《怎样找到一个适合你的博士后老板？》，《怎样掌握写好英语科技论文的诀窍》，《好推荐信的五大要素》，《算一算你离成功有多远？》，《增加你科研文章影响力的八招》，这一系列的文章全部出自于一位科学家之手，在尽心科研之余，他喜欢把自己在科研路上经过的一点一滴，困难和经验写成文字分享给更多的从事科研的人们。他的博客上写着：“论春语秋，谈科说学，声传言教。”

他叫周耀旗，美国印第安纳大学信息学院和医学院教授。

【印象】
采访周老师是一个工作日的下班之后，那天下着蒙蒙细雨，原本心里忐忑着不知该如何开场，但周老师热情的招呼顿时化解了我心中的顾虑。因为是在同一个校园，所以对周老师早有耳闻。但真正认识周老师，却是因为他在科学网上的博客。博客上的他思想飞舞，真挚明理，对博士后和博士生提出了很多中肯又实际的建议和指导。见了面后发现，周老师还是一个很谦逊，笑容可掬的翩翩君子。

--- 科学松鼠会陈筱歪

（以下为采访对话，C:陈筱歪；Z: 周教授）

研究：蛋白质，从序列预测功能

C：能给我们的读者介绍一下您从事的研究吗？

Z: 我从事蛋白质结构生物信息学方面的研究。我们都知道不同的蛋白质是由不同的氨基酸线性排列组合成的。这些氨基酸序列能自动组合变成特定的三维结构，而结构决定了功能。结构生物信息学就是发展算法（algorithms）来研究序列-结构-功能之间的关系。 比如从已知的蛋白质序列来预测它的结构，由序列或结构来预测它的功能。最终目的是能根据功能，设计出一个蛋白质结构，然后找到一个序列能自动折叠成这个结构。理想的结果是稳定性更高特定功能更强，如催化功能变得更强了。所以结构生物信息学应用前景很广。我原来学的是化学物理，后来转行到生物信息学。我的化学物理背景很有用。因为单纯用统计学的方法找规律，很多时候是不够的。蛋白质的结构性能是它的物理和化学在起作用。这是我的一点优势吧。

C：那么您测试的这些蛋白质是已经现存的，还是从理论上设计一个更好的？

Z: 两方面都做。我们用已知的蛋白质来测试我们的预测方法，然后去设计一些具备特定功能的未知的蛋白质。我们的长期目标是设计一些蛋白质药，能够去中和或除去对人体不利的蛋白质。这就需要设计蛋白质的新功能。

C: 那么这样的理论模型的准确率有多高呢？

Z: 一般来说，蛋白质结构预测理论上有两种方法。一种方法是从头算法。也就是从序列直接预测结构及功能。但是现在还很不准。现在还有一种方法叫做模板预测，用已知的结构作为模板来预测。如果能找到模板的话，这种方法预测结构还是比较可靠。我们现在有几万个模板，将序列和数据库里的这些模板进行比对，如果这个序列和某一个模板的match（匹配）的分数比其他的模板要高得多的话，就说明这匹配是非常成功的，甚至可以精确到2-3Å的水平。

然后根据预测的模板，来预测它的功能。我们最近做的一个研究就是，测试一些蛋白质有没有和RNA结合（RNA binding）的功能。比如人类基因组有两万多个基因，用我们的方法在数据库中筛选一遍，然后发现了很多以前不知道功能的蛋白质存在结合RNA的功能。 另外，还有一些我们原本以为是其他功能的蛋白质，它们也同时能够结合RNA。 我们设计的这种方法false positive（假阳性）比较少，比如我们预测100个与RNA结合的蛋白，大约90个会是对的。但是，目前的sensitivity（敏感度）还不是很高，比如总共存在100个这样功能的蛋白，我们能够找到一半左右。主要原因是现在的模板还是不够多。如果能够有一个更加完整的模板库，就可以大大地提高敏感度，这需要更多实验解析的蛋白质RNA的复合结构。我们同时正在努力进一步改进我们的方法。

C: 这样的方法是领域内共用的还是您的实验室自己设计的呢？

Z: 各个实验室会有他们自己的方法。但是我们使用的算法是我们自己设计的，是非常unique（独特）的。现在有关蛋白和RNA相互作用的研究非常热门，因为这是一个很重要的生物过程：在DNA中的信息被读取转变为信使RNA之后，很多蛋白和信使RNA会相互作用，来改变它翻译为蛋白质的水平。如果我们能找到蛋白质的哪些位点或序列和RNA作用，就可以特定性地改变它们之间的结合，从而达到调控这些生物学过程、更好的了解某些疾病的原理的目的。我们还打算将这个方法推广，不仅仅做蛋白-RNA的研究，也做蛋白-DNA结合的研究。

职业：主动思考，是科研之路的关键

C: 能不能跟我们讲一讲您是怎样决定出国学习的呢？

Z: 我是科大毕业的，当时毕业的时候有一个国家资助的机会可以出国念研究生。我当时是想留在国内做一个学者，没有想过出国。后来人数不够，我就去参加了那个考试，很幸运地考上了，就来到了纽约大学石溪分校做研究生。我一直喜欢理论，想做理论化学。当时和一个做液体统计力学的导师谈了一谈，他就决定留我在他的实验室了。我的导师是一个在学术领域内很有声望的科学家，曾经被提名过诺贝尔奖。但是我在他实验室开始时特别不顺，尝试做了好几个课题都做不出来，当时觉得很灰暗，怀疑自己不是做科研的料。后来尝试和另一个实验室合作，换了一个课题很快就顿悟了。从那时开始，我就喜欢上了做研究的感觉。

C: 后来您是怎样选择博士后的研究和实验室的？

Z: 博士毕业之后(1989年底)，由于当时国内形势不清楚，刚好一个加州的朋友开公司，找我去帮忙，于是我就去了这个做环境检测的公司从事管理工作。可是在公司工作的几年后，更加发现自己真正喜欢的是做科研而不是搞人际关系。于是自己就很坚定地回到学校继续做博士后。那个时候已经离开学术圈3，4年，很久没读论文了，不知道自己还能不能做研究，原来的老板之前的第一个学生已经在北卡成立了自己的实验室，我就去了那个实验室。后来又去了哈佛做了一轮博士后，又经过了5年成立了自己的实验室。这一路过来经历了很多。

C: 这中间每个阶段的课题还一直都是之前的方向吗？您觉得给您影响最大的人是谁？

Z: 不是，这中间课题一直在变。每一个阶段中遇到的导师对我有着不同的影响。在哈佛时候的那个老板是一个特别严谨的人，每一个细节都要求做得很完美，论文从第一稿交给他起都要经过1-2年才能完成。他可能是对我影响最深的人，从他身上我学到了如何严谨地做科研。博士时候的导师是一个放羊型的管理方式，他不断的给你方向，不断的给你新的思路，但不会给太多的指导。于是我只能自己去看很多论文，自己产生一些想法，然后去测试，去验证。我现在用这个方法管理能干的学生。

C: 我记得您曾经写过一篇博客，谈过您曾经有一个诺贝尔的梦想，能不能讲一讲您的这个梦想是怎样来的？

Z: （笑）那还是在我上大学的时候。那时候喜欢胡思乱想，当时看到杨振宁和李政道的成就，也希望自己能够以他们为榜样为科学做出一些贡献。上大学的时候也看了很多书，其中一本对我影响很大科普书就是《从一到无穷大》。（沉思几秒）想一想对我影响最大的书可能有两本，一本是初中时候我姐姐给我的一本数学书。当时暑假我没事情做，就把一整本数学书做完了，可以说是开发了我的智力。从此喜欢上了数学和科学。

C: 第二本就是《从一到无穷大》？

Z: 对。这是一本很好的科普书，它是从数学开始讲起，从1,2,3的数字怎么来的，然后讲到宇宙，哲学。这本书对我的触动很大，原来科学发展就是从这样不断的思考，想问题而来的。也就触动了我平常主动去寻找问题，解决问题的习惯。有时候会想一些很奇怪的问题，很多思考的结论是对是错对我不是很重要，重要的是享受这个推理思维的过程。平常看了很多很多的书，主要还是科普方面的书，反而在专业课方面没有投入特别多的时间（笑）。上学的时候把拿到诺贝尔当做一个科学家的终极目标，但是现在觉得这是可遇不可求的。最重要的是做的科研能不能在科学界甚至社会上有一点影响。

C: 这些思考对后来的研究有帮助吗？

Z: 刚来到美国的时候有一点懵了。之前的思考太天马行空了，但是做科研要解决的是实际的问题，所以用了一些时间来调整。但是这种思维的方式，主动地去想问题是我在科研这条路能走下来的关键。

