索果蠅智能奧妙比翼齊飛 傳奇:音樂人許書平進(jìn)入《科學(xué)》
他們的故事本平淡無奇——丈夫唐世明是甘于在寂靜實(shí)驗(yàn)室里安心思考的學(xué)者,妻子許書平全心支持丈夫的工作。可3年前一個(gè)意外事故讓這對(duì)夫婦的科研歷程波瀾蕩起,故事也由平淡轉(zhuǎn)為“傳奇”——那次科研器械砸斷丈夫兩根腳骨的意外,讓本喜愛唱歌本從事音樂教育的妻子舍棄音樂工作,與丈夫走在同一科研道路上,共同研究在他們看來是“小精靈”般的果蠅,共同在權(quán)威雜志美國《科學(xué)》署名發(fā)表論文……這真真切切地發(fā)生著的傳奇,直到今日仍在延續(xù)。
“斷了兩根腳骨”帶來人生轉(zhuǎn)折
今年8月13日,美國《科學(xué)》雜志刊登了《果蠅的視覺模式識(shí)別具有視網(wǎng)膜位置不變性》的研究成果。論文共4位作者。作者是唐世明和許書平夫婦,他們?cè)诳茖W(xué)院生物物理所工作,唐世明是科研組的“老板” ,許書平則是位普普通通的實(shí)驗(yàn)員。
唐世明研究果蠅已有多年。2000年,唐世明隨中科院院士郭愛克做果蠅研究并準(zhǔn)備在《科學(xué)》發(fā)表他**篇有關(guān)果蠅的論文(今年8月13日的論文是**篇),內(nèi)容是關(guān)于果蠅如何在兩難境地中進(jìn)行選擇。
當(dāng)時(shí),大量的果蠅實(shí)驗(yàn)讓好奇的許書平忙里偷閑來到丈夫的實(shí)驗(yàn)室,模仿做一些粘果蠅的“技術(shù)活”?!?*次走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,里面黑黑的,只有臺(tái)燈投射出灰暗的光?;野档臒艄庀?,我愛人指導(dǎo)我試著粘起了果蠅。哪想,粘了幾只之后就很快熟練了,當(dāng)時(shí)我感覺粘果蠅很有趣?!痹S書平回憶說。
這種“有趣”轉(zhuǎn)化成了真正的科研,大量實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析之后,研究者撰寫的論文寄往美國《科學(xué)》雜志,得到的反饋是“再做一些補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)以讓論文更有說服力”。在補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備中,唐世明不慎被沉重的器械砸斷了自己的兩根腳骨。
“當(dāng)時(shí)我也在場,我說我也要搬器械,可他不許。意外發(fā)生后,我看到地上有許多血,真是非常痛心,我覺得一個(gè)妻子應(yīng)該全心照顧好自己的丈夫,不忍心看他整天一瘸一拐的,再加上當(dāng)時(shí)他的實(shí)驗(yàn)室也缺人手,于是自己靠著以前‘粘果蠅’的經(jīng)歷和郭愛克老師的信任,‘舍棄’音樂,加入他的實(shí)驗(yàn)室?!?
許書平在接受采訪時(shí)很激動(dòng),昨日之事仿佛就在眼前。
“我每天都在與果蠅對(duì)話”
果蠅在近代生物學(xué)研究領(lǐng)域可謂獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷,它不是我們想象中的蒼蠅,在科學(xué)家心目中,它是上佳的模式生物。在許書平看來,她培養(yǎng)的果蠅如同一個(gè)個(gè)“小精靈”。她感觸*深的是,這些小精靈非常愛干凈。如果身體稍有不干凈,或不舒服,它們就表現(xiàn)得十分煩躁?!拔視?huì)感受到果蠅的那種潔凈,每天都會(huì)刷培養(yǎng)果蠅的培養(yǎng)瓶,除了用刷子,我還會(huì)用手指。如果清潔劑殘留過多而瓶內(nèi)過于‘清香’的話,果蠅也會(huì)很反感,我就一個(gè)一個(gè)地聞瓶內(nèi)的氣味!”
“我這么做,主要因?yàn)槲覑廴藢?duì)這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求的十分嚴(yán)謹(jǐn),要求果蠅在正常生理狀態(tài)下參與實(shí)驗(yàn)?!?
許書平的專業(yè)是音樂,在她看來,音樂與科研有相通之處,那就是嚴(yán)謹(jǐn)、講邏輯。“音樂人常常作曲,拿交響樂來說,如果沒有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹吐暻健Φ?,再漫無邊際的想象也是空中樓閣,科研更是如此。從養(yǎng)果蠅起,我就嚴(yán)格讓果蠅處在自在的生存環(huán)境,讓果蠅‘安居’之后‘樂業(yè)’?!?
許書平將同樣的嚴(yán)謹(jǐn)用在粘果蠅上?!罢彻墶焙苤v究,從培養(yǎng)瓶里取出果蠅,放在冰里,幾十秒之后,果蠅“暈”倒,再用鑷子或刷子將果蠅從冰中取出,在顯微鏡下在果蠅細(xì)小的脖頸上“壓”一塊十分精致的膠布制成的“白板”,此時(shí)就算粘住果蠅,可以用先進(jìn)儀器進(jìn)行下一步果蠅行為控制觀察實(shí)驗(yàn)了?!斑@是一個(gè)十分精細(xì)的過程,但每做一次,既要抓緊時(shí)間,又要?jiǎng)幼鞯轿?。如果果蠅蘇醒過來再粘,就不好粘了?!?
