在科研中获得乐趣的几个关键要素

蒋继平

2019年3月31日


科研工作在多数情况下需要重复地做同样的程序， 有时候仍然解决不了问题， 需要苦思冥想，而且有时间限定， 所以， 很烦人。 要是还要申请基金， 写论文， 处于这种状态下的科研人员一定会觉得科研工作压力大， 没有乐趣。

我一开始搞科研也是觉得科研只是为了生存， 为了养家糊口， 虽然不要申请基金， 也用不着写论文， 但是， 必须按时完成课题研发任务， 深感压力不小， 不能在科研中获得乐趣。

最近几年来， 我在科研中获得了许多乐趣， 科研对我来说是一种享受。 我觉得要达到这个境界， 一个科研工作者必须具有几个关键要素。

第一， 具有天生的科研能力。 对科研有一种施展才能的本能， 具有好奇心和丰富的想象力， 喜欢用自己的知识和经验来解决难题。

第二， 业绩不错。 仅有科研的兴趣爱好和能力还不行， 还必须有实际价值的科研成果。 每当解决一个科研难题后， 自然会有高兴快乐的感觉。 我想所有在科研领域工作的人都会有这样的感觉的。

第三，积极的心态。 同样的工作量， 要是怀着消极的心态， 好像是为了老板干的， 那么一定会觉得又苦又累， 要是觉得是为了自己干的， 用积极的心态去做， 把工作当成健身运动， 把流汗当成养生， 那么， 这样的工作就是享受了。

第四， 宽容的心态。用宽容的心态与团队人员建立良好的人际关系， 把同事当成一家人， 互相关心， 相互体谅， 天天欢声笑语地在一起工作， 尽量为同事们排难解忧。 在这样的环境气氛中工作， 一定心情舒畅，乐趣横生。

第五， 控制工作和生活节凑的能力。 把工作量控制在适当的范围，千万不要超负荷运转。 我现在每天中午回家吃中饭， 然后睡个午觉再去上班， 轻轻松松地做好每天的科研工作， 这样的话， 反而精神抖擞， 工作效率很高。没有紧张压力就会觉得轻松快乐。当然， 这个需要对工作做周密细致的安排。 这样的安排也是一种能力。

最后， 也是最重要的是， 自由和受到尊重。 这个主要是指与公司和上级的关系。 在工作中有充分的自主权， 可以自由地安排科研工作的进程和时刻表， 提出的计划和建议受到公司的重视。 在人格上受到平等的尊重。

科研工作中有些矛盾是无解的

蒋继平

2019年2月21日


科研工作都有一定的程序和目的。 这些程序和目的有时候具有利益冲突， 或者说是有矛盾的。 也就是说， 为了达到一个目的， 必然导致另一个问题。

在我的职业生涯中， 不管在什么时候， 在什么公司， 都遇到过这种无解的矛盾。 具体地来说， 我从事的是植物抗逆性育种。植物抗逆性育种必然要对目标品种进行有害因子的人工接种， 从而在逆境中选取耐逆性的优良品种。这样做的一个明显的副作用就是给周围环境造成不可避免的污染。

举个例子来说， 给蕃茄植株接种青枯病细菌。不管将实验的环境控制的多么严格， 还是不可能将所有的细菌限制在实验的范围内。 这是因为细菌的体积非常小， 可以通过空气， 水滴， 水流和所有固体物质进行传播。因而， 即使在封闭的环境中接种， 各种工具在实验后也经过严格的消毒， 还是难以杜绝细菌对周围环境的污染。 这是因为细菌存在在空气和水中， 即使封闭的实验环境也难以真正做到空气和水分与外界的隔绝。

再来说另外一个例子。 对植物接种病毒一般需要昆虫作为媒介。 比如说， 给蕃茄植株接种蕃茄黄花卷叶病毒需要灰粉虱作为媒介。所以， 科学家一般要将灰粉虱与已经感染的蕃茄植株饲养在同一个笼子内。 这种笼子的网罩的孔虽然可以防止灰粉虱的逃逸， 但是不能阻止比灰粉虱体积还要小很多的蓟马的自由进出。更不能阻止细菌和真菌的繁殖， 这就导致了这些有害生物在笼中的繁育生息。在这种情况下， 为了保护灰粉虱的种群数量， 不能对笼子中的有害生物喷农药， 要不然， 会将灰粉虱杀死的。 这样的结果是， 笼子中的蕃茄植株同时受到许多强劲有害生物的侵染， 一般很少能够生存下去。这是我们在工作中遇到的最使人头痛的矛盾。

