序 致敬科学家
(一)
2016年10月,北京。我平生第一次走进了中国科学院的大楼。
心里有几分陌生,几分兴奋,还有几分忐忑。上得楼去,在走廊的一面面长墙上,挂着获得过国家最高科学技术奖的科学家的大幅照片,仰头看着,心里更是无比崇敬乃至膜拜:谷超豪,孙家栋,师昌绪,谢家麟,吴良镛,郑哲敏,张存浩,程开甲,于敏,吴文俊,黄昆,王选,刘东生,吴孟超,李振声,闵恩泽,吴征镒,徐光宪……他们,才是实实在在为人类社会进步做出贡献的人。
相比之下,我感觉自己很渺小。
随后,在这座大楼里,我与其他5位作家一起,签下了“创新报国70年”大型报告文学丛书的合同。这套丛书,旨在“宣传中科院重大创新成就及杰出科技工作者群体”,再说得具体些,就是为中华人民共和国成立后取得的那些科学或技术方面的重大突破,经时间验证,为科学共同体所广泛认可的创新成果,或者经实践检验,产生了或产生着重大社会或经济效益的创新成果,树碑立传。我之所以参加了这个项目,很大程度是为了弥补我此生无法从事科学研究的遗憾。
还在我很小的时候,父亲、母亲就希望我能学好数理化,以便将来从事科学研究或者当个工程师之类的,而不要从事文字工作。说来我们家也不乏这方面的人才,父亲是北洋大学(今天津大学)毕业的高级工程师,是铁道兵的隧道专家,一辈子修路架桥;舅舅更厉害,北京理工大学教授,中国工程院首批院士,为国家做出的贡献也是非常大的;另外有个表哥,哈尔滨工业大学毕业,后为中科院高能物理研究所研究员;还有个表哥,是同济大学建筑系毕业的高级工程师……父母认为,这样的人,才是实实在在为国家和社会做贡献的人,他们希望我也成为这样的人。
其实还有个重要原因,母亲年轻时作为省报编辑,作为一个才华横溢的文字工作者,在1957年被错划为“右派分子”,吃尽苦头。这使得她认为搞文字工作是不安全的,远不如从事科研或工程技术工作来得踏实。
可是我辜负了他们。大环境的原因,是赶上了“文革”,几乎没有一个安静的教室可以用来好好读书。个人的原因,是打小就喜欢写作,喜欢读小说;而且我的数理化成绩,还没有好到可以读理工科大学的程度,何况高中毕业就去当兵了,更加远离数理化了。
尽管我今天已经有几十本书出版,也获过全国奖,还被人称为知名作家,但在我心里面,始终对自己此生未能成为一名科学家或者工程师感到遗憾,对科学家们也更加景仰。
所以,当得知中国作协与中国科学院有这样一个合作项目时,感觉特别好,甚至觉得早应有这样的项目了,让作家们来写科学家,让科学家被更多的人知道。这不仅仅是宣传科学家,同时也在传播科学。
世界上很多大科学家都非常重视科学的传播。法拉第,爱因斯坦,波恩,贝尔纳,这些伟大的科学家总是自觉地致力于科学普及或科学大众化工作。比如法拉第坚持每年圣诞节为青少年做科学演讲,长达19年。波恩则写下了脍炙人口的科普著作《永不停息的宇宙》。他说,我认为科学结论应该用每一个思考者都理解的语言予以解释。爱因斯坦则认为,传播自己研究得到的新思想是研究者的本分。这些都说明,科学家们并不打算把自己和自己的事业局限在小范围里,他们视科普为己任。那么,以文字为生的我们,虽然不懂科学,有这样的机会去接触科学家,走近科学,是责无旁贷的。
于是我报名参加了。我想以这样的方式走近科学家,以这样的方式为科学事业做点小小的贡献。同时也以这样的方式,弥补我此生的遗憾。
交代以上情况,是想说明,这次和以往任何一次写作都不同,这一次,我是怀着崇敬的心情去采访和写作的。
面对众多的选题,我费了些踌躇,单从题目看,题材都很了不起,都很值得著书立说。但最终,我选择了“中国两栖动物系统学研究”团队。虽然我对两栖动物一无所知,对这个研究团队也一无所知,但至少,我们在地理位置上近一些,我们在同一个城市——成都。
