颜宁 清华大学最年轻的教授和博士生导师之一，HHMI国际青年科学家，长江学者，也是2015年国际蛋白质学会（Protein Society）青年科学家奖获得者。2014年，颜宁研究团队在世界上首次成功解析人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的晶体结构，初步揭示其工作机制以及相关疾病的致病机理，在人类攻克癌症、糖尿病等重大疾病的探索道路上迈出了极为重要的一步。

徐英瑾 专长心灵哲学、语言哲学、宗教哲学、维特根斯坦研究。

结构生物学之美

■颜宁

如果现在要问“有人不知道牛顿三定律吗？”大家肯定都回答“知道”。但在几百年前，这确实没什么人能懂。所以，科学虽然说起来非常高大上，但作为科学家，我们所对待的每一部分都是非常细节的。不能说渺小，但确实可能只有你一个人在乎。在一段关于细胞和蛋白质的视频中，内容很丰富，但每一位科学家可能穷其一生，也只能贡献出其中的某几秒，甚至只是几幅画面。某一位科学家一生做的事情，但对于别人来说，却只是1秒时间能看到的东西。

我们的所见更新我们的思维，甚至冲击我们的世界观

人类一直在探索世界，但是不管从时间纬度还是从空间纬度，我们对这个世界的认知常常依赖于视觉。而结构生物学的目标，就是把这些分子和细胞内部各种活动的过程呈现在大家眼前。这是我们结构生物学家做的第一件事情。

所有的物质都有自己独特的内部结构，比如海盐。古人眼中的盐大约就是白花花的一片，仔细观察，可以看到是晶体结构；用显微镜可以看到每个晶体中分子有规律的排列。如果用晶体学衍射的方法，我们可以看到盐颗粒内部的钾、钠和氯离子的规律排列。正是这样的发现，革新了我们对化学的认知，于是就有了化学键的概念。所以视觉常常会冲击我们的思想，冲击我们的思维。

如果我们看人和蝙蝠的照片，会觉得完全不一样。但是如果看人和蝙蝠的骨骼解剖图，我们会发现两者有很大的相似之处。那么人和瓢虫、人和酵母、人和大肠杆菌又有着怎样的关系？

观察蛋白质序列就可以发现，无论是大肠杆菌蛋白质还是人源蛋白质，居然长得一模一样，这似乎在验证着，好像我们确实是有一个共同的祖先。所以，正是我们看到的事情，更新了我们的思维，甚至会冲击我们的世界观。

可以说，分辨率改变我们对世界的认知，并不断改变我们的思维，这就是所谓的科学改变生活方式和科学改变态度。不同的分辨率可以展示出不同的信息，而越来越高的分辨率，使我们有非常强大的手段可以去探索物质的结构。

生物学的发展有赖于化学、物理等学科提供的工具

到底什么是结构生物学？结构生物学发展到今天，研究对象已经细化到我们细胞里的生物大分子，包括蛋白质、核酸。我们通过解析生物大分子的空间三维结构，理解他们的功能及工作机理。所谓生物学就是不同分辨率层次上的结构和物质，我所研究的结构生物学是原子分辨率上。

对结构生物学家来说，我们做基础科研的，可以说是在享受特权，事实上是在利用纳税人的钱去探索世界奥秘，满足自己的好奇心，虽然客观上也会造福人类。科学研究的应用往往客观上会造福人类，比如结构生物学的重要应用方向就是药物研发。但是从HIV药物的研发可以看出，研发新药是一个非常复杂的过程。因为我们面对的往往是一个非常复杂的体系，而且其中的特异性也很关键。我现在一听说有哪些新药，我会在心里问一句：真的吗？你是真的创新出来的药吗？会这么容易吗？其实我们自己稍微经历一下就知道，完全做一个新药没有十年二十年是很难的。

结构生物学的研究目标之一，在于揭示物质本身的结构并且理解它的功能。在三维结构中，每个原子都有自己的空间坐标。但还有一些物质是四维结构的，比如蛋白酶。最经典的是染色体，他们在三维结构的基础上又进行了更为复杂的折叠，形成四维结构。

