曾有网友在知乎上提问：哪些真相是你学医之后才发现的？

一个高赞回答是：学医之前，以为只有癌症和艾滋病不能治，入门后才发现世上大多数病，人类都治不了。

不消说近期肆虐全球的新冠肺炎病毒，即便是17前的 SARS，人类至今依然没有研发出特效药。

真相便是，我们对病毒的了解相当有限，因为病毒难以观察。

“你必须先看清楚它，了解它表面有多少刺突蛋白、密度如何、分布情况如何、感染机制和发病原理如何，你才能够找到遏制病毒的路径。”王宏伟说道。

这也是为什么，如今观察病毒最有效的方式之一的冷冻电镜技术，会如此受学界追捧。

但在二十年前，王宏伟刚刚着手研究的时候，这还是一个全国不超过5个课题组的冷门方向。

从一项被诟病效率低下、技术稚嫩的技术，到今天中国建成世界上最大冷冻电镜的设施，成为我们观察病毒的“眼睛”，这条路注定不简单。

看看王宏伟在信中会聊些什么。

科学家来信

我最常做的户外运动是长跑和远足，尤其是在路上长跑。

我会用手机地图指引大致方向，但并不对路线做精确的预设，过程中我根据体力和心意随机地调整，甚至可能跟最初的目标差别甚大。

这样的自由探索，常常带给我很多意外的惊喜和发现，充实了我的旅程。

▲校运会上的王宏伟

在科学研究中，我最自在的方式，是由好奇心驱动的自由探索，最大的成就感则来自于独辟蹊径过程中做出的新发现。20多年的科研经历，我一直秉承着几个“不”，让自己充分地感受到科研探索的乐趣。

1、不羞于提出和回答“傻问题”

在大学里或学术会议上，听完学术报告之后，通常会留出时间给听众提问。

这是我最喜欢的环节，因为听众可能会问出有趣的问题——尤其是当听众不是专家背景的时候。

这些问题在领域内的专家看来很“傻”，但却是出于好奇心的、非常直觉的问题，如果细想，里面往往有非常重要的科学本质需要研究。

比如我作为冷冻电子显微学的专家，经常在介绍完冷冻电镜的原理后，会被问起：为什么不能直接观察活细胞，而是要经过冷冻？

现实情况是，之所以冷冻电镜要把样品冷冻到极低温，是因为观察含水的活细胞存在诸多技术难点。

▲植物抗病小体蛋白的冷冻电镜照片

但是换一个角度想，我们是否有其它的技术手段，而非冷冻的方式，来解决这些困难呢？过去几年来，科学家正在朝着这个方向努力。

最近大家也在关注新冠病毒，我虽然是生命科学学院的教授，但我并非病毒学的专家。我问了专家同事们一些听起来很“傻”的问题，比如：

“新冠病毒在空气中是团聚在一起的，还是一个个分离的方式？”

“新冠病毒感染肺部细胞后，多久才进入血液激活免疫系统？”

“新冠病毒的囊膜，是不是比流感病毒囊膜更结实？”

对这些问题的解答，有可能帮助我们更好地理解这个病毒的传染与致病机理。

“傻问题”的提出和回答，可能会帮助我们找到被前人忽略的重要现象，回归本质，从而开拓一个全新的研究方向。

2、不放弃“没有用”和“行不通”的科研方向

著名的“搞笑诺贝尔奖”，每年的获奖科研成果其实都是正儿八经的科学研究，只是看上去“有趣而无用”。

▲搞笑诺贝尔奖是对诺贝尔奖的有趣模仿，来自网络

我印象最深的，是一项对哺乳动物小便时间的研究发现：几乎所有的哺乳动物，无论体积多大，它们小便的时间几乎一样。

这个现象背后，涉及流体力学与动物解剖学的基本原理，是进化生物学的经典案例。尽管研究用途仍不明朗，但是对泌尿科的医生诊断疾病，有很强的指导意义。

其实很多基础的科学研究，最初很难有明确的价值，甚至连科学意义都会受到质疑。 孟德尔在研究豌豆的遗传性状并做数据分析的时候，可能没想到他在建立一个全新的学科（遗传学）。

冷冻电镜的发明者之一、2017 年诺贝尔化学奖获得者 Jacques Dubochet，在 1970 年代用电子显微镜研究水在各种冷冻条件下的结构时可能没想到，他的研究会成为结构生物学广泛应用的实验方法。而在1996年，我师从隋森芳教授攻读博士的时候，国内从事冷冻电镜研究的课题组不超过5个，学生也就是5、6个人。

