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美好的回忆
——庆祝生物物理所成立五十周年

胡匡祜

 

   美好的回忆

   1962 年9 月我由学校统一分配来所,到人事处报到。人事处负责人说“分配你到仪器组”,我说“我是学物理的,领导能不能考虑我去与理论相关的研究组工作”,负责人很严肃地说“要你来就是搞技术的,要服从分配!”。这便开始了46年的技术研究工作。初到研究所搞不清生物

物理学究竟是干什么的,各种解说都有,其中最为欣赏的是原业务处韩处长的定义:“生物物理嘛,就是快刀切肉!”,我似乎是明白不少。如今,我所已发展成为由80 多个专业组成,各类学科相互交叉、渗透的生命科学研究中心。  

  我记忆中最深刻的一次,1965 年某天,贝老在事前没有通知的情况下,陪同郭沫若院长来到技术室,参观研究所研制的大型科学仪器。我以为要让技术研究人员讲解,然而,贝老却操着宁波口音给郭老一一介绍,不仅解说仪器在生命科学研究中的应用价值,而且对仪器的基本结构和原理亦介绍得十分深刻。学识渊博、国内外知名的生物学家,竟对技术了解如此透彻,给予了年轻技术研究人员莫大的鼓舞和攀登科学技术高峰的决心。


  超前发展战略思想的指导

   我所创建初期,正值我国处在三年困难时期,同时受到西方大国的全面封锁和禁运。然而,在贝老学术思想倡导和超前发展战略思想的指导下,自力更生地培养了一支特别优秀、能齐心合作的生物物理技术队伍,并建成设备完善的金工厂,培养了一批训练有素、技术超高的工人师傅,保证了我所科学仪器和实验技术的迅速发展,推进了生命科学领域的基础研究。数十项重要的技术研究项目,在技术人员和工人师傅汗水浇灌下,获得了多项中科院和国家科技成果奖。无疑,这一代技术研究人员已经成功地完成了历史赋予的光荣使命。20 世纪80 年代前,我曾接受科研处根据本所科研需要下达的多项科研任务,负责研制成功XFG-01型显微分光光度计、9 通道生物信号记纹鼓、大功率负离子发生器、多台负脉冲理疗仪等。当看到亲手完成的仪器,在细胞生物学、航天生物学、放射生物学等基础学科研究中发挥了积极作用,并获得科学数据和发表学术论文时,心里感到十分欣慰。显微分光光度计是十分复杂的系统,我共设计400余张图纸,包括显微光学和分光部件、精密机械、控制与接收电路、计算机软硬件。该系统有70% 图纸是在所内金工厂加工的,每当碰到疑难加工问题时,与工人师傅讨论,便能迎刃而解。工人师傅精湛、高超的技能,优秀的品格,是我们这些“知识分子”学习的榜样,与工人师傅六个多月共同工作的日子,是我难以忘怀的。显微分光光度计获得中科院重大成果二等奖,推广成果获南通市科技进步奖。

   生命科学基础研究不可缺少技术的支持

   20 世纪70、80 年代,要引进一台进口设备是十分困难的,首先申请立项,填写十多份报表,经院部专家组和各级领导评审,批准后申请外汇,联系外商,确定仪器型号和繁杂的零部件,并签订合同。设备最快需要两年才能到货。20 世纪90 年代,我负责管理“分析测试技术中心”和生物物理技术室。“中心”的前身是“中国科学院北京生物学实验中心”,“中心”的技术研究是为中科院生命科学基础研究服务的。“中心”拥有(院直属管理)包括超导核磁共振仪、电子顺磁共振仪、电子显微镜、多功能图像分析系统、激光拉曼光谱仪、毫微秒荧光光谱仪等18 台大型设备,有近20 位国内知名高级实验技术专家负责管理,并负责承担与技术相关的国家攻关项目、国家自然科学基金项目等。大型设备的集中管理,实现资源共享,并为国家节省了大量外汇。“中心”在技术服务中,精心培训实验技术人才,提供高质量分析测试数据,获得中科院连续多年嘉奖和高度评价。我被评为中科院实验技术与管理优秀工作者。经验告诉我们,理工科专业技术人员应该与生命科学的各类学科融合,在多学科交叉的研究课题中磨练,才有可能成为一流水平的技术研究人才。