学生：喜欢，才有动力探索

C: 您现在拥有自己的实验室，您对学生的期待是怎样的？您觉得有哪些品质是做一个研究生或者一个科研工作者需要的？

Z: 首先我希望我的学生基础要好，能独立的做一些研究。要有self-initiative（自我主动性），拿到一个课题要自己主动思考，去阅读文献，产生想法，解决问题。再有一个就是能不能有原创性（creativity），想法不管大小，关键是要有想法。这个在学校和公司都是一样的。要不断动脑，善于思考。

C: 会不会有一种可能就是不喜欢思考是因为他们不喜欢自己的专业？

Z: 这可能。如果不喜欢现在的专业就应该去寻找更喜欢的专业。我很多学生都是从物理或者化学转到现在生物信息学的领域的，有的时候转一个方向反而好，因为在新的领域你有别人没有的背景知识，有学科的交叉，这样很多问题解决的方法会宽一些。但是一定要找到自己真正喜欢的事情，只有自己喜欢了，才能坚持下去。这就是主动和被动的区别，如果每天被动的被别人赶着去做一件事情，就不能享受到中间的乐趣。

C: 您也曾经写了很多指导科技论文写作的文章，对于写作有什么建议吗？

Z: 我的建议就是不断地跟据规则来练习。比如每写一段都要有一个中心思想，每一段之间都有联系，有一些承上启下的句子来连接，使文章变成一个整体。这些方法我也经过了很长的时间养成习惯练出来的，当然也去听过一些相应的关于写作的课，明白了很多，比如怎样从一个读者的角度，怎样让文章读得通顺。总之，写作也是一个思考的过程。不想而写是写不好的。

C: 您觉得如何选择自己将来的职业道路？

Z: 还是要做自己喜欢的。如果不知道自己喜欢什么，就给自己机会不断去探索。比如我之前在公司就无法做到身心如一，但是如果不去公司，我可能不知道我还是更喜欢科研。另外更重要的是培养自己的能力，特别是创新能力。有了这些能力做哪一行都是可以做得很好。

【印象】见到陆老师的时候他刚刚结束了一场会议，可以看出他仍处在会议的兴奋之中。陆老师语速很快，说到自己的专业领域时眉宇之间散发出满满的自信和期待。一个拥有众多头衔，领导了30人的大实验室的科学家就这样在眼前鲜活了起来。他说，我很幸运，可以做我真正热爱的事情。

陆艺教授1986年毕业于北京大学化学系本科，1992年获得UCLA（美国加州大学洛杉矶分校）博士学位。现任美国伊利诺伊州大学香槟分校（UIUC）全职教授。曾获得多项荣誉，包括美国国家科学基金会特殊创造力奖 （Special Creativity Award）, 美国科学进步协会Fellow奖 (AAAS Fellow)，霍华德休斯医学研究所教授(HHMI Professor)奖等。陆教授发表过大约180 篇科研论文，包括英囯《自然》杂志, 美国 PNAS, JACS杂志等, 同时也获得了多项教学荣誉，美国《科学》杂志曾发表文章讨论他在激发学生对科学的兴趣方面的大胆尝试。他还是十几项专利的拥有者，和一个科技公司（www.ANDalyze.com）的创始人。
个人网页:http://montypython.scs.uiuc.edu/LuCV/LuCV.php

有关科研

陈筱歪（以下简称C）:可不可以给我们介绍一下您目前的研究？

陆艺（以下简称L）: 我做的是生物和化学的交叉学科。目前研究的有两个方向。一个是生物催化，一个是生物传感器。我们都知道现在的能源紧张给未来的工业和生活发展带来了很大的威胁，如果能够取代传统的化学能源，利用生物能源产能，不但能够更加清洁，而且更加高效。生物质转换就是希望利用大自然中最丰富，广泛存在的物质，比如水，氧气，太阳能等，将他们转化为可以储存和利用的能量。而这个过程中，最重要也是最难实现的一步就是催化。其实大自然中的生物是生物催化掌握最好的，比如绿色植物，它们通过光合作用把二氧化碳和水转化为可以储存的糖类，细菌能够将化学能转化为自身新陈代谢所需的能量。但是我们人类还不知道怎么用这些生物能源，我们研究的就是如何用新的方法叫生物合成化学(biosynthetic chemistry)模拟这些生物催化过程。比如，生物燃料电池（Fuel cell）可以利用燃料的化学能量，比如氢气和氧气，持续而且高效的转化为电能。这个过程仅仅产生水和电能，所以不会给环境带来污染。虽然普通的化学催化也可以达到把氢气和氧气转化为水，可是这一过程非常慢，效率很低。而生物催化的速度就快很多。但是缺点是，生物催化很贵，而且稳定性不够。所以我们希望能够将化学催化和生物催化结合起来，达到互补。

C：那么这项技术目前已经达到可以应用的水平了吗？

L：目前这个领域还是一个快速发展的新研究领域，还没有达到在工业上的应用的地步。刚刚发展了大概十几年，还在基础机理研究阶段。生物合成化学也是化学生物领域最近比较热的方向。（采访者注：这项技术是利用人工模拟生物的一些物质，比如能够和细胞特定性结合的多肽片段，来让机体产生特定的反应。）

C：您提到您研究的另一个方向叫生物传感器，这个又是研究什么的呢？

L：我研究的生物传感器是结合了传感（Sensing）-成像（imaging）-药物投递（drug delivery）的一个系统。有很多领域需要这样的技术，这也是理解自然的一部分。比如研究一些对人体有害的重金属。我们会首先研发传感器 （sensor）用在环境或食品探测到这些毒素是否存在，或者在哪里存在，然后用成像（imaging）的方法研究重金属如何在人体里产生毒性的，也就是毒理机理，最后特定性的将一些能够去除这些毒素的药物，比如重金属元素的螯合剂，靶定的导向特定的位点（targeted drug delivery）。因为虽然制药公司花费大笔的研究经费，经过了很多次的临床检测，得到了一些有用的药物，但很多时候这些药物也是有各种副作用的。很多时候我们想要这些药物特定性的指向某些癌变细胞，而不是针对正常细胞。这样就需要能够特定性药物释放的技术，比如根据不同人的体质，和体内毒素不同的量，来有选择的释放药物（budget release）到靶标组织。DNA适体（DNA Aptamer）就是其中的一种。它可以特定性的结合到某种细胞分子上，从而将药物导向特定细胞释放。

另外一项生物感应器的应用就是有关环境检测。现在政府和个人也都越来越关注环境污染的问题，尤其是发展中国家，在快速发展的同时，开始越来越关注释放到环境中的毒素含量。我们研究的生物感应器可以现场的（onsite）感知环境中毒素的含量，比如一杯水中重金属含量等，或者油漆中的挥发性化学物质含量。这些即时的环境检测数字可以帮助政府更好的治理污染，也可以帮助个人提高生活水平。现在这项技术已经申请专利，由一个公司来推广，我也希望这些研究成果能够应用到更多的方面。

有关科学职业

C: 我知道您是北大化学系毕业的，是什么机缘使您决定继续出国读书的呢？

L: 我毕业的时候是86年，那一年正好是中美的一个合作项目(CGP) 的最后一年。当时，25年前，国内和国外的差距是很大的，不论是生活条件还是科研条件，在那个时候，出国学习应该不论怎么比较都是最好的一个选择。而现在时代不同了，国内外的差距已经没有那么显著了，论生活条件，在国内大城市还会更舒适一些，所以我经常给我的研究生说，如果你们来美国只是为了改善生活条件，或者混个文凭，那么你会很失望。我希望你们是因为真正喜欢自己做的研究而留学在美国。

C：您的博士课题是研究的什么方向？博士导师是一个什么样的人？

L：我大学是化学专业的，所以我的博士课题还是继续了我之前的专业，但是我个人对于交叉学科和偏应用性的研究很感兴趣，于是博士是跟随了UCLA（加州大学洛杉矶分校）的Dr. Joan S. Valentine。我刚加入这个研究小组的时候，他们也是刚刚开始化学生物的交叉学科研究，大概只有1,2年，所有事情都还在摸索阶段。我的导师是一个nice的人，他基本上是放手式的管理，加上是做新的方向，大家都没有太多经验，于是头几年也没有发什么paper。

C：那对于这么新的课题您肯定经历了很多困难，有没有觉得灰心做不下去的时候？

L：（笑）确实有。我刚开始做课题的时候，要从建立mutagenesis（突变）开始，然后才能进行下面的验证。我的第一个mutant花了1年半的时间才做出来。那个时候做生物合成要花很长时间，不像现在，可能一个突变几个小时就出来了。那个时候就很担心，心里很沮丧也很不高兴，我是top student，也这么努力，可是别人都发了文章，我还没有把一个mutant做出来。心里很不服气。但是自己就这样坚持了下来。后来发现，虽然这1年半时间一篇paper都没有发，但是从这些摸索，解决问题的过程中，自己收获到的能力反而是最多的。后来当了faculty以后，还是要做这些解决问题的工作，可是自己在研究生的时候已经锻炼过了，比别人有了更强的能力和更多的经验。所以，有的时候，遇到的困难越大，挫折越深，反而越锻炼自己的能力，要坚持，就有收获。

