唐世平教授：科学进步不能只靠内循环
2020/10/4 21:09:54 思想潮
作者 | 唐世平复旦大学国际关系与公共事务学院国际政治学系教授来源 | 思想潮
唐世平教授
大家可能注意到，这个月初我刚刚发表了一篇非SCI的生物学短论文，讨论细胞的起源。(论文可点击文末“阅读原文”获取)
事实上，这是一个36年(1984-2020)的梦想轮回。而在这个36年中，我深刻体会到，中国的科学进步只能在先进知识的海洋里才有可能。
因此，即便我们的产业发展需要“内循环+外循环”，但我们科学的进步却几乎必须主要依靠外循环。只有我们能够和世界最先进的科学研究和技术有持续和通畅的对话，中国的科学才能取得长足的进步。
我对生命起源的思考：一个历史的缩影
我高一的时候，不知道从哪里看到(估计是某个科普杂志，或者是“十万个为什么”)了前苏联生物学家奥巴林(Oparin)很早就提出了关于生命起源的第一个相对完整的理论。
尽管奥巴林的理论的不少部分后来被证明是错误的【比如，他认为细胞的起源可能和胶体以及团聚体(coacervate)有关】，但是他的理论提出了几个关键的点(比如，生命起源的第一步应该是有机化学合成)。
之后，我又在某个别的地方知道，1953年，Stanley Miller 在Science杂志发表了当时轰动了科学界的实验：在大致模拟早期地球环境的实验条件下，他从简单的化合物(甲烷、氨气、水、氢气)合成了生命的基础化合物之一：五种氨基酸(当然还有其他的一些有机分子，但是当时的分析手段，他无法鉴别其它的化合物)。
这些都让我觉得，人类还真有可能搞清楚生命是如何起源的。(1953年当然也是华生和克里克发现DNA双螺旋的那一年，他们的文章发表在Nature上)。也许，20世纪成为“生物学的世纪”的一年还真是有点道理的。)
因此，我1981年填高考志愿的时候，除了生物学之外，就是阴差阳错地填了中国地质大学(当时叫武汉地质学院)的古生物学专业。而我填报古生物学专业的唯一动机就是：我真的喜欢生命起源这个问题。它是多么终极的问题呀!
但从1984年之后，我对生命起源的追寻就没有继续下去。这背后的一个重要原因还是当时中国的科学体系和世界最先进的科学体系基本是脱钩了的，或者说是没挂上钩的。
时代的缺憾：个人无法逾越
我大学时期的最大的遗憾之一是没有读到过CarlWoese (1928-2012)教授在1977年发表的两篇文章。Woese是上个世纪最为伟大的分子演化生物学家，没有之一。【因此，如果我的下一篇关于细胞起源的文章能够被接受的话，我将献给Carl Woese，以表达我的敬意。】
Carl Woese
那个时候，改革开放刚刚开始没多久，国家还是非常贫穷的。那个时候的，武汉地质学院，总共有大概40基本英文小说(其中还有一些其实是，中文小说的翻译版，比如，沈从文的《边城》。是的，我读的《边城》是中翻英版!)。
英文的杂志除了地质学的一些专业杂志，就只有Science和Nature的影印版(也就是盗版，印刷质量肯定也不怎么地)，年代大致从1980年开始。
而Carl Woese在1977年发表的两篇文章都不在Science和Nature上。一篇发在PNAS，第一次甄别出“古细菌”这一个大的domain。
基于对核糖体16SRNA的比较，他在PNAS的文章首次表明，除了(真)细菌和真核生物之外，还存在着另一类生物：古细菌(Archaea)。【也就是说，此前大家通常理解的“原核生物”，其实有两个不同的大类：真细菌(Eubacteria)、古细菌(Archaea)。就凭这一点，Woese也称的上是上个世纪最伟大的演化分子生物学家(没有之一)。而他居然没有获得诺贝尔奖，实在不公平。】
古细菌示意图
Woese和Fox在1977年的另一篇发在Journal of Molecular Evolution(JME，分子演化杂志)上，而这篇文章甚至可以认为是一个更为重要的突破。在这篇论文中，Woese明确提出了“细胞演化”的概念，而这是一个概念性的贡献。
事实上，他的论文的题目就是“The Concept of Cellular Evolution”。这篇文章为他后来更加重要的第一个细胞的起源【the origin(s) of cell(s)】奠定了基础。
遗憾的是，学界并没有认真对待Woese的这个概念性突破，而他自己也把这个问题搁置了20年。直到1998和2002年，他自己才又重新捡起来这个问题，并且大大推进了这个概念性的突破。
