與生物學(xué)不同，物理學(xué)的基本方法是把一個(gè)具體的對(duì)象抽象成一個(gè)數(shù)學(xué)描述的公式。

　　冰心老人曾說(shuō)過(guò)：“愛(ài)在左，情在右，走在生命的兩旁，隨時(shí)散種，隨時(shí)開(kāi)花……”用此來(lái)形容中國(guó)科學(xué)院微生物研究所研究員婁春波目前的研究領(lǐng)域，再恰當(dāng)不過(guò)。

　　在婁春波的研究領(lǐng)域里，一邊是物理，一邊是生物，每當(dāng)他沉浸其中，就會(huì)從心底萌發(fā)出無(wú)限的幸福感。

　　當(dāng)物理遇上生物

　　和大多數(shù)從事生物工作的研究人員不同，婁春波的背景不是生物學(xué)而是物理學(xué)，但如今他卻將這兩個(gè)看似相距甚遠(yuǎn)的專(zhuān)業(yè)運(yùn)用得得心應(yīng)手。

　　大學(xué)時(shí)期，婁春波十分喜歡物理這一學(xué)科?！芭c生物學(xué)不同，物理學(xué)的基本方法是把一個(gè)具體的對(duì)象抽象成一個(gè)數(shù)學(xué)描述的公式，然后再用這個(gè)公式把一些不重要的因素忽略掉，從而總結(jié)出一個(gè)精練的結(jié)論?！眾浯翰ǜ嬖V《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者。

　　婁春波發(fā)現(xiàn)，當(dāng)物理學(xué)遇上生物學(xué)自然就會(huì)產(chǎn)生一些奇妙的“化學(xué)反應(yīng)”，與傳統(tǒng)的研究領(lǐng)域不同，這個(gè)新興的交叉學(xué)科就是要用物理的方法來(lái)解釋生命現(xiàn)象，有人也把這種思維的模式稱(chēng)作是Hypothesis driven，就是假設(shè)驅(qū)動(dòng)的理論研究。

　　談到自己如何與生物學(xué)結(jié)緣時(shí)，婁春波的經(jīng)歷既有幾分隨機(jī)性的因素，也少不了其中必然性的趨勢(shì)。他說(shuō)，物理學(xué)是一門(mén)深厚的科學(xué)領(lǐng)域，很多人都想更為深入探索，從而擴(kuò)展和應(yīng)用到其他一些領(lǐng)域，并展開(kāi)一些交叉式的研究。

　　為了尋找自己本科科研的題目，當(dāng)時(shí)讀大學(xué)的婁春波正在學(xué)習(xí)量子力學(xué)，偶然間他在圖書(shū)館看到了一篇文章，主要內(nèi)容是描述量子力學(xué)在蛋白質(zhì)內(nèi)部能量傳輸過(guò)程的應(yīng)用。

　　這讓他頗受啟發(fā)，從而進(jìn)一步聯(lián)想到：其實(shí)很多生物耗能的酶都是以ATP（三磷酸腺苷）來(lái)作為底物的，而ATP底物實(shí)際上就是一個(gè)patch（酶活位點(diǎn)），那么ATP水解的能量又是怎樣傳到酶活部位呢？

　　這實(shí)際上是一個(gè)有趣的生物學(xué)基本問(wèn)題，為此，許多科學(xué)家給出了各種各樣的假說(shuō)。當(dāng)時(shí)婁春波才剛剛接觸生物學(xué)，他只是覺(jué)得這個(gè)學(xué)科既有趣又有些不可思議，有種說(shuō)不出來(lái)的魅力。

　　這次的思想火花碰撞，讓婁春波從此選擇了生物物理這個(gè)方向。他在研究生階段的學(xué)習(xí)主要是理論生物學(xué)，也就是用理論公式來(lái)計(jì)算生物現(xiàn)象。隨著研究的深入，他逐漸對(duì)生物調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算和復(fù)雜的生物網(wǎng)絡(luò)調(diào)控系統(tǒng)產(chǎn)生了濃厚興趣，特別是其中包含了很多非線性、復(fù)雜性的現(xiàn)象。

　　從此，婁春波像著了魔，“雙穩(wěn)態(tài)、振蕩器”這些常人陌生的詞匯，在他的腦海里顯得格外親切。

　　科研路上痛并快樂(lè)

　　科研求學(xué)的道路上，有失敗的汗水也有成功的喜悅。博士研究生階段，婁春波所進(jìn)行的科研題目具有較大的難度，涉及生物學(xué)進(jìn)化以及定量研究進(jìn)化過(guò)程中的路徑問(wèn)題，解決該問(wèn)題需要定量精確的理論驗(yàn)算和試驗(yàn)上的結(jié)論達(dá)到完全精確的吻合。

