冷泉港實驗室的成功之道

孫 雪， 雷二慶， 徐天昊

(軍事醫(yī)學科學院 科技部， 北京 100039)

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·國外實驗室·

冷泉港實驗室的成功之道

孫 雪， 雷二慶， 徐天昊

(軍事醫(yī)學科學院 科技部， 北京 100039)

通過對冷泉港實驗室的創(chuàng)建及百余年發(fā)展史的考察和研究，發(fā)現(xiàn)歷屆大有作為的實驗室主任、研究方向的正確選擇與及時調(diào)整、科研與教育雙重任務并重、和諧優(yōu)美及充滿學術(shù)氣息的院所文化，是冷泉港實驗室能夠保持高水平發(fā)展、持續(xù)百余年的成功之道。

冷泉港實驗室； 成功之道； 生物科學

0 引 言

1889年，為了對中學和大學的教師進行培訓，布魯克林藝術(shù)與科學學院在長島北岸的冷泉港建立了一所生物實驗室。1890年7月7日，該生物學實驗室開始講授普通生物學，并將生物科學教育確定為首要使命。1898年，哈佛大學生物學教授、著名遺傳學家達文波特被任命為實驗室主任。1900年，生物學界開始了遺傳學定律的再發(fā)現(xiàn)。自此，遺傳學研究成為實驗室另一項任務。

100多年過去了，冷泉港實驗室在生物科學教育和遺傳學研究方面都取得了巨大的成功。冷泉港實驗室被譽為世界生命科學的圣地與分子生物學的搖籃，名列世界上影響力最大的10大研究學院之首。該研究所迄今共誕生了7位諾貝爾獎得主，另外還有很多獲得諾貝爾獎的科學家曾參加過冷泉港實驗室的會議、課程或研究項目[1-2]。冷泉港實驗室一直領導著生物學的發(fā)展方向，冷泉港實驗室的歷史基本上就是現(xiàn)代生物科學的發(fā)展史。同時，在生物科學教育方面，冷泉港實驗室以其豐富的教育活動而享譽國際，是國際生命科學的會議中心與培訓基地，其科學會議計劃項目每年吸引1萬多人參加[3]。冷泉港還設有針對大學生、中學生、小學生和教師不同的教育學習項目。

作為生命科學研究實驗室，冷泉港實驗室在科學研究與教育培訓方面都取得了巨大成就。其成功的奧秘是什么？有無規(guī)律可循？有無經(jīng)驗可參考？為此，本文在對其百余年發(fā)展歷史進行了探究。

1 實驗室主任是冷泉港發(fā)展的引領者

在世界科技創(chuàng)新領域享有盛譽的歐美國家實驗室，其輝煌的成就皆充分展現(xiàn)了科研領軍人物尤其是實驗室主任的獨特價值[4]。冷泉港實驗室輝煌而略帶曲折的歷史更體現(xiàn)了這一特點。冷泉港歷任實驗室主任都是一流的科學大師，他們是查爾斯·達文波特(遺傳學家，定量生物學開創(chuàng)人)、雷金納德·哈里斯(定量生物學家)、德默萊茲(遺傳學家)、約翰·凱恩斯(分子生物學家)、詹姆斯·沃森(分子生物學家)、布魯斯·斯蒂爾曼(生物化學家)。他們不僅在科學研究上取得非凡成就，而且在培育人才和科學管理思想上都頗有所建樹。任職期間，他們對人才的發(fā)現(xiàn)及培育、實驗室的發(fā)展都起到了決定性作用。

達文波特尋求華盛頓卡內(nèi)基學院的資助成立了遺傳學系，開創(chuàng)了實驗室進行遺傳學研究的先河。哈里斯提出定量生物學的概念，創(chuàng)辦了冷泉港定量生物學研討會，目前該研討會已成為世界上分子生物學與遺傳學的“峰會”。此外，哈里斯還創(chuàng)辦了冷泉港出版社，目前出版社已經(jīng)成為世界公認的科學出版機構(gòu)，出版的生物醫(yī)學名著在全球享有盛譽。德默萊茲鼓勵德爾布呂克和盧里亞，開設噬菌體課程，并培養(yǎng)了最早的兩批分子生物學家。這些人后來均成為基因及基因工程領域的精英[5]，德爾布呂克和盧里亞在1969獲得了諾貝爾獎。1942年，德默萊茲邀請女科學家進入冷泉港，麥克林托克發(fā)現(xiàn)了跳躍基因并獲得了諾貝爾獎[6]。沃森將在上世紀70年代出現(xiàn)財政危機的小機構(gòu)脫胎成世界上最有影響的綜合性科研教育中心[7]。可以看出冷泉港實驗室的歷屆主任在任期內(nèi)均對人才發(fā)現(xiàn)及培養(yǎng)、建立實驗室長遠發(fā)展戰(zhàn)略上均大有作為，實驗室可持續(xù)、高水平發(fā)展起了至關重要的作用。

