科研中的繼承與創(chuàng)新
作者：李振聲 來源：科學新聞雜志
學習與創(chuàng)新是大家很熟悉的話題，中國科學院老一代科學家治學的精神和經驗使我受益頗深。1951年，我畢業(yè)于山東農學院，分配到中國科學院工作。當時中國科學院規(guī)模比較小，相當于現在的一個研究所。那時的科學院院部常常組織一些傳統的學習活動，其中給我印象最深刻的是三位先生的講演，第一位就是我國著名的數學家華羅庚先生講怎樣學習，第二位是我國核物理的奠基人錢三強先生關于怎樣做研究工作，第三位是我國著名的大眾哲學家艾斯奇先生講怎樣學習唯物論和辯論法。
華羅庚先生講演的要點，回想一下包括以下四點。第一，天才在于積累，聰明在于勤奮。第二，別人起床的時候，我已經學習了4個小時。第三，我研究數學是從小學數學教科書的一、二、三、四、五、六冊開始的。第四，要學會讀書，能夠將一本厚書讀薄。50多年過去了，我仍然記憶猶新。華羅庚先生講到，聰明在于勤奮，知識在于積累，天才在于積累，他就是從最基礎的數學積累開始的。他研究完數學一、二、三、四、五、六冊之后，對他后面的數學研究有很大的幫助。另外，要學會讀書，要能夠把一本厚書讀薄。如果你能夠真正把一本厚書讀懂了，把它的精華提煉出來，并且能夠用自己的語言把它表達出來，那這本厚書自然就變薄了。所以我認為，做學問一要勤奮，二要堅持，三要用較少的時間而獲得較大的收獲。正如顧炎武有句名言：“以興趣始，以毅力終”。
錢三強先生在與居里夫人做研究工作的時候，第一個課題花了4年半的時間才得以完成。當接手第二個課題時，第二個課題要比第一個課題的難度還大，錢三強只花了1年半的時間就把它完成了。為什么？因為第一個課題使他完成了做研究的基本訓練，同時也鍛煉了他獨立思考問題、分析問題和解決問題的能力。對于剛入學的研究生而言，你們現在是進入到科班訓練的階段，要努力把科班訓練做好，從收集資料、選題、計劃，到自己動手做研究，做記錄，整理材料，然后經過提煉、抽象、總結，發(fā)現事物的規(guī)律，寫成論文，這個過程都要一步一步認真地去做。不要采取跳躍式學習方式，把這些都學習掌握好了，做研究就相對容易了，這些獨立的基本訓練能夠鍛煉自己獨立工作的能力。
第三位就是我國著名的大眾哲學家艾斯奇先生。我聽艾斯奇先生講演后，最大的收獲有三點。第一，他是大眾哲學家，他說哲學又叫玄學，辯證唯物論不是少數人的哲學，是大眾哲學，它對做人、做事、做研究都有幫助。第二，學習哲學之后，可以幫助你做事情少走彎路，少犯錯誤。第三，學習哲學的捷徑是讀毛主席的《實踐論》和《矛盾論》。通過實踐發(fā)現真理，又通過實踐證實和發(fā)展真理。從感性認識能動地發(fā)展到理性認識，又從理性認識能動地指導革命，改造主觀世界和客觀世界。
做工作從實踐開始，通過讀書看資料，把別人的實踐整理出來；另外，自己要去實踐，做研究。做研究必須要完成三個階段，才能夠取得比較完整的認識。第一，先讀別人的書，看別人的實踐經驗，然后自己動手，這都是實踐。第二，在實踐過程當中，必須要從感性認識上升到理性認識。毛主席曾講到，感覺到的東西，并不一定能夠立刻理解它，只有理解了的東西，才能更深刻地去感覺它。毛主席說，認識來源于實踐又高于實踐，因為理論可以指導實踐。第三，實踐必須認識，或者理論必須接受實踐的檢驗。實踐是檢驗真理的唯一標準。在發(fā)表論文的時候，沒有經過實踐檢驗的東西，千萬不要隨便的去發(fā)表。就是這3點，從實踐開始，然后通過實踐進一步提高上升到理論認識，再經過實踐的檢驗，最后才算取得了比較完整的認識。所以如果能夠用這樣的思想來指導我們的科研工作，肯定做得比較好，保證少出毛病，少犯錯誤，少走彎路。事物是不斷發(fā)展的，認識也需要不斷的跟上，與時俱進。實踐、認識、再實踐、再認識，這種形式，循環(huán)往復一致無窮，這就是辯證唯物論的全部認識論。