科研工作中这种利益冲突的例子还有很多。用另外一个术语来说， 就是科研工作的副作用吧。

生物实验室常见的问题和采取的对策

蒋继平

2018年12月20日

一般来说， 生物实验室在研发领域算是比较复杂的实验室。 这是因为： 1. 生物本身是一个复杂的综合系统， 尤其是高级生物， 有各种细胞， 组织和系统。 2。 生物的生长发育与环境条件密切相关。因而， 生物实验室一般需要比较高级精细的试验设备和严格控制的环境条件。

鉴于这样的要求，生物实验室的设计一般都是非常周密部署的。 即使这样， 有时还会遇到意想不到的问题。 下面是这些常见的出于意外的问题和应该采取的对策。

第一， 临时断电。 生物实验室一般具有多种高级仪器设备。 这些仪器设备需要电能驱动， 一旦供电局临时出了问题不能供电， 就会给正在进行的实验造成严重的影响。 还有其他原因造成的临时断电。 比如说， 我所在的弗罗里达州经常有雷阵雨，有时电能线路被雷电击中或者线路被狂风暴雨吹倒造成断路。 这个就造成了临时断电的困境。 对付这样的问题不是一个难题， 只要给实验室配备一套备用发电机， 一旦断电， 备用发电机立即启动， 继续给实验室提供电能。 我的实验室就有两台这样的备用发电机。所以， 临时断电不会给我的实验带来严重的后果。

第二，培养皿污染。制备菌种的培养皿很可能会被其他微生物污染。这个尤其在实验室的空气质量很差的情况下更加常见。 应对的办法是， 首先要保证实验室的整洁干净， 使用过的仪器设备和各种器皿都要及时清洗和消毒灭菌。 其次， 要定时检测超净工作台是否达到设计的要求。 要是超净工作台不能有效地清除空气中的微生物，那么， 必须对超净工作台进行清理和检修， 使之达到设计要求。

第三。生物种源污染。用于生物实验的生物种源是生物实验室的一种非常重要的资源。几乎所有生物实验室都有自己的实验生物种源。 可是， 在制备和保存这些生物种源的时候， 有时会出现种源被其他微生物污染的情况。应对这样的问题， 首先是在制备的时候要多复制几套。制备好以后， 从各套取少量样本先在实验室试长。 要是没有发现污染， 就将其分别采用短期保存和长期保存的策略保存在相应的设备中。 短期保存可以在需要的时候立即拿出来使用。 长期保存的菌种在短期保存的菌种出现问题时拿出来救急。

最后， 参照系出了问题。任何科学实验都必须有一个可靠的参照系。 一旦参照系出了问题， 整个实验就等于失败了。 因为生物实验的对象一般都是活的生物， 活的生物具有生物特性。 这些生物特性与环境条件密切相关。 因而， 一旦环境条件发生与设计有明显差异的时候， 就可能会出现异常的反应。 还有， 因为实验是人做的， 人为因素有时后也会造成差错。 应对这样的问题， 首先要严格检查所有的仪器设备在运作过程中是否处于正常状态， 然后，要认真回顾实验操作是否出了差错， 比如说， 把参照系的材料混合了， 或者把参照系的材料弄反了。 这个有时真的会出现的境况。

真菌的呼吸机制是什么呢？

蒋继平

2018年10月25日


这个问题由我提出来好像有点奇怪。 这是因为我是植物病理学家， 一辈子与真菌打交道， 居然不知道真菌的呼吸机制。 是的， 我确实不知道真菌的呼吸机制。 我不记得在我22年（小学-高中， 12年， 大学4年， 硕士2年， 博士4年）的求学生涯中学到任何有关真菌的呼吸机制的内容。 我也在网上搜索了相关词条， 没有发现任何有价值的， 可靠的参考文献。

我知道植物通过光合作用， 吸进二氧化碳， 吐出氧气； 动物吸进氧气， 吐出二氧化碳，真菌是一种鉴于植物和动物之间的微生物。我也知道， 微生物中的细菌， 有喜氧型和厌氧型两种类型。 所谓喜氧型就是在有氧气的环境下才能正常生长发育， 而厌氧型则刚刚相反， 喜欢在缺氧的环境下才能正常生长。

