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【工之声】我们的新时代系列访谈之黄岩谊:放眼去望,放手去学,放胆去做

2018-01-25  679

【人物介绍】 黄岩谊, 北京大学工学院材料科学与工程系教授、博士生导师,北京大学生物动态光学成像中心研究员,北京未来基因诊断高精尖创新中心研究员,北大-清华生命科学联合中心研究员,北京大学化学与分子工程学院兼职教授。2017年11月6日,国际学术权威刊物《Nature Biotechnology》在线发表了黄教授课题组发表的一篇研究论文,论文主要关于黄教授课题组在DNA测序方法上的研究突破,黄教授是该篇论文的通讯作者。

 

学生记者:

黄老师,您好!最近您的课题组发表的一篇论文引起了很大反响,许多同学都对您的科研成果产生了兴趣,能请您谈一谈在论文撰写和发表过程中的感受吗?

黄岩谊

由于听过一些科学家的小故事,有些人可能会觉得我们做实验是一个很戏剧化的、扣人心弦的过程,但事实上这个过程并没有那么戏剧性,只是因为我们在其中经历了很多很多的挫折和失败,所以听上去会比较有故事性。实际上科研是一个稳扎稳打的过程,大部分情况下都不是灵光一现、一拍脑袋就能做出来的,要一步一步地进行实验,分析实验结果,并依据分析进行新一轮的实验设计。这就是做实验的理科生的日常生活,百分之九十九的失败才可能会换来百分之一的成功。对于实验科学,在研究过程中都会经历各种各样的失败,才能慢慢找到门路,最终取得成功的结果。

从行业角度来讲,对于从事自然科学的科研工作者来说,发表科学论文是科研生活中非常正常的一项活动,并不是科研的目的。把自己的发现或发明用客观的方式总结归纳之后向同行展示,解析自主探索过程,促进知识积累,这是一个必要的环节。你提到的这篇文章只能证明,我们的研究工作在现一阶段受到了同行的认可,因而能够发表在水平比较高的学术期刊上,受到了比较多的关注。

而从个人角度来讲,我喜欢自己的工作不是因为我能够通过发表论文获得别人的认可,而是在于研究的过程。不论这篇文章最终有没有成功发表,我都会以一个科研工作者的初心追求高的目标。

从这次成果本身来讲,这不过是完整课题中一个阶段性的句号而已,还有许多后续工作有待我们开展。

我认为这次成果的意义在于它的基础性。尽管课题本身很冷门,但是我们从中发展出了新的基础概念,以此为切入点从科学的角度进行研究,关注了基因测序领域的最关键的技术问题,也就是怎么获取一个高精度的序列的问题。虽然这只是一个点,但是从这个根本的点发散出去的思想和技术也许能够促进这个学科的发展,能够给别人带来新的灵感和想法。所以我们在写论文的时候也花了很大心思,希望既能让大家读懂,又能清楚地说明研究内容的创新性和科学性。

 

学生记者:

我们了解到您在求学过程中修习过化学、物理、生物三个学科。您觉得在您的科研过程中,跨学科背景起到了什么样的作用呢?

黄岩谊

我认为就这项研究而言,跨学科背景主要提供了三个优势。

其一,北大完善的学科建设给我们的研究提供了跨学科的知识基础。在研究过程中,我们需要用到很多学科的知识,而北大正提供给了我们这样一个环境。北大的学科建设非常齐全,而且传统上一直比较关注基础科学,这为我们的研究提供了很好的条件。我的课题组中有好几个学生都是从本科时期就开始和我一起工作,在这个过程中他们提高了将不同学科知识融合在一起的能力。从这方面来讲,学生们来到北大最重要的就是感受这种跨学科的环境,在其中提升自己。

其二,新体制科研中心给我们的研究提供了跨学科的直接环境。我们的工作比较特别,我认为它也体现了北京大学的很大一个特色,就是同时涉及到了很多门类的知识。如果在一个学科分类切割得非常清晰的研究机构做反而会很难。北大最近十年左右的时间,成立了不少打破过去常规学科分类的新体制研究中心。我虽然是工学院教授,但是我还同时隶属于三个跨学科特点极为明显的新体制研究中心:北京未来基因诊断高精尖创新中心、北京大学生物动态光学成像中心、北大-清华生命科学联合中心。新体制中心里面的学生来自不同的专业,也会经常在一起讨论本专业不常涉及的学科交叉问题。这很有利于促进这种集成的、复杂的技术发展。

其三,是我本人的跨学科的求学经历的影响,以及我对学生跨学科发展的引导。我在北大读博士的时候,我的导师黄春辉院士对我非常包容,她允许甚至是鼓励我与其它实验室合作,接触其他领域的知识。在当时科研环境不甚优越的情况下,这样的宽容能使我接触到本来难以获得的资源,学到原来没有储备的知识,对我的成长极为有利。那段经历使我明白原来科学不是只局限在某一个专业上的。我的毕业论文研究的是一个非常小众的课题,在黄先生的课题组内也不算主流方向,但对我来讲意义却非常重大,这可以说是我跨学科研究的起点。正因为有黄先生这样的老师,在北大这样兼容并包、思维开阔的环境下,我才能够不拘泥于自己专业的小范围,在更宽广的领域中探索。