毛主席在《矛盾論》中說，矛盾的普遍性有兩方面的意義，一是矛盾存在于一切事物的發(fā)展過程之中；二是每一個事物發(fā)展過程中存在著自始至終的矛盾運動。所以研究任何事物，都應該從分析矛盾入手，因為任何事物存在自始至終的矛盾運動，解決問題自然要從分析矛盾問題入手。同時，我的導師馮兆林也使我深受教育，其中有四點讓我記憶猶新。第一，科研選題要聯系國家需求和生產實際的需要。第二，要把實驗室的研究和農業(yè)科學研究以及廣大農村的大田試驗結合起來進行，以防止脫離生產實際。第三，做研究要培養(yǎng)自己的動手能力，比如，在比較困難的條件下，我們能夠自己動手去制作試驗工具，自己創(chuàng)造條件去完成我們的實驗工作。第四，試驗資料要及時地總結，并且要上升到理論高度，使實際工作經驗與理論水平能夠同時得到提高。這些基本訓練，為我以后的獨立工作都打下了良好的基礎。
三位先生的講演，加上導師的具體指導，鍛煉了我獨立工作的能力。希望同學們在攻讀碩士研究生和博士研究生階段，完成這樣一些基本的訓練，努力培養(yǎng)自己獨立工作的能力，為將來開展工作，發(fā)揮才能，打下良好的基礎。
做科研工作，如何處理好繼承和創(chuàng)新，是一個非常重要的問題。近幾年的科研工作中出現了一些浮躁的現象，原因是多方面的，其中有一條，可能就是對繼承與創(chuàng)新的關系認識不足。繼承是創(chuàng)新的基礎和前提，創(chuàng)新是在繼承基礎上的發(fā)展、突破和跨越，兩者是相輔相成，辯證統一的關系。創(chuàng)新離不開繼承，離開繼承就成為無根之木，無源之水。相反，如果只有繼承沒有創(chuàng)新，事業(yè)就會停滯不前，失去前進的動力。結合我自己的工作把它劃分了三個階段：第一，從繼承到前瞻。第二，從前瞻到實踐。第三，從實踐到創(chuàng)新。下面結合我從事小麥遠緣雜交的過程，談談這三個發(fā)展階段的具體情況、實例和體會。
從繼承到前瞻
我們研究問題的基本公式是了解過去，認識現在，預測或展望未來。我從事小麥遠緣雜交研究的基礎有兩點：第一，學習和弄清了小麥進化的歷史。簡單的說，小麥進化史就是一部遠緣雜交史。第二，在我參加工作后的頭５年主要做牧草研究，收集種植過８００多種牧草，了解到牧草有很強的抗病、抗旱、抗寒等優(yōu)良特性。
小麥進化的歷史就是一部遠緣雜交史，現在種植的普通小麥，就是由3種野生植物經過2次遠緣雜交和九千多年的自然選擇和人工選擇而形成的。九千年前，我們種植的小麥是一粒小麥，這是由考古學家、遺傳學家還有細胞學家共同研究得出，在中東地區(qū)的古墓里發(fā)現的。一粒小麥的產量是很低的，九千年以后，一粒小麥遇到了一種叫擬斯卑爾脫山羊草的田間雜草，就發(fā)生了天然雜交，自然形成了染色的加倍，形成了二粒小麥。二粒小麥的產量高，慢慢取代了一粒小麥，二粒小麥又遇到另外一種田間雜草叫粗山羊草，通過二粒小麥和粗山羊草相互雜交和染色的加倍就形成了最古老的普通小麥，最早的普通小麥包得很緊，又經過了五千多年的自然選擇和人工選擇，才形成了我們今天種植的普通小麥。從二粒小麥到普通小麥有一個很大的變化，不僅產量提高了，另外還有一個非常重要的變化，就是普通小麥的面粉可以發(fā)面做成饅頭，做成面包，二粒小麥的面粉沒有這個功能，是不能發(fā)面的，這個基因是從粗山羊草里面來的，它對人類的進化和文明有很大的貢獻，沒有粗山羊草貢獻的這個基因，我們今天就不可能吃到松軟的饅頭和面包。這個過程，經過考古學家，遺傳學家，細胞學家的重復驗證，完全人工的重復出來。從實踐論來看，認識從實踐開始，然后上升為理論，它又經過了實踐的檢驗，人工把這個歷史重復出來，所以是一個完整的非常準確的認識過程，是非?？康米〉?。由此證明，開展小麥遠緣雜交是小麥自然進化的繼續(xù)。我們繼承了前人這一部分知識，這部分就屬于繼承。有了繼承之后，我們可以前瞻并預測一下未來。既然小麥進化本身就是一個遠緣雜交史，那我們人類能不能也運用這個自然規(guī)律，在普通小麥的基礎上，再找一種野生草和它進行一下雜交呢？這就是從繼承到前瞻。
