专访诺贝尔化学奖得主阿里耶·瓦谢尔教授:从公社鱼塘到学术殿堂
人物简介
阿里耶·瓦谢尔(Arieh Warshel),香港中文大学(深圳)杰出教授。2013年,瓦谢尔教授因“研发复杂化学体系的多尺度模型”荣获诺贝尔化学奖。除了是美国国家科学院院士和英国皇家化学学会的荣誉会员外,瓦谢尔教授还获得了诸多奖项,包括2014年生物物理学会创始人奖,2003年托尔曼勋章,2012年获皇家化学学会软物质和生物物理化学奖。2017年,瓦谢尔教授受徐扬生校长邀請,创立瓦谢尔计算生物研究院,致力于建设成为世界级的理论生物计算中心,并培育兼具理论与应用的生物信息及系统生物学人才。
2023年5月10日,瓦谢尔教授在香港中文大学(深圳)发表了题为《从公社鱼塘到学术殿堂》的演讲。这是他疫情后首次返回深圳校园,与师生面对面交流。较以往的学术讲座不同,此次演讲,他用平实的语言讲述了自己的成长故事和心路历程。为了向同学们解释生物学知识,他还专门制作了动画,并配上了可爱的表情包。讲座结束后,瓦谢尔教授接受了《神仙湖畔》杂志社的专访,他始终面带微笑,语气和缓而亲切,生活化地讲述了自己的故事,字里行间伴随着有趣的科普,言语间流露出这位学术大师对年轻一代学者学人寄予的温情与关怀。在交谈中我们逐渐发现,比起绝大多数“成功者”标准的优秀简历,瓦谢尔教授的一生颇为多彩,甚至还有些“随意”和“离经叛道”。他与众不同的登顶之路给同学们带来了许多思考和启示。
从公社鱼塘到诺贝尔奖
瓦谢尔教授是不折不扣的草根出身的科学家。他出生于以色列的一个集体农场(Kibbutz)。在基布兹,鱼塘养殖是人们主要的收入来源,那里的人们坚信“尽其所能,各取所需”的观念,过着公社集体生活。幼时的瓦谢尔与其他孩子一起生活在一个名为“儿童之家”的社区。据他回忆,“儿童之家”氛围温馨,孩子们相处和谐,每天有两个小时与父母共处的时间。就这样,在鱼塘边长大的瓦谢尔度过了一个轻松快乐的童年。
然而,基布兹不鼓励孩子们去大学深造,公社的人们也希望孩子们能够早早建设鱼塘,为集体创造。因此,基布兹的基础教育略显落后。在当时,他们没有明确的学习目标和激励机制。缺席考试的学生受到的唯一“严厉”惩罚,仅仅是不能观看每周的露天电影。除此之外,基布兹的教育重心偏侧在文学和经济学,科学类课程却少之又少,尤其缺乏理工科启蒙教育,这令从小热爱科学的瓦谢尔深感遗憾。
但即便如此,瓦谢尔仍然从小就和科学打上了交道,并对科学表现出来浓厚兴趣。课余时间,他给小猫制作降落伞,研究热气球的制作。在基布兹宽松的教育氛围下,那里的孩子因为渴望获得某种意义上的身份认同,使得同辈间的竞争欲望竟出奇地强烈,他们中的许多人都梦想成为军官或飞行员,盼望着出人头地,甚至改变世界。瓦谢尔也曾如此,在成年后,他离开了公社,进入以色列装甲部队服役,在服役期间他刻苦读书,准备希伯来大学的预科考试,却不幸落榜。几经波折,他最终被以色列理工大学录取。
进入大学,专业的选择又给他带来了纠结和迷茫。他不清楚自己喜欢什么学科,将来想要从事什么工作。偶然间,一个军官朋友建议他学习化学,原因竟是他认为瓦谢尔视力好,可以敏锐地观察实验现象。就这样,瓦谢尔误打误撞地选择了化学专业,那时的他不曾料到,这看似“随意”的选择,却在日后成为了他一生的热爱和追求。
进入以色列理工大学的第三学年,瓦谢尔参加了一个实验项目,观察了酶促化学反应的过程,自此,他这才真正对化学产生了兴趣。在本科期间的研究项目中,瓦谢尔深感人工计算的繁琐,被计算机处理数据的威力所震慑,于是从以色列理工大学毕业后,瓦谢尔在魏兹曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)开启了研究生之旅,师从使用数字计算机模拟分子研究的Shneior Lifson(史尼奥•利夫森)。当时Shneior Lifson已决定不再带学生,却破格将瓦谢尔拉入一个“尚不存在的科研小组”,收他为徒。从此,瓦谢尔的科研道路逐渐走上正轨。在那时,将新生的计算机技术与传统实验结合是潮流所在,而这项技术的应用前景也吸引了年轻的瓦谢尔。然而,与蛋白质有关的生物化学反应复杂程度超出了当时计算机的模拟能力。主流学术界甚至一度认为通过计算模拟生化反应是不可能的。但瓦谢尔教授并不相信推测中的不可能,他决定通过实验去验证猜想。通过省略不必要的步骤与简化结构,瓦谢尔最终于1975年成功完成了世界首个蛋白质的计算建模,2013年,他因在这一邻域开拓性成就被授予诺贝尔化学奖。
瓦谢尔教授于1975年在《自然》杂志发表的论文,他也因在‘复杂化学体系中多尺度研究’方面的进展获得诺贝尔奖。(Levitt, M., & Warshel, A. (1975). Computer simulation of protein folding. Nature, 253(5494), 694-698.)