我知道这样的写作,必须反反复复采访。同居一个城市,会让我更接近他们,熟悉他们。
(二)
去之前,我读到这篇报道:
这篇写于2015年年初的报道,我看了好几遍。应该说报道写得很好,不但主题明确,还具体翔实,在那么短的篇幅里把两栖动物研究的脉络介绍清楚了,还把研究者介绍清楚了,还有生动的例子和对话,不易。
不过,后来经费梁老师审阅,其中还是有一些技术性的错误。当时见报时来不及订正,收入此书时在费梁老师的指导下进行了订正。写科学家,就应该学习科学家的严谨态度。特此说明。
接着说报道。“费梁及其团队”,这个是我首先注意到的,然后是两栖动物资源的“国情报告”,说明中国仅此一家。
即使如此,全部内容也就这么多了。如果2000字就能写清楚,我怎么写成一本书呢?我有些担心。他们三代人都把一生献给了这些小动物,一辈子在河沟湖畔湿地里寻找这样的小动物,然后带回实验室用显微镜观察、解剖,并进行对比研究。能从中发现重要而有意义的问题吗?
必须走近他们,才能有所了解。
在中科院的见面会上,我见到了费梁老师的学生,中科院成都生物所的江建平主任,他看上去四十来岁,很年轻,也已经是两栖动物研究的专家了。我问起他的老师费梁,他告诉我,费老师已经80周岁了,可依然每天工作,埋头实验室,埋头写书。
听到这话我并不十分意外。我想到了我舅舅,北京理工大学的院士徐更光,他也是80多岁仍在工作,一直工作到去世。就在住院前他还打算去出差的,住院时还惦记着要参加的研讨会。你跟他交谈,一点儿感觉不出他像老人,思维敏锐,精力充沛。科学工作者一般都异于常人,只要他们的脑子在正常运转,就不会退休。不让他们做自己喜爱的工作,他们反而会不快乐。
当我说起两栖动物事业的三代人团队时,江主任笑着说,现在已经有第4代了,他的学生也投入两栖动物研究中,而且已经成为重要的科研力量。
那么,是中国四代两栖动物研究者了,我面对的是这样一个团体,感到微微有些激动。
这将是一个怎样的了不起的团队呢?
(三)
我想先从他们的研究对象,即两栖动物入手吧。
说来不怕笑话,在此之前,我对两栖动物的认知,仅限于字面上的意思,误以为它们就是可以在水陆两种状态下生活的动物。因为“两栖”这个概念已经被引进人类生活中了,比如,两栖演员,比如,两栖作战部队。(后来我才知道并非如此,并不是同时可以在水陆两种状态下生活,而是幼体在水里,成体在陆地上。)
可是两栖动物除了青蛙还有什么,我一概不知。
关于青蛙,我只知道它是“庄稼的卫士”,因为从小所受到的教育就是要保护青蛙,老师告诉我们青蛙可以吃掉稻田里的虫子,让稻子健康成长。但青蛙是怎么吃虫子的?我完全不知道。另外关于青蛙的孩子蝌蚪,其知识来源,就是那部可爱的动画片《小蝌蚪找妈妈》了。还得感谢这部动画片,不然的话,很多孩子连青蛙是蝌蚪长成的都无法知道。
于是我网购了两本写给少儿看的书,《水陆两栖动物知多少》《爬行动物和两栖动物大揭秘》。重点看了前一本,上面写着读者对象是11岁到14岁,可见浅显易懂。一路读下去,感觉很有意思。应该感激写这类科普读物的作者,让科学走近青少年。
从这本书里,我知道青蛙之所以是捕虫能手,是因为它的舌头非常灵活,它的下颌的前端连着舌根,舌尖还分叉,几乎所有的小虫子都逃不脱它的舌头。如果你把虫子放到它嘴边,它是不会吃的。它的眼睛长在头顶前端的两侧,它是一定要自己去捕捉一飞而过的小虫的。青蛙依靠肺和湿润的皮肤来呼吸。如果空气的湿度和温度发生变化,皮肤的颜色就会有变化。有经验的老农可以据此判断天气变化。青蛙发出叫声,即我们通常说的蛙鸣,是为了寻找配偶,等等。