我主要從事牧草和小麥雜交工作，1951年分配到北京以后，跟著我的老師。他是一位土壤學家，當時他的研究課題是學習前蘇聯威廉姆斯土壤學，我分工做牧草研究，當時我收集了800多種牧草，花了5年的時間，做了很多比較細致的觀察，發(fā)現牧草抗旱抗寒抗病能力非常強，為什么牧草抗旱抗病能力非常強？在自然界里，完全是一種自然選擇的結果，那些不能抗病的，不能抗寒的，不能抗旱的就被淘汰了，只有非常好的牧草才能存活下來。1956響應國家的號召，到了中國科學院西北農業(yè)生物研究所工作，當時小麥條銹病大流行，傳播于千里之外，從西部的黃土高原傳遍整個中原大地，對小麥造成了大面積的危害。如果是春季，雨水合適，繁殖得更快，5~7天就可以繁殖一代，造成很大的危害，所以造成嚴重的減產，減產一般在20%~30％，多的可以到50％以上。如，在黃淮麥區(qū)減產小麥100多億斤，損失很大，國家十分重視，周總理說，要像對付癌癥那樣來對付條銹病，可見當時政府領導對這個病害的關心程度。因為條銹病可以高空傳播，面積很大，靠藥劑去防治是防不勝防，所以很難在大面積上通過藥劑把它控制住，唯一有效的辦法，就是選育抗病品種。但是選育小麥抗病品種遇到了一個難點，就是條銹病病菌變異的速度很快。根據當時25個國家的統計，病菌變異的速度非常之快，平均5年半的時間就會產生一個新的毒性更強的生理小種，而我們選育一個小麥品種需要8年的時間。病菌變異的速度快，而育種的速度慢，因此才會造成大面積的條銹病流行。一個新的小種出來后毒性很強，很多小麥就會感染，這也是當時一個世界性的難題。小麥抗病育種的方法有常規(guī)雜交育種，選育多系品種，輻射育種，遠緣雜交等等，我們選擇了遠緣雜交育種。
所謂常規(guī)育種，就是從國外引進抗病的小麥品種，以抗病的小麥品種作為抗原，與本地品種做雜交，這樣把本地品種的適應性和外來品種的抗病性結合到一起來選出一個新的項目品種，但是因為病菌抗性來源于小麥，所以容易產生適應性變異，較快的失去抗病性。選育多系品種，這是農業(yè)界唯一的一位諾貝爾獎獲得者保羅先生提出來的。選多種抗原，育成很多不同的品系，形態(tài)上不一樣，但是抗病性很好，混到一起，小種很多，不可能同時流行，某一個品種流行不會造成很大的危害。遠緣雜交育種，即將小麥與其親緣關系較遠而抗病性很強的物種如牧草進行雜交，將草的抗病基因轉移給小麥，選育持久性抗病小麥品種。這就是我所選擇的，對親緣關系比較遠的物種進行雜交，選擇具有持久性抗病的小麥品種。因為做了幾年有關牧草的研究，看到牧草的抗病能力很強，就分析能不能把牧草的抗病基因轉到小麥里面來呢？對于這個前瞻的東西，并沒有太大的把握，于是就請教了植物病理學家李振岐教授。他說常規(guī)小麥品種間雜交育種抗病性來源于小麥，因此病菌容易產生對新的小麥品種的適應性變異，如果選的基因來自于牧草，由于和小麥的親緣關系比較遠，可能不容易產生適應性變異，從而選出具有持久性抗病品種。這就是當時提出的設想。這是有可能的，但是沒有把握，因為草和麥子差異很大，雜交能不能成功，還沒有十足的把握。當時為了預防失敗，于是遠緣雜交和近緣雜交同時進行，萬一失敗了，還有近緣雜交，這在實際工作中就可以少走彎路。果然，8年以后，遠緣雜交還沒有出品種的時候，受到了批判，但當時近緣雜交已經在生產中應用了。盡管遠緣雜交看起來還沒有結果，但是畢竟常規(guī)品種已經再生產應用了，也不能把工作完全否定了，這就是辯證法在我工作中產生的效果。
從前瞻到實踐