在我國，頂級科學家?guī)ьI團隊取得國際一流科研成果的實例并不少見。2013年，表彰了軍事醫(yī)學科學院蛋白質(zhì)組學等創(chuàng)新團隊[8]。2014年，表彰了國防科技大學天河高性能計算等創(chuàng)新團隊。但是，類似冷泉港實驗室這樣薪水相傳、接力創(chuàng)新的實例還不多見。

2 研究方向的正確選擇與及時轉(zhuǎn)變

正確的研究方向是實驗室發(fā)展要明確的首要問題和關鍵環(huán)節(jié)[9]。一個研究機構(gòu)自創(chuàng)建時便確定了其研究的目標與使命，確立了戰(zhàn)略性的研究方向。在一定歷史時期，實驗室研究方向應當保持相對穩(wěn)定，但當科學技術(shù)發(fā)展預見或出現(xiàn)新的革命、新的發(fā)現(xiàn)或轉(zhuǎn)折時，實驗室應該與時俱進及時調(diào)整研究方向[10]。研究方向的確定和調(diào)整直接影響研究課題與經(jīng)費的安排，決定著成果產(chǎn)出和人才培養(yǎng)取向。

冷泉港實驗室的輝煌的科學歷程中，有5次重要的研究方向的調(diào)整，每次都帶來了重大科技創(chuàng)新成果，推動著實驗室步步成長、發(fā)展。此外，其研究方向選擇與調(diào)整的范圍集中在生物學領域，這與實驗室旨在進行生物科學教育和生物學研究的任務是分不開的。由此可見，冷泉港實驗室研究方向及時正確調(diào)整是實驗室可持續(xù)高水平發(fā)展的原因之一。

實驗室主要科研方向的選擇與當時科學技術(shù)發(fā)展的背景及實驗室主任的專業(yè)背景密不可分。建室之初，選擇遺傳學作為研究任務有兩個背景。① 1900年孟德爾規(guī)律的重新發(fā)現(xiàn)；② 進化生物學家和遺傳學家達文波特擔任實驗室主任。沃森等在1953年證明DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu)，標志著分子生物學的誕生，分子生物學開始蓬勃發(fā)展。此時選擇沃森作為實驗室主任，是實驗室與時俱進朝分子生物方向發(fā)展的一個標志。1971年尼克松總統(tǒng)簽署國家癌癥法案，宣布了人類開始對癌癥的正式宣戰(zhàn)。實驗室選擇癌癥分子生物學研究作為主要方向，是當時時代背景下的一個明智選擇，并且成為了美國國家癌癥研究所指定的八所基

表1 冷泉港實驗室各時期主要方向與重大科研成果

礎研究中心之一，得到美國國家癌癥研究所的項目資助。在上世紀90年代，生命科學從分析走向綜合，沃森任命生物化學家和癌癥研究員斯蒂爾曼擔任實驗室主任，實驗室的主要研究方向開始向多學科、交叉式研究方向發(fā)展，旨在把基礎研究領域的新進展轉(zhuǎn)化為拯救生命、豐富生活的實踐。由此可見，冷泉港實驗室研究方向的選擇皆立足于當時國際科學前沿的重大突破，及時調(diào)整研究方向是其研究方向正確選擇的前提，也是實驗室長盛不衰的重要原因。

我國的科研機構(gòu)對研究方向的選擇多無自主權(quán)。中國科學院自1998年開始的“知識創(chuàng)新工程”，本著“面向重大科學問題、面向國家重大戰(zhàn)略需求”的原則，對科研機構(gòu)進行了調(diào)整，從體制機制上激發(fā)了科研機構(gòu)的創(chuàng)新活力，成果不可謂不多，但仍缺乏像“兩彈一星”“結(jié)晶牛胰島素”那樣具有世界影響、原創(chuàng)性的重大成果。2013年7月17日，習主席視察中國科學院，提出了“四個率先”的要求，即“率先實現(xiàn)科學技術(shù)跨越發(fā)展、率先建成國家創(chuàng)新人才高地、率先建成國家高水平科技智庫、率先建設國際一流科研機構(gòu)”。我國科研機構(gòu)應該瞄準世界先進水平及科學發(fā)展前沿，做好研究方向的及時調(diào)整與正確選擇。

