理论教育 麻省理工创新思考力:第二章实验室之恋

麻省理工创新思考力:第二章实验室之恋

时间:2023-08-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:“找实验室以及指导教授的过程,就像是和不同的实验室谈恋爱,你必须有一点技巧。”当时我刚进入MIT生物工程系,和其他新生一样,正在找实验室及指导教授做博士论文。学长说,“你和实验室谈完恋爱后就要立刻结婚。这段婚姻起码长达五六年,想要离婚可说是非常困难的。”怎么第一次就要叫我和实验室玩真的?实验室有五台显微镜,正好用五个“忍者神龟”的名字给每台取名。

麻省理工创新思考力:第二章实验室之恋

“找实验室以及指导教授的过程,就像是和不同的实验室谈恋爱,你必须有一点技巧。”学长这样告诉我们,“你不一定第一次就谈成,因此得有一些候补名单。有时候,你喜欢的实验室刚好没钱资助你或是已额满,你必须多次尝试。如果某个实验室否决了你,不要认为是自己的失败。祝你们好运!”

当时我刚进入MIT生物工程系,和其他新生一样,正在找实验室及指导教授做博士论文。说实在的,比起功课或考试,选择指导教授是最让人焦虑的事。在生物工程系的学生休闲室里,墙上挂着一面白板,上面写了所有新生的名字。只要有新生和指导教授谈定了,新生名字旁边就会写上教授的名字。

随着时间流逝,还没写上教授名字的新生则愈来愈恐慌。

因为一开学课业繁忙,我入学后等了一个多月才开始找实验室。

我以前做过组织工程学(tissue engineering)的研究,感觉对这领域已经有一点经验了,可以用博士研究来更加深入。于是我在MIT的网站找到一些和这方面有关的教授,写电子邮件给他们,约定见面时间来细谈研究方向。

可能是我写信时机已晚,很多教授都没回信,一些则表示没兴趣或是没资金。后来,有位教授在看了我的履历后,邀我到他的实验室,请我针对先前做的研究做半小时简报

“你这个荧光染料到底有什么了不起的地方?”一位博士后研究生在我讲毕之后,马上质疑我。

教授接着问:“你追踪细胞的实验环境设计看起来十分牵强,不知道这对转译医学(translational medicine)有什么基础性的贡献?”我连“转译医学”是什么都不是很清楚,只好随便乱答一番。

接下来的一连串问题也问得我不停冒冷汗,让我觉得之前所做的研究恐怕引不起这个实验室的共鸣。这个实验室在看了我的履历也听了我的演讲后,似乎对我不感兴趣。

事后,教授来信说他的实验室近期没有这方面的研究资金可以录取我,但是如果我能申请到外部奖学金,可以再和他谈谈。虽然他还留着半敞开的门,但要我自己带钱进来,对我而言,这间实验室的门无异于已经关上了。

最后,有三位教授和我还算“情投意合”。

“这三位教授,我要怎么决定呢?”我问学长。

“你考虑的不该只有指导教授或是你的研究兴趣。你必须考虑到整个实验室的文化。”学长说,“你和实验室谈完恋爱后就要立刻结婚。这段婚姻起码长达五六年,想要离婚可说是非常困难的。”

我听了直冒冷汗。那时我还是个单身汉,对这些一点心得都没有。怎么第一次就要叫我和实验室玩真的?

为了做出决定,我又到这些教授的实验室和他们的学生详谈一番。最后,我发现:

·我对A教授的实验颇感兴趣,可是他的学生都叫苦连天,说压力很大。

·B教授的实验让我非常兴奋,但他是新来的教授,实验室也才刚成立不久,一个学生都没有。

·C教授的实验则让我感觉还可以。他已经有终生职位,实验室很大,约有二三十个学生,……看起来都蛮容易相处。

比较后,A教授马上就出局了。现在,我得在B教授和C教授之间做出艰难的抉择。B教授的实验方向让我大受鼓舞,但他的学术生涯和成就是一面空白的白板,我如果在他之下工作,得先帮他架设好实验室,才能做自己的研究。而我也不知道他的研究会不会得到外界的青睐。如果他在四五年间都没拿到终生职位而必须离开MIT,我岂不是惨哉?