前瞻性的計劃只是紙上的“計劃”，能不能變成現實，還需要走一段很長的路。在計劃實施過程中，我就遇到了三個困難。第一，遠緣雜交不親和性。比如花期不育，小麥在四月底五月初就抽穗了，草比它要晚一個半月，開花都開不到一起，怎么雜交。當時采用了兩個辦法，一是小麥分期播種，推遲它的開花期，另外，研究發(fā)現牧草是長的植物，用光照給它進行24小時光照，提前它的開花期，在“五一”期間，這兩個開花就重合了，就可以雜交了，一個推遲開花期，分期播種，一個是提前它的開花期，使兩個就可以雜交了。第二個困難，因為是遠緣雜交，雜交后代容易出現夭亡和不育。如雜種雌雄蕊不發(fā)育、花粉敗育、雄蕊雌化等等。第三個困難，就是雜種后代瘋狂分離，差異太大，后代分離得亂七八糟。
例如當時9種不同的小麥和偃麥草做雜交。長穗偃麥草很高，可以長到1.5~2米，穗子可以是四五公分長。到了第2年，做成功了9種小麥，小麥的差異也很大，形狀各異，有密的、細的、有芒的、無芒的、有分支的、沒有分支的等等，9種不同的第一代都像草，這是我沒估計到的。為什么？因為草的遺傳能力太強了，把小麥的很多特性都掩蓋了，所以都非常像草。經仔細觀察，發(fā)現這9種里邊，有3種雄花是半育的，雌花比較正常，小麥是雌雄同花的，所以我們用小麥的花粉給雜種的雌花授粉，結果結了種子，這叫回交。回交一次，不再回交，讓他自交，自交的結果不行，還是非常像草。所以就再用小麥回交一次，進一步加強小麥的遺傳特性，二次回交以后讓它自交，就產生了一系列的各種各樣的類型。又經過大量細胞學的研究，找到了有四種可以穩(wěn)定的類型：八倍體、附加系、代換系和易位系。經過很長的時間，克服了三大困難，最后還要做仔細的研究，才弄清楚了遠緣雜交究竟怎么樣才能夠成功。這段過程，可稱為從前瞻到實踐的過程。沒有這段長時間的實踐，就不可能有這些的認識。
從實踐到創(chuàng)新
科研實踐包含兩部分內容，一是重復前人做的工作，相對說來，這一部分是比較容易的；另外一部分，就是創(chuàng)新性的工作，就是前人沒有做過的工作，這就是我們常說的，要通過實踐有所發(fā)現，有所發(fā)明，有所創(chuàng)造，有所前進。這項研究的創(chuàng)新成果，可以大概包括三個部分，第一部分，選一批小偃麥新類型，包括八倍體，附加系，代換系和易位系；第二部分，利用易位系，選育了一批小偃系列的新品種，包括小偃4、5、6、54、81等等；第三部分是發(fā)表一批高質量的論文。
上述成果能夠得到科技界和社會的認可，主要有兩方面的理由。實踐，認識，再實踐，再認識，實踐是檢驗真理的唯一標準。除了自己檢驗之外，還要能經得起別人的檢驗。所以作為一個農學家，真正給你打分的是農民，不是論文雜志，最后是看你的成果能不能被農民接受，也就是被兩部分人檢驗。一部分是科學家的檢驗，科學家承認不承認，其他科學家承認不承認你的研究成果；另外就是農民群眾承不承認你的成果。實踐是檢驗真理的唯一標準，不僅是自己檢驗，要經得起別人檢驗。如，我們選育的一個品種叫小偃6號，1985年獲得了國家發(fā)明一等獎。小偃6號有很多特性，如抗病性。它經過了兩方面的檢驗，一方面是生產實踐的檢驗，一方面是科學家的檢驗。小偃6號在陜西省作為骨干品種16~17年。遠遠超過了病種變異的速度，它怎么能夠實現持久性抗病呢？當時，王保通教授選擇了生產上流行的，病菌變異很多，有8種生理小種，同時和小偃6號和感病品種進行檢驗，結果顯示，小偃6號具有對條銹病的廣譜抗性與持久抗性，較好地解決了小麥對條銹病持久抗性問題。與此同時，通過我國光合作用專家匡院士鑒定的，小偃54對強光具有一定的忍耐性和抵抗性。因為草不僅有很好的抗病性，而且有很好的抗逆性，能抗高溫，抗干旱，抗寒冷，我們把這個特性也轉移給小麥。通過與當時北京推廣的一個小麥品種京411進行比較，我們確實把草的抗逆性等特征轉移到小麥里面來，我們的研究工作得到了病理學家、植物生理學家和品質專家的認可，經得起別人的檢驗。經實踐證明，小偃6號是我國小麥育種最重要的骨干親本之一，用其作為親本或直接系統選育成的品種有40余個，農科院統計是53個。據統計，這些品種累計推廣面積3億畝以上，小麥增產已經超過150億斤。