在这两篇发表在PNAS上的文章中，Woese第一明确提出，第一个细胞的起源【theorigin(s) of cell(s)】)才是生命起源(the originof life)中更为关键的问题，也是更为可解的问题，因为我们大致可以通过构建演化脉络，确定地球上所有生命体的最后一个共同细胞祖先(LUCA)大致具备了那些功能以及基因(比如，是否具备生产生物能量载体ATP的功能及其基因)。
因此，这个概念性的突破，为现在一个重要的领域，“人工细胞”研究也奠定了基础。【因为我后来对起源问题丧失了兴趣，我是很晚才知道Carl Woese的研究的。可想而知，如果我在上大学的时候就知道他的研究，我想我肯定会去追随他。但这只能是不可能的反事实了。但这是不可能的：估计当时刚刚改革开放的中国，没有一个图书馆有JME这本杂志。那个时候，没有互联网，甚至整个中国都没有几台传真机。】
从我个人的遗憾可以看出至少三个要害点，而这些要害点和我的个人完全无关：一个时代的遗憾，任何个人都无法逾越。
如网络热词：“时代的一粒灰，对一个人就是一座山”。无论一个人多优秀，只要一个国家和世界一流的科学技术没有顺畅的交流，再多的天赋也会被浪费掉在完全无用的思考和思辨上——
1、要想发展，必须和世界一流的知识(生产)体系能够顺畅交流。
因为各种原因，新中国从1949-1978年，和世界一流的知识(生产)体系是割裂的。这意味着，中国的科学技术，在这个阶段，即便我们有钱，也不可能取得普遍的大进步。
2、要想发展先进的知识，必须能够保障知识的流动。
一方面，我们不能自己和世界一流的知识(生产)体系割裂开来。另一方面，我们也不能让别人把我们世界一流的知识(生产)体系。【说到这，在1978-2019/20年，世界的知识体系对我们的大致开放的。现在，我们和世界的知识体系的联系面临被切断的危险。这个可能的结局，是当下中国面临的最为深远的严峻局面之一。】
3、国家和家长都必须鼓励中国的孩子们尽早接触一些自然世界，触摸自然科学和技术，少读点四书五经，诗词歌赋(我曾经也很喜欢诗词歌赋，甚至也写点歪诗。)
四书五经，诗词歌赋可以陶冶情操，但是对于科学技术和经济增长的贡献肯定只是间接的，甚至是非常少的。
简单地说，唯有保持与世界先进的知识和技术的通畅和广泛交流，中国的科学才能持续进步。
科学进步不能只靠内循环。
太过痴迷中国历史，中国典籍，其实就是一个知识的内循环，最后变成一个“死循环”。
小知识词条：关于细胞起源的两个重要名词，FUCAs到LUCA
FUCAs (The Last Universal Cellular/Common Ancestors):最早的共同细胞祖先。这不是一个细胞，而是一群原始细胞。FUCAs大致相当于Woese的progenote。这个术语是我首先提出来的一个阶段。至于能够被生物学界接受，那也是我无法左右的。
LUCA (The Last Universal Cellular/Common Ancestor)：最后一个共同细胞祖先。大致相当于Woese的genote。一般认为，LUCA是一个细胞。
我个人认为，无论是genote还是progenote都不如LUCA和FUCAs更加清晰易懂。因此，我的文章中都采用FUCAs和LUCA。
科学研究与创业的相似和不同
一些朋友们可能知道，我从2018年10月开始创业，做了“掌中星球”这个新一代的一体化的旅游是商业平台。
从根本意义上，科学研究和创业，特别是基于一定的技术的创业，的目标是一致的：都是为了解决一个或者多个真实的技术问题(或者说需求)。
对科学来说，科学家试图满足自己对世界的好奇心的需求。而基于一定的技术的创业，也是为了解决某个或者多个具体的需求。【因此，我一直认为，任何一个国家如果想发展技术，发展经济，就需要不仅仅鼓励科学家和技术人员创业，而且要提供各种便利来方便科学家和技术人员创业】。
比如，我思考“生命的起源”或者“细胞的起源”是为了解决这样的问题。而开发“掌中星球”则是为了解决两个实际的问题：
1)如何让旅行和旅游变得更加轻松便捷，特别是不需要花大量的时间来做攻略等等。
2)大家都意识到旅游能够扶贫。但是，许多农村或者地方并不能成为旅游目的地，甚至谈不上成为民宿所在地。那如何让旅游能够更加广泛地带动农民脱贫？【这个问题不仅仅是中国面临的问题，而是所有发展中国家面临的问题】。
科普小知识
古细菌到哪里去找呢？其实，美国黄石国家公园的许多火山温泉、泥火山里，就是许多古细菌的生息繁衍之地，这也是为什么这些火山温泉是五颜六色的的原因。
绝大部分古细菌都生活在极端的条件下，包括高温，高硫、低氧环境。
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