汤佩松：专业的选择——虚荣与实学
作者：汤佩松，中国科学院院士，植物生理学家，中国植物生理学奠基人之一
出处：《植物生理学通讯》，1986（4）：70-73
专业的选择——虚荣与实学
“山不在高，有仙则名”
我在1927年冬毕业于美国明尼苏达(minnesota)大学植物系后，没有立即进入该校研究院而是利用从冬季到夏季,包括暑期学校在内的半年时间里选修了一些我所喜爱的课程。这些课程包括当时在美国大学除了医学院开设的以临床应用为主的生物(或生理)、化学外很少开设的生物化学课。即使如此,r.a gortner的“农业生物化学”也只是前不久方在该校农学院开设的。其所以能在一个州立大学开这门课，并从我在该校那时开始，发展成为一个当时全国注目的农业生物化学系，是有其社会及经济背景的。这个背景是：明尼苏达州及其附近几州，“中西地区”是美国盛产小麦的粮区，而此区及北面盛产小麦的加拿大小麦加工又集中于该州首府saint paul。该区的面粉加工厂pilsbury mills即使不是美国当时唯一的，也是全国最大的面粉(及小麦产品)加工工厂。其主人pilsbury家族为了保持和发展它的企业财富,力求对面粉的生产“精益求精”,不但在厂内设有研究场所,更有远见的是他们还捐赠一笔资金在明尼苏达大学指定成立一个(起初)以研究小麦产品为主的农业生物化学系,并建立一所专用的生物化学楼。聘请了以当时新兴分支学科,胶体化学见长的新秀r.a.gortner为教授及系主任。由于有雄厚的经济力量支持,又是一个新起的专业, 更加上gortner在待人接物上的良好作风,这个农业生物化学系很快发展起来了。很多年青有为的学生被吸收到此,因而挑选了一批能力较强的人员,很快地把该系的教学和研究范围扩大到胶体化学和淀粉化学以外, 成为大约是美国的最初以“普通生物化学”为实际主体的少数机构之一。至少在名声上似乎超过了久负盛名的耶鲁(yale)大学及与其有密切联系的connecticut agricultural experiment station(康州农业试验场)的由几名蛋白质、核酸专家组成的生物化学和生理化学集体。在当时我们用的教材还是他们的油印(成册)讲义,没有成形的教科书。连gortner本人也是用他自己编写的讲义授课。在试验课方面,主要是一些定性分析,很少定量方法，也没有关于酶学的任何试验。
由于gortner本人对胶体化学的偏重,更由于在当时,胶体化学风靡一时,被认为是打开生命之迷的新途径,我在这门课上下了点工夫,不但翻阅了一些用胶体化学模拟生命现象的书籍,自己还在课外时间作了不少的模拟试验,如:模拟树木的年轮,半渗透膜的制造及细胞透性的模拟等。最后还想从表面活性现象模拟otto warburg早已放弃了的原始工作:活性碳——铁结合物的“呼吸氧化”现象。使我难堪的是,这个试图是我在1933年夏天回国途中,特别要求并得到许可到德国柏林举世闻名的国家科学院细胞研究所作为访问学者,当面向warburg本人提出而被否决的“研究课题”!那时他本人则是正在进行“黄酶”的提纯及结构的分析。虽然由于停留时间短促,也因为我对酶的提取一无所知,他还是给了我一个外围小试验去做。至今我仍然感到惭愧。
实际上我并不是不知道warburg当时的工作是在全力以赴的集中在“黄酶”的提纯及结构上,也不是不知道他的出色的“呼吸酶”作用光谱的工作,并且在到他研究所以前我刚刚发表了用他的方法首次发现在植物组织中有“呼吸酶”活性的存在(下面将另谈及)。但是我对将一个酶作为蛋白质来提取出来既无思想认识,更没有这方面的技术准备。这是因为在我初学生物化学时,固然对酶的活性及其存在是公认的,但是由于在那个期间(1920一1930),对酶的化学性质和概念不清楚。存在着两种对立的看法。一种是纯物理化学(化学催化,包括胶体化学的表面活化现象),另方面是酶的生物化学观点:酶的性质是蛋白质。本来从许多工作看,后者是占上风的,但由于当时德国的生物化学大师,对叶绿素的化学研究有突出贡献的r.willstater的声誉及威望固执坚持其为非蛋白质,一时未能作出定论,只是到1926年j.b.sumner从大豆研磨液中首次提取并得到了尿酶结晶体和自那以后的约二十年中对50多种酶的提纯和结晶,方对酶的蛋白质性质作了定论。而我当时过分偏重于对胶体化学的“表面活性”的观点,造成了这次过失。这个教训是深刻的。我决不把这不教训推卸给我的老师, 只能将其归咎到我自己的先入为主的主观和惰性。当然这个故事也说明由于对权威、大师的容忍和盲从,一定程度的延缓了一门学科的进度。
岁月有时还会嘲弄人:事隔五十多年的今天,当回忆这件难堪的往事时,我正在和我的学生们一道起草一个包括“黄酶”类电子传递体(flavoproteins,fd,fld等)在内的固氮作用和固氮酶的生物能力学计划!