尤其值得一说的是青蛙的那对大眼睛。前面说,青蛙是一定要等小虫子起飞才发动攻击的,为什么呢?科学家们仔细研究后发现,原来蛙眼视网膜的神经细胞分成五类,一类只对颜色起反应,另外四类只对运动目标的某个特征起反应,并能把分解出的特征信号输送到大脑视觉中枢——视顶盖。视顶盖上有四层神经细胞:第一层对运动目标的反差起反应,第二层能把目标的凸边抽取出来,第三层只能看见目标的四周边缘,第四层则只管目标暗前缘的明暗变化。这四层特征就好像在四张透明纸上画图,叠在一起,就是一个完整的图像。因此,在迅速飞动的各种形状的小动物里,青蛙可立即识别出它最喜欢吃的苍蝇和飞蛾,而对其他飞动着的东西和静止不动的景物都毫无反应。
弄清了蛙眼的结构和原理之后,仿生学家就发明了电子蛙眼,从而改进了军事上的雷达装置,使显示屏上的影像非常清晰。
当然,千千万万的青蛙中,也有一些与众不同的奇特的蛙。比如有十条腿的长尾青蛙,有在胃里孵化后代的青蛙,还有不会叫的哑蛙。
我们还是说说普通的青蛙,普通的两栖动物吧。
两栖动物属于脊椎动物门类。两栖动物小时候是在水中生活,用鳃进行呼吸,长大后才用肺兼皮肤呼吸。还有,两栖动物可以爬上陆地,但一生不能离水。它们是脊椎动物从水生到陆生的过渡类群。我想这应该是重点吧,虽然是水陆两栖,但水对它们更为重要。
其实这些知识,也可以想象到,但在没有认真关注之前,都是似是而非的概念。
两栖动物当然是动物的一部分。
索性我来科普一下,从宏观入手:
目前地球上已知的动物大约有150万种。
动物可分为脊椎动物和无脊椎动物两大类。脊椎动物,顾名思义是身体内有一根脊柱,一般个体较大;无脊椎动物则没有脊柱,多数个体很小,但种类却很多,占整个动物种数的90%以上。例如苍蝇、蚊子、蚂蚱、蝴蝶等昆虫,都是无脊椎动物。
脊椎动物又可分为鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和兽类五大类群。
根据2016年统计:世界已知的鱼类有33200种,应该是脊椎动物里种类最多的;第二多的是鸟类,有10426种;第三多的是爬行类,有10272种,如蛇、龟、鳄鱼等;两栖动物排第四,有7493种;兽类(哺乳动物)较少,有5515种,如马、牛、狮子、虎等。
科学的说法是,两栖动物是一个独特门类,它们处于脊椎动物中从水生到陆生的过渡类群,特有物种繁多,体貌习性各异。
再细分,两栖动物又分三大类群,有尾类、无尾类和无足类。有尾类包括蝾螈、大鲵、小鲵等;无尾类即各种蛙(青蛙、树蛙、箭毒蛙)和蟾蜍;无足类就少见了,样子有点儿像蚯蚓,但蚯蚓并不是两栖动物,一种叫鱼螈和环管蚓的,才是无足类。
量最大的是无尾类,即蛙、蟾蜍一类。
写到这里我有个发现,“多少种”的“种”字和“分门别类”的“门”字,都应该源于科学家们对动物、植物的分类吧?同时还有个小感慨,人类把动物、植物划分得如此细致,从界、门、纲、目、科、属,一直到种,扇子一样打开,但人类却把自己划分得如此简单。
接着说动物。对我来说,两栖动物里,除了青蛙和蟾蜍,其他都是第一次听说(所以写的过程中遇到好多生僻字以及没用过的词组)。我相信大部分读者对它们也是陌生的。很多人误认为乌龟、鳖都是两栖动物,显然不是,它们是脊椎动物里的爬行动物。
两栖动物的关键词,也许就是从水生到陆生的过渡类群。
目前世界上已发现并命名的两栖动物,到底有多少种?网上查询,看到好几个数字,有说2000多种的,有说4000多种的,有说7000多种的。最终费梁老师给了我一个标准答案,截止到2016年的统计,有7493种。其中中国有430种左右。对整个动物界来说,几千种还是个小数字,比鸟类、鱼类都少。
而且它们生存得很隐蔽,并没有在这个世界上闹出多大动静来。
(四)
那么,为什么要研究它们?