另外,我也研究了B、C两位教授发表在期刊上的论文和数量。我发现C教授在《自然》及《科学》这些出名的期刊上发表的文章比B教授多,虽然我对C教授的研究不像我对B教授那般热衷,可是如果我希望像我的偶像彼得一样成名,与C教授共事可能更容易达成所愿。况且,C教授的实验室一切都已经架设好了,我只需要好好听他指点,大概就可以做出好的研究了。

最后,我选了C教授。在名誉和热情之间,我选择了名誉;在冒险和稳定之间,我选择了稳定。

这是我在MIT所做的第一个重要选择。往后几年,甚至到现在,我仍常想:如果当初选择了B教授,我在MIT的故事会是什么样子?哪些事情会改变?哪些事情不变?甚至会不会出现这本书?

既然我没有选择走这条路,如今再去多想也没有太大意义。然而往后几年发生的事,让我只能感叹世事无常:有些我以为会发生的事,从来没发生过;反而是我完全始料未及的事却发生了。当初看似稳定的实验室,过了几年后也可能变得动荡不安。

加入新老板的实验室之后,一开始我是和一位三年级博士生实习,她教我如何培养细胞、加入荧光染料及使用显微镜等。

我的老板是荷兰人,和我一样是物理科班出身。自从来到美国做博士后研究,他就一直待下来,兴趣也慢慢转为生物工程。2009年,实验室的研究主题是细胞的生长和行为。几年前,他和一位博士后研究生研发出一种荧光染料,用原位杂交的方式可以看见细胞里不同“信使”核糖核酸(mRNA)的分布及数量:每个mRNA分子在显微镜下,就是一个如星星般的亮点。之后几年,很多博士生把这个荧光染料技术应用在不同的生物系统上,我则是应用到老鼠模型,观察老鼠的大肠细胞,研究大肠癌的初始情形。(www.daowen.com)

这是一个生物实验室,为了拍摄并分析荧光染料在细胞里的分布情况,显微镜是不可缺少的仪器。实验室有五台显微镜,正好用五个“忍者神龟”的名字给每台取名。因为有二十几个学生排队等着用,因此大家在实验室里常常会为了使用权而讨价还价。

“我本来是预约拉斐尔的,”某同事说,“可是它坏了。你愿意把你周三的莱奥纳多和我周二的多纳泰罗交换吗?”

“我不喜欢多纳泰罗,但我愿意换你周六的米开朗基罗。”

每个人对“忍者神龟”都有不同的偏好。而我做了一段时间的实验,有了心得之后,我确定最喜欢的是莱奥纳多,通过莱奥纳多,我培养的细胞影像似乎显得格外清晰。可是,别人不见得同意。

这究竟是迷信还是科学上的不同,我现在无从考究。我发现,生物学的很多实验多少会有一些“黑箱作业”,这不仅限于显微镜的偏好,也发生在其他实验现象上。例如,一批原本很成功的实验有时会突然不灵了,花上一两个月去确认仍找不出原因。但忽然间,相同的实验又无预期地马上灵光了。这究竟是细胞的问题、化学药品的问题、恒温箱的问题、荧光染料的问题、显微镜的问题,还是天气的问题,常常无人能解答。

“这样实验一下灵、一下不灵,我要怎么做好科学研究啊?”我问学长。

“实验灵光时得赶快搜集数据,因为谁也无法预测什么时候实验又会突然不灵了。”学长耸耸肩说,“但是随着实验经验的累积,以后再出现不灵的时候,你也会多一些直觉,判断出大概是什么原因造成的。”

所以要成为一流的实验家,“直觉”是很重要的;正确的直觉可以省下很多徒劳无功的实验或测试。

第一年我因为忙着上必修课,真正花在实验室的时间并不多,大概每周十个小时,进度也有限。后来,我的研究工作渐渐安定下来,在实验室有了自己的办公桌,也有了自己的研究项目。到了第二年,我逐渐增加在实验室工作的时间。实验室成了我的第二个家。

以前,我常常在脑海中想象着,MIT的所有顶尖研究都是在一尘不染的高科技实验室里进行的,就像科幻电影里的一样。我初来乍到MIT,第一眼看到的是平凡无奇而且有点丑的建筑物,进入实验室后,发现这里的景观也同样平凡无奇。但习惯之后,在实验室里工作便成了我的日常生活之一,我必须承认,日复一日的实验工作有时是很枯燥乏味的。但每当想起彼得,我就会鞭策自己,只有更加努力,才可能做出驰名国际的成果。

有时候,我对能在MIT做研究就感到无比骄傲。例如,早上第一个进到实验室时,看着我和同事那熟悉又凌乱的实验桌台,突然有些无法置信:在这里,就在这个看似平凡的实验室,我是一位MIT博士生,做着世界非凡的研究!

