獨家

“如果我問你們,上世紀醫學的重大進步是什麼?”

跟隨羅傑的講述,我們回顧了一份“成就清單”:用於診斷和治療的X光、很大程度上根除了細菌疾病的抗生素、用於早期發現癌症和其他疾病的非侵入性成像、作爲大多數新藥基礎的基因工程等等。而在這些醫學進步背後的共同點其實是:它們均是爲了求知而得到的偶然發現,在一開始並未帶着任何應用的目的,也沒有考慮過某一種具體的疾病。過去的經驗與直覺恰恰相反:要解決一個醫學難題,不要直接研究它,而是追求對自然的好奇,那麼其餘的東西就會隨之而至,基礎研究纔是這一切的關鍵。

接下來,羅傑詳細地討論了以上案例對科學研究的指導意義——X光是由荷蘭一位紡織商的獨子威廉·倫琴(Wilhelm Röntgen)發現的。18歲時,他因拒絕舉報同學畫了一幅老師的諷刺漫畫而被學校永久開除,但他仍然堅持從事學術工作。1895年,倫琴在維爾茨堡大學擔任物理學教授時,正在研究陰極射線管中的放電效應。他偶然注意到實驗室附近的熒光屏上有微弱的光,但此時陰極射線管是被黑色硬紙板完全覆蓋的,基於此,他將陰極射線管發出的輻射成爲X光。沒過多久,在倫琴偶然將材料置於射線管前以測試其阻擋光線能力時,他在熒光屏上看到了自己手的骨架。一兩年後,X光應用於醫學;1901年,倫琴被授予首個諾貝爾物理學獎。

羅傑(右二)仔細確認活動流程 圖|WLF獨家

類似的,青黴素首次出現在科學界的視野範圍內,也是基於亞歷山大·弗萊明(Alexander Fleming),一位細菌學教授,在偶然驗證中得出的結論。而在弗萊明第一篇描述青黴素的論文成果問世時,他從未對其醫療用途抱有任何希望。整整十年後,霍華德·弗洛裏(Howard Florey)和恩斯特·錢恩(Ernst Chain)纔開始在牛津大學的實驗室裏研究溶菌酶及其細菌細胞壁。二人的發現歷程在重溫弗萊明關於青黴素的論文後,才逐漸明朗起來,他們很快發現了青黴素在醫學上的巨大潛力,最終促成了包括大學、政府機構、基金會和製藥公司在內的數十個機構的合作,最後消滅了細菌疾病。正如我們所知,弗萊明、弗洛裏和錢恩共同獲得了1945年諾貝爾生理醫學獎。

最後一個,可能也是最了不起的一個例子,源自阿爾伯特·愛因斯坦的生活和工作。所有人都知道愛因斯坦和他的相對論、量子理論,但鮮爲人知的是,這些純推理的成果,其實與我們的日常生活中息息相關。相對論其實也是我們手機中使用的全球定位系統(GPS)的基礎。在愛因斯坦發表相對論後不久,英國數學家保羅·狄拉克(Paul Dirac)將其應用至量子力學的新興領域,這使得狄拉克預測了反物質的存在,而這一發現促成了數年後正電子發射斷層掃描的發展——即:正子掃描,一種重要的非侵入性成像方法。

愛因斯坦(Albert Einstein) 圖|newscientist

這些案例並不是孤立的,它們恰恰說明了羅傑在此前提到的一般規律:要解決難題,不要直接攻克它,而是追求對自然的好奇,解決辦法自然會出現。而羅傑也再次強調:鑽研基礎研究。三個豐富的故事和案例不僅聚焦於基礎研究的關鍵作用,也闡明瞭科學發現的過程:科學成果總是由那些自由探索和追隨科學之路的人來完成,發現是進步的動力,是通向未來的橋樑。而發現的本質是無法被計劃的,它們來源於無目標的研究,來自意外的收穫。羅傑總結到:“能夠導向偉大成果的唯一途徑是:有才能的人無拘無束地追求者知識本身。”

羅傑(左)抵達論壇現場 圖|WLF獨家

雖然長達幾個世紀的科研經驗證明了羅傑的觀點,但這一重要事實常常被渴望更多、更直接利益的人士所遺忘,這也是基礎科學在發展中所遇到的困境。現實情況常常使人恐懼:比如開發抗癌療法的製藥公司,其實經常被迫在兩種藥物間做出選擇,而這一衡量經濟效益和社會效益的選擇背後,往往是股東投出了盈利的一票。以美國爲例,羅傑指出,美國癌症研究的年度預算只有50億美元,不到軟飲料年度支出的10%。相較於有着明確研究方向和初步證據支持的研究內容,這些一開始不知道能夠得到什麼發現的基礎研究,不會得到資源的偏愛。

那麼在羅傑所描述的美國體系中,發現如何產生?答案是冒險。科學家們將現有研究項目資金的一部分用於試驗新想法,成則有望得到進一步的支持,而失敗可能會使得科學家甚至無法繼續先前的研究。

羅傑(左)參加第三節世界頂尖科學家論壇 圖|WLF獨家

越是如此,羅傑越強調,發現的本質就是未知,不能被計劃和安排所抹殺,它們不應該經由評估後被排到末位。面對諸如此類並不罕見的現象,政府的作用尤爲重要,解決這一困境,需要的是爲人類福祉有着長遠考慮的政府。各國都應該建立起合理的知識框架和投資框架,吸引國內外的重要人才,形成一個僱傭年輕科學家的市場。這不僅僅是爲了留住青年才俊的才能,也是爲了鼓勵他們從事科學研究——選擇科學事業,代表了巨大的犧牲和對科學的熱愛,更應該得到重視。年輕人的思想裏,總是踊躍着對科學進步來說,最重要的發現。

最後,羅傑進一步表明基礎研究之於人類的重要性——基礎研究還有更重要的目的,探索欲和求知慾本就是人類本性的一部分。它是物種進化的重要因素,激勵着我們去探索更遙遠的月球和宇宙空間,而對人類內部空間的探索同樣宏大而艱鉅,這就是人類精神的最好表徵。

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