優(yōu)秀科學家的思維模式(下)

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廈門心理咨詢-德仁心心理咨詢:優(yōu)秀科學家的思維模式(下)

 

2、耗費時間的完美主義阻礙創(chuàng)新進取

 

Nikola Pavletich是我的博士后導師,也是對我影響最大的科學家之一,他有著極強的實驗判斷力和思維能力,做出了一系列包括p53、Rb、CDK complex、SCF complex、BRCA1等在內的里程碑式的研究工作,享譽世界結構生物學界,31歲時即升任正教授。

 

1996年4月,我剛到Nikola實驗室不久,純化一個表達量相當高的蛋白Smad4,兩天下來,蛋白雖然純化了,但結果很不理想:得到的產量可能只有應該得到的20%左右。見到Nikola,我不好意思地說:產率很低,我計劃繼續(xù)優(yōu)化蛋白的純化方法,提高產率。他反問我:(大意)Why do you want to improve the yield? Don’t you have enough protein for crystallization trials? (你為什么想提高產率?已有的蛋白不夠你做初步的結晶實驗嗎?)我回敬道:I do have enough protein for crystallization screen. But I need to optimize the yield first so that I can accumulate more materials.(我有足夠的蛋白做結晶篩選,但我需要優(yōu)化產率以得到更多的蛋白。)他不客氣地打斷我:No. The yield is high enough. Your time is more important than yield. Please proceed to crystallization. (不對。產率夠高了,你的時間比產率重要。請盡快開始結晶。)實踐證明了Nikola建議的價值。我用僅有的幾毫克蛋白進行crystallization screen,很快意識到這個construct并不理想,需要通過protein engineering除去其N-端較flexible的幾十個氨基酸。而除去N-端幾十個氨基酸的蛋白不僅表達量高、而且生化性質穩(wěn)定,純化起來非常容易,根本不用擔心產率的問題。在大刀闊斧進行創(chuàng)新實驗的初期階段,對每一步實驗的設計當然要盡量仔細,但一旦按計劃開始后對其中間步驟的實驗結果不必追求完美,而是應該義無反顧地把實驗一步步推到終點,看看可否得到大致與假設相符的總體結果。如果大體上相符,你才應該回過頭去仔細地再改進每一步的實驗設計。如果大體不符,而總體實驗設計和操作都沒有錯誤,那你的假設(或總體方向)很可能是有大問題的。這個方法論在每一天的實驗中都會用到。比如,結構生物學中,第一次嘗試純化一種新的蛋白不應該追求每一步的產率,而應該盡量把所有純化步驟進行到底,看看能否拿到適于結晶的蛋白。第一次嘗試limited proteolysis,不應該刻意確定protease濃度或追求蛋白純度,而是要關注結果中是否有protease-resistant core domain。從1998年開始自己的獨立實驗室到現(xiàn)在,我告訴所有學生:切忌一味追求完美主義。我把這個方法論推到極限:只要一個實驗還能往前走,一定要做到終點,盡量看到每一步的結果,之后需要時再回頭看,逐一解決中間遇到的問題。

 

3、科研文獻(literature)與學術講座(seminar) 的取與舍

 

Nikola Pavletich博學多才。在我們許多博士后的心目中,他一定讀很多文章、常常去聽seminar。沒想到,我最大的驚訝出現(xiàn)在我篤信無疑的這一點。在我的博士生階段,我的導師Jeremy Berg非常重視相關科研文獻的閱讀,有每周一次的組內journal club,討論重要的科研進展。剛到Nikola實驗室,我曾試圖表現(xiàn)一下自己讀paper的功底、也想同時與Nikola討論以得到他的真?zhèn)鳌?996年春季的一天,我精讀了一篇《Nature》article,午飯前遇到Nikola,向他描述這篇文章的精妙,同時期待著他的評述。Nikola面色有點尷尬地對我說:對不起,我還沒看過這篇文章。噢,也許這篇文章太新,他還沒有來得及讀。過了幾天,我因故閱讀了一篇幾個月前發(fā)表的《Science》research article,又去找Nikola討論,沒想到他又說沒看過。幾次碰壁之后,我不解地問Nikola:You know so much. You must read a lot of papers. Why is it that you didn’t read the ones I read?(你知識如此淵博,一定是廣泛閱讀了大量文獻。你為什么恰好沒有讀我提到的這幾篇論文呢?) Nikola看著我說: I don’t read a lot. (我閱讀不廣泛。)我反問: If you don’t read a lot, how can you be so good at research? And how can you reference so many papers in your own publications?(如果你不廣泛閱讀,你的科研怎么會這么好?你怎么能在自己的論文里引用這么多文獻?) ?Nikola的回答讓我徹底意外:(大意)I only read papers that are directly relevant to my research interests, and I only read more papers when it comes to writing my own papers(我只讀與我的研究興趣有直接關系的論文。并且只有在我寫論文時才會大量閱讀。)

