大发现时代的“生命组学”

近代自然科学的重大突破，都是基于近代数学的发展。古希腊毕达哥拉斯学派的突出贡献，开启了自然科学的第一个大发现时代。该学派最早证明了勾股定理。地理学的“大发现时代”爆发于短短的40年，却影响了世界数百年的格局。十五、十六世纪之交，以地球说为理论指导，借助于指南针和罗盘的发明，地球上不为文明世界所知的地域和航线不断被发现。地理学大发现所引起的观念革命与它所带来的经济后果一样巨大，为近代科学革命开启了批判的理性天窗。

二十世纪被称为基因的世纪，“基因”几乎主宰了上个世纪生命科学的神话。1900年，德佛里斯、科林斯、切马克各自独立重现孟德尔遗传定律。1910-1930年，摩尔根发现基因连锁定律，绘制第一个染色体的基因连锁图，出版了《遗传的物质基础》与《基因论》，建立了完整的基因遗传理论体系。至1953年沃森和克里克提出了DNA双螺旋模型，并指出：碱基特异性配对可能是遗传物质复制的基础，碱基排列顺序可能就是携带遗传信息的密码。这些革命性猜想是DNA双螺旋模型的精要所在，一经提出，迅即带动了生物科学史上最惊心动魄、人类文明史上最波澜壮阔的、划时代的分子生物学的兴起。它揭示了万古遗传之谜及其遗传密码，揭示了统一万千生命世界的中心法则，产生了比“创世上帝”更伟大的基因工程。这段历史进程，毫无疑问，是生命科学领域一个典型的大发现时代。

组学的发展引领了20世纪末至今的生命科学大发现。“碱基的排列顺序就是携带遗传信息的密码”，1953年沃森和克里克在提出DNA双螺旋结构后又续写了另一空谷绝唱。1958年弗雷德里克·桑格建立蛋白质氨基酸序列测定方法，70年代又建立DNA序列分析方法，并因此两度诺奖折桂。“序列之王”桑格的卓越成就，使读写基因的信息不再是空想。人类两大先锋科技——生物科技与信息科技，通过序列实现历史性会师！1986年第一代基于荧光测序技术的DNA自动测序仪诞生，26年来DNA测序能力呈指数增长，当前的日数据产量已达Gb级，比肩计算机芯片发展的“摩尔定律”。以色谱-质谱为代表的蛋白质大规模测序技术发展之势同样不可小觑，在生物质普技术获得诺贝尔奖的2002年，一个样本可鉴定到的蛋白质尚不过几百种，而现今生物质谱一次运行可鉴定到的蛋白质竟多达数千种。

过去的20年里，DNA测序能力的迅猛增长和测序费用的急剧下降，使得“旧时王谢堂前燕”的DNA测序技术“飞入寻常百姓家”，成为生物学研究、甚至临床诊断的常用工具。以诞生不到十年的全基因组关联分析为例，目前已完成700多余种疾病和性状研究，新发现了5000余种致病基因和重要性状基因，其产出10倍于此前100年的发现，大发现时代的突出特征由此可见一斑。我国此领域虽然起步较晚，但建树也是可圈可点。如此辉煌的成就足以证明沃森10年前那句豪情万丈的预言：“未来所有生物学只有以基因组开始才有希望发展！”

（贺福初《光明日报》有删改）

虚拟人

高衡

①有没有人愿意被医生当作“实验品”？能不能不通过病人就培养出优秀的医生？现代计算机技术为我们提供了这种可能，1989年，美国最先提出“虚拟可视人”概念，“虚拟人”并不是真人，而是在电脑里合成的三维人体详细结构。它利用信息技术实现人体从微观到宏观的结构和机能的数字化，可视化，最终达到对人体的整体精确模拟。不用解剖人体，不用照X光，从电脑屏幕上就可以看清人体的所有细节，小到一根神经、一根微小的血管，都可以看得清清楚楚。医学院的老师可以在电脑上讲人体解剖课，学生看到的将比真正的人体解剖更形象、更细致；在对疑难病症进行会诊时，专家们可以通过计算机先将药物影响数据输入电脑，电脑里的“虚拟病人”就会显示服药后的生理反应，从而协助医生对症下药，诊断会更准确；经过计算机处理的人体解剖图像可以任意颠来倒去，从任何角度进行研究。在动手术之前，可以先在“虚拟人”身上开刀，电脑上会显示刀口断层及组织断面，为医生制定手术方案提供参考。甚至培养宇航员也可利用虚拟人系统。只要输入候选宇航员的生理数据，将其置于太空环境中，就能知道他将产生的太空反应。