C：恩，这种坚持确实对我们学生很重要。后来您去了Caltech（加州理工大学）做博士后，还是同样的方向吗？

L：是的。我对这个方向非常感兴趣。一个因为是它是交叉学科，需要与化学家和生物学家都打交道，有的时候我给化学家做讲座，他们说这太生物了，给生物学家讲，他们又说太化学了，你需要从这当中寻找一个balance（平衡）。再一个这是一个很有应用性的研究。我喜欢在大学里做研究，那种寻找未知的感觉，那种challenge（挑战），去寻找别人都不知道的答案，这是做科学给我的满足感，而应用的部分会给你更大的motivation（动力），也看到一些实际成果。我们实验室做的环境检测的sensor（感受器）现在已经申请了专利，有公司在做了。

C：您觉得这一路走来，对您影响最大的人是谁？

L：应该是我的两个导师：博士导师和博士后导师。他们是个人风格很不同的两个人。博士导师所在的小组只有8-10个人，研究很新，大家非常互动，经常交流。而博士后所在的实验室是一个30多人的大组，导师不会有太多时间和每个人交流，有时也不会对我的研究特别了解，但是他会把握大的方向。如果我博士的时候就直接来到这个大group里，很可能就lost（迷失）掉了，反而是在小group里学到了后来的这些解决问题的能力。但是大group的好处是，你可以从同事身上学到很多，他们后来大部分都成为了大学里的教授。

C：你对未来还有什么期望和计划？

L：（笑）现在我们在做的还是基础的研究，研究机理和证明。但是将来也希望看到这些研究真正的能应用到工业或者生活中去。我做科研也是希望自己做的东西，如果真的做出来了，能有long-term（长期）的影响。

有关科学人才培养

C：您刚才提到从两位导师身上学到如何管理一个实验室，那么现在您是如何管理您的学生们的呢？对他们有些什么要求和希望呢？

L：我现在领导的是一个大实验室，有30多人。也已经有30多名研究生从我的实验室拿到博士。我觉得一个好的研究生要具备这样几个基本的素质。第一，他要真正的喜欢这项研究，要believe in it（有信心）。我的很多后来很出色的学生，都是那种觉得（做研究）这个事情很酷，会一敲脑门说这个idea太棒了的那种。做研究本身是一件很苦的事情，挫折和失败是经常的，加班熬夜也是经常的，而且没有其他工作那样丰厚的报酬。所以，要真正喜欢，才能坚持的长久，才不会被失败打败。我会给我的学生说，如果你不喜欢这个课题，那么就去换一个真正喜欢的课题，或者换个实验室，或者换个专业。

第二个重要的素质就是解决问题的能力。有的学生实验不成功，可能会拿出来5种失败的原因，而另一些学生会再附加给你5种解决方法，这就是差别。做研究就是寻找问题，思考问题，解决问题的过程，这个完整的过程才是你自己超于别人的unique（独特）的能力。这个能力是在长期的训练中锻炼出来的。然后就是需要大量的阅读学术论文。我的实验室有一个传统，就是非常大强度的journal club。每周每次1个半小时，我们会覆盖40-50篇最新的领域内文章。

C：也就是说2-3分钟一篇论文啊？

L：对啊。给你40分钟让你讲一篇paper需要一种能力，给你2-3分钟讲一篇paper又需要一种能力。需要你最快的掌握全局，提取最重要的信息。然后我们会每次标出5-10篇有意思的文章，然后去深入的读，看这篇文章到底好在什么地方。这样的训练能够积累知识量，让你一直掌握领域最新的研究进展，开拓思路。我的很多学生现在都很感谢这种训练，他们出去开会，就能很快的理解别人的课题，并能问出很好的问题。这就是大量阅读文章带来的优势。

C：我想我们都看出来，您是一个对科研有很大热情的人。您会希望自己的孩子继续做science吗？

L：（笑）我当然希望，可是他们好像对science没有热情。我的儿子想去学商科，而小女儿希望以后当作家。我会尊重他们的愿望，去做他们真正喜欢的事情。

1983年以前，肖天存是陕西眉县一农民家庭的孩子。1987年，他从西北大学化学系毕业，在中科院兰州化学物理研究所读博。1993年他受聘于山东大学环境工程系，六年后赴英国牛津大学成为化学系访问学者。2003年，牛津催化公司在他六项研究专利基础上成立。两年后公司上市，成功融资6500万英镑。如今，肖天存担任牛津大学化学系高级研究员，牛津催化公司与沙特-牛津KACST科技公司的首席技术官。

而采访者Fujia如是说：“在做今年科学松鼠会的圈圈坐栏目前，土摩托不知从哪听来的八卦，问我：‘你要采访肖老师啊？他人超级好的。’ 而小蓟则再三叮嘱：要注意大时代中人物的跌荡。我最后见到的是一位优秀、朴实、真诚的老师，在滚滚向前的历史潮流中经历了其传奇丰富的人生。科学圈圈坐，你我一起坐听前人故事。”

肖天存自己则说：命运经常会给你开玩笑，你永远不知道接下来会发生什么。

科研成就

Fujia（下简称F）：老师先介绍一下您的研究吧。

肖天存（下简称肖）：我一开始做的是催化剂，有六项专利。基于这些专利，我和牛津大学、投资者一起成立了牛津催化公司。2006年公司上市的时候，主要依靠的技术是常温下制备氢气、气变油催化剂和加氢脱硫催化剂。我所制备的常温制氢催化剂，可以在常温下让甲醇和过氧化氢生成氢气，当时氢能技术很热门，我们这个技术在伦敦金融城引起轰动，直到现在依然独一无二。不过现在氢能已经没有太多市场了。

F：新能源市场变化太快。那这项技术还有其他用途么？

肖：我们现在利用这个技术来做超高温蒸汽。现在地热能很火，人们可以采用深度钻孔技术，钻探地热来发电。这个超高温蒸汽可以钻至地下几千米，一来用高温将土壤融化，二来也可以把土壤组织打散，方便钻探。这个技术在我们公司，光许可费就卖了几十万美元，之后客户的收益我们还有分成。当然这个独一无二技术的其他用途有待拓展。

F：从制备燃料电池到超高温蒸汽，这个技术是可以完全转化的么？

肖：只要把反应物比例调一下就好。我们制备氢气是用甲醇与过氧化氢反应，化学反应式是：

CH₃OH+H₂O₂+H₂O→2H₂+CO₂+2H₂O

水在这里只用以稀释过氧化氢，不起作用，因为纯过氧化氢非常危险的。但如果增加过氧化氢的量，反应结果就不一样了，化学方程式则变成：

CH₃OH+3H₂0₂ +H₂O→CO₂+4H₂O

这个反应可以放出大量的热，比之前那个反应式放出的能量要高，可形成超高温蒸汽，比金刚石等钻探的效率高。

F：但在常温下，甲醇和过氧化氢可以反应吗？

肖：不能。常温下，过氧化氢只能自己分解。所以我们所做的催化剂非常关键，可以使甲醇和过氧化氢产生反应。这就是我们的专利了。这个催化剂实际上是铂金。但普通的铂金，譬如首饰这种，是没有办法催化这个反应的。所以我们需要对它进行处理制备，让它同时活化甲醇与过氧化氢。不同的制备技巧，会导致不同的表面结构，能量也就不一样。所以我们在催化剂制备上下了很多功夫。

F：老师能解释下这个催化剂的作用么？

肖：催化剂是一个表面反应。它可以是粉末，也可以是颗粒，表面形状可以完全不一样。我们将白金涂在载体表面，让它有一个很高的分散。白金晶体有三个面，有些面上能量特别高，可以同时活化过氧化氢和甲醇。但有些面上特别稳定，甲醇就不会起任何反应，过氧化氢就只能自己分解了。过氧化氢与甲醇都是极性分子，而过氧化氢的稳定性比甲醇要差，所以我们的催化剂便是可以使得两者同时进行反应。

F：那么我们可以用纯白金晶体来做催化剂吗？为什么还需要载体？

肖：纯白金金属颗粒的分散性小， 小的颗粒受到高温时容易烧结。 而化学反应许多都是高温反应。比如氧化铝就非常稳定，但金就很不稳定，一烧就融在一起了。所以我们需要象氧化铝这样的多孔载体让它分散并固定。催化剂是很大一个行业，所有人就是想办法让它变得既稳定，表面能量又高，可以活化别的物质，自己还不会损失。我们只需要几毫克的催化剂就足够了。这个反应一旦启动，就可以一直做下去。只要原料足够，反应就不会停止，所以做钻探特别好。几千米的深度，金刚石根本不起作用，但我们的超高温蒸汽就特别好。而且蒸汽还可以调细度，把土壤烧熔打松。