　　然而，要把進(jìn)化這樣一個(gè)變幻莫測(cè)的科學(xué)問(wèn)題按照物理學(xué)可控性的方式重復(fù)出來(lái)，進(jìn)而發(fā)展出一整套系統(tǒng)的理論，難度巨大，這讓婁春波遇到了不少困難。在研究遇到瓶頸的時(shí)候，他對(duì)已有的科研結(jié)論進(jìn)行思考，在原有的研究方向上進(jìn)行了局部調(diào)整，也就是現(xiàn)在所從事的合成生物學(xué)方向。

　　婁春波從生物學(xué)普遍存在的雙穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象入手，從lambda噬菌體基因調(diào)控開(kāi)關(guān)到大腸桿菌的菌毛有無(wú)，從乳糖代謝過(guò)程中的All-to-None現(xiàn)象到真核生物的表觀遺傳現(xiàn)象，都是他所關(guān)心的科研問(wèn)題。

　　通過(guò)不斷深入的研究，婁春波堅(jiān)信這些雙穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象背后的分子生物學(xué)機(jī)制和相應(yīng)的理論模型是很值得深入探討的問(wèn)題。

　　那段時(shí)間，他的研究工作主要包括兩部分，一是利用盡可能簡(jiǎn)化的理論模型描述大腸桿菌在耐藥性上的表型分化現(xiàn)象，二是在定量試驗(yàn)數(shù)據(jù)最為豐富的lambda基因開(kāi)關(guān)系統(tǒng)中，試圖引入最精細(xì)的理論模型，解決一些前人不能理解的試驗(yàn)現(xiàn)象。

　　最終，婁春波成功設(shè)計(jì)了記憶模塊和或非門(mén)邏輯模塊，并且利用定向進(jìn)化的方式得到時(shí)序性邏輯元件。

　　經(jīng)過(guò)多年的持續(xù)研究，婁春波開(kāi)始在合成生物學(xué)相關(guān)研究中取得突破性進(jìn)展，部分成果發(fā)表在《自然》雜志子刊《分子系統(tǒng)生物學(xué)》上，這被認(rèn)為是中國(guó)第一次發(fā)表的合成生物學(xué)文章，引起國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注。

　　擴(kuò)寬眼界 用于探索

　　當(dāng)記者問(wèn)到能否給一些剛踏進(jìn)科研門(mén)檻的新人們一些建議時(shí)，婁春波認(rèn)為做科研需要有充分的文獻(xiàn)積累。

　　“也許剛開(kāi)始讀文獻(xiàn)的時(shí)候，什么都不懂，但讀文獻(xiàn)這個(gè)意愿就是擴(kuò)增自己大腦的好機(jī)會(huì)?！彼赋觯恍┠贻p的科研人員只關(guān)注自己所研究的小領(lǐng)域的技術(shù)知識(shí)、學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，卻忽略了相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，這似乎有些狹隘了。

　　婁春波建議科研新人對(duì)自己進(jìn)行合適的定位，根據(jù)自己的目標(biāo)培養(yǎng)能力，如果將科研作為未來(lái)發(fā)展的方向，就應(yīng)該逐漸培養(yǎng)自己在科研問(wèn)題上獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力，并且在確定的研究方向上具有一定的積累。

　　此外，科研人員要養(yǎng)成開(kāi)放式的思維方式。婁春波認(rèn)為，研究生們?cè)谧约旱难芯款I(lǐng)域有積累固然重要，但這樣的積累必須不能是封閉的，否則就會(huì)成為前進(jìn)征途上的羈絆?！耙粋€(gè)學(xué)生在有導(dǎo)師指導(dǎo)的時(shí)候可以把實(shí)驗(yàn)做得很好，并不算是成功，而只有具備獨(dú)立科研能力的學(xué)生才是合格的。”

　　婁春波還表示，在科研上要敢于懷疑權(quán)威，但前提是懷疑者要具有一定的甄別能力，因?yàn)閼岩删袷菍?shí)實(shí)在在的，不僅要依據(jù)自己的邏輯和理解作出判斷，還要基于客觀事實(shí)的本質(zhì)。

　　平時(shí)，婁春波會(huì)與學(xué)生和工作人員坐在一起進(jìn)行一些針對(duì)經(jīng)典文獻(xiàn)討論，并建議學(xué)生在研究生階段作出十幾次這樣的訓(xùn)練積累，從而養(yǎng)成掃描自己領(lǐng)域最好雜志的習(xí)慣。

　　雖然來(lái)到微生物所時(shí)間不長(zhǎng)，未來(lái)可能還會(huì)有更多未知的艱難險(xiǎn)阻，但婁春波始終相信風(fēng)雨過(guò)后必將是更為絢爛的彩虹。

　?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2015-03-02 第7版 學(xué)人)