②“虚拟人”是在真实人的基础上构建的。把一具尸体冷冻到零下70度，成为一根硬邦邦的“冰棍”，然后用特制的机器像切土豆片一样，把它切成薄片。每切下一片就放到高精度的扫描仪里进行扫描，把它数字化。同时也拍下这一片的数码照片。所有的数据统统存在计算机里面，再由计算机把它们合成为一个“人”。

其原理有点类似CT扫描，当然它比CT精密多了。1994年，美国科学家将一具男尸按每片1毫米的厚度切成1000多片，构建了世界上第一个“虚拟人”；在这个基础上，1998年，又将一具女尸按每片0.33毫米的厚度切成5000多片，构建了一个女性“虚拟人”。

③除了美因之外，2000年韩国开始了“虚拟韩国人”研究的五年计划。韩国科学家将一具身高1.7米左右的尸体按每块0.2毫米的厚度切成9500片，构建了第一个具有东方人特征的“虚拟人”。

④中国的虚拟人被命名为“虚拟中国人1号”。以每片0.1毫米的厚度，把一具身高1.66米的男性冰冻尸体切成16600片，比美国、韩国的精度都高。“虚拟中国人1号”完成以后，还要做女性的“虚拟中国人Ⅱ号”。

⑤当前各国所做的数字化虚拟解剖人，为医学和其他相关学科的教学科研提供了一个和真实情况一样的数字模型，但这只是一个“静态”的模型。为了进一步模拟和接近真正的人体实况，下一步是构建第二代有物理性能的“虚拟人”和第三代有生理功能的“虚拟人”。

（节选自《给生命配乐》，武汉出版社2003年版）

赖远明：破冻土难题 创天路奇迹

昆仑山下，一条闻名于世的钢铁大动脉穿过戈壁冻土，跨越雪域高山。这就是中国新世纪四大工程之一，被誉为“天路”的青藏铁路。2006年7月1日，青藏铁路正式通车运营。这一天，中科院寒区旱区环境与工程研究所（以下简称“寒旱所”）组织60多名外国专家，坐上开往拉萨的列车，心潮澎湃的赖远明也在其中。当列车员讲解到“主动冷却路基”时，赖远明的眼泪禁不住夺眶而出。他转过头，看着窗外飞驰而过的雪山，4年来千百次的实验情景在脑海中浮现……

2002年，寒旱所接到了国家关于解决青藏铁路修建中冻土路基及寒区隧道问题的任务。青藏铁路中有一半是多年冻土地段，青藏铁路修建过程中，要穿越连续多年冻土区550公里。如何保证修建中冻土不融沉、路基保持稳定，西方人士曾判断“这是无法攻克的世界性难题”。

在冻土区修建铁路，传统保护冻土的方法是设置保温材料，“就好像为了保证冰棍儿不融化，给它盖上一层棉被保冷。”赖远明解释说，但用这种方法保温的冰棍儿早晚还是要化掉。因此，青藏铁路的设计思路要从“被动保温”转为“主动降温”。但主动冷却路基如何修建？从理论分析到试验数据在国内外冻土工程学研究中都是空白。

“我是处女座，做事情比较挑剔、追求完美，一件事情喜欢从不同侧面、不同层面去思考，曾经一行字推敲了一个星期。”赖远明笑称自己不善言谈，更喜欢思考。

“比如青藏铁路上的‘U’形块碎石路基，选择多大粒径的碎石最合适？在试验进行到第150天左右，我们终于找到了拐点——10～30cm粒径的块碎石降温效果良好，当粒径为22cm时对冻土的降温效果最好。”得到这个结果，赖远明如释重负，“心中的一块儿石头终于落地了”。

昆仑山隧道海拔4600 米，隧道向里打通600米左右时，赖远明进入隧道采集岩石样品。未打通的隧道内空气更加稀薄。“当时忙着采集样品没太顾忌，谁想到缺氧三个小时之后，头疼欲裂、恶心呕吐。”赖远明说，读书的时候，自己甚至能准确记住哪条公式在书上的哪一页，自从那次大脑长时间缺氧以后，自己的后脑勺时常会疼，记忆力也不如从前。

但是，这次“负伤”却解决了青藏铁路风火山隧道、昆仑山隧道衬砌和保温措施的参数优化设计问题，消除了冻胀和融化对这两座冻土隧道的破坏作用。这两个隧道目前已经服役10年，没出现任何问题。