3 科研與教育并重

冷泉港實驗室自創(chuàng)建起便定位于科研、教育培訓和知識分享的場所，不僅強調(diào)遺傳學研究，更強調(diào)教育培訓。這種模式不僅可以培養(yǎng)人才，還可向社會傳播、普及生物學知識，擴大其知名度與影響力。自1890年實驗室開始講授普通生物學開始，開創(chuàng)了一系列科學教育培訓的先驅(qū)。實驗室的教育培訓還有利于吸收引進人才，比如50年代開創(chuàng)了夏季本科生研究計劃，獲得1975年諾貝爾獎的巴爾的摩就參加了第一屆活動，并且于1959年夏季留在冷泉港實驗室從事研究工作。隨后1988年創(chuàng)辦多蘭DNA學習中心，這是世界第一個完全致力于遺傳學公眾教育的科學中心，目前已經(jīng)成為全球最有影響的生命科學教育基地。20世紀80年代，冷泉港實驗室還開設了分別面向中學生和小學生的“未來合作項目”和“自然夏令營項目”等。

冷泉港實驗室以培訓教育為實驗室主要任務，不僅利于吸引和培養(yǎng)專業(yè)人才，而且鑒于其眾多的教育活動，使得大多數(shù)科研人員都承擔著教育培訓任務，可以使科研人員在教學中更加領會如何與非專業(yè)人士溝通專業(yè)知識，提高綜合素質(zhì)，與年輕的思想經(jīng)?；咏涣饕灿兄诨钴S思維，增加科研靈感。

我國科研和教育結(jié)合的緊密程度遠不及美國。我國大多數(shù)科研機構(gòu)科研的比重遠遠高于教育培養(yǎng)，研究生培養(yǎng)只重課程、忽視科研的現(xiàn)象比比皆是，甚至連一些高校也出現(xiàn)了“重科研，輕教育”的狀況[11]。在吸引人才的教育活動方面，我國一些機構(gòu)也在開展夏令營項目，但大多鮮有品牌效應；針對青少年開展的教育項目，在可檢索到的文獻中，更是頗為少見。

4 獨特的院所文化

院所文化分為直觀文化和隱形文化。直觀文化主要指物質(zhì)文化[12]，優(yōu)美而具有品味的院所環(huán)境等屬于物質(zhì)文化。物質(zhì)文化包括院所周邊自然環(huán)境及整個直觀的院所環(huán)境。置身于和諧優(yōu)美的環(huán)境中，可以激發(fā)人們的工作熱情和創(chuàng)造性[13]。冷泉港實驗室坐落于紐約長島，依山傍水、風景優(yōu)美，校園里青草如茵、河水淙淙，使人如置身畫中。這種環(huán)境可以使科研人員充分享受大自然之美，放松身心，對科研活動極其有益。在當初選址時，生物學家也正因為考慮到冷泉港獨特的生態(tài)環(huán)境。其水既類似于淡水又類似于海水，長島有郁郁蔥蔥的原野和豐富的動植物資源，才將冷泉港選為研究地點。

實驗室也利用這一得天獨厚的優(yōu)勢，每年舉辦大約20多場學術(shù)會議，加強交流與互動，吸引來自世界各地7 000多位科研人士參加學術(shù)研討會、互相交流思想和發(fā)布最新的研究成果。此外，還設有班伯里會議中心，專門舉辦參與者少的專業(yè)會議。這些會議展示的都是生命科學的前沿，冷泉港實驗室的科學家足不出戶就能參加這些會議，與全球最知名的生命科學家探討最前沿的科學知識和了解生命科學的最新進展。這種會議氛圍也催生了冷泉港實驗室非?；钴S的思想氣息，在這里隨時隨地可以看到不同國度的人們不分年齡大小、等級職務，平等共處，相互交流，氣氛活躍，交流中智慧的火花迸發(fā)，往往能夠啟發(fā)研究靈感而取得重要發(fā)現(xiàn)。

目前，發(fā)達國家頗為盛行這種“擇優(yōu)型”選址方式，即選擇氣候宜人、環(huán)境優(yōu)美、交通便利及設有重點大學的地區(qū)建立科研機構(gòu)[14]，如冷泉港亞洲也選擇在亭臺軒榭、古韻今風的蘇州成立分支機構(gòu)。相比而言，我國大多數(shù)科研機構(gòu)采取的“就近型”選址方式，即政府科研機構(gòu)對政府部門的地理依附、大學科研機構(gòu)對大學的地理依附等，顯得比較落后。