写完这段插曲,让我回到正题。
在大学本科毕业后我之所以没有立即进入研究院学习,主要是想选择一个“名校”,更想找个“名师”。但在这之前又有一个先决问题：已经做过了一个证明是适合愿望的选择--从一个狭窄的职业性学院转到较为广阔基础的学院--文理学院,有了广泛的自然科学基础,下一步应当怎么办?是回到职业性学科? 或是在这个广泛的理、化、生基础上,深入到自然科学的“引人入胜”的研究工作中去“成名成家”?
我虽然没有把我的这些想法向我的导师全部讲出,他大概从我的表现及日常交谈中看出我的意图,特别是我毕业时坚决要(文理学士)(b.a)而不要职业性的学位(b.s)。而当时在校的大学生的要求则相反,要工程、法律或农学士(b.s.；b.l.)的职业性学位而讥讽文理学院(s.l.a)为“失去事业心者的学院”(school of lost ambition)！我的导师在毕业前后的几个月里曾和我进行了多次谈心,问我有何打算。我毫不犹豫地告诉他我想终身做科学研究工作, 要进到一个研究院,获得(哲学博士)学位。
在看到我这几年学习的物理、化学和生物学课程成绩,以及在毕业典礼上获得的优等奖励(两个最高荣誉学会的“金钥匙”。一个是文学的“φbk”(phi beta kappa), 一个是自然科学的“∑？”,(sigma xi)他起初一定要我留在明尼苏达大学改行进入该校的医学院。他说我学习的课程与医预科所要求的一样,并说他已和医学院教务处说妥不但可以直接进入医学院,后期费用(清华官费只有五年,医科共需八年)不成问题。他的理由是十分衷恳的:“现在(当时,1927年时代)中国需要的不是‘纯学术’,‘纯’科学家,而是能够对她的社会事业、人民(当时用‘国民’)造福的实干家”。事隔半个多世纪,他的原话我不能一字不差的回忆出来,但其主要意思则是完全如此。在一个物质生活水平很高的国家里的一个富有到可以不依靠工资过活的“纯理论”植物生态学教授,能这样的从当时中国现实情况出发,劝他自己的“得意门生”去“背叛”师门, 如果不是出于无私和至诚,并对当时中国现实的同情,是不可思议的!他加上:你有这样的基础,既然不愿学农(m.s),最适宜的专业(在他看来)只有学医(m.d.)但我坚持要做一个带有ph.d.头衔的“正统”科学家!经过几番争辩和更多的自我斗争,终于达成了妥协:在植物生理学领域中去攻读我那荣贵的博士头衔。这样就定论了我当时在学习和“事业”前途上方向和道路的选择斗争。我只是在那以后,当我开始接触许多生物化学家,细胞生物学家和普通生理学家(如:otto warburg, ralph gerald及l.michaelis等)得知他们有的是医学博士(m.d.),更有的既有医学学位又有哲学博士(ph.d.)学位时方才明白,学医不一定限于行医,并在少数大学中已经开始有了培养既能行医又能做医学生物学研究的制度(m.d.；ph.d.)。如果我在和我的导师争辩时知道有此途径,很可能这个具有双料头衔的途径更适合我的虚荣心,将我的选择推向这一条途径。实际上后来我是曾经后悔过的！
在当时,这次对我决定业务前途“终身大事”的决定,的确是我事业方向选择中的一个重要里程碑。但现在看来其重要性不在于当时作出抉择的方向或途径本身,更不应当是追求那类学位头衔。重要的是这次的反复争辩推动了我认真考虑向什么长远事业发展的前景并启发了我对自己及对各个学科的认识。这个过程就是大学教育的精华!在任何课堂中是得不到的。现在回头看来,我当时的决定不是最终的,而只是延着我在这次和导师争论及平时下意识所形成的暗流,开始逐步演变成为与我自身的成长融合得愈来愈紧密、愈来愈协调的生活——事业的协同体。我现在感到,一个人只要有了自己的坚定目标和理想,条条道路都是通罗马的。甚至可以说,道路的进程就是目标的实现和演变过程。演变的过程本身就是目标的逐步形成、完善、巩固和扩大。上段心得体会很难用抽象语言说清。