這一系列的動(dòng)作,許書平“不知道做了多少次”。
“我仿佛每天都與果蠅對(duì)話,像馴化小寵物一樣!這些‘小精靈’或許真是受到人間真情的感化,整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行得很順利,這些果蠅很‘配合’。”
400瓶果蠅的實(shí)驗(yàn)
8月13日發(fā)表的論文《果蠅的視覺模式識(shí)別具有視網(wǎng)膜位置不變性》,早在2002年3月便開始了實(shí)驗(yàn)工作,實(shí)驗(yàn)整整持續(xù)了2002年全年。
“做這樣的實(shí)驗(yàn)就是為了論證我愛人的設(shè)想——果蠅的視覺特征和高等動(dòng)物差不多,具有視覺不變性的特點(diǎn)。”許書平談起了實(shí)驗(yàn)的*初目的。
30多年前,國外就用果蠅做過相同內(nèi)容的實(shí)驗(yàn),但結(jié)論完全相反:遇到與先前同樣形狀的目標(biāo),或者同樣形狀的物體位置稍微改變一點(diǎn),果蠅就辨認(rèn)不出來。唐世明就是要修正人們的“偏見”。
通過自制果蠅飛行模擬器,唐世明和許書平觀察檢測果蠅的視覺模式識(shí)別能力。果蠅的身體被固定在一個(gè)力矩測量裝置上,果蠅雖然不能飛走,但所看到的視覺目標(biāo)可以受飛行扭矩的控制移動(dòng),此時(shí)的果蠅以為自己在不同的圖形間飛來飛去。
實(shí)驗(yàn)的精彩之處在于對(duì)果蠅的“懲罰”。許書平向記者介紹:“在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中,首先要訓(xùn)練果蠅喜歡看正T字母,而厭惡看倒T字母。如果它總是盯著倒T字母,計(jì)算機(jī)就立即自動(dòng)啟用激光去燙它,即‘懲罰’它。經(jīng)過一段時(shí)間訓(xùn)練,果蠅會(huì)較多地轉(zhuǎn)向另一個(gè)**的、不會(huì)遭受‘懲罰’的圖形。”
“在**篇《科學(xué)》論文的補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)中,我只是在粘果蠅,沒涉及實(shí)驗(yàn)觀察。到了這**篇《科學(xué)》論文,我就完全參與到實(shí)驗(yàn)觀察之中,包括數(shù)據(jù)記錄、儀器控制?!?
“每一只果蠅的行為控制觀察包括4分鐘自由飛行、4分鐘訓(xùn)練、2分鐘學(xué)習(xí)檢測、4分鐘訓(xùn)練、4分鐘學(xué)習(xí)檢測5個(gè)階段,共持續(xù)18分鐘,此時(shí)我按世明的要求隨時(shí)做數(shù)據(jù)記錄。在2002年的實(shí)驗(yàn)中,我?guī)缀趺刻於家@樣做,一只接一只,能做多少算多少?!?
在這不斷的重復(fù)中,在每日的匯報(bào)和交流中,許書平在不斷學(xué)習(xí),實(shí)驗(yàn)技能到達(dá)了很高的水平,國際昆蟲行為研究權(quán)威學(xué)者、德國沃爾茲堡大學(xué)教授海森堡觀看了許書平的實(shí)驗(yàn)操作后說:“你的實(shí)驗(yàn)工作做得非常漂亮,我們的學(xué)生要花好幾個(gè)月時(shí)間才能學(xué)會(huì)的新實(shí)驗(yàn),你只用了一個(gè)多星期就掌握得很好了?!?
到底用多大的工作量來估算這個(gè)實(shí)驗(yàn),內(nèi)在的辛苦只有唐世明和許書平知道,我們旁觀之人,或許也只有通過實(shí)驗(yàn)共使用400多瓶果蠅、每瓶約有100多只這個(gè)數(shù)據(jù)來體味這辛苦中的一點(diǎn)一滴!
“我只是體力工作者,我愛人則是腦力工作者”
自從那次意外事故之后,許書平隨丈夫從北京去了上海,又從上海回到北京,來回的顛簸中她始終不忘的是對(duì)丈夫的欽佩和全力支持,“我只是體力工作者,而我愛人則是腦力工作者。他總想一些科學(xué)*基礎(chǔ)的問題,而我,一名普通實(shí)驗(yàn)員,就是在按照他的設(shè)想來做基本的輔助工作?!?
直到采訪結(jié)束之時(shí),許書平仍懇請(qǐng)記者在報(bào)道里不提及她,她說或許許多人都會(huì)對(duì)她這個(gè)音樂背景的實(shí)驗(yàn)員感到好奇,但這樣的工作并不需要多深的科學(xué)功底,每一個(gè)年輕人都能做好。
“音樂與科研當(dāng)然有許多不同,可實(shí)驗(yàn)是我們共同做的,我們不斷交流、討論,記錄當(dāng)天天氣、氣溫,共同關(guān)注一個(gè)數(shù)據(jù),所有結(jié)果都是共同努力的結(jié)果。不過真正的科研不在我,而在唐世明的腦子里!”
許書平來自青海,為了想看大海,她大學(xué)畢業(yè)后到大海邊工作。而后,她隨丈夫南轉(zhuǎn)北移,這一切在她看來過渡得十分自然。“我現(xiàn)在是實(shí)驗(yàn)員,可我并沒放棄音樂,我還在努力進(jìn)修音樂知識(shí)?;蛟S有**,實(shí)驗(yàn)室不再需要我了,我想我仍會(huì)很自然地過渡到其他工作上去,可能是音樂,也可能是其他的……”

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