赖远明的人生道路可谓平坦——1983年毕业于江西理工大学，1986年在兰州交通大学获硕士学位留校任教，1999年在寒旱所获博士学位，2000年被中国科学院寒区旱区环境与工程研究所学位委员会评为博士生导师，同年12月被任命为冻土工程国家重点实验室副主任。

看似平坦的人生缘何成就辉煌？“在我的人生的道路上 ，起关键作用的就是几步”，赖远明说。人生中关键的第一步是在程国栋院士的极力推荐下，他破格进入了中科院“优秀百人计划”，程院士的理由是：国家太需要这样既懂土木工程又懂冻土，并愿意扎根西部的优秀人才了！当时的冻土专家多是地质地理专业背景，主要研究冻土的天然属性，难以在冻土路基结构设计方面提出精准的解决方案。

接下来，赖远明获得了国家杰出青年基金，“这是我人生中关键的第二步，它给予我鞭策，为2005年获得国家科技进步奖二等奖打下基础”。

关键的第三步，赖远明坦言自己差点儿走歪了。2008年，南方有所大学招聘副校长，赖远明动了回南方的念头。“程老师劝我一定要慎重作决定，南方没有冻土，一旦去了那里，我的学术研究将不完整、不系统。”赖远明也暗自给自己鼓劲，“刚来甘肃流鼻血、吃黑面馍馍的日子都熬过来了，已经适应了西部的生活，更重要的是冻土还有很多现象和机理没有揭示。”

说到这里，赖远明笑了：“现在有人问我是哪里人，我都会说我是甘肃人。”

来西部32年，结缘冻土21载，赖远明感叹，冻土研究这门冷门的学科，变成了热门的学科，冻土变成了“热土”，“但依然还有很多空白在等待我们研究，有很多与冻土领域关系密切的工程需要我们提供理论支持和解决方案”。

赖远明认为，青藏铁路给了他报效祖国的机会，他常常对学生说，做科研不仅要将论文发表到国际一流的杂志上，更要解决工程中的实际问题，把论文写到祖国的大地上。

（摘自《中国科学报》，有删改）

与西方文化和西方价值观相比，中华文化和中华价值观更强调社会和谐、以和为贵，追求“和而不同”。

春秋时期的史伯提出“和实生物，同则不继”，形成了中华文化“和而不同”的思想。“和”所具有的“和谐合一”的意义，在我国文明发展早期就有了。《尚书·舜典》记载，帝舜命其乐官通过诗歌音乐，达到“八音克谐，无相夺伦，神人以和”。这说明我国古人已了解音乐促进和谐的作用，体现了早期智者对宇宙和谐的向往。我国古人反复以声乐之和比喻世界各种事物之间的和谐，从而成为一种普遍追求。如《左传》中说：“八年之中，九合诸侯，如乐之和，无所不谐。”可见，我国古人将音乐的和谐作为处理人与人、人与社会、族群与族群、人与天地等关系的模型，对“和”的追求塑造了中华文明的思维方式、价值取向。

这一思想对儒家也产生了重要影响。儒家经典《礼记·乐记》说：“乐者，天地之和也；礼者，天地之序也。和故百物皆化，序故群物皆别。”这表明，人类的和谐在根本上于天地的和谐，即自然的和谐，和谐是一切事物的生成原理，没有和谐就没有万物化生，和谐的实现有着深刻的宇宙论根源。宋代哲学家张载曾说：“有象斯有对，对必反其为；有反斯有仇，仇必和而解。”显然，张载强调：从对立到和谐，不仅是天地的法则，也是社会、人生中具有普遍意义的原理。

把追求永久和谐作为对待外部世界的态度，这在中华文化和中华价值观中同样源远流长。《尚书·尧典》提出：“克明俊德，以亲九族。九族既睦，平章百姓。百姓昭明，协和万邦。”以后，“协和万邦”便成为中华世界观的典范。类似的说法还有“以和邦国，以统百官，以谐万民”（《周礼·天官冢宰》）。孔子把“和”作为同外部世界交往的原则，提出“‘柔远能迩，以定我王’，平之以和也”。构建一个和平共处的世界，是中华文明几千年来持续不断的理想。

人与自然的和谐统一，汉代以后被表达为“天人合一”，成为中华文化的价值理想。所谓“天人合一”，就是注重人与自然的和谐合一，注重人道（人类社会法则）和天道（宇宙普遍规律）的一致，不主张把天和人割裂开来。“天人合一”思想不强调征服自然、改造自然，不主张天人对立，而主张天人协调。根据这种思想，人不能违背自然，而应顺从自然规律，使自己的行为与自然相协调。我国古代的“天人合一”思想，一方面注重人是自然的一部分，注重人在自己身上体现自然的本性，致力于人与自然统一并与自然融为一体；另一方面主张人主动配合天地的生生变化，在与自然相协调的同时协助并促进宇宙的和谐与发展。这种追求人与自然和谐的思想，对纠正无限制地征服自然、不顾及环境保护与生态平衡的观念，促进经济社会全面协调可持续发展，具有重要的现实意义。