只能用我在从那次学业方向争论开始(1927年)到现在(1986年)近六十年的工作内容的演变中,所逐步形成和发展而留下的“动态的目标”的结晶来表达我的学术活动成果的范围和性质:植物生理→细胞生理→普通生理,最后转到我近十多年来的生物能力学。在几十年演化过程中,我现在已经心满意足的达到了我在1927年无法说清,而当时还尚处在萌芽阶段的“细胞生理学”、“普通生理学”,最后演变产生当时尚未有的“生物能力学”。这就是我在上面想说明的:只要自己有自己的见解、远见和目标(那怕是轮廓性的),达到的途径和手段决不只是单条的,而且重要的是,途径的过程和演变本身就是目标的发展、完善和完成的过程。目标的实现是一个动态的过程,有似慧星的运转及消长。运转是过程,也是目标的演变。特别是它的光热的消长,至少从人的客观观点是这样的。人们用亮度和热力衡量星体,用荣誉和贡献衡量人们的成就。这是现实的,但只是外表而不一定是实质的价值指标。人的能力和背景各自有所不同,贡献因而有别。对我自己来说,一个公平的共同衡器应当是:在每段紧张工作完成后,和最后当死神降临的前夕,我能平静的、安祥的、心情偷快的轻颂唐人李商隐的名句:“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干。”我就得到了最高的安慰和评价。上面引用句中的“泪”字,我是用winston churchil1在二次大战伦敦大轰炸紧急关头发出的震撼军民的豪言壮语！“i have nothing to offer but blood,toil,tears and,sweat”中泪的含义,不是悲伤而是奋斗的泪痕。
不管我在明尼苏达大学植物系时的导师, wi11iam s.cooper在课堂上对我有多少帮助、对我的专业方向的选择本身起了多少作用,他的无私的胸怀和挚诚的品德,使我能把我自身的理想和愿望与周围世界结合起来,认真的估价我自己和思考我的前途,在这个关键过程中,他是尽到了一个导师所应起的最崇高作用,他是一个模范导师。
经过这番曲折,最后由他建议从两所名校哈佛(harvard)和约翰·霍普金斯(johns hopkins)中挑选一个。实际上我们也曾经提到过cooper的母校芝加哥(chicago)。这三处均是当时美国植物学(生物学)最突出的学校,并且都是以植物生理学著称的。但在研究院方面,以johsn hopiksn更为突出。原因之一是johsn hopiksn大学是以专重培养研究生著名。据我记忆它是美国第一所以培养研究生为主的大学。其他大学当时或以后陆续招收研究生,但其主体仍是大学本科生的培养。原因之二是,在美国全国当时只有johsn hopiksn设立了一个专门以植物生理学命名的培养研究生的独立场所:以burton e.livingston为首的laboratory of plant physiology(植物生理研究室)。这个研究室和它的教授livingston的声望不但在美国,在国际上也是很高的。除了以上“三重名牌”(名校、名门、名师)外cooper选中了livingston还另有一个原因,因为他所作的研究大部分是与生态生理有关(cooper是著名的生态学家)。而我愿到livingston那里去则是由于另一原因。我曾被他早期所作的(可能是博士论文)关于渗透压的原理及其在细胞水分关系中的作用和中期与j.w.shive一起作出的关于植物营养“三盐溶液”配制方法图解中所用的物理化学探索方式所吸引。
前一项论著对w.pfeffer在十九世纪末所作的经典巨著(osmotische untersuchungen, leipzig,1877)和其后一些物理化学家关于渗透压的工作作了精辟的阐述后,指出其在植物水份生理中应用及其局限性。后一项工作是将另一位德国植物生理学大师提出的“植物营养必须的十大要素”(现在当然多于十种)用最简单的三种含有这些元素的无机盐: ca(n03)2·kh2po4和mgso4,外加少量的铁盐和水配置。这个巧妙的配方及其成份间分配关系的数量分析图解是当时一个出色工作。虽然日后这个“ 三盐溶液,(three salt solution)为其他更合适的营养液所代替,但其配制思路是很有用的。对于我这个热衷于从物理化学原理去探索生理功能的人很有吸引力。