那么真菌是怎样呼吸的呢？我找不到这样的科学研究报道。不过， 我知道， 真菌在密封的环境下可以生存好几年。 这样看来， 真菌好像不需要氧气也能生存很长时间。

不管这么说， 真菌是一个很大的群体， 有很多种类， 它们很可能也像细菌一样， 有喜氧型和厌氧型的区分。当然， 这仅是一个猜测。有待科学的验证。

在面试时如何回答这几个问题

蒋继平

2018年6月16日


50万年后， 地球上的一个地质科研团队在北纬39.9， 东经116.4（现在的北京天安门广场）的黄土底层发现了牡丹花的化石。他们用同位素对这些化石进行检测。 发现这些牡丹花是50万年前的一种植物。 这种植物生长在北纬39.9， 东经116.4的地理区域。 他们在自然杂志上发表了他们的发现。 文章的结论是： 50万年前的北纬39.9， 东经116.4 的地理区域是牡丹花的适宜生长地区。看到这样的文章，你觉得作者的结论是否正确？ 为什么？

按照宇宙大爆炸理论，太阳系的八大行星一开始的时候应该都是一个火球， 像现在的太阳一样， 只不过体积小了很多很多。后来， 经过冷却，这些火球演变成了现在的固体星球。照这样的自然规律， 那么，在遥远的将来，太阳冷却后也会演变成一个巨大的固体星球， 会不会？

从地球上看火星是天空中的一个星， 那么从火星上看地球， 地球是不是也是天空中一颗明亮的星？要是因为地球的大气层和地面的植被吸收了大部分太阳光，从火星上看不到地球的明亮星光，那么， 宇宙中一些像地球一样有大气层和大面积植被的星球是看不见的适合生物生存的球体， 是不是？

天生我才必有用。上苍创造了苍蝇这种生物。 试问， 苍蝇的功用是什么？

请各位读者展开丰富的想象力，像对待博士资格考试时那样思考和回答这些问题。

科学数据需要科学知识和思维来解读

蒋继平

2018年3月24日

现代媒体上， 包括科学期刊和时事新闻， 经常充满着各种各样的科学数据。 这些数据用图像和表格的形式展示在读者和观众面前。 这些数据大多数来自统计或者科学实验的记录。

我是一位科研工作者， 一生从事科学研究， 在工作中经常需要记录大量的实验数据， 并以图表的形式向上级和合作同事汇报。我在呈报这些实验数据时经常提醒有关人员在应用这些数据时要根据当时的实验环境来一起考虑数据的真实意义。 不过， 即使我不加特殊说明， 我的上级和合作同事们自己也会用科学的知识和思维来解读我的数据。 这是因为他们都是专业上的内行， 具有科学的知识和思维能力。

但是， 社会上的大多数民众并没有足够的科学知识和思维能力来解读媒体上的一些数据。这就造成了当今社会微信圈中许多偏激的科学数据被传来传去的主要原因。 我发现， 越是文化程度低的人， 越是喜欢将这些偏激的数据在群内转发。

科学界的大多数数据属于两大类型， 一类是统计数据， 另一类是实验直接纪录的数据。统计数据往往是一个群体的平均值。不管是哪类数据，它们一般都有自己的定义范围或者一个参照系。而这个定义和参照系是解读这些数据的关键。

要是读者不对数据的定义范围或者参照系有充分的认知， 仅凭数据的数值来解读， 那就可能被误导了。

举个具体的例子来说，患高血压的人数， 在人群中的百分比， 这两组数据在美国心血管联合会调正高血压病的生理指标数值前后一定相差很大。调正后的数值一定比调正前高出许多。 但是， 事实上， 患高血压病的人数不可能在几天时间内增加这么多。调正后的数值升高是因为参照系变了。

我把一些社会统计数据看成是一个信息， 而不是用来当作有参考价值的东西。例如：全国的平均工资收入。 在我看来， 这样的数据对于读者一点儿参考价值也没有。 其理由是：1. 专业的工薪不一样；2. 雇员的工龄不一样；3. 雇员的学历不一样；4. 地区差异。5. 工作单位的待遇不一样。因而， 即使是同一个专业， 同样的工龄，同样的的学历， 在同一个地方， 要是不再同一个单位， 还是没有参考价值。