5 對我國實驗室建設發(fā)展的建議與啟示

近年來，我國的實驗室建設盡管取得了很大的進步，但與發(fā)達國家的實驗室相比仍存在很多不足。結(jié)合冷泉港實驗室的百年發(fā)展史，通過總結(jié)和分析其成功經(jīng)驗，對我國科研機構(gòu)的建設提出以下對策建議。

(1) 精選領軍人才，靈活安排任期。從冷泉港的例子可以看出實驗室主任在實驗室研究方向選擇、人才發(fā)現(xiàn)以及實驗室危機解決上發(fā)揮重要作用，對實驗室的高水平、持續(xù)發(fā)展有著舉足輕重的地位。目前我國在機構(gòu)負責人的遴選上，大多為行政任命，由單位推薦、主管部門聘任[15]，而包括冷泉港實驗室在內(nèi)的大多數(shù)美國科研機構(gòu)不是簡單的行政任命，一般由主管單位在全國范圍內(nèi)選聘，選聘的時間往往達半年到1年之久。因此，我國科研組織在選擇科研機構(gòu)負責人時必須慎之又慎，建立嚴格的遴選標準，不僅考慮實驗室主任學術(shù)成就和領導能力，還得考慮其戰(zhàn)略眼光以及在國內(nèi)和國際社會的影響力。此外，在負責人的任期上，通過對冷泉港和其他生命科學研究機構(gòu)(巴斯德研究所、卡文迪什實驗室等)的研究發(fā)現(xiàn)，負責人的任期一般都很長，最長的接近30年，平均20年左右。我國機構(gòu)負責人一般5年一考核，確定能否續(xù)聘。對于周期長、出成果慢的基礎研究來說，這種5年一考核確定連任的方式仍需商榷。

(2) 重視課程體系建設，建立精品課程。課程學習在研究生培養(yǎng)中占有重要地位，對人才培養(yǎng)起著全面、基礎和綜合性的作用。正是由于冷泉港重視人才培養(yǎng)，培養(yǎng)出了最早的兩批分子生物學精英，贏得了分子生物學搖籃美譽。我國的科研機構(gòu)應該重視課程建設工作，把課程建設當成學科建設的重要組成部分，注重人才培養(yǎng)的長遠和系統(tǒng)規(guī)劃，以研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心，合理設置課程，建立短而精的精品課程。

(3) 精心選擇適宜之地，建設和諧院所環(huán)境。不可否認，科研人員往往要比其他階層更為苛求生活質(zhì)量[15]。隨著人口的增加和環(huán)境的惡化，“就近型”選址方式已漸現(xiàn)弊端，我國科研機構(gòu)在成立或遷址時可以參考借鑒“擇優(yōu)型選址”方式，選擇適宜激發(fā)科研人員創(chuàng)造力的“宜居”地區(qū)，創(chuàng)造優(yōu)美和諧的環(huán)境，使科研人員以飽滿熱情心態(tài)從事科學研究。

6 結(jié) 語

冷泉港實驗室經(jīng)歷了分子生物學的孕育、誕生與繁榮發(fā)展，在這漫長的100多年中，科技發(fā)展日新月異，生命科學研究領域新軍突起，冷泉港實驗室能夠保持高水平運轉(zhuǎn)，幾乎百年不衰，原因是多方面的，也必然存在一定的歷史機遇，但是歷屆實驗室領軍人物的大有作為以及實驗室主研究方向的歷次重要調(diào)整及正確選擇應是其主要因素。

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The Successful Way of the Development of the Cold Spring Harbor Laboratory

SUNXue,LEIEr-qing,XUTian-hao

(Department of Science and Technology, Academy of Military Medical Scince, Beijing 100039, China)

From a historical perspective, we study the development of the cold spring harbor laboratory and draw the following conclusion: those directors who made tremendous contribution to the laboratory construction all held the correct choice and appropriate change of the research directions. They could the equally stress on both research and education. The harmonious and scientific atmosphere might be the main factors to make cold spring harbor laboratory’s success and high level development.

cold spring harbor laboratory; road to success; enlightenment

2015-02-10

孫 雪(1988-),女，山東臨沂人，博士生，研究方向：醫(yī)學科研管理。

Tel.：010-66930169，15010056291；E-mail：sunxuebmi@sohu.com

徐天昊(1961-),男，浙江杭州人，碩士，研究員，博士生導師，從事科研管理工作。E-mail：xth1961@vip.sina.com

G 482.0

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1006-7167(2015)11-0133-04