肖：有一个英国人特别会做生意，把我们这个东西拿去做科普教育。演示实验时，大家可以看到，当催化剂制备不好时，只有水流出来。而催化剂得当时，反应物一下变红了，把水烧起来了，表示反应成功开始放热。这是一个相当好的科普教育工具。后来美国能源部的一个教授还把这个实验拿去给他的学生做演示，他的学生一看，都对催化剂感兴趣了。（笑）

F：当时的研究程度？

肖：03年我们这个专利出来。当时和我合作的格林教授在化学界非常著名，地位也很高，他不相信我这个东西是可行的。后来我们去伦敦上市路演的时候，在金融城里引起了轰动。因为这个实验非常直观，把液体倒进去，点火点不起来，经过催化剂之后，一下就变红了。

F：之前没有人尝试过这个方向吗？

肖：之前大家觉得这个东西没有用，所以都不感兴趣。之前有日本人想过用甲醇制氢气，将甲醇加热到200度，就可以放出蒸汽。但用甲醇与过氧化氢协同反应产生蒸汽，我是第一个。这看起来是很简单的一个事情，但大家都没想到。

F：那这个主意是老师第一个想出来的咯？

肖：这个不是想出来的，是试出来的（大笑）。一般大家都知道铂金是个很好的催化剂，可以分别活化过氧化氢和甲醇，但没人想到可以把这两者放到一起，也没人能做到将两者同时活化。当时我也试过许多其他的催化剂，包括铜、镍、金等，但铂金是最好、反应最快的。当然，我个人比较喜欢应用研究，所以到现在我也不知道到底是晶体哪个晶面作用，我也没有做更多的研究，也没时间做深入研究，因为我觉得能应用就够了。

F：这个实验有多长时间？辛苦么？

肖：我试验了半年多时间。过氧化氢是个漂白剂，实验时一不小心弄在手上，手就白了，变成迈克尔.杰克逊了（大笑）。

F：最初刚开始这个研究时，想到现在的应用成果么？

肖：这个没有（笑）。最初只是为了制备燃料电池，希望可以掌握制备氢气的技术。但实验结果发现，用甲醇制成的氢气中含有一些一氧化碳，而很多燃料电池对一氧化碳相当敏感。另外，燃料电池的市场最近几年有所下降，人们都开始研发电动车了。但现在超高温蒸汽的市场特别好。

F：那后来怎么想到可以做超高温蒸汽这个方向的？

肖：一开始我是想用来做发动机的。但后来比较倒霉。2005年时伦敦地铁受恐怖袭击，恐怖分子用的就是过氧化氢。他们买来女孩子用的头发漂白剂，把浓度从15%蒸到70%，就成炸弹了。所以之后，整个欧盟对过氧化氢就有了严格限制。当时大家还觉得我们制出来的蒸汽没什么用，但后来发现，蒸汽的用途比纯氢气广。比如在医院做蒸汽消毒，或者处理有毒有害化学品，蒸汽就很好用。一般制备蒸汽需要高温和高压锅炉等，很危险。但我们这个不需要，不受气压的限制，只要到了400-500度的时候，哗一下就能出来了。

F: 现在在国际上这个超高温蒸汽，除了老师之后，还有其他人在做么？

肖：化学超高温蒸汽就只有我了。但我们公司的方向也在慢慢改变，往生物质能方向走去了。因为一个产品从实验室到工业生产，需要很长时间。公司需要生存，是不愿意等这个时间的。在公司做研究和在大学不一样，我不能单凭我的兴趣做研究，必须要考虑公司的生存。

产业化道路

F：老师和大部分学术圈科学家不太一样。您走的是一条产业化的道路。您认为这个产业化道路的优势和劣势分别是怎样？

肖：现代的科学研究和以前不一样。以前的诺贝尔奖都只奖励纯科学，但在现代社会里，纯学术研究越来越难了。牛津与剑桥大学以前都属于学术的象牙塔，但现在不一样了。你做科研是拿政府的钱，所以你必须为社会服务。有一阵子大家就说：“拿十个诺贝尔奖，不如一个比尔盖茨。”盖茨可以给社会带来许多财富，解决许多就业问题。拿诺贝尔奖拿了就拿了，但成果不转化， 就很难为社会做出很大的贡献。所以现在英国和美国一样，也越来越注重应用研究。你可以做你自己感兴趣的事情，学校不干涉，但如果你做纯学术，你个人的生活质量就会受影响。因为你只能拿科研基金，雇人工作。在国内还有个科研基金提成，这里没有，你就只能靠死工资过日子，买房都成问题。

F：也就是说，产业化的意义就是帮科学家改善生活质量？

肖：不止如此。科学产业化可以给社会增加许多就业，给社会增添价值。这个是很重要的。英国大学院系有一个RAE评比（国家院系学术与教学质量评比），当时我们化学系让我和一些大牌教授代表系里参加。其实我并不是系里的灵魂人物，但我的公司创造了30多个就业机会，给学校也创收了不少。这个成就不一定能比一篇《科学》或《自然》高，但肯定比其他期刊论文要高。因为它有意义，它表示，我们牛津大学化学系不只是能拿政府的钱，花政府的钱，我们还能为学校创收，对社会也有贡献。这个非常重要。而对于个人来说，你的研究变成生产力，个人收入也会增加，也是个人价值的体现。，所以做应用比较有意义，我对做纯科学研究兴趣不太大。。

F：在中国也好，英国也好，大学都是公立大学，都是政府在投资。这也就是说，如果大学能自给自足，就可以为政府减轻负担？

肖：一点不假。当然大学理论上不应干涉教授们的研究。但如果在研究中，有可以应用的东西，就应加以产业化。美国一直特别重视这个，英国现在也开始。我们讲“知识经济”，其实就是这么回事。

F：老师如何开始你的知识经济？

肖： 我的研究方向是多相催化，01年开始有自己的第一个专利，但是一些著名教授对多相催化不十分重视， 因为这是一个和工业紧密相关的应用研究领域。当时大学也刚刚成立技术产业化的机构，叫ISIS。他们对的专利十分重视， 现在教授们都忙着找ISIS，因为大家都尝到这个甜头。牛津大学这个机制挺好，你个人没有风险。一来你个人生活可以改善，另外你的研究也有了资金支持。因为你最终还是要把你的东西拿出来试试，你自己说你做得很好没有用，要工业上能做出来才是好的。比如高锟的光导纤维，这么多年大家用起来都觉得好，所以他最后就拿了诺贝尔奖。

F：但这个和研究方向有关吧？有些科学家就是做理论方向，他们就不可能能做到应用研究啊？

肖：这也不一定。知识是不可能被限制只能做纯科学的。比如数学，最初做费马大定理啊什么的，都是纯科学，但现在金融数学模型等应用开始出来了。美国的兰德公司，做密码的，一开始也是纯理论研究，但一旦做到一个程度之后，就有用了。我们国内有一个密码专家，叫王小云。她当时在山东大学是我的同事。她一开始研究数论，你知道，这是最理论的数学研究，没有任何实用意义。但她后来开始做密码，好多人请她去写语言。还有比如最初写DOS语言那个人， 5万美元将这个语言卖给盖茨，现在盖茨是亿万富翁了，就因为他发现了这个语言的用处。所以知识是没有纯理论的限制的，就看你怎么样应用它。

F：这么说，老师觉得发现应用的人比做出基础理论的人更重要？

肖：都很重要。首先你先要有先进东西出来，然后需要有人给它找到应用，接下来是商人把它推广到市场，这整个链条都很重要。这就是国外知识产业化(Knowledge transfer)的意义。现在牛津大学在这一块做得好，每一个环节都在帮助链条的行进。

F：老师觉得牛津大学在哪方面帮到了您的科学产业化事业？

肖：每一个方面。我01年时只有几个专利，自己没有闲钱投资，老板有一阵自己的经费也很少，让我去其他地方找工作。当时ISIS有一个种子基金，可用以投资有前景的技术，给发明人发工资。我和ISIS谈了下，他们觉得这些专利有前景，可以工业化，就给我资助。这个钱不是白给的，如果你成功了，这个钱作为投资，失败了就算了，相当于风险投资。当时他们投了30多个项目，就我这个成功了，他们把所有的钱全赚回来了。两年里，他们给我投了12万多，后来公司上市了，这12万多变成了400多万。

F：除了资金方面的资助，大学还在哪些其他方面给予你帮助呢？

肖：还有就是这个机制。初始阶段时，它帮你申请专利，然后帮你找个项目经理来帮你找市场，了解用户和投资人的观点，没有这些也是不行的。一开始的时候，你一个做科研的，不认识银行和投资者，不认识工业界的用户，让你去写一个商业计划，你也写不出来。学校就免费帮你做这些事情。公司成立之后就是你自己的事情了，学校成了股东。

