湯佩松:專業的選擇——虛榮與實學

 

作者:湯佩松,中國科學院院士,植物生理學家,中國植物生理學奠基人之一

出處:《植物生理學通訊》,19864):70-73

 

專業的選擇——虛榮與實學

“山不在高,有仙則名”

  我在1927年冬畢業于美國明尼蘇達(Minnesota)大學植物系后,沒有立即進入該校研究院而是利用從冬季到夏季,包括暑期學校在內的半年時間里選修了一些我所喜愛的課程。這些課程包括當時在美國大學除了醫學院開設的以臨床應用為主的生物(或生理)、化學外很少開設的生物化學課。即使如此,R.A Gortner的“農業生物化學”也只是前不久方在該校農學院開設的。其所以能在一個州立大學開這門課,并從我在該校那時開始,發展成為一個當時全國注目的農業生物化學系,是有其社會及經濟背景的。這個背景是:明尼蘇達州及其附近幾州,“中西地區”是美國盛產小麥的糧區,而此區及北面盛產小麥的加拿大小麥加工又集中于該州首府Saint Paul。該區的面粉加工廠Pilsbury Mills即使不是美國當時唯一的,也是全國最大的面粉(及小麥產品)加工工廠。其主人Pilsbury家族為了保持和發展它的企業財富,力求對面粉的生產“精益求精”,不但在廠內設有研究場所,更有遠見的是他們還捐贈一筆資金在明尼蘇達大學指定成立一個(起初)以研究小麥產品為主的農業生物化學系,并建立一所專用的生物化學樓。聘請了以當時新興分支學科,膠體化學見長的新秀R.A.Gortner為教授及系主任。由于有雄厚的經濟力量支持,又是一個新起的專業, 更加上Gortner在待人接物上的良好作風,這個農業生物化學系很快發展起來了。很多年青有為的學生被吸收到此,因而挑選了一批能力較強的人員,很快地把該系的教學和研究范圍擴大到膠體化學和淀粉化學以外, 成為大約是美國的最初以“普通生物化學”為實際主體的少數機構之一。至少在名聲上似乎超過了久負盛名的耶魯(yale)大學及與其有密切聯系的Connecticut Agricultural Experiment Station(康州農業試驗場)的由幾名蛋白質、核酸專家組成的生物化學和生理化學集體。在當時我們用的教材還是他們的油印(成冊)講義,沒有成形的教科書。連Gortner本人也是用他自己編寫的講義授課。在試驗課方面,主要是一些定性分析,很少定量方法,也沒有關于酶學的任何試驗。 

 

  由于Gortner本人對膠體化學的偏重,更由于在當時,膠體化學風靡一時,被認為是打開生命之迷的新途徑,我在這門課上下了點工夫,不但翻閱了一些用膠體化學模擬生命現象的書籍,自己還在課外時間作了不少的模擬試驗,:模擬樹木的年輪,半滲透膜的制造及細胞透性的模擬等。最后還想從表面活性現象模擬Otto Warburg早已放棄了的原始工作:活性碳——鐵結合物的“呼吸氧化”現象。使我難堪的是,這個試圖是我在1933年夏天回國途中,特別要求并得到許可到德國柏林舉世聞名的國家科學院細胞研究所作為訪問學者,當面向Warburg本人提出而被否決的“研究課題”!那時他本人則是正在進行“黃酶”的提純及結構的分析。雖然由于停留時間短促,也因為我對酶的提取一無所知,他還是給了我一個外圍小試驗去做。至今我仍然感到慚愧。 

  實際上我并不是不知道Warburg當時的工作是在全力以赴的集中在“黃酶”的提純及結構上,也不是不知道他的出色的“呼吸酶”作用光譜的工作,并且在到他研究所以前我剛剛發表了用他的方法首次發現在植物組織中有“呼吸酶”活性的存在(下面將另談及)。但是我對將一個酶作為蛋白質來提取出來既無思想認識,更沒有這方面的技術準備。這是因為在我初學生物化學時,固然對酶的活性及其存在是公認的,但是由于在那個期間(19201930),對酶的化學性質和概念不清楚。存在著兩種對立的看法。一種是純物理化學(化學催化,包括膠體化學的表面活化現象),另方面是酶的生物化學觀點:酶的性質是蛋白質。本來從許多工作看,后者是占上風的,但由于當時德國的生物化學大師,對葉綠素的化學研究有突出貢獻的R.Willstater的聲譽及威望固執堅持其為非蛋白質,一時未能作出定論,只是到1926J.B.Sumner從大豆研磨液中首次提取并得到了尿酶結晶體和自那以后的約二十年中對50多種酶的提純和結晶,方對酶的蛋白質性質作了定論。而我當時過分偏重于對膠體化學的“表面活性”的觀點,造成了這次過失。這個教訓是深刻的。我決不把這不教訓推卸給我的老師, 只能將其歸咎到我自己的先入為主的主觀和惰性。當然這個故事也說明由于對權威、大師的容忍和盲從,一定程度的延緩了一門學科的進度。 