在MIT,第一年的研究生除了找实验室,每学期还要上三四门课程。生物实验系有三堂必修课及四堂选修课;三堂必修课中,一堂是教我们如何建构程序模拟,一堂是注重不同生物工程的实验技术,另一堂则是工程式的分析。除此之外,我也选修了系统生物、生物物理、生物材料及人类病理学。

MIT的工程教育是出名的难。班上通常有十分之一的学生是天才型,很快就完成功课和考试。剩下的学生大略分成两半:一半是花很多时间做功课及勉强跟上进度的,另一半则是花了很多时间却成效有限的。由于我在大学学的是物理,并没有很多生物方面的经验,我对于模拟及工程分析还能跟上进度,但要我硬背从没用过的生物实验技术,并灵活地运用于不同情况,这让我痛苦得很。

记得有一堂课,授课的是一位面容可亲的老教授。大考时,教授允许我们携带小抄,而且不限数量,也可以看课本。翻开考卷时,发现只有四题。每题看似寻常,却都有稀奇古怪之处。每一题才刚开始解,便绝望地卡住了,如此周而复始,让我直冒冷汗。一小时很快就过去,最后只成功解了半题。交卷后,看看四周都是惊慌失措的表情,似乎大家都和我一样,大部分的题目都解不出来,课本及小抄几乎派不上用场。

那天晚上我一直做噩梦,梦到在那面容可亲的教授面前,我一直发呆盯着那张空白的考卷,愈盯愈觉得自己好蠢。最后成绩出来,有位天才获得满分,但全班的平均分数是三十分,而我得到四十七分。幸好,最后的成绩会以班上的平均值为基准往上加,因此拿满分并不重要,只要比平均值高就可以了。

第一年就这样在高压中过去了。5月底,生物工程系要为我们一年级生举行博士资格考试。这是融合三堂必修课学来的知识,要我们应用到真正的研究题目上。我和同学花了三个星期准备。为了应付考试,我彻底从实验室消失了三个星期。

经过一整天漫长考试的疲劳轰炸,最后十七位一年级生都过关了。我们在MIT的第一年,就在研究、上课和考试中飞快地过去了。

在边做研究边上课的第一年博士生生活中,我体会到了MIT“从消防栓中饮水”的教育真谛,其意义是MIT的资源非常多,不论是对工程或非工程题目感兴趣,在这里你几乎都有继续探索深造的机会。

举例来说,有位学长对金融感兴趣,因此在获得生物工程系的核准后去进修了几堂商学院的课程,当他从生物工程拿到博士学位时,也拿到了副修商学院课程的认证。还有一位物理学博士生同学很喜欢音乐,会拉大提琴,闲暇时参加了MIT交响乐团,后来还进修作曲,写了一首名叫《薛定谔的猫》(Schrödinger's Cat)的曲子在乐团中演出。

“你从来不会想到要来MIT进修音乐,”他曾跟我这样说,“可是我发现,MIT音乐系的教育质量不会比其他音乐学院来得差。”

当然,很多博士生一到MIT便有很明确的目标,知道自己的使命以及想研究的主题,因此不会受到任何业余活动的左右,只在实验室专注于自己的研究,四五年后很快就顺利毕业。我很佩服他们的效率。不过,也有很多博士生刚进MIT时仍懵懵懂懂,因为只是一个二十岁出头的年轻人,还不是很清楚自己真正的兴趣与志向。

但这也没关系,因为“MIT消防栓”中的水可以充分浇灌这些人心中理想的种子。举例来说,我读的生物工程系并未规定一定要有指导教授,而是鼓励学生在一个学期内,在不同的实验室探索之后再做出选择。而MIT非工程系的课程或活动,例如商学院以及政策(policy)方面的学生社团等等,有时也鼓励工程系学生来进修或参与。

以我自己为例,我虽然很喜欢我的实验室,但直觉上觉得自己在实验室之外还有别的可能性。尽管那时并不清楚这些可能性是什么,但总想利用课余时间去探索。接下来几章,我将说说我在MIT实验室外的探索,以及慢慢找到使命的过程。

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