撰文 | 周程（北京大学哲学系教授）

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上周五（10月19日），2008年的诺贝尔化学奖得主下村修（Osamu Shimomura，1928-2018）在家中去世，享年90岁。

下村修获诺贝尔化学奖前可谓默默无闻：既不曾有过行政职务，也没担任过任何学术团体的负责人，更未入选美国国家科学院院士。其所获得的皮尔斯(Pearse)奖、查莫特(Emile Chamot)奖和朝日(Asahi)奖也都影响不大。

但作为绿色荧光蛋白质的发现者及其结构研究的开创者，他仍和查尔菲、钱永健一同获得2008年的诺贝尔化学奖。

这样一位名不见经传的科研人员何以能脱颖而出，登上科学界的最高领奖台？他荣获诺贝尔化学奖给我们留下了哪些启示？

综观下村修投身生物发光研究并作出重要贡献的经过，我们不难发现他在身后留给世人不少有益的启示。

下村修早年所受的教育非常普通，甚至是伴随着漂泊。下村小学阶段在中国东北读了三年，在日本的边远地区——长崎读了三年；初中阶段几乎每周都要接受军事训练，而且中途还转学了一次；上高中后不久就由大阪转学到长崎，之后他没有坐在教室里听过一堂课，每天都要到学校附近的军工厂跟班劳动。日本战败投降后，他又在社会上漂泊了两年多。这样一位20岁前充其量只读过九年书的年轻人后来得以挤进大学殿堂，但所上的大学却是一所被战火摧毁后易地重建的普通高校，而且上的还是三年制的长崎医科大学药学专科部。下村32岁时在名古屋大学获得理学博士学位，却从未在名古屋大学取得过研究生学籍，只不过在那里进修了两年。

如果只看学历教育背景，下村可谓毫无过人之处。就是这样一位并非名校毕业的人，最终却取得了重大科学研究突破，这表明普通中学和一般高校的毕业生未必不能成长为杰出人才，甚至是科学大师。学校教育对杰出人才的成长固然重要，但是影响杰出人才成长的绝不仅仅是学校教育。

虽然下村并没有受到过良好的学历教育，但他却受到了严格的研究训练。在长崎医科大学药学专科部他遇到了研究生涯中的第一位恩师——药物分析实验室的安永峻五教授。在安永教授的推动下，下村毕业后留校担任了分析化学实验室的实验与实习指导员。留校后，下村协助安永教授做了大量的化学实验，并联名或独自公开发表了多篇论文。在药专工作的四年里，下村不仅从安永教授那里学会了很多实验技能，而且还获得了安永教授的赏识，以致在安永教授的力荐下，得以进入名古屋大学理学院天然有机化学实验室进修。

下村在名古屋大学的指导教师平田义正教授是时刚从哈佛大学留学回国，对发光生物研究领域的前沿动态非常熟悉。平田教授曾培养出多名国际知名学者，如哥伦比亚大学的中西香尔(Koji Nakanishi,1925-)教授、哈佛大学的岸义人教授等。此外，1960年代他还将野依良治(Ryoji Noyori,1938-)这位后来的诺贝尔化学奖招聘到自己身边担任副教授。正是在这样一位对教育和科研有着独到见解的著名学者的影响下，下村才得以步入发光生物研究这一有着广阔发展前景的领域。而且在平田教授的指导下，没有受过严格的英文训练的下村成功地发表了他的第一篇英文论文，以致下村修这个名字得以进入普林斯顿大学约翰逊教授的视野。后来又是在平田教授的大力推动下，没有正式学籍的下村以一篇仅有6页的研究海萤发光物质的论文申请获得了名古屋大学理学博士学位。

如果没有安永教授和平田教授的引领与力荐，很难想象下村能够走上学术研究的道路，并步入生物发光物质研究领域。杰出人才总是由不成熟走向成熟的，在其成长过程中，离不开伯乐的发现与调教。再有潜质的千里马，如果一直遇不到伯乐，也很容易被埋没掉。所以，建立一套科学的人才考核选拔机制，营造一个能使杰出人才脱颖而出的学术环境甚为重要。