  歲月有時還會嘲弄人:事隔五十多年的今天,當回憶這件難堪的往事時,我正在和我的學生們一道起草一個包括“黃酶”類電子傳遞體(Flavoproteins,Fd,Fld)在內的固氮作用和固氮酶的生物能力學計劃! 

  寫完這段插曲,讓我回到正題。 

  在大學本科畢業后我之所以沒有立即進入研究院學習,主要是想選擇一個“名?!?span>,更想找個“名師”。但在這之前又有一個先決問題:已經做過了一個證明是適合愿望的選擇--從一個狹窄的職業性學院轉到較為廣闊基礎的學院--文理學院,有了廣泛的自然科學基礎,下一步應當怎么辦?是回到職業性學科? 或是在這個廣泛的理、化、生基礎上,深入到自然科學的“引人入勝”的研究工作中去“成名成家”? 

  我雖然沒有把我的這些想法向我的導師全部講出,他大概從我的表現及日常交談中看出我的意圖,特別是我畢業時堅決要(文理學士)(B.A)而不要職業性的學位(B.S)。而當時在校的大學生的要求則相反,要工程、法律或農學士(B.S.;B.L.)的職業性學位而譏諷文理學院(S.L.A)為“失去事業心者的學院”(School of Lost Ambition)!我的導師在畢業前后的幾個月里曾和我進行了多次談心,問我有何打算。我毫不猶豫地告訴他我想終身做科學研究工作, 要進到一個研究院,獲得(哲學博士)學位。 

  在看到我這幾年學習的物理、化學和生物學課程成績,以及在畢業典禮上獲得的優等獎勵(兩個最高榮譽學會的“金鑰匙”。一個是文學的“ΦBK(Phi Beta Kappa), 一個是自然科學的“∑?,(Sigma Xi)他起初一定要我留在明尼蘇達大學改行進入該校的醫學院。他說我學習的課程與醫預科所要求的一樣,并說他已和醫學院教務處說妥不但可以直接進入醫學院,后期費用(清華官費只有五年,醫科共需八年)不成問題。他的理由是十分衷懇的:“現在(當時,1927年時代)中國需要的不是‘純學術’,‘純’科學家,而是能夠對她的社會事業、人民(當時用‘國民’)造福的實干家”。事隔半個多世紀,他的原話我不能一字不差的回憶出來,但其主要意思則是完全如此。在一個物質生活水平很高的國家里的一個富有到可以不依靠工資過活的“純理論”植物生態學教授,能這樣的從當時中國現實情況出發,勸他自己的“得意門生”去“背叛”師門, 如果不是出于無私和至誠,并對當時中國現實的同情,是不可思議的!他加上:你有這樣的基礎,既然不愿學農(M.S),最適宜的專業(在他看來)只有學醫(M.D.)但我堅持要做一個帶有Ph.D.頭銜的“正統”科學家!經過幾番爭辯和更多的自我斗爭,終于達成了妥協:在植物生理學領域中去攻讀我那榮貴的博士頭銜。這樣就定論了我當時在學習和“事業”前途上方向和道路的選擇斗爭。我只是在那以后,當我開始接觸許多生物化學家,細胞生物學家和普通生理學家(:Otto Warburg, Ralph GeraldL.Michaelis)得知他們有的是醫學博士(M.D.),更有的既有醫學學位又有哲學博士(Ph.D.)學位時方才明白,學醫不一定限于行醫,并在少數大學中已經開始有了培養既能行醫又能做醫學生物學研究的制度(M.D.;Ph.D.)。如果我在和我的導師爭辯時知道有此途徑,很可能這個具有雙料頭銜的途徑更適合我的虛榮心,將我的選擇推向這一條途徑。實際上后來我是曾經后悔過的! 