F：现在国内讲产业化讲得很多，老师觉得国内和这边的制度有什么区别？

肖：国内的机制有些现在还是不够明确。比如牛津大学有明确规定，公司成立之后，学校占50%的股份。而国内的情况依每个案例而有不同。比如有些老师会说：我是院士，我是重量级人物，我为学校服务了20年，你必须多给我一点。这种完全随个例来做事情的方法就没法谈，也没法管了。再有，国内的大学从政府拿到钱，不用在大学建设上，而用以投资，不需要回报，好多教授就没有责任心，很多公司都白投了。在牛津，大学自己的钱是绝不能用来投资的。大学帮教授申请专利，专利归大学所有，但学校是不可以给你成立的公司投钱的，你必须有外来的基金。即使ISIS的种子基金，也是由外部的金融机构来管，而不是学校领导说了算。这个制度很关键。国内现在做不到这一点。不过国内到牛津来学习的不少，教育部、科技部都来过这里观摩，ISIS INNOVATION 也被邀请在世界许多地方做培训。

F：除了制度以外，国内外的教授在产业化这块有其他区别吗？

肖：教授必须把自己的责任分清楚。比如我现在，每天在公司两天，学校三天，公司就给我发两天的工资，学校用我的项目资金，给我发三天工资，这个东西就是很明确的。国内可能不十分明朗，教授们把学生找来，就给他自己的公司打工。这一来影响公司，另外责任也不明确，大家搞不清楚。我如果有个学生，要在学校做公司的事情，公司必须给学校付人头费，这样学校和公司都不损失。但在国内，有些教授认为，公司是我的，学生也是我的，我可以让学生给公司做事情，这就搞不清楚。另外，我现在在学校和公司做的事情完全不重叠。在学校做的项目和公司彻底不同，这样从学校出来的东西，是学校的专利，公司如果想要，需要给学校付许可费。这样能划清界限就能说清楚。国内不少教授在公司做这个业务，在学校还是做这个业务，这样到底是学校的职务发明，还是公司的职务发明，他也说不清楚了。这个对于大家都容易引起很大的问题，因为专利就牵扯到谁的使用权的问题。这其实也还是制度问题。

奋斗经历

F：老师能介绍一下你的成长背景吗？

肖：我这个背景很简单。我是陕西眉县人，出生在汤峪乡，在农村长大。我姐姐、妹妹和弟弟现在都还在陕西。在村里上小学，附近一个镇上念中学。我父母都在家里务农。家里希望我能读书，因为读书总是好事。有一阵子我压力比较大，觉得自己读书读不好，我爸爸说：“不要紧，读不好就回来。哪个时代都会需要农民的，回来种地也行。”（大笑）

F：那跟您现在的情况还差别蛮大的哦。

肖：（笑）所以我有时候说，命运经常会给你开玩笑，你永远不知道接下来会发生什么。人嘛，都随风飘，飘到哪算哪。

F：来牛津之前，老师在国内读书工作，对吧？

肖：我本科在西北大学，硕士博士在兰州的中国科学院化学物理研究所，1993年毕业的时候家里很穷，也没什么背景。刚好教育部出台一个政策，规定高校教师队伍里必须有适当数量的博士学位的人。在没有这个政策之前，92以前年的时候，很多国外毕业海归的博士都找不到满意的工作。有了这个政策，山东大学给我安家费，还给房子，于是我就去山东大学任教了。所以说，人必须赶上大环境。

F：当时你就想过要做应用性的研究？

肖：没有，这也是后来的阴差阳错。在山东大学那几年，我恰好和工业界有许多接触。当时山东省在做一些污水管网，热电、集中供热等环境保护项目，世界银行给贷款了1亿多美元，还有100多万美元的赠款。在谈判时他们遇到了问题，需要有懂专业而英语好的人，当时我在山东大学环境科学中心，就让我去试一试。做环境项目必须做污染源调查，于是我走遍了山东省十几个地市去看排污，所以莫名其妙跟政府打交道就特别多。（笑）世界银行做事情很严谨，而环境项目贷款是低息贷款，所以他们特别强调是否这个项目对环境有好处。联合国环境规划署又要求要做清洁生产。当时大家都不太知道怎么回事，很多人连这个名词都没听说过。后来我和山东省是行项目办说：这是个好事情，就是让你审计自己的生产过程是否有问题、污染排放等，然后山东省在世行项目中， 率先执行了清洁生产审计， 我所在的山东大学就引进了这个研究。所以8年后，中国清洁生产立法了，我还是很自豪的。

F：这么说，老师的职业生涯一直都和能源环境紧密相关，这刚好也是现在这个时代的焦点。这是因为您对这个方向感兴趣，还是刚好赶上了这个时代？

肖：这真是赶上了一个时代。我小时候对自己的未来是完全没有概念的，到现在我也不知道以后会怎样，纯粹跟着感觉走（大笑）。

F：现在中国经济发展很快，老师的事业也是到了一个新的高峰，有想过投入国内的这个经济发展潮流吗？

肖：当然了。我出国这几年，确实能看到中国经济的飞速发展。我觉得中国这种相对权力集中的政策，有时也是个好事情。国家如果没有这种控制力，就发展不起来。这十几年中国有天翻地覆的变化，虽然民主与人权上还是有问题，但总体大方向是很好的。国外为什么会有经济危机呢？不是银行家造成的，是政客搞错了。人的私欲是永远满足不了的， 社会也没法满足每个人的欲望， 必须奖勤惩懒。你看欧洲与美国的福利制度， 尤其是欧洲，大量有工作能力而不愿工作，他们只强调了保护和福利， 而不鼓励勤奋工作，就养着很多人什么活都不干地吃着喝着，中国人甚至亚洲人的国家负担相比就很轻， 因为亚洲的文化是勤奋工作和积极向上的文化。另外中国有丰富的人力资源，这些年高等教育大跃进式的发展， 培养了大量的人才，现在人才又开始闲置。所以从09年开始，我就想在国内做点事情，当时广州开发区有一个开发区领军人才计划，聘请了我，于是我去年在广州已经成立了一个研发型公司，做的项目和英国的公司大学也完全不一样。广州发展比较好，做事情比较正规，我觉得我的选择还是没有错的。

F：那您觉得在国内外做研发企业有什么区别吗？

肖：一个很大的差别是，在国外不用担心专利被侵权之类的问题，在国内就比较麻烦。所以对于一个研发型企业，如果市场在国内，这个企业就很有可能活不下去。所以我研发放在国内，专利在全世界申请，客户从国外开始，市场在美国、泰国和德国等。在国内办企业的优势是包括政府支持，但最大的优势还是国内的人力资源。国内的人能吃苦，积极性高，招人很容易招，而员工的素质是可以培养的。

松鼠会店庆三周年，科学圈圈坐也要举办第三期了，谢谢children为本期圈圈坐做了帅气的海报。前两期的圈圈坐我们介绍了13位松鼠（这里http://songshuhui.net/archives/8280）和8位老师（这里http://songshuhui.net/archives/31419）。而这一次，在高考来临的日子里，我们以科学职业发展为主题为大家送上一份礼物，希望为有意加入科学队伍和已经在科学队伍中奋斗的大家加油鼓劲。

本期圈圈坐的圈子移向了海外——由海外松鼠为大家采访海外的科学家嘉宾，并带来第一手资料。科学家们将讲述他们的成长经历，科学研究中的小小牢骚与趣事，顺便对科学事业进行回顾与展望。

那么就让我们请出松鼠和老师们吧：

• 松鼠Fujia首先为我们送来英国的祝福。来自牛津大学化学系的高级研究员 肖天存老师 为我们讲述了他从一个农民家庭的孩子一步步走入科学研究，走出国门并开办科技公司的经历。
• 松鼠陈筱歪采访了美国伊利诺伊州大学香槟分校（UIUC）化学系教授陆艺老师。成功培养了30多名博士生的他和我们谈谈他对研究生的期待和培养。
• 接下来，美国印第安纳大学信息学院的教授周耀旗老师则用自己的亲身经历告诉我们，只有真正热爱自己从事的事业，才能将它做到更好。
• 同样来自美国的松鼠水龙吟采访了从事物理研究的美国科学院院士叶军老师，并深深被他对于科学的那种热情所震撼，那种为科学事业奋斗终身的感觉太强烈了！
• 美国密歇根州的心理学松鼠悠扬也带来了对著名的芝加哥大学心理学和经济学教授奚恺元老师的采访。

松鼠会希望，通过经历丰富的科学家现身说法，能够帮助大家选择自己未来道路，也能让公众更加了解科学事业。

那么，敬请期待！

一．达尔文篇

邢：王老师您好，已经挥别的2009年是达尔文诞辰200周年，也恰逢其著作《物种起源》问世150周年。这期间您一定参加了很多活动，其中，你觉得什么是特别值得一说的事情？

王：去年是“达尔文年”，世界各地的人们都以各种方式纪念这位伟大的学者。我本人也参加了其中的一些活动：2月12日是达尔文的200岁生日，11月24日是1859年他50岁时发表《物种起源》的日子，我们中国古动物馆在这两个纪念日分别组织了两个特别的展览和系列科普活动。据我所知，古动物馆应该是09年国内首家举办达尔文特展的博物馆，后来国家动物博物馆和北京自然博物馆又分别做了规模更大的达尔文特展。这些展览对国人加深对达尔文的认识，理解他的进化理论具有很好的促进作用。