关于跨学科的重要意义,我在个人的学习和研究中也深有体会。不同的学科,虽然知识内涵不同,但是逻辑方式却是相似的。如果能够学好一门学科,那么转换到另一门学科时,只要把握住逻辑脉络就能很快地抓住重点。这样不仅可以提出创造性的观点,还能提供一种看问题的新角度,这样研究就会非常快乐。

我回到北大之后,由于种种原因没有继续在主流的化学领域进行研究,而是进入了和生命科学交叉的领域,对于我来说这可以算是一个比较陌生的领域。但经过几年的学习之后,我渐渐对它熟悉起来,并发现了一些有趣的问题。直到现在我的工作也还是集中在跨学科的技术研究上而不是单纯的生物或者化学方向上,当然我内心里还是基本上把自己看成一个化学工作者。过去的经历为我提供了很多研究经验上的积累和逻辑思维上的训练。从这篇论文来讲,它实际上也是跨学科的产物,它的基础是化学问题,而解决的是比较偏向生物医学应用领域的问题。从这个角度上说,它是一个无法用传统的学科门类来进行严格划分的研究成果。

所以我现在也经常鼓励我的学生,让他们根据自己的兴趣专长突破学科限制,向更广的领域发展。其中许多人在进行下一阶段的学习和研究的时候都在尝试新的方向,并取得了不错的成绩。这让我觉得很有成就感,我的导师教会我跨学科的研究,我再将它传递给我的学生,这不就是学术领域的言传身教和发扬光大吗?这正是知识体系构建和传承不可缺少的过程。

 

学生记者:

您提到您在实验过程中遇到了很多困难,您能详细为我们讲讲吗?您又是如何看待这些困难和挫折的呢?

黄岩谊

失败并不是完全无用的。失败会告诉我们什么是可行的,而什么是不可行的。失败的过程通常是不为人知的,因为我们不会把失败的研究结果对外发表,但是这个过程是不可回避的。我们这个课题是处于学术界很少涉及的一个领域,国际同行很少,相关的资料很难获取,主要的研究大多集中在企业界,所以我们的研究进行得很艰难。有很多的内容无法利用现有的知识基础和知识储备去完成,只能从头构建,完全靠自己摸索,所以经历了很多的失败和挫折。

这篇文章的写作和整理花了整整两年时间,前四年我们一直在进行实验,而从2014年之后我们是在选择最好的表达方式。实验成功之后,我们想要找到一种最有条理的讲述方式,通过简洁明了的图表和科学的公式把这个过程记录并呈现出来。因为这个课题不是那种竞争激烈的热点,所以我们反而能够静下心来慢慢琢磨,花很大的精力不断进行修改,最终能够找到一个相对更加接近完美的表达方式。这个过程虽然艰难,但还是很值得的。后来审稿人对我们的工作非常满意,我猜一部分原因是文章写得非常认真细致,减少了在审稿过程中的很多麻烦。在理科研究中,花这样大心思写文章的情况我觉得可能是比较少的,但我觉得对我们这篇论文来说是很有必要的。

 

学生记者:

在十九大报告中多次提到了建设创新性国家和培养创新型人才,就您看来创新是如何产生的呢?我们又该如何培养创新型的人才呢?

黄岩谊

我认为创新的想法是不会突然间产生的,它一定是在不断反思修正的过程中慢慢得出来的。第一个想法不见得是最好的,甚至可能是错误的,但是由这一个点能催生出许多其他想法,创新就存在于这个衍推的过程中。怎样才能创新?首先要抓住问题的关键。只有找到了问题所在,才能继续进行合理的推导分析,做出相对应的细节上的调整,并最终解决问题。有了创新的成果之后,还要拿出来分享,这就要求我们用其他人能理解的方式把自己的成果描述出来,让别人也能够通过这个创新的点来解决相对应的问题,使它成为人类知识积累的一部分,真正融入人类的知识体系。

就北大而言,我们是很注重创新能力的,在这一方面我一点也不担心。要想创新,首先要知道什么是好的创新,也就是要有学术品味。而我们在教学过程中是很注重培养学生的学术品味的。什么叫品味?拿吃饭举例子。你说一个人能吃,那是说他有能力。但你说一个人会吃、懂吃,那是说他有品味。品味,就是既要能总体把握,又要能看到细微之处。说得简单一点,就是要有辨别的能力。这种辨别能力不是只抱着一个念头就能提高的,而是要在教学和科研过程中不断磨砺才能进步的。

大部分情况下,创新是在已有的知识结构上增添新的东西。所谓往上积累新的东西,不是简单的把已有的东西随便拼凑一下胡乱填上,而是要拿出真正立得住脚的知识。譬如一座大楼,你光往里填水泥,那是建不起来,就算能建起来也不会稳当。要用砖、用钢筋去实实在在的填充它、支撑它,这样才能建起来。创新也正是如此。