  在當時,這次對我決定業務前途“終身大事”的決定,的確是我事業方向選擇中的一個重要里程碑。但現在看來其重要性不在于當時作出抉擇的方向或途徑本身,更不應當是追求那類學位頭銜。重要的是這次的反復爭辯推動了我認真考慮向什么長遠事業發展的前景并啟發了我對自己及對各個學科的認識。這個過程就是大學教育的精華!在任何課堂中是得不到的。現在回頭看來,我當時的決定不是最終的,而只是延著我在這次和導師爭論及平時下意識所形成的暗流,開始逐步演變成為與我自身的成長融合得愈來愈緊密、愈來愈協調的生活——事業的協同體。我現在感到,一個人只要有了自己的堅定目標和理想,條條道路都是通羅馬的。甚至可以說,道路的進程就是目標的實現和演變過程。演變的過程本身就是目標的逐步形成、完善、鞏固和擴大。上段心得體會很難用抽象語言說清。只能用我在從那次學業方向爭論開始(1927)到現在(1986)近六十年的工作內容的演變中,所逐步形成和發展而留下的“動態的目標”的結晶來表達我的學術活動成果的范圍和性質:植物生理→細胞生理→普通生理,最后轉到我近十多年來的生物能力學。在幾十年演化過程中,我現在已經心滿意足的達到了我在1927年無法說清,而當時還尚處在萌芽階段的“細胞生理學”、“普通生理學”,最后演變產生當時尚未有的“生物能力學”。這就是我在上面想說明的:只要自己有自己的見解、遠見和目標(那怕是輪廓性的),達到的途徑和手段決不只是單條的,而且重要的是,途徑的過程和演變本身就是目標的發展、完善和完成的過程。目標的實現是一個動態的過程,有似慧星的運轉及消長。運轉是過程,也是目標的演變。特別是它的光熱的消長,至少從人的客觀觀點是這樣的。人們用亮度和熱力衡量星體,用榮譽和貢獻衡量人們的成就。這是現實的,但只是外表而不一定是實質的價值指標。人的能力和背景各自有所不同,貢獻因而有別。對我自己來說,一個公平的共同衡器應當是:在每段緊張工作完成后,和最后當死神降臨的前夕,我能平靜的、安祥的、心情偷快的輕頌唐人李商隱的名句:“春蠶到死絲方盡,蠟炬成灰淚始干?!蔽揖偷玫搅俗罡叩陌参亢驮u價。上面引用句中的“淚”字,我是用Winston Churchil1在二次大戰倫敦大轟炸緊急關頭發出的震撼軍民的豪言壯語!“I have nothing to offer but blood,toil,tears and,sweat”中淚的含義,不是悲傷而是奮斗的淚痕。 

  不管我在明尼蘇達大學植物系時的導師, Wi11iam S.Cooper在課堂上對我有多少幫助、對我的專業方向的選擇本身起了多少作用,他的無私的胸懷和摯誠的品德,使我能把我自身的理想和愿望與周圍世界結合起來,認真的估價我自己和思考我的前途,在這個關鍵過程中,他是盡到了一個導師所應起的最崇高作用,他是一個模范導師。 

  經過這番曲折,最后由他建議從兩所名校哈佛(Harvard)和約翰·霍普金斯(Johns Hopkins)中挑選一個。實際上我們也曾經提到過Cooper的母校芝加哥(Chicago)。這三處均是當時美國植物學(生物學)最突出的學校,并且都是以植物生理學著稱的。但在研究院方面,Johsn Hopiksn更為突出。原因之一是Johsn Hopiksn大學是以專重培養研究生著名。據我記憶它是美國第一所以培養研究生為主的大學。其他大學當時或以后陸續招收研究生,但其主體仍是大學本科生的培養。原因之二是,在美國全國當時只有Johsn Hopiksn設立了一個專門以植物生理學命名的培養研究生的獨立場所:Burton E.Livingston為首的Laboratory of Plant Physiology(植物生理研究室)。這個研究室和它的教授Livingston的聲望不但在美國,在國際上也是很高的。除了以上“三重名牌”(名校、名門、名師)Cooper選中了Livingston還另有一個原因,因為他所作的研究大部分是與生態生理有關(Cooper是著名的生態學家)。而我愿到Livingston那里去則是由于另一原因。我曾被他早期所作的(可能是博士論文)關于滲透壓的原理及其在細胞水分關系中的作用和中期與J.W.Shive一起作出的關于植物營養“三鹽溶液”配制方法圖解中所用的物理化學探索方式所吸引。 