 

我做博士后的單位Memorial Sloan-Kettering Cancer Center有很好的系列學術講座(Institute Seminar Series),常常會請來各個生命科學領域的大牛來演講。有一次,一個諾貝爾獎得主來講Institute seminar,并且點名要與Nikola交談。在絕大多數(shù)人看來,這可是一個不可多得的好機會去接近大人物、取得好印象。Nikola告訴他的秘書:請你替我轉達我的歉意,seminar那天我恰好不在。我們也為Nikola遺憾。讓我萬萬想不到的是,諾貝爾獎得主seminar的那天,Nikola把自己關在辦公室里,早晨來了以后直到傍晚一直沒有出門,當然也沒有去聽講座。當然,這也許是巧合—— Nikola取消了他的出行計劃;但以我們對Nikola的了解,他十有八九是在寫paper。后來,我們也意識到,這樣的事情發(fā)生在Nikola身上已經見多不怪了。在我離開Nikola實驗室前,我?guī)е冀K沒有完全解開的謎,問他:如果你不怎么讀papers,又不怎么去聽講座,你怎么還能做一個如此出色的科學家?他回答說:(大意)我的時間有限,每天只有10小時左右在實驗室,權衡利弊之后,我只能把我的有限時間用在我認為最重要的事情上,如解析結構、分析結構、與學生討論課題、寫文章。如果沒有足夠的時間,我只能少讀文章、少聽講座了。Nikola的回答表述了一個簡單的道理:一個人必須對他做的事情做些取舍,不可能面面俱到。無論是科研文獻的閱讀還是學術講座的聽取,都是為了借鑒相關經驗、更好地服務于自己的科研課題。在博士生階段,尤其是前兩年,我認為必須花足夠的時間去聽各相關領域的學術講座、并進行科研文獻的廣泛閱讀,打好critical thinking的基礎;但隨著科研課題的深入,對于文獻閱讀和學術講座就需要有一定的針對性,也要開始權衡時間的分配了。

 

4、挑戰(zhàn)傳統(tǒng)思維

 

從我懂事開始,就受到教育:凡事失敗都有其道理,應該找到失敗的原因后再重新開始嘗試。直到1996年,我在實驗上也遵循這一原則。但在Nikola 的實驗室,這一基本原則也受到有理有據(jù)的挑戰(zhàn)。

 

有一次,一個比較復雜的實驗失敗了。我很沮喪,準備花幾天時間多做一些control實驗找到問題所在。沒想到,Nikola阻止了我,他皺著眉頭問我, (大意)Tell me why you want to figure out why your experiment failed? (告訴我你為什么要搞明白實驗為何失敗?)我覺得這個問題太沒道理,理直氣壯地回答:I need to know what went wrong so that I can get it to work next time. ?(我得知道哪里錯了才能保證下一次可以成功。)Nikola馬上評論道:(大意)You don’t need to. All you need to do is to carefully repeat your experiment and hopefully it will work next time. Many times figuring out why your previous experiment failed will take much longer time than simply repeating your experiment. For a sophisticated, one-time experiment, the best solution to a failed experiment is to repeat it carefully.(不需要。你真正要做的是把實驗重復一遍,也許下次就可以做成。與其花大把時間搞清楚一個實驗為何失敗,不如先重復一遍。面對一個失敗了的復雜的一次性實驗,最好的辦法就是認認真真重新做一次。)后來,Nikola又把他的觀點升華: (大意)It is a philosophical decision whether to figure out why an experiment failed. The conventional wisdom of understanding every glitch may not represent the best approach.仔細想想,這些話很有道理。并不是所有失敗的實驗都一定要找到其原因,尤其是生命科學的實驗,過程繁瑣復雜;大部分失敗的實驗是由簡單的操作錯誤引起的,比如PCR忘記加某種成分了,可以仔細重新做一遍;這樣往往可以解決問題。只有那些關鍵的、不找到失敗原因就無法前行的實驗才需要刨根究源。

 

我選擇的這些例子多少有點“極端”,但只有這樣才能更好地起到震蕩大家思維的作用。其實,在我自己的實驗室里,這幾個例子早已經給所有學生反復講過多次了,而且每次講完之后,我都會告訴大家打破迷信、懷疑成規(guī),而關鍵的關鍵是:Follow logic!(跟著邏輯走?。┪颐刻煸趯嶒炇依镒⒍〞貜椭v的一句話就是:Follow logic!每天對不同的學生講,加在一起至少有5遍以上吧。而我自己每次與博士生討論課題也總是遵循嚴密的邏輯,用推理、排除法找到實驗的下一步解決方案。 嚴密的邏輯是 critical analysis的根本。

 

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時間 : 2020-12-22
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分類 : E 親子家庭教育
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