关于如何培养创新型的人才,我有两点看法:

首先,同学们在学习过程中要记住,不要拘泥于教材上的知识体系和范围,要敢于跳出“盒子”,拥有一个更大的视野,到外面去思考问题。很多学科知识范围的划分、知识体系的构建,都是在几十年甚至上百年前完成的。而在过去的半个世纪、几十年,甚至几年中,很多新的知识被积累下来,很多新的技术被创造出来。这其中有很多东西,还没有被旧的知识体系吸纳整理,也就是说我们的知识积累和知识体系建设之间存在一个时间差。如果我们要走到某个领域的前沿,那绝对不能仅仅局限于旧的体系,而应该主动了解新的动向。因此我们在学习的过程中,不要囿于以往的成规,要敢于打破专业已经划定好的壁垒。

其次,我们不能仅仅满足于模仿,还要有更多原创性的东西。改革开放四十年,我们取得了很多辉煌的成就。这些成就中的一部分,是由于我们学习借鉴了西方已有的经验,截弯取直,走了很多捷径,因而在很短的时间内取得了很多巨大的成就。但现在我们在很多领域都已经走到世界前沿,很多时候,西方的东西对我们只有借鉴意义,而没有模仿意义。这时,我们要找到自己的路子,要有自己的创新能力,这样才能继续进步,继续创造新的辉煌。

就北大自身的学科建设而言,我们在很多新兴领域同世界先进水平基本没有差距,甚至在世界范围内是起引领作用的。但我们在一些基础性的领域可能还与世界顶尖水平存在一定差距,我觉得这是由于我们积累的时间还不够长。西方可能用了上百年积累下来了一套完整的科学研究思维模式和研究方法,我们的积累时间就相对较短,这方面我们可能有短板。但我们也可以看到我们自己的进步,这方面的进步也是非常大的。在一些基础性领域中,我们在努力追赶世界先进水平。

说完创新型人才培养,再回到创新上。有人说竞争能够促进创新,我觉得这话也对也不对。竞争的存在确实能够在一定程度上提高科研工作者的积极性,推动创新成果的产生,这一点我们是必须承认的。但我们同样需要认识到,我们做科研不是为了搞竞争,不是为了争个输赢,取得创新成果也不应该是为了竞争。我觉得我们应该有更宏大的责任和使命。我们做科研绝不是为了争个第一第二,也不是为了评出一二三四的排名来。

不光是对人,对大学也一样。很多时候媒体喜欢强调排名,但是说实话,我并不是那么在意。对于大学这样一个以百年为单位来进行度量的机构来说,某一年或两年的排名说明不了什么。而且排名往往只能估量可物化的指标,但很多不可物化的指标对于大学的建设和发展也会起到很重要的作用,或者更重要的作用。所以,看到排名上升了我们应该高兴,但不能自满,反而应该掂量掂量自己是不是真的达到了那个水平;如果排名落后了,也不应该沮丧消沉,而应该思考自己有哪些不足,同时还要对自己保有自信,不能完全相信那些风言风语。这在我们的创新过程中至关重要。

 

学生记者:

十九大报告中多次提及“青年”一词。习近平总书记更是在报告中指出“中华民族伟大复兴的中国梦终将在一代代青年的接力奋斗中变为现实”。在本次采访的最后,我们真诚地希望您能从师者的角度给当代中国青年谈一谈您的期许和勉励。

黄岩谊

因为我是大学老师,所以主要跟年龄在18到28岁之间的青年学生打交道,这也可以说是我喜欢这个工作的一个原因。青年有朝气有活力,他们本身就有一种“新”的能量。这种“新”,一方面是由于他们成长的环境已经不同于我们的成长环境,因而他们的思维方式与我们也会有很多不同,这种不同往往就是一种“新”的力量。另一方面,他们有冲劲,有精神,正处于最有活力的年纪,因而在工作和学习上也有我们所慢慢消失的干劲。由此,我认为创新的主体还是青年。以我的课题组为例,在这篇论文发表之后,有人问我课题组的平均年龄。我说,这篇论文的作者里面,除去两位教授和一位副教授,剩下的人平均年龄二十出头,即使算上参与了主要实验工作的老师,也不超过三十!

对于很多青年而言,我不担心他们在才智上有问题。我更想强调的是后天的勤奋和毅力。才智、勤奋、毅力这三样,对于创新,缺一不可。在北大,我从未担心过学生是否聪明,但是有时我看到一些同学由于天资聪颖而认为勤奋不再需要、毅力不再重要,那时我会替他们担心,担心他们最终没有最高效率地用好他们的天份。

同我求学的时候相比,现在的学生有着更好的物质条件,因而很多我们那个时候必须考虑的问题已经不再是考虑的主要对象了。现在的青年学生要学会建立自己的知识体系,要考虑很多新的问题,要学会设计自己的未来,上大学只不过是一个开始。不要自我限定,要张开目光,放眼去望,放手去学,放胆去做。

 

(原文转载自微信公众号“北京大学招生办”)

记者:安天源 冯莉雯
编辑:吴宛谕
摄影:黄岩谊