  前一項論著對W.Pfeffer在十九世紀末所作的經典巨著(Osmotische Untersuchungen, Leipzig,1877)和其后一些物理化學家關于滲透壓的工作作了精辟的闡述后,指出其在植物水份生理中應用及其局限性。后一項工作是將另一位德國植物生理學大師提出的“植物營養必須的十大要素”(現在當然多于十種)用最簡單的三種含有這些元素的無機鹽: Ca(N03)2·KH2PO4MgSO4,外加少量的鐵鹽和水配置。這個巧妙的配方及其成份間分配關系的數量分析圖解是當時一個出色工作。雖然日后這個“ 三鹽溶液,(Three Salt Solution)為其他更合適的營養液所代替,但其配制思路是很有用的。對于我這個熱衷于從物理化學原理去探索生理功能的人很有吸引力。 

  我是抱著這個希望,1928年夏去Johns Hopkins大學,Burton Livingston教授之門的。到達Baltimore(Johns Hopkins大學所在地)的第二天,我去學校報到。發現Livingston和他那赫赫大名、獨樹一幟的“植物生理研究室”遠沒有我所想像的“名門”氣派!只有兩間各約50m2的試驗室兼“課堂”。地下室是一間存放一般化學藥品及普通玻璃儀器的大房間和兩間小暗室。頂樓是工具室和“車間”。教授辦公室就在一進大門的一間不到15m2的小房子里,除此以外,只有一個長約50m,15m左右的溫室。一半用做栽培試驗,放在另一半當中的是這個研究室韻“鎮山寶”--一個可同時保持五種不同溫度的“梯度恒溫箱”。這在三十年代的確是獨一無二的。不過,這個梯度恒溫箱在四十年代即已由F.W.Went在美國加州理工學院創建的一所中型溫室大小的人工氣候室所取代,并在字典中出現了一個新詞匯, Phytotron(人工氣候室)!以后世界上人工氣侯室愈建愈多,愈建愈大,到七十年代初Wisconsin大學的更新更大占地一個街區的Biotron而“登峰造極”。我在1979年參觀了這個龐然大物后向其設計人及主持人譏諷地說:“近來在美國什么都是‘超級’SuperHigh Way;Superman;Supermarket;Superdome我贈送你這個Biotron一個更為合適的名字:Superpertron”。他還滿為得意。只可惜,從本世紀六十年代開始,輕巧、靈活而又經濟的“人工氣候箱”逐漸盛行,看來已經使那些一度曾是許多植物生理學研究機構的“寵兒”變成落后的龐然大物了。這是科學研究中設備和工具更新過程中,高昂而又往往不可避免的代價! 

  Livingston在二次大戰后不久就年老退休,那個為他而設的研究室也就當然無聲無息地結束了它的使命。我早在他退休前就離開了美國。 

  過了幾年后,就是在這個狹小、陳舊的實驗室成立了一個嶄新的、富有活力的生物學研究所:那就是在五十年代到六十年代名噪一時的McCullum Pratt Institute of Biology。在十多年中,陸續集中了八位從事生物化學及試驗生物學的大師,作出了以酶學為主的卓越成就,例如,現已成為經典巨著ColowickKaplanMethods of Enzymology和我們經常使用的測定ATP的“螢火蟲”方法。順便提一句,現在上海生化所的王德寶教授也曾在那里工作過并作出了出色的貢獻。 

  同樣物質條件、同樣陳舊和更為擁擠的房舍,只要有富于生機、富有活力和進取心的人總會作出卓越成績的?!吧讲辉诟?span>,有仙則名”,“斯是陋室、唯吾德馨”! 

  1979年訪美時我特別單獨的走訪了五十多年前的這所母校。外表變化不大,只是多了幾幢建筑物。就連五十年前我“以所為家”的原“植物生理研究室”的老房屋外表上也毫無變化,只是我曾汗流俠背在內“干苦工”的溫室的玻璃已破碎不堪。當我輕輕推開那十分熟悉的綠色大門時,沒有人阻攔我,也沒有人迎接我。我以忐忑的心情和輕穩步伐走進我日夜相依兩年的試驗室,我看到這原先曾是“植物生理學研究室”和繼那以后的著名的生物研究所中的忙碌緊張的工作臺和人員,已被一排排鐵絲籠中供試驗用的白鼠所代替!面目皆非。先后曾視為“掌上珠”的兩所名噪一時的生物學研究所故址現在已成為一幢橫跨整個街區的活躍異常的現代化分子生物學研究大樓的附屬“鼠室”,這就是我在五十年光陰中所經歷并見證的生物學世界的滄桑!

誦讀人:植物所 研究員 王文達

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