总之，我们在读科技论文或者观看新闻报道时， 不应该仅看数值， 要先了解产生这些数据的背景或者参照系。要做到这点， 就需要有一定的科学知识和思维能力才行，这个通常只有专业同行才行。社会上， 专业同行在人群中的比例是很低的， 所以， 绝大多数人是外行。 对于外行来说， 这些数据就是垃圾。 这也是当今很多科技论文被认为是垃圾论文的一个主要原因。

科研追求的是长期效益

蒋继平

2018年2月28日


科研和生产最大的区别是：生产讲究的是短期利益， 是一个月， 一个季度， 一年的盈亏结果； 而科研的处境往往是： 一开始只有投入， 其有效产出最起码也要数年时间才能体现出来。 在生命科学领域， 没有五年时间， 很难出一个新产品。

因而，我们可以把生产看成是一个决定局部胜负的战术， 而科研是决定一场大决战的战略。

搞科研需要远见卓识， 需要胆量和勇气。 这是因为它是一项长期投资。

当然， 现在有的单位为了评职称， 为了科研经费，使科研变了味。有的人只是在实验室制造一些数据， 用来发表论文， 这样的论文即使没有任何社会应用价值， 但是， 可以作为有价值的“学术成就”。

这样的科研， 已经彻底地背离了科研的宗旨。 这样的科研， 实际上已经变成了“生产”。它追求的是短期利益， 而且是毫无社会价值的个人利益。

真正的科研， 是开发出新的技术和新的高质量的产品， 或者发明一个新的原理。这种新的技术可以大大地提高劳动生产力。 这种新的产品很受消费者的亲睐，可以大大地提高人们的生活质量，这种新的原理可以给某个领域带来新的技术革命。

因而， 一个科研项目， 虽然在一开始的时候， 只有投入， 没有产出， 尽是“亏本”的生意； 但是， 一旦获得成功，就具有强大的竞争力， 也会给社会带来巨大的实际价值，比如说， 使劳动成效加倍， 或者给人民生活带来很大的便利。举个具体的例子，智能手机。

近代西方的主导地位， 就是科研做得好。 他们愿意在科研上投资， 目光远大。 因而， 一直掌握着战略领先的优势地位。

科研不是采集数据这么简单的事

蒋继平

2018年2月26日

假如你是一个在读的研究生， 你的导师只是安排你在实验室按照他／她的布置，按部就班地做实验， 采集数据， 制作图标， 统计分析， 然后按照这些数据写论文， 那么， 你的导师培养的一定是将来的科技技工， 而不是研究型人才。 或者从另一个方面来说， 你和导师的关系不能真正算得上师生关系， 而是雇员和老板的关系。

一个优秀的导师， 一定会懂得这样的道理：科研不是采集数据这么简单的事。 科研是创新， 是发现， 是找到解决问题的方法的工作。 这样的工作在面对一个科研项目时， 需要下列几个能力。

对这个项目提出一个找到答案的假设。

根据这个假设设计具体的实验计划。

在实验过程中不断地进行数据分析， 在实验不如意的情况下，对试验参数进行必要的修改， 并能够进行优化选择适当的参数。

具有敏锐细微的观察力， 对实验中出现的一些异常现象能够记录在案， 并进行进一步的观察分析研究。 世界上一些重大的科学发明都是在意外的情况下被发现的， 并不是实验设计的一个内容！

要有逻辑推理和综合分析的能力。

要能够融会贯通， 举一反三， 综合利用已有的知识和经验来解决实验中出现的问题。

记得我在读研一的时候， 导师给我一个研究课题， 要我证明植物致病疫霉的有性孢子（卵孢子）在什么环境条件下才能获得较好的萌芽率。 这个卵孢子在自然状态下通常是休眠的。导师对我说：他和我的师姐以前已经对此有过研究， 并且已经将研究结果以论文的形式发表。他要我继续这方面的研究，并且可以用同样的方式进行实验， 以证明我师姐的实验结论是否可信。我接到这个课题后， 一筹莫展， 不知道从哪里下手。 这时候， 导师不是为我设计实验计划， 而是先让我提出一个假设。 关于如何提出假设， 他只是启发式地问我：卵孢子是不是需要特殊的营养才能萌芽？你可以提出其它的假设， 比如说， 需要特殊的环境条件（温度， 光照， 等等）。他继续对我说， 在提出一个具体的假设后， 再根据这个假设确定实验的计划和材料。

我觉得我的导师是真正培养科研型人才的好导师， 不是为了个人的利益把学生当成助手的学者。

上帝统管宇宙的密码

 

蒋继平

2014年11月5日

 

