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陈润生:81岁院士,他的课“比春运火车票还难抢”

【来源: | 发布日期:2022-10-19 】

今年81岁的陈润生,教了34年书,对课堂上的一幕印象最深。

当时他正在讲哈佛大学的干细胞实验:科学家教会两只鹦鹉唱歌,把其中一只鹦鹉脑子里的中枢神经弄坏,它就不会唱了。再把另一只鹦鹉脑子里的干细胞取出来,处理之后,注射进第一只鹦鹉体内,这只鹦鹉再次唱起了歌。

这个实验得出什么结论?学生们回答:“干细胞可以用来修复受损细胞的功能。”偏偏有个年轻人站出来问:“陈老师,这只鹦鹉唱的歌,还和原来一样吗?”

陈润生给上万人讲过这堂课,就只遇到一个人这么问。

“这个问题有多好呢?”哪怕已经过去十多年,陈润生谈起这一幕时,还是眼睛亮晶晶的。

如果唱的是新歌,说明干细胞只是恢复了大脑的功能;如果唱的是原来的歌,就说明干细胞还能修复已经损坏的神经连接,甚至能重建记忆。

“这个问题关系到记忆和意识的本质,从科学上讲,从哲学上讲,都非常深刻,让人震撼。”陈润生说。

一个人欣赏什么样的学生,就能看出是什么样的老师。而陈润生最看重的,是学生“思考的层次”。

壮观的上课场景

在中国科学院大学(以下简称“国科大”),如果你想去听陈润生院士的《生物信息学》,需要提前做一点攻略。8点30分开始的课,最好刚过6点就去占座。有人没经验,6点40分去了,惊讶地发现前排已经坐满了。

当然,前提是你能“抢”到这门课。当初线上选课,600个名额“秒空”。没抢着课的学生太多,学校又连续增补了两次名额,最终扩容到约900人。

国科大雁栖湖校区里,一般的“大课”多开在阶梯教室,而《生物信息学》开在能容纳上千人的学生礼堂——在一则校园新闻里,这一幕被描述为“壮观的上课场景”。随便问问在座的学生来自哪个专业,答案五花八门,覆盖“数理化天地生”。

总建筑面积10741平方米的礼堂里,电影院般偌大的落地屏幕下,老爷子本就单薄的身板,被衬得愈发小巧。长而空阔的讲台上,一人,一桌,一椅,一笔记本电脑,一保温杯而已。八旬老院士的洪亮嗓音,经由一支小小的麦克风,充盈整个空间,绕梁不绝。

“我第一次听课的时候,坐得比较靠后,声音却清晰有力,我完全没意识到讲课的人已经这么高龄了。”已经毕业的学生饶丹对记者说。

陈润生是中国第一个开设《生物信息学》课程的人,在8年里,这门课都是全国独一家。

第一堂课,他要告诉学生什么是“生物信息学”。

他的讲法很独特,是从自己一段疯狂的“追星”经历开始的。

1988年,陈润生从德国汉堡大学留学归国。他曾做过“洪堡学者”,有“量子生物学”这样的前沿科研经历,还发表过至今听来也不过时的“人工智能与神经网络”研究论文,只要沿着这些方向继续做下去,顺理成章的大好前程就在眼前。

但陈润生心里始终横着一个问题:未来的科学究竟要做什么?

20世纪90年代,世界迎来又一个科技大发展时期。继“阿波罗登月计划”之后,人类自然科学史上的第三大计划——“人类基因组计划”蓄势待发。凭借敏锐的科学嗅觉,陈润生预感,这将是改变生命科学乃至人类命运的转折点。他极度渴望成为这历史洪流中的一员。

在陈润生为这幅科研蓝图朝思暮想、欲痴欲狂时,国内相关领域几乎是一片荒漠。“无人可说、无话可说,那种孤独感逼迫着我,找一个窗口去释放。”就这样,他做了一件在当时看来近乎“疯狂”的事——给詹姆斯·杜威·沃森写信。

上过中学生物课的人一定听说过沃森。他是DNA双螺旋结构的发现者,是1962年诺贝尔生理学或医学奖获得者,也是现代分子生物学的带头人。赫赫有名的人类基因组计划,当时就由他主持。

在信里,陈润生告诉沃森,自己是一名中国科研工作者,对人类基因组计划非常感兴趣,希望能做一点相关工作。

信寄出去了,内心的焦灼也就消除了大半。就像“追星族”那样,陈润生从没想过能收到回信。

一个多月后,北京中关村传达室收到一个厚厚的牛皮纸信封,美国寄来的。陈润生接到通知时,第一反应是“找错人了吧”。他几经周折,终于拿到这封信,瞬间被“无法想象的开心”笼罩。

当时美国人类基因组计划办公厅的主任受沃森之托写了这封回信。信中表达了对中国科学家关注的感谢,重申了人类基因组计划对整个人类文明和科技事业发展的重要性。

随信还寄来两本材料,一本是人类基因组计划第一个五年计划的文本,另一本是美国国立卫生研究院各研究所的介绍,邀请他选择一到两处出国访问。

这些材料中大篇幅阐述了发展生物信息学的重要性,因为“人类基因组计划中最重要的问题,就是如何破译基因密码”。

陈润生如饥似渴地读着,同时审视着自己的学术背景:生物物理学出身,有扎实的数理功底和良好的学科交叉基础。他越想越觉得,“这不就是为我量身打造的研究方向吗?”