还有一件让我受益匪浅的事，就是在去年10月，我参加了英国大使馆和英国文化协会组织的一个国际研讨会“Communicating Darwin's ideas: richness and opportunity”，这个研讨会在英国约克召开，邀请了国际知名的达尔文研究者、进化论学者和科普推广者，从不同的角度探讨达尔文的进化理论和其对现今社会的影响，包括11个主题报告和8个workshop，我感到能这样全面、深入地了解这位世界巨匠并与国际同行交流，的确是很难得的机会，收获也很大。我一直想就此做个科普报告，向公众介绍此次会议的内容和成果。

邢：古生物学是证明进化论的重要手段，目前该学科的发展现状如何？

王：说到这里，我倒想先向大家推荐一本书《Why Evolution is True》，芝加哥大学的演化生物学家Jerry A. Coyne教授写的，叶盛博士（也是科学松鼠会的成员）翻译了中文版，译为《为什么要相信达尔文》，他在书中就说：如果达尔文活到现在，他一定会更多地应用古生物学的证据，而不是其他证据来证实他的演化理论。大概这个意思吧。

谈到学科的发展现状，这个是个大题目。我去年10月参加了在南京召开的“古生物学研究前沿论坛”以及中国古生物学年会，这上面的特邀报告应当代表了我国古生物学的最新发展，内容包括：早期生命起源和寒武纪生命大爆发、古生代辐射、大灭绝和复苏、脊椎动物和陆地生态系统的演化中新生代动物群和古人类研究等四个专题。

另外，我推荐大家看看中国古生物学会的前任理事长沙金庚教授主编的一本书《世纪飞跃——辉煌的中国古生物学》（科学出版社，2009年9月），这是一部高级科普书，里面有86位古生物学者所写的43篇文章，介绍古生物学各个门类的研究成果和进展。沙老师写了一篇题为：“走向世界的中国古生物学”的代前言，介绍了现代古生物学的研究内容和我国古生物学的发展历史和现状，提出：“我国古生物学者已在系统古生物学、早期生物的起源和演化、陆地植物早期演化、银杏类起源与演化、早期被子植物起源与演化…寒武纪生物大爆发…脊椎动物起源和早期演化…鸟类起源与演化…三叠纪关岭生物群、晚中生代热河生物群…全球年底地层和界限层型等研究方面取得了一些了具有重大国际意义和影响的成果…填补了全球古生物演化历史研究的空白”

邢：该学科有什么热门的研究领域呢？

王：脊椎动物的起源和早期演化，中国三叠纪海生爬行动物的演化、晚中生代热河生物群（涉及恐龙与鸟类的演化等重大古生物学问题）、中生代和古近纪哺乳动物、新生代的和政动物群，古人类的演化（如北京周口店田园洞人、广西崇左人等重要发现）和相关旧石器考古学等，等都是热门研究领域，其中的很多研究成果都发表在《Nature》和《Science》两大国际权威学术刊物上。另外，寒武纪生命大爆发（云南澄江生物群）、最早的动物胚胎（贵州瓮安动物群）、二三叠纪交界的生物大灭绝和复苏、早期被子植物、全球界线层型（又称“金钉子”）等研究，也是热点的研究领域。

邢：我们国家古生物研究水平如何？目前处在国际业界的哪个阶段？

王：可以说整体水平在不断提高，有些领域，如脊椎动物早期演化，恐龙与鸟的亲缘关系等研究已经位居世界前沿。这与国家近年来对古生物研究的总体支持力度提高有关。古生物学是一门基础科学，需要稳定持续的国家支持和相关政策。中国科学院的路甬祥院长，把院里研究古生物学的两个所（古脊椎动物与古人类研究所和南京地质古生物研究所）比作大熊猫，我就亲耳听路院长说过，“学科珍稀，需要特别保护”，院里也有古生物发掘经费的特别支持，在这些政策支持下，我国古生物学的总体研究水平也在不断上升。

邢：大家很关心的一个问题，就是我国古生物化石的盗挖与走私，不知道如今有无得到遏制？

王：化石的盗挖与走私，既有经济利益驱动问题，也有国家法律不健全的问题。据我所知，国务院法制办现在正在向相关部门和单位，包括我们古脊椎所征求意见，准备出台古生物化石保护法，希望这个即将出台的法规能更好地遏制化石盗挖和走私，进而为我国的古生物学研究保驾护航。

二．博物馆篇

邢：大伙都知道，您已经任古动物馆馆长多年，我想知道，我们这个馆在中国类似题材的博物馆中是一个什么样的地位？

王：这个博物馆是中科院古脊椎动物与古人类研究所1994年创立的，在国内是第一家以古生物化石为载体，系统普及古生物学、古生态学、古人类学及进化论知识的自然科学类博物馆，也是目前亚洲最大的脊椎动物演化专题博物馆。无论从展示内容还是学术地位都是当之无愧的国家级博物馆。

在古生物学研究和科普方面，我们馆背靠研究所，有专业的优势，能把中国、乃至世界最新的古生物学科研成果准确、快速地展示给公众。从内容上说，我们以脊椎动物和古人类化石为特色，尤其是有小观众喜欢的各种恐龙，更有近年来发现的众多珍贵标本，比如长有羽毛的恐龙、能吃恐龙的哺乳动物、翼龙的胚胎化石等等。这是国内其他博物馆所不具有的优势。

邢：您觉得您上任之后，最大的举措是什么？

王：用各种方法，把博物馆“做活”。这包括举办多种特展和科普活动，增加多媒体互动设备，加强小达尔文俱乐部会员活动、推出研究所的硕士、博士研究生到古动物馆义务讲解实习制度等等。我们的目标是把中国古动物馆建设成为“富有活力的古生物学科普基地”。

邢：古动物馆最有意思的展品是什么？

王：前面提到的带羽毛的恐龙，我们馆现在展示了五种长有羽毛的恐龙——这绝对是世界之最了！包括2009年刚刚研究发表的侏罗纪的赫氏近鸟龙。其他珍贵展品还有长了胳膊腿的鱼——拉蒂迈鱼，中国最早装架的恐龙——号称“中国第一龙”的许氏禄丰龙，肚子中有7只幼崽的怀孕的满洲鳄，能把恐龙当点心的哺乳动物强壮爬兽，等等。有趣的展品很多，每件展品背后都有一个发现研究的故事。

邢：有一位热心小朋友拜托我问您，古动物馆门口的恐龙足迹，是哪类恐龙留下的？是哪个恐龙足迹属？

王：你本人就做恐龙足迹研究，你是专家，还是你来回答吧。

邢：我游学期间，也到过一些国外的古生物、恐龙博物馆，觉得国内的展览与国外还是有较大的差距，您觉得之中最显著的差距在什么地方？

王：我们有精彩的展品，却缺乏精彩的展示。这是我们的最大不足。这既与科普经费缺乏有关，也与展览展示理念落后有关。这是个大课题，很多博物馆界同行都在探讨解决方案。

邢：您觉得古动物馆未来的发展方向是什么？

王：古动物馆建立有16年了，长远发展方向是上面提到的，就是要建设成为中国富有活力的古生物学科普基地，成为国人了解古生物学、了解生物进化的窗口。但具体看，目前有两个难点：一个是场地问题，一个是经费问题。我们馆建立在研究所主楼北侧，建筑面积只有3000多平方米，展示面积2000多，由于场地局限，不但有些好的标本不能展出，现有展出的标本也拥挤不堪，体现不出其珍贵性，也难以辅以声光电等先进展示手段。场地瓶颈是我们馆的一个大问题，我们正在积极联系新的建设场地，为古动物馆的发展提供预留空间。另外是经费，各个博物馆的科普经费一向不多，仅靠一点微薄的门票收入不能长久维持，我们除了开拓外展、巡展渠道，还有的就是争取政府和企业资助，乃至个人捐助的支持。另外，国家目前正在逐步推行博物馆免票制度，现在是文物局系统博物馆逐渐免票，我估计以后几年就会轮到各大部委，包括中科院系统，我们隶属中科院，也将面临新的挑战。免票之后，如何利用有限的财政拨款做好科普，这是个需要深入探讨的问题。我们也正从已经免票的博物馆学习经验。

邢：很多观众都知道，我们有一个针对小朋友的“小达尔文”俱乐部，经常有一些活动，不知道有没有机会为成年观众成立类似的俱乐部或多举办一些活动？

王： 的确，很多成年人对古生物的喜好，绝不亚于小朋友。组织活动的时候，在内容和形式上应当有所区别。我们正在考虑筹建一个针对成年人的“探索俱乐部”，名称和具体组织形式还没想好，也希望科学松鼠会的朋友为我们出谋划策。