西方文化和西方价值观中有一种冲突意识，总想用自己的力量，以自我为中心，克服非我，宰制他者。因此，在西方历史上宗教战争非常残酷，中国则没有出现过那样的宗教战争。可以说，20世纪两次世界大战，其文化根源都不在东方。总体来讲，同西方文化和西方价值观相比，中华文化和中华价值观强调和谐高于冲突。

（节选自陈来《充分认识中华独特价值观》）

站在当代社会、网络时代的高点上，我们谈论传统文化，是在谈什么呢？

有人说“谈传统文化，实际上是谈日常生活”，这种观点可以说道尽了文化、传统的本质特征。因为，对于我们的传统来说也好，对文化来说也好，它们不过是世世代代累积沉淀的习惯和信念，渗透在我们的生活的实践中，是一种生活方式。谈传统文化，实际上是在谈我们的生活与头脑中的传统文化的关系，也就是在谈你我他的日常生活，更谈我们的思路、我们的风度、我们的气派……

说到中华文化的玄妙处，我首先想到的是中国传统文化中的“昆曲”。昆曲向以“闲雅整肃、清俊温润”的艺术品位著称，被看做是精妙高雅的传统艺术。它不仅是一种传统戏剧艺术形式，更代表了一种生活方式和情趣品位，本身就是传统和时尚的结合。著名作家、昆曲制作人白先勇曾制作了青春版昆曲《牡丹亭》，他大胆创新，并将时尚作为演出的美学标准之一，力求贴近当代人的日常审关生活，创作了美到极致的画面和舞美，让一部拥有400多年历史的传统名剧具有了符合今天审美趣味的时尚色彩，在演出时，人们感叹“太美了，美得惊心动魄，美得让人黯然神伤……”昆曲表演中的水袖柔婉、昆腔曼妙，可谓是对这种“玄妙”美的最好解释，“罕有其匹”。

传统文化是古老的文化，它走自己的路，处处坚持自身特色，但如果要融入社会与时代的大潮，变成我们的日常生活，就要求新求异，从文化样式上、审美趣味上体现时代精神。

故宫不仅是一座博物馆，更是中华传统文化的代表符号、中华文明的标志性载体。近年来，故宫推出的一系列“萌系”文创产品迅速蹿红，比如朝珠耳机、“朕就是这样的汉子”折扇、建筑彩绘“秘密皇宫”与“戒急用忍”等，“故宫淘宝”在其微信公众平台发布 《雍正：感觉自己萌萌哒》 微信小文，纪录片《我在故宫修文物》将有600年历史的故宫这一古老IP推上时代的风口浪尖……故宫博物院推出的这一系列文化创意之举，改变了文物仿制品素来古典，肃穆但缺少新鲜生命力的形象，切合了年轻人的审美心理，受到众多网友的认同和赞扬。正是这种随着时代生活进行文化创新和艺术个性超拔的努力，让古老的故宫走入当代生活，融入时代的文化之中。

这些年来，我们正努力寻找一个合理的方向和方式来对待传统文化，但现实中，我们看到有的人在割裂传统文化，有的人对传统文化进行浅薄和轻浮的解构和颠覆，更有甚者，干脆采取一种商业化的态度，消费传统文化……事实告诉我们，中华传统文化本就该是豆古常新的，这是其绵延五千年而不曾断裂的秘诀所在。在新的时代背景下，要传承弘扬传统文化，就要让传统文化更深地进入我们的生活，内化为我们时代生活的一部分---这是最好的传承之道。这也印证了文化和传统的生命力所在，“苟日新，日日新，又日新”。

对于传统、对于文化，当代人应当谨慎地使自己的前进步伐不发生偏差，而不是轻蔑前人积累下来的庞大的精神遗产。文化是既向后看也向前看，我们的文化传统本性包含着历史性，这蕴涵了双重意义；它既有高于历史的力量，又依赖于历史；它既决定历史，又为历史所决定。一个民族不能与历史、与传统割裂开来，我们需要进行好传统和现代的对接，这是时间给予我们的机会，也是历史要求我们担起的责任。

（节选自《谈传统文化，实际上我们是在谈什么》）