科研史上有个著名的“灵光一现”,就是门捷列夫发现元素周期律的案例。
1869年门捷列夫在编写《化学原理》时,他不知道该怎么用合乎逻辑的方式组织63种元素,门捷列夫仔细地研究了63种元素的物理性质和化学性质。有一天他睡着了做了一个梦,在梦中他看到一张桌子,桌子被分成大小不同的格子,然后各种元素都按照一定的规律落入了对应的小格子。醒来之后,他根据梦中的情境,设计编制了我们现在的元素周期表雏形。
这张元素周期表是根据原子序数的增加而有规律的变化,在这个元素周期表中他留下了很多未知的元素位置,对这些未知元素的性质和特点也做出了预测。在后续的几年中,他预测的11种元素相继被发现,而且其特性与他预测的一致,所以元素周期表被化学界普遍认可,成为化学学习和研究的指导性工具。
这种传奇性的科研故事至今仍为人们津津乐道,大家都认为门捷列夫是个天才或者认为他的运气太好了,一个梦就成就了自己在化学界不朽的历史地位。
但真的就是因为他的运气好吗?
人们都是喜欢这种戏剧性颠覆传统认知的桥段,大家都只记得他的一个梦,却忽略了他在做这个梦之前,为了更直观的展现这些元素的特性便于分析,他准备了许多类似扑克牌一样的卡片,将 63 种化学元素的名称及其原子量、氧化物、物理性质、化学性质等分别写在卡片上。他对着这 63 张“扑克牌”不知道研究了多少个白天黑夜,或许很多人会认为门捷列夫发现元素周期率是出于偶然,但是这个偶然其实是来自于他对元素成千上百次的研究。
所以,你现在还觉得“十年磨一剑”和“灵光一闪”是两个互不相干的词语吗?
正所谓“日有所思,夜有所梦”,我相信门捷列夫没有前面那么废寝忘食的研究,他也不会在梦中梦到元素周期律。同样的,即使门捷列夫没有梦到元素周期律,我也会相信他终究会有一天会发现这个规律。
我的导师王源超教授2017 在 Science 正刊上发表了题为“A paralogous decoy protects Phytophthora sojae apoplastic effector PsXEG1 from a host inhibitor”的论文。论文发现了疫霉菌致病新机制,提出了作物疫霉菌“诱饵模式”致病机制模型,从分子水平揭示了作物疫病成灾机制。
这在领域内绝对是里程碑意义的研究,大家觉得这个机制是一拍脑门就会发现的吗?
王老师曾经给我们介绍过 XEG1 的研究历程,其实这个研究在他刚刚工作的时候就展开了。2002 年,也就是 20 多年前,他发现疫霉的培养滤液会激发植物的免疫反应。经过研究,他发现是疫霉培养液中的一个大小为90kD 胞外蛋白激发子诱导产生的免疫反应。
受限于当时的技术水平,一直无法确定这个 90 kD 胞外蛋白激发子到底是什么。但是,王老师一直没有放弃研究,一直到 2015 年,我们实验室的马师兄在 The Plant cell 发表了题为“A Phytophthora sojae Glycoside Hydrolase 12 Protein Is a Major Virulence Factor during Soybean Infection and Is Recognized as a PAMP”的论文,终于精准鉴定到了这胞外蛋白激发子的基因,也就是上文提到的 XEG1。
在对 XEG1 进行深入研究的时候发现了 XLP1 和 GIP1,也就是上文提到的 Science 论文中的“诱饵模式”,同时我们也鉴定到了 XEG1 在植物中的识别受体,解析了 XEG1 被受体识别时的结构,这篇论文发表在了 Nature 正刊上。
这一篇又一篇的顶刊论文,绝对不是一拍脑门就想出来的 idea,是这二十多年来实验室一代又一代学生和老师一起努力的结果,是这二十多年来一篇一篇的论文积累下来的基础。经过不断地尝试,不断地失败,不断地再努力之后的一拍脑门才叫做灵光一闪,一点基础都没有就坐在那里拍脑门那只能叫做异想天开。
没有“十年磨一剑”又何来的“灵光一刹间”?“灵光一刹间”是“十年磨一剑”的飞跃。
大家都学过实践论,其实科研是实践论的最直接的实例,通过实践也就是做实验,我们不断积累“感觉”素材,加之以“思考”的串联。在我们不断的重复操作和思考下,它终究会在我们的脑子里生起一个认识过程中的突变(即飞跃),产生了概念。
概念这种东西已经不是事物的现象,不是事物的各个片面,不是它们的外部联系,而是抓着了事物的本质,事物的全体,事物的内部联系了。所以这个时候,我们就已经掌握了所研究课题的内部机制,不过这也不是终点。
事物的发展是螺旋式上升的, 实践、认识、再实践、再认识。这种形式,循环往复以至无穷,在每一个实践和认识循环后,我们的认识都会达到更高的水平。
罗马不是一天建成的,事物的发展规律从来都是量变引起质变的过程,没有十年磨一剑的基础和努力,终究是得不到灵光一刹那的飞跃的。
转自:“投必得学术”微信公众号
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