我最近穷尽我的脑汁， 认为我找到了上帝统管宇宙的密码。 这个密码就是ACGTU。 在这五个字的密码中， 以ACGT为主体， U是少数情况下才用的。这五个字母分别代表： 1。 A = Aerospace（空间）。 2。 C = Compound（混合物， 或者说物质）。 3。 G = Gravity（引力）。 4。T = Time（时间）。 5。U = Unpredictability（偶然事件， 或者说不可预测事件）。

这五个字母是上帝用来统管宇宙的密码。 这五个字母密码可以产生无穷的变数。 它们的基本单位是 ACGT，  U是上帝手中的一张王牌。

宇宙中的一切都在这个四度结构中运行。即： 空间， 物质（混合物），引力和时间。 前三者的作用产生时间。

空间是最基本单位， 也是第一维度， 是其他维度的必要条件。空间中容纳物质，物质间产生引力， 引力带来物质的运动， 运动产生时间。

假如我们把宇宙看成一个有机体， 那么， 空间和时间是这个有机体的两条骨架， 物质和引力是两个骨架的链接。

世界上的一切事物都是在这个基本架构上运行的，这是正常的宇宙规律。 假如有任何不测事件发生， 那么， 那肯定是U 这个密码在发挥作用了。具体地来说， 我们发射航空火箭探索宇宙空间， 我们按照这个宇宙定律来设计航天器， 大多数情况下， 反射正常，有时发射失败。 这些失败的发射就是不测事件。 这些失败的发射就是上帝的意思， 他用手中的王牌 U 来统管人类的行为。 您要是不信， 认真地想想， 人类按照ACGT这个宇宙规律设计的航天器， 一定认为是成功的， 而且事实上也证明是成功的， 现在失败了， 这肯定不是人类（设计者）的意愿和行为所导致的， 是不是？

上帝统管宇宙的这五个密码在生物中体现得更为明显。 现代科学已经知道，生物物种是由遗传物质决定的。 这个遗传物质就是 DNA, 中文叫脱氧核糖核酸。说来巧得很， 组成这个遗传物资的基本单位也是这五个字母， 即： ACGTU, 而ACGT是主体， U 很少用。

这里的A = Adenine, C = Cytosine, G = Guanine, T = Thymine， U = Uracil。

这五个字母密码可以产生无穷的变数， 导致了世界上无以数计的生物个体和种群。 这五个密码决定着各个生物的个性。 从大的方面来讲， 这五个密码决定着生物的种群属性。 具体地来说， 这五个密码的排列组合决定了是老鹰还是小鸡， 是松树还是小草。 从小的方面来讲， 是雄鸡还是母鸡。

在大自然， 母鸡生的是蛋，鸡蛋孵出来的一定是小鸡， 不管怎么说， 母鸡是生不出鹰蛋来的。 不过， 自然界有时也会出现变异的物种， 那是U 这个密码在发挥作用了。

泛观世界， 整个宇宙都在这五个密码的统管之下。 不过， 这五个密码虽然在简称上看上去是一致的， 但是， 实质上有很大的区别。 在物质世界， 这五个密码代表着四个维度和一个不可预测的因素； 在生命世界， 这五个密码代表着四个调控生命的基本单元和一个少见的单元。 总的来说， 不管是物质世界， 还是生命世界， 一切都在这五个密码的统管之下， 没有任何例外。

现在世界上的所有科学家们都在努力破解上帝的这五个密码的具体内涵。 理化科学家们在物质世界破解统管物质世界的密码，而生命领域的科学家们正在努力破解生命世界的密码。 不过， 在我看来， 人类即使穷尽毕生精力也不会彻底破解上帝密码的真正内涵的。换句话说， 人类不可能知道上帝如何使用这些密码的， 尤其是U 这个密码。

我觉得这一切都在上帝的计划之中。 上帝在创造这个世界的时候已经用这个密码决定了一切。 比如说， 他让牛顿提出万有引力定律， 他让爱因斯坦提出相对论， 等等。 这些杰出的科学家不是通过后天的努力勤奋学来的知识， 而是天生的聪明。 所以， 他们被称为天才。 既然是天才， 不是说明是生来就决定了的吗？ 我始终觉得， 上帝在人类的某些人的密码中加入一个特殊的编程， 使这些人具有不同一般人的品性。 但是， 这样的编程是很少用的， 所以， 人类中每过几十年甚至几百年才能出一些天才， 而且数量极少。