下村修的创造力高峰期主要是在名古屋大学和普林斯顿大学度过的。实际上，下村的主要科学贡献也是在这两所大学期间做出的。

名古屋大学的前身是名古屋帝国大学，它是日本本土七个帝国大学中的后起之秀。二战后，名古屋大学理学院率先废除沿袭德国模式设立的“讲座制”，按照美国的做法推进研究室民主化改革，以致后来从名古屋大学理学院走出了包括下村修在内的六位诺贝尔自然科学奖得主。尽管战时和战后初期研究所需的物质条件不佳，但在日本分子生物学创始人江上不二夫(Fujio Egami,1910-1982)等人的推动下，名古屋大学理学院在生物化学领域仍然开展了一系列卓有成效的研究。天然物有机化学研究室的平田义正教授就是江上教授在二战后期从东京大学理学院化学系招聘过来的。由于名古屋大学生物化学的研究实力雄厚，二战期间日本为解决热带雨林夜间作战照明问题组织人力采集的海萤后来全部转交给了名古屋大学。下村开始从事生物发光研究之初就能获得如此好的研究平台和资源不能不说是一种幸运。

更加幸运的是后来下村竟然获得了在普林斯顿大学生物系累计工作18年的机会。普林斯顿大学的哈维教授二战前就已启动了生物发光研究。邀请下村来做博士后的约翰逊教授1936年在普林斯顿大学取得博士学位后也一直在从事相关研究。在哈维教授和约翰逊教授的努力下，普林斯顿大学生物系迅速发展成为美国的生物发光领域的研究重镇，以致美军当年把从日军手上缴获的干燥海萤等发光生物全部移交给了普林斯顿大学。

好的研究平台和研究环境对杰出人才的成长十分重要。一个优秀科技人才，潜力再大，如果一直找不到适合自己发展的平台，可能也难以做出有别于常人的科学贡献。

下村修在生物发光研究领域建树颇多，其中影响比较大的有两项：一是水母素的发现及其发光基团化学结构的测定；二是绿色荧光蛋白质的发现及其发光基团化学结构的推定。这两项成果的取得与他长期坚持不懈地从事多管水母发光物质研究有着紧密的关联。

最初在普林斯顿大学做博士后的三年间，下村就摸索出了从多管水母中提取发光物质的方法，并成功地分离出了水母素和绿色荧光蛋白质，但在深入探索水母素和绿色荧光蛋白质的结构与性质时，他又耗费了好几个三年。

欲对水母素和绿色荧光蛋白质的结构与性质展开深入研究，必须获取一定量的水母素和绿色荧光蛋白质，而要获取足够多的水母素和绿色荧光蛋白质，就必须大量捕捉多管水母。大量捕捉多管水母并迅速提取其体内发光物质乃是一项十分艰苦的工作，而一年获得的水母素和绿色荧光蛋白质数量却非常有限，以致下村等人前后花费了八年，才基本弄清了水母素发光基团的化学结构。之后，开发水母素钙离子探针以及研究多管水母的发光机理时，下村又干了好几年。

在长期研究水母素的过程中，下村积攒了不少绿色荧光蛋白质。可是，这些绿色荧光蛋白质被约翰逊带去参加学术会议时丢失了，以致下村之后又花费了几年才提取到够做一次结构分析实验所需的绿色荧光蛋白质，并最终推出了绿色荧光蛋白质发光基团的化学结构。

科学研究，贵在坚持。紧跟热点，频繁改变研究领域和课题，虽有可能增加发文数量，扩大社会影响，但很难享受得到开拓出一块崭新研究领域的殊荣。在某一学科领域有着很深造诣的杰出人才大都是甘愿十年磨一剑，耐得住寂寞，坐得住冷板凳的人。

下村修在名古屋大学进修时成功地找到了提取海萤荧光素纯结晶的方法，从而为荧光素结构的解明打开了方便之门。正是因为下村曾从事过荧光素及其氧化物的结构研究，他后来在普林斯顿大学才得以类推出水母素和绿色荧光蛋白质的发光团结构。

然而，海萤荧光素结晶方法的发现却具有一定的偶然性。当时，下村修制作的荧光素与浓盐酸混合液是为第二天做氨基酸分析实验准备的。正巧那时是冬季，他离开实验室时把取暖炉关掉了，以致荧光素结晶在低温环境下不断从混合液中析出，结果连混合液的颜色也发生了明显的改变。

无独有偶，数年后下村又非常偶然地发现了多管水母发光物质的有效提取方法。通常情况下，从多管水母中提取的含有发光物质的液体会不停地发光，若听之任之，不用多久发光物质的活性便会完全丧失，因此必须找到一种能遏制这种提取液持续发光的方法，而且这种方法还必须是可逆的。为此，下村修和约翰逊进行了无数次探索，但始终未能取得突破。巧合的是，一天傍晚，下村把含有多管水母发光物质的溶液倒入污水池时，旁边的水槽正往污水池里排放海水，以致多管水母发光物质遇到海水中的钙离子发生一道耀眼的蓝光。此后，下村明白了一个道理，消除钙离子便可遏制多管水母发光物质发光。