每个听过陈润生《生物信息学》课程的学生,都对这段故事印象深刻。

“感觉很奇妙,就像打破了次元壁。”2020级国科大学生岳颖说。在陈老师的讲述中,那些课本上出现过的名字和知识点,都活生生地扑面而来,令人目不暇接。

陈润生的这种讲课方式,不是随便谁都能学的。当他讲解一门学科时,其实是在讲述这个学科如何诞生、如何在中国兴起,又如何在无尽的未知和挑战中曲折前行。而他本人,正是整个历程的参与者和实践者。

“要问咱们国家第一个做生物信息学的人是谁?绝对是我,不会有第二个人。”这就是陈润生如此讲课的底气。

整个中科院“倾巢”而出,为培养年轻人作贡献

陈润生是全中国第一个做生物信息学研究的人。

而他的老师贝时璋先生,是全中国第一个做生物物理学研究的人。

1958年,贝时璋做了两件里程碑式的大事:创办中国科学院生物物理研究所(以下简称生物物理所),创建中国科技大学生物物理系。

在中国科技大学刚刚成立的生物物理系里,陈润生和同学们享受着近乎梦幻的教学阵容:贝时璋、华罗庚、钱临照、严济慈、王元、龚升等后来的大数学家,此时刚刚迈向而立之年,只能给他们做做辅导。

“当时我有一种强烈的感觉:整个中科院‘倾巢’而出,为培养我们年轻人而作贡献。”陈润生说。

当时生物物理学还是一门饱受争议的学科,有些知名学者甚至断言:“只有生理学,没有生物物理学!”因此,在这个新生的生物物理系里,从老师到学生都是“开拓者”。

陈润生记得,贝时璋先生在第一堂课上,向学生耐心解释什么是生物物理学。他的宁波乡音较重,很多人听不懂。好在陈润生祖上也是江浙人,基本听明白了。

“贝先生说,生物物理学就是在生命活动中探索物理规律,用物理方法来研究生命现象——是一门大交叉的学科。”

性情和厚、言辞谦逊的贝时璋,做起事来却雷厉风行、毫不含糊。为了培养出真正的学科交叉人才,他安排生物物理系学生们“物理课和物理系一起上,数学课和数学系一起上,化学课和化学系一起上”,老师都是各个学科顶尖的名家,绝不打半点折扣。

后来,他还邀请钱学森、彭桓武等物理学大家交流共事,推荐表现优异的学生参与跨单位合作,陈润生便是其中一员。

得天独厚的学习工作经历,让陈润生一生受用无穷。

“无论是做学问,还是做教育,总有些东西,只可意会不可言传,那就是一个人升华凝练后的东西。就像赏鉴文物,要到一定境界,才能品出滋味儿。”

在众多大师的引领下,陈润生从未因课业繁重而忧虑,只觉得越学越轻松。

他亲耳听过华罗庚先生那句流传甚广的名言:“先把书读厚,再把书读薄。”半个多世纪过去了,他在大学学到的知识多数早已遗忘,脑海里留下来的“薄”是各个学科的体系脉络,是顶级学者的眼界思维,是那种为了学术理想“敢为天下先”的精神。

就像贝时璋先生认准了生物物理学那样,陈润生也认定了生物信息学。不管有多少阻碍和困难,他都逢山开路、遇水搭桥。

陈润生刚回到生物物理所时,国内还没有这方面的科研项目,他就一边做其他项目的工作,一边见缝插针地“捣鼓”遗传密码研究,还险些被项目负责人“扫地出门”。

好在生物物理所领导对陈润生印象相当好,给对方吃了颗定心丸:“你放心吧,他是扎扎实实搞研究的人。”这才让陈润生有机会继续做下去。

但这显然不是长久之计。那几年,陈润生带着自己的学生,一边埋头苦干,一边遍寻机遇。1992年,吴旻、谈家桢、强伯勤、陈竺等科学家开始推进中国人类基因组计划。陈润生派了一个最会跟人打交道的机灵学生,登门拜访吴旻院士,诚恳地表达了加入这项计划的愿望。

“我让学生讲清楚三点:第一,我收到过沃森教授的回信,对人类基因组计划是有了解的;第二,我知道他们的团队以医学人才为主,我们是做生物信息学研究的,可以帮助处理大量数据;第三,我们只要带着计算机和脑子就可以工作,我们不要钱。”陈润生回忆道。

当时担任国家自然科学基金委员会生命科学部主任的吴旻院士,认真听完了这个学生的讲述,他们内部讨论了一下,认为确实有必要纳入这样一支专业的序列分析和数据处理团队。

中国科学家的工作在整个人类基因组计划中占了1%。但更重要的是,这些工作带动了中国在基因组学、生物信息学等领域的起飞。包括陈润生在内,有太多人从这1%中开辟出越来越广阔的科研天地。

不知算不算某种精神传承,贝时璋先生在巨大的争议和反对声中开辟了中国的生物物理学之路;而他的学生陈润生,也在不被身边人理解的孤独里,建起一座名叫生物信息学的小岛,一步步开垦出硕果累累的科研沃土。后来,他又在国内率先开启了非编码RNA研究,开辟出一片新的科学蓝海。

一年又一年的《生物信息学》课上,千千万万学生听着这些故事,听出了各自心中的“哈姆雷特”。

有个学生在微博里写道:“听陈润生院士讲课,就会想要当个科学家。”