当然,就我掌握的常识看,研究两栖动物,不仅有仿生学上的意义(比如人类通过对青蛙那双奇特大眼睛的研究,制造出了电子蛙眼),更有环境研究上的意义。通过研究两栖动物,监测环境的改变,如土壤、水源、空气等。
不止如此。两栖动物属于生物学范畴。费梁老师告诉我,两栖动物研究,涵盖了动物生活史、进化学、生态学、环境学等各个层面,非常重要,都属于基础科学研究。
科普到现在,我想说的是,作为基础科学之生物学的重要部分,两栖动物研究是非常重要的,是生物学不可缺少的一部分。
浅显的常识告诉我,基础科学研究虽然不能马上转化为生产力,产生效益,但它却是一个国家科技是否进步的重要标志。
后来查了一下,关于基础科学,权威解释是这样的:
以自然现象和物质运动形式为研究对象,探索自然界发展规律的科学。包括数学、物理学、化学、生物学、天文学、地球科学、逻辑学七门基础学科及其分支学科、边缘学科。边缘学科有物理化学、化学物理、生物物理、生物化学、地球物理、地球化学、地球生物等。研究成果是整个科学技术的理论基础,对技术科学和生产技术起指导作用。
基础科学具有以下特点:1. 是物质运动最本质规律的反映,与其他科学相比,抽象性、概括性最强,是由概念、定理、定律组成的严密的理论体系。2. 与生产实践的关系比较间接,需通过一系列中间环节,才能转化为物质生产力。3. 一些成果的重大作用易被人们忽视。4. 研究具有长期性、艰苦性和连续性。5. 研究成果具有非保密性,一般公开发表,成为全人类共同的精神财富。
我注意到其中两点,将它们突出一下:一是,一些成果的重大作用容易被人忽视。二是,研究具有长期性、艰苦性和连续性。这两点说明,从事基础科学研究的人,必须能够忍受清贫,忍受寂寞,一生钟情于此。
换句话说,搞基础研究的人,有点儿像修行。
他们不是为了自己修行,是为了国家,为了科学事业。今天,作为基础科学的一部分,两栖动物研究在几代科学家默默无闻地奋斗了几十年之后,终于取得了非常重要的成果,并最终被国家认可!
真是非常不易。
应该让更多的人知道他们,向他们致敬。
作为一个发展中国家,科研事业的起点普遍很低。退回去几十年,我们国家在两栖动物研究方面,几乎是一张白纸,严重滞后于发达国家(其实在很多方面都滞后)。尤其上世纪30年代之前,这方面的研究几乎为零。少量的两栖动物的发现研究,多是外国传教士、外国科学家搞出来的,他们从中国带走一些样本回去解剖乃至展览。其研究成果,自然也不可能是我们的。
直到一个人的出现,我们国家才开始有了自己的两栖动物研究事业,才开始填补这一空白。
所以我觉得他就是我国两栖动物研究的鼻祖,就是中国两栖动物研究的奠基人。虽然我看到其他资料上,还是加了“之一”这样的词。
他叫刘承钊,是此次获奖的核心人物费梁先生的老师,或者说引路人。
让我们先从他开始吧。