访问者：万新宇，简称：万

受访者：柯玉鹏，某研究院院长。简称：柯

万：柯院长，每年10月都是“诺奖”收获季，如今大幕落下，做何感想？

柯：从1901年首次颁奖至今，已有900多人获奖，而这些诺奖得主都为人类的发展和世界文明的进步做出了很重要的贡献，毫无疑问，诺贝尔奖已成了全世界公认的最有影响力的奖项了……

万：那你对今年的诺奖怎么看？

柯：我觉得，今年诺奖有两大看点：一是东邻日本的科学家本庶佑在去年大隅良典获奖后又拿诺奖，连续拿奖令人吃惊……

万：日本人好像定下了50年内拿30个的目标？

柯：木错，算起来，从2001年到2018年拿诺奖的日本人已有18位，照这样一年一个的节奏，“50年30个”的目标，几乎木悬念……

万：日本人还真牛X！

柯：看看隔壁，想想自己，我们应该感到惭愧。最近40年，神州的经济成就举世瞩目，但科研水平呢？就诺奖而言，到目前为止，神州还只有一个青蒿素，而且还是40年前的发现……

万：可媒体还在说：日本在国际上的论文数量在下降，大学排名在下滑，因而潜藏危机？

柯：哼哼，我不知道为什么国内的舆论一直在宣传：过去的20年是日本失落的20年？我以为目前的日本是在蓄力期，等待着发力期……

万：你是说韬光养晦？

柯：我是说日本人比较注重“里子”。2015年，研究机构《汤森路透》发布了全球创新企业排名TOP100：日本独占了40家、美国35家、法国10家、德国4家、瑞士3家，神州木一家……

万：真的？，这报告权威吗？

柯：据我所知：汤森路透是中国科学院、中国国家知识产权中心的合作单位，你自己去评价权威性吧……

万：我听说本庶佑得奖第二天就把1亿500万的奖金花光了？

柯：真实的情况是，他把奖金全部给了母校--东京大学，用于扶持青年研究者的项目。这个邻居真是不能小瞧了……

万：今年诺奖的第二个亮点是什么？

柯：又有一位女性科学家获得诺贝尔化学奖，也是诺奖118年历史上第五位女性得此奖项，而且她的研究方向，酶的定向进化也很令人关注……

万：什么是定向进化？

柯：我们先来看什么是进化。百度定义：生物与其生存环境相互作用，其遗传结构发生改变，并产生相应的表型（注1）的演化过程……

万：你一会用进化一会用演化，到底是？

柯：“进化”一词的含义是“演化”，演化并不是“前进”或“后退”，因此，“进化”一词并不确切。不过对科学术语来说，定义木偏出，那按定义过的理解就OK了……

万：就是说：进化并不是进步的意思？

柯：对。进化是一种客观现象，一种事实。达尔文进化论的主要内容包括了过度繁殖，生存竞争，遗传和变异……

万：严复把它译为：物竞天择适者生存？

柯：对，国人知道这个概念多亏了严复。严复是清末民初的启蒙思想家，他将英国赫胥黎的“进化论与伦理学”译作《天演论》发表。康有为曾发出“眼中未见有此等人”的赞叹，称严复“译《天演论》为中国西学第一者也”……

万：可见意义深远。

柯：进化有三种方式。先看第一种：在生物世界里，同一物种的个体差异通常比较小，而物种之间的差异则比较大……

万：嘛意思？

柯：老鼠和大象个体差异很大，但老鼠与老鼠之间差异很小。单个物种的特征很明确，比如体形、智力、行为都很接近，这是由稳定性的进化方式造成的。简单说就是淘汰两端，保留中间……

万：“中庸”之路？

柯：在一个稳定的环境中，我们可以把这种方式看作是优化过程，因为位于两端的“变种”，大多时候是木有希望的，会被淘汰的……

万：能举个例子吗？

柯：比如猴子。体型越大的公猴越容易获得交配权，传承自己的基因。但体型太大又受自然资源和物理法则的约束。所以在漫长的进化史中，体型慢慢就趋于平均了。当然，体型太小也容易受到生殖方面的压力……

万：不易找“老婆”？

柯：呵呵，你很醒目。出生时体重大往往生存几率大，但是，太大会难产或木法得到抚养被淘汰，于是猴子的体重就被稳在一定的范围内……

万：遵循“高斯分布”？

柯：数学不错嘛。但是，你也不要以为老天爷总是搞“中庸”，“正确的大多数”也会遭淘汰，只保留两边的极端，慢慢分化，最终生出两个新物种，久而久之形成了生物的多样性……

万：比如说？

柯：比如说家养宠物，就是通过淘汰中间品种，造就了宠物品种的多样性。达尔文在《物种起源》里写道：“养鸽者不喜欢中间标准，他们大都选择和养育那些喙越来越长的或者越来越短的的鸽子”……

万：或者毛色越来越纯的，或毛色越来越杂的？

柯：当然，我们还可以设想，人类历史早期，骑射民族需要快捷的马，而农耕民族需要强壮的粗笨马。最初的差异可能极其细微，但随着时间推移，一方连续挑选快捷的马，另一方连续选择强壮的马，差异不断增大，渐渐形成两个亚种。最后，亚种就成了不同的“种”了……