以上的研究成果是我們課題組經過20多年完成的，是我們課題組集體智慧的結晶，不是我個人的成果。當時小偃6號獲獎人是10名，是集體的成果，集體的智慧，是大家共同的勞動成果，我只是其中的一員。這項工作雖然花了20多年，時間較長，但是從實際效果來看，我覺得還是值得的。當然不同的研究工作，周期可能不同，有長有短，做法也不一樣，但從研究中確能反映出從繼承到創(chuàng)新的過程和經驗。任何一個周期，它都有這樣的一個過程。這些環(huán)節(jié)非常重要，從實踐中發(fā)現問題，然后上升到理論，最后再經過實踐的檢驗，一定要完成這個周期。
最后我想強調一點就是有關團隊建設問題。對于中國科學院以及其他單位，都應加強團隊建設，關于團隊思想建設的問題，通過以下俗語，能夠使我們從思想上真正理解和認識，并且付諸于行動，做好團隊建設。如，“一個好漢三個幫，一個籬笆三個樁”、“一箭易斷，十箭難折”、“三個臭皮匠，頂個諸葛亮”、“三人行必有我?guī)熝?，擇其善者而從之，其不善者而改?#8221;這些俗語都說明人多力量大，人多智慧高，任何研究工作都要靠集體，都是通過一個團隊完成的。“人和萬事興”、“人心齊，泰山移”、“上下一條心，左右一股勁”、“群雁無首不成行，羊群出圈看頭羊”。我們要建立一個和諧的家庭，和諧的小組，和諧的社會，和諧的團體，和諧的國家，現在中央已經提到和諧的世界。當小組里有矛盾的時候，認真想一想，我要做一個和諧的成員。如果一個人能夠做到嚴于律己，寬以待人，任何事情都很容易解決，不容易發(fā)生矛盾。對自己要求嚴格一點，對別人寬容一點，什么問題都能解決。自己要做到真正嚴格要求自己，這就為堅持和諧的小組，和諧的家庭，和諧的社會打下基礎，大家都很和諧，每個人的積極性都能發(fā)揮出來，工作的效益就會提高。一個小組，要有一個共同的目標，要團結一致，就可以做到攻無不克。你想你的，我想我的，同床異夢，各想各的，根本沒有一個共同的思想基礎，怎么去攻克科研堡壘，所以大家要心往一處想，勁往一處使，肯定能把工作做好。團隊里面總有領頭的，如果群雁沒有頭的話，就不成為梯隊。
所以在一起工作，不要你爭我奪，要從思想上真正認識團隊，組織好團隊，是我們做好科研工作的重要保證。加強團隊建設、組織建設和思想建設是非常重要的。如果每個人真正都把團隊建設從思想上重視起來，就肯定能夠使我們的研究工作走上一個新的臺階，取得更大的勝利。
（李振聲院士系中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員。本文根據他在2007年9月6日中科院創(chuàng)新案例講座中的發(fā)言整理。）
作者簡介
李振聲男，1931年2月生，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員，中國科學院院士，第三世界科學院院士。1951年畢業(yè)于山東農學院農學系。1951年至1956年在中國科學院遺傳選種實驗館任研究實習員，1956年至1965年在中國科學院西北農業(yè)生物研究所任助理研究員、研究室副主任，1965年至1987年在西北植物研究所任助理研究員、研究員、研究室主任、副所長、所長，1983年至1987年兼任中國科學院西安分院與陜西省科學院院長，1987年至1992年任中國科學院副院長兼遺傳研究所所長，1992年至1997年任遺傳所植物細胞與染色體工程國家重點實驗室主任，1997年至2006年任該實驗室學術委員會主任。李振聲長期從事小麥與偃麥草遠緣雜交與染色體工程育種研究，育成小偃麥八倍體、異附加系、異代換系、易位系和小偃4、5、6號等系列小麥良種。曾獲全國科學大會獎（1978），國家科技發(fā)明一等獎（1985），陳嘉庚農業(yè)科技獎（1989），何梁何利農業(yè)科技獎（1995），中華農業(yè)英才獎（2005），國家最高科學技術獎（2006）。