在自传《从基布兹鱼塘到诺贝尔奖》中,瓦谢尔分享回顾了这样一段经历:在“儿童之家”,孩子们每周六早晨都要跑步一公里。瓦谢尔常在开跑时落后,却往往第一个到达终点——这是瓦谢尔整个成长故事的缩影。作为农村出身的犹太小孩,瓦谢尔接受着公社粗糙的教育,经历过纷飞的战火,在鱼塘、餐厅打过工,在部队参过军,他在颠沛和遗憾中,用热情和毅力在科学的道路上踩下一个又一个脚印。而在社会竞争愈发激烈的当代,瓦谢尔教授仍然鼓励青年人树立积极的人生观,把竞争的过程看作自我提升的过程,在竞争中挖掘自己的能力,哪怕最后结果不尽人意。积极进取的基调贯穿了瓦谢尔的整个求学和科研经历,直到现在,他依然在为追求更加精确的医药研发而不懈努力,从未停下脚步。
诺奖后的十年:没有所谓的 “终极”
今年(2023年)是阿里耶·瓦谢尔教授获得诺贝尔奖后的第十年。在这十年间,他致力于研究不同疾病中的酶,理解酶的工作机制并预测其变化,从而研发出更好的药物。在他看来,某些人口中的“终极”是一个有些悲观的词,他的科研没有所谓的“终极目标”——他持续地向精准预测药物的方向迈进,在无人之地探索科学的边疆。
在生物医药领域发展史上,生物抗性一直是科学家们面临的巨大挑战,随着时间的推移,许多抗生素的药效趋弱。为解决这一问题,瓦谢尔教授和他的研究团队依靠计算建模进行药物开发和生物学机制研究,他们在共价抑制剂的研究上亦有进展。对瓦谢尔教授来说,对酶的研究既能解决实际问题,也关乎追求科学发现的纯粹乐趣。“我们只是不断地将我们的方法应用于不同的有趣的问题,并在过程中收获乐趣。”就像儿时的他被好奇心驱使研究热气球和降落伞一样,瓦谢尔教授始终保持着对未知的好奇和敬畏,攀登一座又一座山峰。
如今,人工智能的蓬勃发展给各科研行业带来了新的机遇和挑战。对此,瓦谢尔既看到生物医药领域的未来趋势,也对科学的发展前景存有隐忧。在他看来,人们滥用、过度依赖人工智能技术,容易忽略对科学本质的理解。“令我感兴趣的永远是‘酶是如何工作的’,而非人工智能。”他认为,人工智能实际上构筑了一道科学与普罗大众之间的鸿沟。人们越依赖人工智能解决问题,越可能怠于学习和理解基础科学知识,这会使得大众与科学越来越远,不利于科学向大众普及。他也并不认为近年AI与其他领域的结合热潮就代表着正确的方向,比如AI与他所专精的生物医药的结合。 “AI像是一种蛮力,”人们到底能从飞速进步的人工智能技术上学到多少东西,瓦谢尔教授对此尚持有怀疑态度。
筑梦深圳:寄语香港中文大学(深圳)十周年
自2014年起,瓦谢尔教授便在香港中文大学(深圳)担任荣誉教授,并于2017年牵头成立了瓦谢尔计算生物研究院,见证了这所大学九年间的成长。他多次在开学典礼和毕业典礼上对香港中文大学(深圳)的同学们送上美好祝福,提出殷切期望;他也多次面向全校师生开办讲座和研讨会,毫不吝啬地分享自己的科研心得和成果。每次会议,港中大(深圳)的同学们总会积极地讨论,针对专业领域提出高水平的问题。瓦谢尔也对港中大(深圳)的国际化教学多次表达赞叹,在他看来,这里的同学们有着出色的语言表达能力,即使是本科生,也能用英语进行学术交流。和港中大(深圳)的同学们交谈,总是令他感到舒适和亲切。
瓦谢尔教授在港中大(深圳)演讲
“深圳是我和夫人去过的最有活力和吸引力的城市,而我也喜欢跟这所大学里脚踏实地、活力无限的同事一起进行科研工作。”深圳这座城市雄厚的科研支持、重视人才和知识的氛围吸引着瓦谢尔;而港中大(深圳)的师生们所拥有的对科学的热情和踏实肯干的科研态度,也在瓦谢尔的心目中留下了深刻的印象。在疫情前,瓦谢尔曾一年四次探访深圳,在深圳埋下科研的种子,并悉心栽培年轻的研究团队。如今疫情结束,他也第一时间返回深圳的校园,讲述自己的科研往事,为有志从事科研的年轻人迷途指津。瓦谢尔教授希望师生们永葆好奇心、恒心与毅力,认真对待他们的事业与追求。
瓦谢尔教授对粤港澳大湾区的发展报以积极地期许,在他看来,大湾区凭借多学科融合之优势,将发展成未来科学之重镇。而对于香港中文大学(深圳)的十周年,他更是满怀期待。“香港中文大学(深圳)的进步和发展是超出我的想象的。我希望香港中文大学(深圳)能够继续前进,建设成为中国乃至世界一流的大学。我也特别希望医学院能够越办越好,我相信他们能够做到的。”同时,他表示,瓦谢尔计算生物研究院也将立足于迅速发展的粤港澳大湾区,透过结合基础研究和技术转化,使用计算方法理解疾病的分子基础,探索不同的疗法,对大湾区乃至全世界的生物医药领域发展做出重要贡献。
记者/董楚佩 刘烨州
撰文/董楚珮
编辑/胡屹潇