万：人从猩猩中分化出来是不是也类似？

柯：错了，人的祖先是猩猩这个说法是错的，正确的说法是人和猩猩有共同的祖先。由于某种尚未清楚的原因—也许是生存环境导致获取食物或生殖策略的微弱差异，经过世代积累，其中一个变成了人，另一个变成了猩猩，而他们的祖先形态消失了……

万：这种方式叫什么？

柯：叫做：“分裂进化”，也是一种选择机制。自然界还有第三种方式在“导演”物种的进化，叫做“定向进化”。这种进化通常是由外界的环境变迁导致的……

万：外界环境变化？

柯：比如随着青藏高原的逐渐隆起，空气越来越稀薄、温度越来越低。这样就淘汰了那些呼吸效率低，耐寒能力差的，而留下来呼吸功能强，又抗寒耐冻的“主儿”，藏羚羊和野牦牛就是这种定向进化的结果……

万：今年的化学奖颁给了弗朗西丝.阿诺德，颁奖理由是什么？

柯：诺贝尔化学委员会主席克拉斯.古斯塔夫松在颁奖时说：“今年的诺贝尔化学奖奖励的是一场基于进化的革命。我们的获奖者已经在试管中应用了达尔文的原理，并利用这种方法开发出了造福人类的新型化学品。”……

万：新型化学品？

柯：评价一个化学家的成就，无外乎是发现了新元素、创造出新反应和搞出新产物。而阿诺德教授在1993年就进行了第一次酶的定向进化（酶是催化化学反应的蛋白质）…...

万：她是怎么想到搞“酶的定向进化”的？

柯：1990年以前，人类一直都想合理设计出蛋白质，却一直不太成功，因为生物分子和生物体系是很复杂的……

万：那蛋白质是谁设计的？

柯：“上帝”呀，阿诺德教授的原创性贡献就在于，承认人类还木有很好的办法“合理设计”出生物分子如蛋白质，应该转而学习自然进化……

万：学学“上帝”？

柯：对，阿诺德教授的研究方法很有意思。她采用了一种酶的“非合理设计”，人为地创造出环境条件，模拟自然进化机制，在体外改造基因，并定向选择出所需要“酶”……

万：什么叫“非合理设计“？

柯：研究“酶”时，要了解酶分子的特征、空间结构、和功能信息，以此对酶分子进行改造，就称为“合理设计”。反之，不需要准确的酶分子的信息而在实验室中模拟自然界的自然进化，通过随机突变、随机杂交，然后加以适当规模的筛选，从而进化出新的生物分子（酶），称为“非合理设计”……

万：很神奇！

柯：是神奇，在外行看来有点像变魔术。不清楚酶分子的结构仍能获得预期特性的新酶，获得了比天然酶活力更高、稳定性更好的酶……

万：它的科学意义在哪里？

柯：在于，它从分子水平上对酶进行了改造。根据人类的意愿，根据实际需求，有针对性的开发出生物催化剂，甚至设计出自然界中原本不存在的全新的酶分子……

万：这不成了“造物主”了？

柯：哈哈哈，凭借1993年的酶定向进化成果，阿诺德教授顺利拿到了加州理工学院的终身教授。这也说明美国的科研体制不是看论文数量，而主要是看对科学的原创性贡献……

万：这一点值得国内的科研院所学习。

柯：弗朗西丝1956年7月生于美国宾夕法尼亚州，父亲是一位核物理学家，祖父是一名二战的美军中将。当年她以优异的成绩考入了普林斯顿大学就读航空航天工程，是班上唯一的女生......

万：她不是化工学教授吗？

柯：80年代弗朗西丝又重返校园，考入伯克利分校化工专业，并于1985年取得博士学位。毕业后进入加州理工学院任教。阿诺德教授现在是手握多项专利，身背多项大奖，同时，还是美国为数不多的科学院、工程院和医学院“三院”院士……

万：我有个小问题：这个阿教授拿的是化学奖，干的是生物学家的事儿？

柯：这个问题好。用生物学的方法来转变化学物质，获得新的化学物质，这应当算是化学上的突破。况且生物化学本身就是化学的一个分支。从最近十来年的化学奖获奖成果也能看出，其中很多给了生物化学……

万：啊哦，明白了。

柯：2016年，弗朗西斯.阿诺德成为首位获得芬兰千年科技大奖的女性。她说：“我希望我的获奖能彰显这样一个事实，即：女性不仅可以做到，她们还可以做得更好，她们能为世界作出贡献并得到认可。”……

万：真是了不起的女性！

2018年10月25日于龙岗

备注与参考

注1：表型是具有特定基因型的个体，在一定环境条件下，所表现出来的性状特征的总和。

参考：百度百科

参考：《达尔文密码》，著者：孟庆祥，中信出版社，2007年9月第一版

参考：《造就适者》，著者：肖恩.卡罗尔，译者：杨佳蓉，上海科学教育出版社，2012年12月第一版