   开展“技术原创性的基础理论与实验方法”的研究

   现时,我国国民经济飞速发展,国家有能力对科学研究增大经费的投入。作为基础研究所,没有必要像数十年前那样研制大型的仪器设备,重复和模仿别人的时代已经过去了!但是,技术原创性的基础理论与实验方法的研究是必不可少的。只有在基于技术的原创性理论基础上,搭建创新分析系统,生命科学基础研究的实验数据、理论的验证以及基本规律的探索,才有可能达到国际一流水平。在实验室,创新分析测试系统的初始时期是先进的,一旦达到商品化阶段,就已经不再先进了。生命学科的原始创新的重大成果,是不可能依靠买来的仪器设备获得的,因为用别人的东西超过别人是不现实的。没有原始创新的技术方法的支撑,生命科学基础研究的成果,总体上只能是国际二流水平。据统计,诺贝尔生物医学奖、物理学奖和化学奖中,有50% 以上都涉及到创新的测试方法和仪器技术。应该把原始创新技术当成基础的基础去发展。

   我最喜爱生命科学领域人工智能技术的研究

   20世纪80年代初,国际上首次提出划时代的虚拟仪器(Virtual Instrument)新概念,将计算机人工智能技术、高效软件和硬件模块、多学科相互交叉信息和不同功能设备获取的数据融合为一体。以计算机为核心的虚拟仪器所具有的独特功能与作用,已突破了传统仪器的概念。在某种意义上说,建立的功能软件系统中,每一个软件本身就是一台专用仪器。25 年来,我开展了我最感兴趣的人工智能领域中“虚拟仪器”的研究工作。20 世纪90 年代前后,我负责完成的国家自然科学基金资助项目“生物、医学图像自动分析BMI 应用软件系统的建立及应用”,通过中国科学院院级鉴定,得到鉴定专家委员会的高度评价:“该软件系统具有国际先进水平,在某些软件设计和方法上具有新颖性和创新,该软件系统已完成106 项基础课题的分析工作。对推进生物、医学有关领域的科研工作进一步深化和探索新的科学规律提供了重要、先进的手段(摘自鉴定证书)。”《光明日报》、《科技导报》、《中国科学报》、中央广播电台、中央电视台相继报道该成果的重要意义。该项成果入选“国家自然科学基金委员会资助项目优秀成果选编”,并由基金委员会组织参加《99’ 世界科技博览会》。该项成果获得国家科技进步二等奖和中科院科技进步二等奖。

   技术成果更重要的意义在于应用

   生物、医学图像自动分析BMI 应用软件系统包括生物信息输入、输出处理,信号处理,图像、图形处理,模式识别与自动分类四大模块和475 个功能程序,并可组装成新的软件。主要包括:近场光学中生物细胞与分子水平动态图像特征参数自动分析;生物活体微血管中单个红细胞运动变形参数分析;人工神经网络生物图像增强、分割与识别;植物染色体高分辨带纹自动分析与识别(用于基因定位);生物大分子纳米尺度的图像分析;生物活体脑微血管中运动微血栓自动跟踪定量分析;生物分子与细胞超微结构的三维重建;肺癌细胞类型的自动识别;分子马达冲击力模型的建立等。该成果完成包括国家重大项目在内的136 项(包括后续)研究课题的自动分析,获得一批重要论文和多项成果,为生命科学基础研究工作进入世界先进水平行列做出重要贡献。应用结果表明,BMI系统使得生物、医学的传统分析手段,在分析速度、质量、精度和自动化方面产生重要变革。同时在研究和应用中,培养了一批博士研究生。

   我感到特别荣幸的事

   我曾被评为中央国家机关优秀共产党员和中科院优秀共产党员,并受到江泽民主席等党和国家领导人的接见。另一件事是我于1988 年参加了生物物理所所徽图案的设计工作。

江泽民主席等国家领导人接见全体代表合影

   美好的未来

   生物物理所走过了不平凡的50 年,是一个开拓、奋进、辉煌的历程。现时,正值21 世纪,是生命科学发展的最好时期。我所开始了新的征程,进入知识创新的新阶段,吸纳了一批年轻有为的优秀人才。年轻人赶上了百年不遇的大好机会、难得的机遇。青出于蓝而胜于蓝,相信年轻一代将创造更美好的未来,确立我所在国际生命科学领域中的领先地位,迎来生物物理所更大的辉煌。

 

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