三．热河生物群篇

邢：王老师，您具体的研究方向是哪个门类？

王：我过去做过一些古近纪的哺乳动物研究，近10多年来主要做古两栖类和古有鳞类研究。

邢：果然很有意思，中国这类化石多吗？保存如何？主要发现在什么地方？

王：两栖类化石因为其自身的骨骼特征以及生存环境的因素，化石保存很少。我国的两栖类化石种类比鸟类化石还要少，这足以体现其珍稀的特点。有鳞类也就是蜥蜴和蛇类的化石也很少。2008年李锦玲老师等编著了《The Chinese Fossil Reptiles and Their Kin》一书，我负责其中两栖类和有鳞类章节的撰写工作，我国现已描述的化石两栖类只有25属31种，化石有鳞类有28属34种，而我国有50多种古鸟类化石。两栖类的产地，以我国北方为主，尤其是近年来，在东北热河生物群以及相关生物群中发现了很多重要的两栖类，比如世界最原始的盘舌蟾类——三燕丽蟾，世界最短身的有尾类——中华胖螈等。

邢： 原来是来自著名的热河生物群，王老师能简单介绍一个这个生物群吗？

王：这是一个生活在东亚地区，尤其是以我国冀北、辽西、蒙东南为核心分布区的早白垩世生物群，生存时代是距今1.3~1.2亿年前。包括无颌类、软骨鱼类、硬骨鱼类、两栖类、爬行类（包括龟鳖类、离龙类、有鳞类、翼龙、恐龙）、鸟类、哺乳类等脊椎动物类群，以及无脊椎动物的腹足类、双壳类、叶肢介类、介形虫类、虾类、昆虫和蜘蛛类，轮藻、各类陆生植物（含被子植物）等。这是一个综合的陆相生物群，生存在河湖环境，并伴有频繁的火山喷发，大量的火山灰物质既为沉积提供了物源，也造成了生物的集群死亡和精美保存。可以说这是可以和世界上任一个著名古生物群相媲美的中国的化石宝库。

邢：热河生物群最大的意义在什么地方？

王：这个生物群的发现和研究解决了很多古生物学难题，比如鸟类的起源、羽毛的起源和早期演化、真兽类哺乳动物的起源、被子植物的起源和早期演化、现代两栖类的早期演化等等。具有很高的学术价值。

邢：为什么唯独这里能保存下带羽毛的恐龙，以及等等具有详细细节的古生物化石？

王：的确，这里不但发现了羽毛的印痕，还有皮肤印痕、眼等软组织的印痕等等。之所以有这样的特异保存，正是前面提到的火山活动。火山喷发产生大量的火山灰物质和有毒气体，不但可以造成生物的集群死亡，而且火山灰的颗粒很细，于是还可以把很多生物的皮肤衍生物或骨骼的细微结构保存下来，形成精美的化石。这就像美国加州的沥青坑、德国始祖鸟产地的泻湖环境一样，形成世界级的化石宝库。

邢：王老师经常需要到辽西出野外吧？请问野外环境如何？这么多年中，当地有变化吗？

王：你说的环境是工作环境，还是生活环境？工作环境应该说越来越差，因为城市化，不少过去的化石地点都被耕地或建筑掩埋了。当然辽西比较特别，化石遍山都是。生活条件方面好了很多，偏远的地方比如新疆住帐篷，都有发电机供电，后勤补给靠车拉；靠近村庄的地方可以住在老乡家，有时短期的野外也住临近的宾馆，条件好多了。

邢：这其中，化石对当地经济的影响大吗？

王：我是97年开始去辽西野外的，10多年了，感觉化石对当地经济的确是有不小影响的，不少挖化石的老乡发了财，盖了新房，有的还搬到城市中落户。但大钱还是让贩子赚去了，有的标本还被走私到国外，对我国古生物研究造成很大的损失。

邢：我听说辽宁以及周边新建立了一些化石主题博物馆，有公立，甚至还有私立，您是如何看待这个现象？

王：建立古生物博物馆或主题公园，这是一件好事。不管私立还是公立，这些标本都是国家的财富，要用它们普及古生物学知识，提高公众的科学素质和修养。建立是好事，但重要的在于有效的管理和运作，不能丢失标本，或把标本当成送礼、升官发财的工具。尤其是经过研究的模式标本，一旦丢失，将给科学界造成极大的损失。另外，建立之前应做好充分调研，做出本地特色，并保证可持续发展，尤其是公立博物馆和公园，要有长远发展规划，避免以后成为国家的财政负担。

转眼这期的圈圈坐已经第五期了，龙漫远 ， 端木三，马原野 ，谢宇，黎波五位老师们给大家带来怎样的感受呢？今天的嘉宾或许能带给你几个新鲜的概念。听过火山喷发，这不稀奇，听过湖泊喷发吗？之后还有更惊人的，海洋喷发！究竟是假说还是真实存在呢？产生的原理是什么？本期圈圈坐嘉宾张有学老师为我们一一道来。

张有学（采访中简称张）老师，密歇根大学地质科学系的教授。高中毕业后务农四年，七七年在狂喜和犹豫中进入北大地质地理系学习，八十年代初意气风发去到哥伦比亚大学深造，其后在加州理工大学进行过两年多的博士后研究工作，然后在密歇根大学任教至今。对了，还有05到07年之间在北大担任讲座教授的经历。这是一张不太寻常却又如此典型的七七级大学生的简历。下面是Robot（以下简称R）同学的采访手记。

R: 能不能向我们的读者概括介绍一下地质学是做什么的，以及这个学科近年的发展趋势。
张：地质学就是研究地球的，包括物理学上的特性和过程，也就是我们所说的地球物理；化学性质和过程，又叫地球化学；地球上的古代生命，或者说古生物；还有地球的历史、构造和演化。我们这里说的地球不仅包括了陆地，海洋，大气层，还有一个时间上的概念，是一个四维意义上的地球。近年来地球科学发展比较快的一个方向是朝着地球的更深处发展，比如说深层地幔，甚至地核。另外，还多了一些像全球暖化这样的新关注点。

R: 听起来涵盖了相当多的学科。我在您的网页上看到您的研究兴趣里有一项是"地球的年龄"，这也是我最容易理解的一项了，能具体谈谈吗？
张：我们都知道地球的年龄大概是45亿年左右。近年这方面的工作主要是对这个时间的微调，并找出使用不同方法得到的地球年龄的具体意义，这能够帮助我们确定地球早期的演变进程。太空中的尘粒和微行星通过相互碰撞、累积形成地球是一个漫长而复杂的过程，很难准确定义地球的年龄。要有很仔细的研究，才能把地球的早期演变历史（像是地核的形成，大气的形成）拼凑起来。

R: 确实很复杂，那么这类研究的数据都是如何得来的呢？在地球表面，我们现在是很难找到非常早期的岩石或者其他常见的证据的。
张：研究地球的年龄并不需要早期岩石，所有能采到的地球岩石已经算“近期”了。一种方法是依靠短寿期核素，它们是超新星爆发时散布到太阳星云中的，因此在太阳系形成之初存在但随后就衰变而消失了。这些核素的半衰期大概是百万到上亿年，虽然现在已经找不到了，但我们能够从衰变产物中发现它们存在过的痕迹。假设有一种短寿期核素（母核素）的半衰期是九百万年，它倾向于存在于地幔岩石中，但是它衰变生成的子核素倾向于进入地核。如果我们能从今天的地幔岩石中找到母核素还存在时母子核素分馏的证据--通常这会导致同位素构成比例与陨石相比异常，那么地核的形成年龄就能被限定在短寿期母核素仍然存在的时间范围内，通过对同位素异常程度的分析，我们甚至能具体的量化这个时间。这样的话，我们就能推断出地核形成的平均时间大概是在原始陨石形成的3千万年后，也就是大概 45亿3千万年前。

R: 唔，我大致能理解您的意思。另外我好奇的是，如果最后有科学研究发现地球年龄比我们现在已知的久，譬如说，多了一亿年，那对我们现在的一些常识认知有没有什么影响？
张：地球的年龄要看我们如何来定义它，地球形成进程中的不同事件确实有早晚之分。如果地球的年龄只是变化一亿年的话，算不上什么大事。比方说，人们通常说地球的年龄是45亿5千万年。我在1998年的时候发表过一篇论文，认为地球的年龄（这里是指从大气保留算起，它要求地球质量足够大，而且不会再发生巨大的冲撞）应该是44亿5千万年，比我们通常认为的年轻了一亿年，这没有对我们的认识造成任何困扰。同样的，后来又有证据表明地核的平均年龄是45亿3千万年，这也没有产生任何麻烦。

R: 那我就放心了。我们接下来聊聊您的研究吧。
张：我个人的主要研究领域是在高温地球化学，尤其是地球化学动力学以及各种由气体驱动的喷发，如火山喷发，湖泊喷发和海洋喷发等。最近，我们的研究还表明煤与瓦斯突出其实类似于爆发式火山喷发。我的工作主要是搞清楚这些喷发的过程，终极目标是挽救生命。