我们在研究结构生物学的过程中，经历了物理和化学技术的革命，可以说生物学每次进步基本上都有赖于物理技术、化学技术，包括计算机科学甚至数学等等学科的进步。这些学科都为结构生物学提供了工具。但是生物学还远远没有到达为其他的学科提供工具的地步。因为只有当一个学科非常成熟了，它才能变成工具，这也解释了为什么现在还有那么多人在研究生命科学，因为我们对生命的理解还很粗浅。

科学是一种生活方式，

给我带来幸福感

科学研究常常是做出来的时候一看，会由衷地感到，真的很美。我看到的世界就是各种原子、分子组成的世界，在我看来就是非常美的世界。

很多人问我，你愿意做科学是因为你对它有兴趣吗？我是真有兴趣，但不是一开始就有。而是成就感的推动而产生对它的兴趣，产生了真正的喜欢。当我看到自己实验成果的一瞬间，常常感到欣喜异常。

现在中国的基础科学可能真的是刚刚起步。现在的基础研究投入其实已经有了比较多的增长。上世纪80年代，一个自然科学基金只有两万块钱，现在已经到了百万级。基础科研一定是依赖于经济发展，而我们又有大批的人接受良好教育。科技发展又使得新发现的门槛都变得比较低。我确实感到现在是前所未有的好时候，中国自然科学起步应该从我们开始。对我来说，我所期待的研究上的突破，可以以三年或者十年为一个时间轴，允许自己失败。

科学是一种生活方式，在座如果有在做科学的，我还是想分享对我自己影响比较大的几句话——

第一，做科学的人是一种荣幸，你其实在跟神对话，因为你是一直在寻求自然界的真谛。我们知道自然界的规矩实在太多了，我们其实现在做的可能都是盲人摸象，整个大自然就是一个拼图，我们只是其中一小块。

第二，判断你自己适不适合走下去，就看你在做的过程中是否有幸福感，当然这个幸福感不是时时刻刻的，中间会有很多障碍，但当你跨过那一关，再回过头来看，尽管那个幸福感可能只是瞬间，但是你会觉得很值。

第三，我们大家所有人出身不一样，但是我们的归宿都是一样的，这一辈子你怎么过？你想知道哪些？你最愿意为此做什么？

无论你选择科学还是其他，最重要的是寻找你的幸福感。

哲学和科学总是相互影响

■徐英瑾

结构生物学的发展历史和研究内容，使我一下子联想到很多伟大哲学家的想法。颜宁的演讲好像有两个关键词，一个是结构，一个是美。但我听下来还有一个潜在的关键词，分辨率。

哲学家喜欢说看，尤其是希腊哲学家。但柏拉图就教导我们说，我们看到的所有这些事物都是有问题的，都是某些东西照在阳光上，照在墙上的阴影，我们看到的都是阴影，而不是事物本身。换言之，我们肉眼分辨率太低。

在很大程度上，如果按照克里特的观点，世界是由原子构成，虽然这个原子不是他看出来的，但是他对原子事物构成方式是有理解的——不同的原子由一种机械方式来控制，然后产生了很多东西。柏拉图晚年有一个文本很重要，他“猜”到整个世界是由一种基本的数学形式来建构。因此这个世界归根到底是看的，分辨率不够等以后的人再说。

但是柏拉图对于看，也是抱着一种非常暧昧的态度，他一方面觉得看很重要，另外一方面认为看不重要，因为他认为，看到的东西都是经过眼睛的过滤，而真正的东西可能是要通过思维获得的，所以他在这里陷入了某种两难——一种是看到很重要，存在被感知，另外一种是康德的观点，认为我们看到的就是个现象，世界的本身就看不到。

就生物学上看，近代科学发展对于文化发展来说很重要，甚至会产生重大影响。其中一个是17世纪显微镜的出现。当时科学家把显微镜下很多跳蚤的毛全部都画出来，订成图册广为传播。这对大家的文化和心理造成了重大冲击，以至于很多人都想办法精确设计，画的更精确，这是一个革命性的事件。

科学的发展，在哲学上也产生了一些很好玩的结果。比如，在亚里士多德看来，记忆和科学是不一样的，记忆好像是更低等的东西，记忆本身有一个外在的东西。但科学研究就要看这个外在的东西——看的话可以记住，而这个记忆本身又构成了科学研究的基础。这就完全颠倒了古希腊人对于记忆和科学的关系。