过去二十年里，我见证这个领域从技术弱、效率低、用处少的质疑中走出来，火得一塌糊涂，以至于现在一所大学，如果没有一台高端冷冻电子显微镜，就觉得低人一等。

我也经历了好几次科研课题被认为“行不通”，应该换课题的情况。

一次是我刚刚开始做博士后的时候，接手了一个已经由他人努力了3年多的课题。

我观察到一种有趣的样品，与预期的现象不一样。前辈给的建议是这种样品之前很常见，是由于实验条件不合适而产生，所以不值得研究。

还有一次，我们应用新的冷冻电镜光学手段进行结构解析，被几位老前辈（包括后来获得诺贝尔奖的科学家）批评说这个方法行不通，不可能有结果。后来我们通过独立的分析和实验，对实验中每一个与猜想不一致的结果认真分析，最后证明我们最初的想法是正确的，也获得了前辈科学家的认可。

这些被认为“没有用”或“行不通”的科研道路，正因为鲜有人走，因而可以从容地开拓思路、对实验数据进行分析和思考、搭建新的技术方法，与同行开放交流。

▲左边是 2013 年前人们能得到的分子图像，右边是冷冻电镜技术的结果，来自网络

很多这样的研究项目，早期路线很不清晰，甚至让人觉得无从下手。但随着研究的深入，你会逐渐形成一条全新的研究思路和方向。这种科研项目产出的研究成果，会给予研究者以极大的成就感和满足感。

3、不要轻易圈定自己的领域

新颖独特的科学问题常常出现在交叉领域，需要新的知识和方法去探索。

与多个领域的科学家交流，学习他们的知识、交流语言、研究思路、研究方法，跟他们建立合作，是持续推进新兴科研方向的最佳方式。

过去10年，我的实验室一直在关注“利用纳米材料改进冷冻电镜样品制备”的工艺和方法，从而解决冷冻电镜中的技术瓶颈。我与很多物理学家、化学家、材料科学家交流，阅读他们的文献，到他们的实验室里参观，组织联合会议，寻找大家感兴趣的研究方向。

4年前，我们与北京大学化学与分子工程学院彭海琳教授课题组合作，建立了使用大单晶和超洁净石墨烯制备冷冻电镜样品的方法，推进了冷冻电镜样品制备的效率和质量。

其实现代生命科学的每一次重要突破，都有学科交叉的功劳。今天的科学，尤其是生命科学的发展，需要大力鼓励学科交叉的自由探索，才可能有更多原创性的突破。

4、不要为了“拿奖”做科研

今天，科学研究已经变成专业性很强的职业，从事人员与一百年前相比，扩增了成千上万倍。

科学研究的目的是什么？是很多人尤其是学生们困惑的问题。

▲工作中的王宏伟

很多人把科学研究看做一种谋生的手段，看做博取良好个人待遇、社会地位与名誉的路径。因此，薪酬高低、社会认可、大众喜好，不可避免地成为评价自己科研工作的标准。

一旦我们开始为了迎合外界（甚至包括同行）的评价标准而从事科研活动，就很容易失去发自好奇心的自由探索精神，和敢为天下先、独辟蹊径的勇气。

如何保持“板凳要坐十年冷”的定力，如何坚持最初从事科研的好奇心、驱动力，对今天的青年科学家们而言，是不得不面对的巨大考验。

以这次新冠病毒为例，最先做出突破性成果的科学家们，恰恰是十几年来未放弃研究冠状病毒起源与感染机制的科学家们。

▲新冠肺炎病毒模型图，来自网络

SARS 过去的17年里，从事冠状病毒研究的课题和科学家们不受重视。但正是那些科学家坚守住了自己的技术和经验，才能够在实验室迅速响应，帮助人类了解病毒的机理。世界卫生组织对中国在这次抗击疫情中体现的科学水平尤其给予了高度评价。

我一直期望，有这样一种实验性质的科研机构：从全球招募一批30岁左右的青年科学家，他们有足够的聪明才智，接受过最优秀的科学训练；他们充满好奇心，乐于探索宇宙的奥秘；他们不怕吃苦，愿意钻研自己的科学事业。

作为回报，这个机构给予科学家们足够优厚的待遇，让他们长期保持良好的生活水平，给予他们足够的科研经费，允许他们自己选择科研方向，不对他们有成果的要求，甚至不对他们做任何类型的考核，无条件地支持他们探索20到30年，甚至更久。

总之就是，保证科学家们按照自己的意愿实现完全的自由探索。

编辑：李晨琰
责任编辑：顾军

来源：科学探索奖

声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。