我是抱着这个希望,于1928年夏去johns hopkins大学,登burton livingston教授之门的。到达baltimore(johns hopkins大学所在地)的第二天,我去学校报到。发现livingston和他那赫赫大名、独树一帜的“植物生理研究室”远没有我所想像的“名门”气派！只有两间各约50m2的试验室兼“课堂”。地下室是一间存放一般化学药品及普通玻璃仪器的大房间和两间小暗室。顶楼是工具室和“车间”。教授办公室就在一进大门的一间不到15m2的小房子里,除此以外,只有一个长约50m,宽15m左右的温室。一半用做栽培试验,放在另一半当中的是这个研究室韵“镇山宝”--一个可同时保持五种不同温度的“梯度恒温箱”。这在三十年代的确是独一无二的。不过,这个梯度恒温箱在四十年代即已由f.w.went在美国加州理工学院创建的一所中型温室大小的人工气候室所取代,并在字典中出现了一个新词汇, phytotron(人工气候室)!以后世界上人工气侯室愈建愈多,愈建愈大,到七十年代初wisconsin大学的更新更大占地一个街区的biotron而“登峰造极”。我在1979年参观了这个庞然大物后向其设计人及主持人讥讽地说:“近来在美国什么都是‘超级’super—high way；super—man；super—market；super—dome我赠送你这个biotron一个更为合适的名字:“super—pertron”。他还满为得意。只可惜,从本世纪六十年代开始,轻巧、灵活而又经济的“人工气候箱”逐渐盛行,看来已经使那些一度曾是许多植物生理学研究机构的“宠儿”变成落后的庞然大物了。这是科学研究中设备和工具更新过程中,高昂而又往往不可避免的代价！
livingston在二次大战后不久就年老退休,那个为他而设的研究室也就当然无声无息地结束了它的使命。我早在他退休前就离开了美国。
过了几年后,就是在这个狭小、陈旧的实验室成立了一个崭新的、富有活力的生物学研究所:那就是在五十年代到六十年代名噪一时的mccullum pratt institute of biology。在十多年中,陆续集中了八位从事生物化学及试验生物学的大师,作出了以酶学为主的卓越成就,例如,现已成为经典巨著colowick和kaplan的methods of enzymology和我们经常使用的测定atp的“萤火虫”方法。顺便提一句,现在上海生化所的王德宝教授也曾在那里工作过并作出了出色的贡献。
同样物质条件、同样陈旧和更为拥挤的房舍,只要有富于生机、富有活力和进取心的人总会作出卓越成绩的。“山不在高,有仙则名”,“斯是陋室、唯吾德馨”!
1979年访美时我特别单独的走访了五十多年前的这所母校。外表变化不大,只是多了几幢建筑物。就连五十年前我“以所为家”的原“植物生理研究室”的老房屋外表上也毫无变化,只是我曾汗流侠背在内“干苦工”的温室的玻璃已破碎不堪。当我轻轻推开那十分熟悉的绿色大门时,没有人阻拦我,也没有人迎接我。我以忐忑的心情和轻稳步伐走进我日夜相依两年的试验室,我看到这原先曾是“植物生理学研究室”和继那以后的著名的生物研究所中的忙碌紧张的工作台和人员,已被一排排铁丝笼中供试验用的白鼠所代替！面目皆非。先后曾视为“掌上珠”的两所名噪一时的生物学研究所故址现在已成为一幢横跨整个街区的活跃异常的现代化分子生物学研究大楼的附属“鼠室”，这就是我在五十年光阴中所经历并见证的生物学世界的沧桑！
诵读人：植物所 研究员 王文达