如果没有这一偶然发现，下村和约翰逊教授的多管水母发光物质研究计划便有可能搁浅，后来的一系列重要发现，尤其是水母素和绿色荧光蛋白质的发现也就无从谈起。

在科学发展史上，尤其在化学发展史上，有很多重要发现都源自于偶然因素。不过，没有科学素养的人，即使多次遇到这种偶然机遇，也不可能做出惊人的科学发现。另一方面，有扎实科学功底的人，如果不愿意亲自动手做一定量的科学实验，也很难有机会捕捉到稍纵即逝的发现机遇。

因此，只要做个有心人，普通的科研人员也有可能做出重大科学发现。如果社会一味按照竞争原则把大量的科技资源都投放给那些声名显赫的精英学者，忽视对那些具有做出重要科学发现潜质的年轻学者的支持，那么杰出人才不断涌现的局面就不可能形成。

早在长崎医科大学药学专科部上学期间，下村就对化学实验产生了浓厚兴趣。那时，他甚至将一些化学试剂带回家继续做观察实验。在普林斯顿大学接触多管水母之后，他便被多管水母发光现象深深地吸引住了，以致在名古屋大学获得正式教职，担任副教授后，仍迷恋着多管水母。对多管水母发光现象的痴迷使得他宁愿依靠申请研究经费过活，也要放弃名古屋大学提供的优厚待遇，去普林斯顿大学继续从事多管水母发光物质研究。

为了弄清多管水母发光物质的结构与发光机理，他每年夏天都要带着自己的家人横穿北美大陆，到美国西北海岸去捕捉多管水母，十几年如一日，从不间断，捕捉的多管水母多达85万只。从美国海洋生物学实验室退休回家后，他仍对生物发光物质研究念念不忘。

科研兴趣是驱动一个人从事科学研究的引擎，有了科研兴趣，人们才能抛开杂念，静下心来搞研究。当一个人失去了对某一现象进行深入研究的执著，那他也就失去了在这一领域建功立业的机会。如果不是兴趣使然，人们很难想象下村在收入都不甚稳定的情况下能够在普林斯顿坚持那么多年。倘若下村当年放弃了对多管水母发光物质的研究，掩藏在多管水母中的一些自然之谜便有可能长期无法解开，因为上个世纪九十年代后人们已很难在太平洋中找到多管水母了。

下村修并未受过良好的学校教育，可是他照样做出了诺贝尔奖级的科学贡献。下村修的成功与其对生物发光物质研究抱有浓厚兴趣，坚持不懈地从事生物发光物质研究有着密切的关联。如果他生活在一个急功近利、浮躁成风的社会，他能够沉下来静心搞研究吗？如果他不按课题申报指南的要求去设计课题、申请资助就不可能有经费来开展研究，他还能长期在一个领域耕耘不辍吗？

钱学森先生提出的“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”从下村修的案例来看，这个疑问改成“为什么我们的社会总是培养不出杰出人才？”可能更有意义。中国没能培养出下村修式的杰出人才固然与学校教育存在诸多不足有关，但是我们不能因此而回避社会的责任。

杰出人才的成长离不开好的科研平台的支撑。科研平台的优劣不仅取决于实验仪器设备的先进与否，而且还取决于学术积淀的深浅与学术风气的好坏。只要肯投入，快速建起一个硬件达到国际先进标准的实验室并不难。但是，实验室学术传统的形成、研究方向的凝练、实验经验的积累、人才梯队的优化绝非一朝一夕之功。在一个科学研究多次遭到政治运动的冲击，很少有世界一流科研机构的国度，要求教育部门尽快培养出一批杰出人才，甚至是科学大师显然有些不切实际。

还有，善于抓住稍纵即逝的发现机遇往往是科研取得重大突破的关键。这意味着经验丰富的科研人员仍有必要亲临实验第一线。问题是，在我国手上握有较多科研资源的项目负责人中有多少人还能和年轻的科研助手们滚在一起做实验？中国当前年富力强的科研人员很多都在跑项目、忙应酬，蹲在实验室做实验的几乎都是一些经验有限、调动资源能力弱的年轻助手。不改变这种现状，要成批培养下村修式的杰出人才谈何容易！

培养杰出人才需要全社会共同努力。为此，在当前国家整体经济实力已有显著提高的情况下，我们有必要进一步深化科技与教育体制的改革，努力解决科研人员整体待遇偏低、稳定性研究经费投入不足、评价激励机制不合理、高层次人才成长环境不佳、高端实验平台和研究基地过少等问题，通过加快推进国家创新体系建设，造就一批科技领军人才，迅速提升我国的科技竞争力。 

制版编辑 | 皮皮鱼

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