R: 听起来都很危险，您需要去进行野外工作吗？
张：我的团队主要是进行一些实验工作和理论上的模型分析，很少会去野外做调查工作。像是火山喷发或是煤与瓦斯突出，我们都能够在实验室里做模拟实验。

R: 湖泊喷发是什么？我还是第一次听说这个名词。
张：湖泊喷发是一种由气体驱动的水喷发现象，和火山喷发的原理有相通之处。人们直到八十年代才意识到这种现象，你可能会觉得有点奇怪，虽然我们对地球的活动已经观察了这么多年，却还有许多地质现象有待发现。目前已知的湖泊喷发现象有两次，都发生在喀麦隆，一次是1984年的Mounoun湖，另一次是 1986年的Nyos湖。86年那一次喷发导致大约一千七百人窒息而亡。

R: 那可真是太恐怖了。我大概知道一点火山喷发的原理，一般来说是岩浆中的水蒸气和二氧化碳等气体随着岩浆向上运动，大量气体从岩浆中溢出从而冲破地面形成的。那湖泊喷发中的“气”是从哪里来的？另外，湖泊是没有“盖子”的，一个敞口的湖泊中溶解的气体浓度怎么会达到喷发这样危险的程度？按照我们的日常经验，一罐敞口的可乐似乎比没开罐的可乐爆炸威力小多了。
张：我们的理解（还有部分是猜测）是这样的：二氧化碳气体来自很深（比如说5公里深）的岩浆，逐步渗入到湖底并且溶解在湖底的水中，而上层的水提供水压因而起到了保护作用。像Nyos湖，大约有208米深，它底部的水中溶解的二氧化碳压力能达到21巴，而通常香槟酒的二氧化碳压力才不过6巴。尽管二氧化碳也在向上扩散，但是速度慢，反而是溶入湖底的二氧化碳来得更快。二氧化碳溶解后会增加水的密度，导致湖底的水留在湖底。长久下来，二氧化碳会累积到一个非常高的浓度，直到过饱和，这时就出现气泡了，许多气泡同时出现而上浮形成气泡柱—水夹带大量气泡因浮力而上升形成的柱体，上升的过程中因为水压减小，导致更多的气泡长大，这又反过来增加了浮力，使得气泡柱上升的速度更快。这是一个很强的正反馈过程，当气泡柱到达湖面的时候，能形成50-90米每秒的喷发速度。有时候，虽然湖底的水还未达到饱和状态，但发生了滑坡进入湖底之类的干扰，也可能使底部水上升，减小水压，导致气体在水体里过饱和并造成喷发。

R: 我明白了，之前我还在想，如果我们轻轻晃动开口的可乐瓶，就能够让气泡温柔地溢出的话，那么在有喷发危险的湖泊中组织人划划船，游游泳之类的，能不能降低危险。现在看来，起码要组织潜水队才行了。
张：你说的这种运动太小了，是不可能释放湖底水中的二氧化碳的。湖泊喷发需要三个条件，我们刚才说到了两个，一是要有气体来源，例如湖泊下方有岩浆；二是湖要够深。此外还有一个条件，就是要能够在湖底水中累积气体。一般的湖泊水体每年会翻转两次：一次是入冬前，湖面温度降低到4度，这时候水的密度最大；另一次是出冬后，湖面温度又攀升到4度。不过赤道附近的湖泊，因为四季和昼夜的温差变化小，不会有这样的水体翻转，就能够在湖底积累气体。目前，在很多研究者的共同努力下，我们已经能基本理解湖泊喷发的过程和动力学，也就能在一定程度上避免它。比如说，把湖底的水泵上来，释放出二氧化碳气体，就能减低喷发的风险了。

R: 这可太棒了，学界现在有针对这个现象监控特定的湖泊吗？
张：在80年代的两次湖泊喷发后，赤道附近的非洲湖泊就被检查过了。Kivu湖（这个湖相当大）也被发现在湖底水中含有高浓度的气体，不过还远没有达到饱和的程度。目前，Monoun、Nyos和Kivu湖的湖底气体浓度都在监控中。同我们预期的一样，气体的含量还在增加，Monoun湖和Nyos湖已经开始实施泵水排气了。

R: 我还有个问题，从80年到现在全球有明确记载的湖泊喷发只有两次，您先前提到的三个条件要同时满足是不是非常苛刻？
张：湖泊喷发确实不常见。不过，虽然人们在80年代才发现这个现象，但在那之前，应该已经出现过很多次。在非洲传说中，有好湖和坏湖之分，居住在坏湖附近的人们可能会突然无缘无故的死去。这其实就有可能是湖泊喷发所致，不过当时的人们还认识不到这一点，因为湖泊喷发通常不会留下什么痕迹。

R: 能说说海洋喷发吗？这是不是跟海底火山有关系？
张：海洋喷发还只是一个未经证实的假说。我们知道，海底沉积物中是含有气体的，特别是甲烷水合物（可燃冰）和气态甲烷。这些甲烷的含量非常大，差不多抵得上所有的碳化石能源（包括天然气，石油，煤），而且在某些地方是存在密集甲烷的。在特定的条件下，譬如海底温度升高、滑坡或地震，这些气态甲烷和水合物就有可能被释放出来，水合物还会分解成气体。如果有巨量的这种气体被释放的话，就有可能形成喷发。

R: 这个可燃冰我听说过，甲烷好像跟全球暖化还有关系。您说的海洋喷发现象，我们现在有办法预防吗？
张：海洋喷发的规模会非常大，目前还没有什么预防的办法，不过这个现象也还没有证实。至于全球暖化会不会造成灾难性的海洋喷发和失控的温室效应，现在学界还没有达成共识。

R: 说到全球暖化，能谈谈您的观点吗？还有，火山喷发对此有什么影响吗？
张：我不是这方面（全球暖化）的专家，尽管目前对于二氧化碳排放以及温度到底会上升几度还不确定，但别忘了我们只有一个地球，我们没有资本去做实验来看气温到底会升高几度。至于火山喷发，大的爆炸性喷发会释放出气体和悬浮物，产生两种相反的效果。从短期（可能从几个月到几年）来说，温度会降低，因为巨量的悬浮物会遮挡住阳光。从长期（可能从几千年到几百万年）来说则会造成升温，因为温室气体被释放到了大气中。短期的效应可能会在全球暖化中形成干扰，长期的效应则会增强暖化，不过这很缓慢，而且从几百年的时间跨度来看并不是很要紧。

R: 火山喷发的预报现在好像做的比较好，我们在预测到火山喷发的危险性后，除了安全疏散，有没有一些更为积极的干预措施？
张：通常来说，如果一个火山如果是处在现代仪器的仔细监控下，大部分状况下我们是能预测到喷发的。例如1991年的皮纳图博火山，大喷发前几天被准确预报，人员得以疏散。至于你提到的积极干预，现在还不能阻止爆发式的火山喷发，不过人们确实能采取一些措施来控制非爆炸性的岩浆流动。在美国，流行的做法是让大自然沿着它的轨道正常前行，即使这会带来一些财产上的损失。

R: 能说说煤与瓦斯突出吗？我们能借鉴火山喷发的预测经验吗？
张：煤与瓦斯突出是煤矿事故中的主要杀手之一，常常瞬间发生，从煤层中喷出大量的煤块和气体。这种煤块和气体的突然自动喷发与爆炸性火山岩浆和气体的突然喷发很相似。在这条喷射轨迹上的工人就可能遇害，它还可能引起塌方，喷出的瓦斯也可能引起燃烧和爆炸。我们现在正在了解煤与瓦斯突出的现象，还没有到预测的地步。虽然它和火山喷发的基本原理有相似之处--都是由过饱和气体驱动产生的，但预测可能会用到非常不同的模式。

R: 您早期主要是关注火山喷发，后来是怎么想到把湖泊喷发和煤与瓦斯突出也联系起来的？
张：我开始关注煤与瓦斯突出是在2006年，那年中国、俄罗斯、美国都在发生煤矿事故。我当时正利用假期去北大担任讲座教授，就打印了一些相关的文章在飞机上看。其中一篇文章描述了煤与瓦斯突出发生时喷射出的粉末颗粒和气体，使我联想到了这同火山喷发之间的相似性。至于湖泊喷发，是一个有关湖泊喷发的讲座给了我灵感。

R: 看来真是生活中要随时随地用功才行呀。多谢您接受我们的采访，非常棒，我感觉自己看了一个小时Discovery的节目。
张：我在美国还真的参与过电视节目，一次是关于海洋喷发的，一次是关于火山喷发的。

后记：在我这个地质学白痴人生中的第一次采访里，张老师充分展示了他的好脾气，耐心，以及深入浅出的专业讲解功夫，这是一次非常愉快的采访经历。有兴趣的同学可以到张老师的网站上找到更多更专业的信息。