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饒毅:實驗科學不取決於雄辯,而在於事實

撰文 | 饒毅(《知識分子》主編、北京大學講席教授)

本文於2012年首發於作者的科學網博客

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科學有討論和爭議是正常現象,為進步所必需;

實驗科學最後結論不取決於雄辯,而在於事實。

DNA雙螺旋模型提出者之一、二十世紀最偉大的生物學家、英國的Francis Crick曾說過「客氣是合作的毒藥」、「批評是科學友誼的高度和衡量」。

似乎也可以說「客氣是科學討論的毒藥」。

一個好的實驗室應該最強烈的批評出自於實驗室內部,這樣才能把好質量關,而文章正式發表後再多批評也不如內部已有過的批評更嚴厲。

在科學討論中,嚴厲批評是一個原則,並不否認與人為善,因為科學批評的目的是為了進步。

當出現不同意見時,討論是一方面,而對於實驗科學來說,最終起決定因素的是進一步的實驗。

我曾遇到過爭議。

1999年,我實驗室發表三篇論文,證明Slit蛋白質的功能:

1)對神經纖維起排斥性導向作用(Li et al.,Cell 1999);

2)對嗅球神經細胞前體起排斥性導向作用(Wu et al.,Nature 1999);

3)對大腦皮層神經細胞起排斥性導向作用(Zhu et al.,Neuron 1999)。

2001年,哈佛醫學院及其附屬兒童醫院的三位科學家(Mason, Ito and Corfas, J Neurosci 2001),在《神經科學雜誌》發表文章,結論不同於我們1999年第二篇文章(Wu et al.,1999)。其通訊作者與我相識,但事先排除了我作為審稿人(我當時還在《神經科學雜誌》編委會)。這種排除是合理的。文章快要發表的時候,通訊作者給我寄來文章。我們有幾個email討論不同意見,以後我實驗室做了更多實驗,再發表一篇文章(Ward et al.,J Neurosci 2003)。

Mason等的觀點是:Slit單獨不能作為排斥性導向分子,而單獨只是抑制細胞移動的分子;只有在存在另外一個未明分子本質的、來源於膠質細胞的因素時,Slit才能起排斥性作用。

實際上,我們當時已有相當大的信心認為Slit能夠單獨起排斥性導向作用,因為我們文章中設計了一個簡單而巧妙的實驗:將被導向的神經細胞放在中間,兩邊放Slit的來源。一般實驗都只在一邊放置導向分子,以觀察細胞是走向分子、還是離開分子,來判斷是吸引還是排斥。我們的實驗將同一個導向分子,放在被導向的細胞的兩邊。有時細胞離與兩邊同等距離,有時不同等距離。結果發現,在同等距離的時候,細胞可以移動而無方向性,而在不同距離的時候,細胞主要被比較近的Slit所排斥,而走向比較遠的Slit方向。我們覺得排斥性的結論明顯,而一般人可能沒太注意到這個實驗。

在Mason等(2001)文章出來後,我們沒有依賴於口頭討論、而是做了更多實驗。實驗室一位讀醫學、哲學雙博士學位的美國學生Michael Ward做了一系列實驗,也有另外一位學生參與少量工作。其中最簡單明了的做法是先讓細胞遷移一段距離,然後在行進的方向迎頭給予Slit:如果Slit是抑制性分子,那麼細胞就應該不走、或慢走;如果Slit是排斥性分子,那麼細胞就應該掉頭走。實驗結果是掉頭走。這一實驗和其他幾個實驗,很清晰地證明Slit對於這些細胞是排斥性分子,而不是抑制性分子。這些結果發表在2003年的《神經科學雜誌》(Ward et al.,J Neurosci 2003)。實際上,以後再要爭論一個分子是排斥導向還是抑制運動、是吸引導向還是促進運動,都可以用這些實驗來確定。這次是我們對了,但也不是說我們認為他們的觀點沒有道理,他們的實驗也沒錯,只是需要更多實驗,其結果更好的推進大家的理解。

通過實驗解決了爭議,兩個課題組的科研人員也未鬧個人矛盾。

Francis Crick的原話:

「Politeness is the poison of all good collaboration in science. The soul of collaboration is perfect candor, rudeness if need be. Its prerequisite is parity of standing in science, for if one figure is too much senior to the other, thats when the serpent Politeness creeps in. A good scientist values criticism almost higher than friendship: no, in science criticism is the height and measure of friendship.」

參考文獻:

  1. Li HS, Chen JH, Wu W, Fagaly T, Zhou L, Yuan W, Dupuis S, Jiang ZH, Nash W, Gick C, Ornitz DM, Wu JY, Rao Y (1999). Vertebrate slit, a secreted ligand for the transmembrane protein roundabout, is a repellent for olfactory bulb axons. Cell 96:807-18.

  2. Mason HA, Ito S, Corfas G (2001). Extracellular signals that regulate the tangential migration of olfactory bulb neuronal precursors: inducers, inhibitors, and repellents. J Neurosci. 21:7654-63.

  3. Ward M, McCann C, DeWulf M, Wu JY and Rao Y (2003). Distinguishing between directional guidance and motility regulation in neuronal migration. J Neurosci 23:5170-5177.

  4. Wu, W., Wong, K., Chen, J. H., Jiang, Z. H., Dupuis, S., Wu, J. Y., and Rao, Y (1999). Directional guidance of neuronal migration in the olfactory system by the secreted protein Slit. Nature 400:331-336.

  5. Zhu, Y., Li, H. S., Zhou, L., Wu, J. Y., and Rao, Y. (1999). Cellular and molecular guidance of GABAergic neuronal migration from the striatum to the neocortex. Neuron 23:473-485.

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