(本文发表于《科学新闻》2009年第八期)
大学时,我最爱上的课是遗传学,常常为那些奇妙的实验设计拍手叫绝。在很长一段时间里我都坚信,科学研究是一项脑力劳动。但当真正涉足科研之后,才发现自己过于天真了。
我进入中国科学院读研的1991年,恰好是两位德国人Neher和Sakmann因发明膜片钳单通道记录技术获得诺贝尔生理学或医学奖的那一年。实验技术的进步无疑能为科研扫除障碍、提高效率、拓展空间,但也使研究者个人发挥创意的余地越来越小。对既定流程和硬件条件的依赖,使得研究者在一线的工作状态常常是按套路操作仪器和电脑。你很难说这是体力劳动还是脑力劳动。
美国诺华生物医学研究所的David J. Glass教授在生物制药公司Regeneron Pharmaceuticals开设过一门关于实验设计的短期课程。有一天,他和他的几位科学家同事酒后兴起,讨论起了讲授实验设计课程的重要意义。很快,一本名为《生命科学实验设计指南》(Experimental Design for Biologists)的书在冷泉港实验室(Cold Spring Harbor Laboratory)出版社诞生了。这本书的中译版今年已由科学出版社推出。
Glass教授在书的开头部分写道:“伴随本书的写作,有一个令人惊异的事实:在美国的大学中,那些即将获得博士学位的高材生们几乎没有接受过任何实验设计方面的正式培训,尽管实验的有效设计、规范操作和合理解释是他们成为成功科学家的必要条件。”看来,这种情况是普遍存在的。大家习惯于充分利用现有的条件埋头实验,积累数据,而对实验设计这门艺术本身的理性思考和探讨已并不多见。
回顾科学史上的许多案例,人在里面起着绝对的主导作用,让我们常常会感叹:这才叫科研!近期出版的山西大学贺天平教授等人编写的《科学实验之光》一书,也让我们再次领略了那些经典科学实验所蕴含的巨大精神财富。但今天的情况的确有了很大的不同。技术进步和科研的职业化、规模化,使得我们要在实验方法上进行有效的原创是非常困难的。多数情况下,我们只是在大量成熟的方法中进行选择和微调。
在生命科学领域,冷泉港实验室是致力于传播优秀实验方法的典型代表。《微生物学进展》(Trends in Microbiology)杂志对同样是诞生在冷泉港实验室的另一本经典著作《分子克隆实验指南》做过这样的评述:“数十年来,该书提供的高超的实验室方案使它成为分子生物学领域的黄金标准。”冷泉港实验室还开发了在线的实验方案服务:CSH Protocols(http://cshprotocols.cshlp.org/)。类似的还有Springer出版公司的Springer Protocols平台(http://www.springerprotocols.com/)以及由众多机构支持的“实验方法在线”(http://www.protocol-online.org/)等等。Wiley公司的Current Protocol系列和Short Protocol系列也是专注于实验方法的出版物。
可见,实验方法的不断丰富和演变在今天更多体现的是集体改良的结果,个人的作用似乎并不大,进行根本性创新的需求也并不迫切。但这是否就是现代科研应有的常态呢?对实验设计原理的理性探讨到底还需不需要呢?
我相信,有建树的科学家的回答一定是肯定的。做一个实验室的工匠,还是实验室的思想者,决定了你能在科研上走多远。所谓完整的科学训练,显然不能只靠闷头做实验这样的简单磨砺,也应包括对实验设计方法的学习、提炼和思索。我们在行动上总会受客观条件的限制,但想象力不能也因此萎缩。如果不能有意识地给脑力劳动留下更多的空间,创新又从何谈起呢?
让我们还是保留一些浪漫主义情怀吧。最后,我想引用《生命科学实验设计指南》的最后一句话结束本文:祝你实验顺利(Good luck with your experiments)。
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