中科院神经科学研究所2010年年会蒲慕明所长的讲话
2010年 12月28日
（根据录音整理）
今年的年会是一次不寻常的年会，以往的联合年会是请一个外单位，今年邀请了科学院生物物理研究所、复旦大学脑科学研究院以及浙江大学医学部三个单位。由于时间有限，今年每位研究人员介绍自己工作的时间比较短，但是会议的内容更丰富、交流的机会也更多。三天前，我还没有决定今年年会讲话的主题。听完三天的演讲，我和大家一样，都有些感想。我决定今天的主题就再一次讲“创新”，我们现在处处都在讲创新，报纸上几乎每一天都能看到有关创新的内容。今天我就谈谈我对创新的看法，有的内容在各种场合讲过，在神经所时间较长的人可能会觉得我啰嗦，但我现在算是老人家了，有资格啰嗦了。
创新的含义
首先定义一下“创新”，什么是创新？创新的研究有很多种，比如说，理论科学家对某种自然现象提出新的看法，提出新的理论或概念，就是创新。对于以实验为主的生物学研究来说，实验上的创新也有很多种。有一种创新是观察到新的现象。比如你设计了一个非常巧妙的实验，发现了一种前所未知的自然现象，这种现象只有在你的实验条件下才被发现，这就是创新。还有技术上的创新，举例来说，物理学技术发展到了一定的水平，发明了加速器，才能观测到subatomic 层面的现象。生物学亦是如此，随着新的显微技术、新的分子生物学方法的发展，原先看不到的生物微观现象现在能看清楚了。这是通过技术上的创新，从而观察到前所未知的自然现象。
还有一种创新，别人已经观察到了现象A和现象B，但不知道两者之间的关系，而你虽然没有发现新的现象，但是你把A和B之间的因果关系搞清楚了，提出一个新的联系，这也是创新，因为你的研究推动了对自然界的了解。另一种形式的创新不是建立新的联系，而是通过新的分析方法，把一个别人已经观察到的现象解释的更好，这同样也是一种创新。对于我们刚刚开始从事研究工作的学生来说，学的都是别人已有的技术，看到的现象也常常是别人已经发现的现象，我们如何创新呢? 我认为你们仍然有创新的机会。举一个简单的例子来说。当你已经获得了你的实验数据，显微镜观察的数据还是生化实验得到的数据，你是如何选择分析数据的方法？很多同学都是照着别人论文里的方法去做分析。但是，作为一名研究生，从事的是原创性研究，应该思考能否在别人的分析方法基础上更进一步、做更好的分析、设计更定量的方法，甚至是使用一种别人没有用过的方法。假如你拿到数据后完全不知道怎么分析，这是最好的创新机会！因为当你不知道怎么分析时，常常是因为没有别人的范例可循，无法照着别人的方法进行分析，这是创新最好的时机。如果你能自己设计出一种方法，这就是创新了。作图的方式也是如此，为什么一定要照着别人的方法来作图呢？为什么不可以自己想一种更好的方法来作图？你的新方法很可能使人眼前一亮，这就是创新。你的论文
若内容、方法都与别人已发表的文章没有多大差别，你的工作就不是什么创新的工作。
再举个例子，我们有几个研究组，对树突发育有兴趣，但分析方法都是照着别人发表的方法来分析树突的长度、分支点数等等，但这些方法都没有考虑到很多树突形态的细节，忽略掉很多其他的参数。分析spine的形态也是如此，过去大家都只算spine数目，没有分析spine的形态和免疫荧光染色的亮度，我很高兴看到这次于翔组的同学报告里分析了spine染色亮度的信息，这就是进一步分析方法的创新。在座的刚刚开始研究的同学都可以尝试着对现有的分析方法做改进。还有另一种情况，你听到了其他领域的研究报告时也可能得到灵感，把其他领域的分析方法用到你自己的工作上，这种方法在你的研究领域中可能从来没有人使用过，这也就是你的创新。
回顾式的创新研究
寻找到新的东西、观察到新的现象、获得新的知识，发明新的方法，这无疑都是创新，我称之为前瞻式（prospective）创新。但还有一种创新，是现在很少人去做的一种创新，我称之为“回顾式（retrospective）”创新。听了今年年会的交流，我觉得大部分研究工作与欧美实验室相比，并没有太大的差异，都属于前瞻式研究, 有竞争性，但不见得能够竞争得过他们。欧美一流的实验室往往拥有很好的资源、设备、学生和环境，假如你是刚刚踏进这个研究领域的新人，要和这些实验室竞争，你就处在劣势之中。这时候，你不妨试试我所说的“回顾式的研究”。就是用新的方法、新的技术去研究老的问题。你不一定要提出新的理论、发现新的现象，你可以针对过去别人已经观察到的现象，用新的方法去重新研究（re-investigate）。如果你使用了新的分析方法和技术，把一个存在争论的老问题解决，这也是创新。甚至我们可以研究教科书上的问题，很多教科书上的理论或假说都是根据几十年前的实验得到的结论。当时的实验技术与现在相比可能落后得多，得到的实验数据也可能比较粗浅、不可靠。但这些理论或假说因为写进了教科书，也就没有人再去检验它们的可靠性了。现在你可以用新的方法去设计实验，重新研究这些问题，去检验它们是否正确。虽然基本上是在重复别人的实验，但用了新的方法。我相信有50%的机会，你的实验结果可能验证了原先的假说；也有50%的可能，你的结果与原先假说所预期的相反。我们都知道教科书上的内容，很可能有50%是错误的，最终会被重新修正，只是我们现在不知道是哪50%而已。重新研究这些经典的问题，是没有人竞争的工作。很多人认为经典的问题，很多年前已经研究过了，现在再重新研究是自找麻烦，再说大家都喜欢新的东西，没有人愿意去重复别人的实验，认为重复别人的实验没有credit。但是用新的方法重新研究经典问题，很有可能把这一问题重新翻新，是一件很重要的工作。
这种回顾式的研究和前瞻式的研究一样，是属于创新的范畴。科学的发展就是不断地修正现有的假说和理论。当新的知识和新的现象不断地积累，不符合现有假说和理论的现象将会越来越多，达到一定程度后，我们就必须修改现有的假说和理论，这就是Thomas Kuhn所说的paradigmshift。但是，paradigm shift往往需要等待新知识慢慢地积累，到了一定程度后才非改不可，而我说的回顾式的研究方式，直接去冲击和验证我们现有假说和理论的实验基础，直接去寻找基础是否有破绽。这种研究可能可以进一步巩固现有的假说和理论，也可能推翻了它们。假如你的实验结果能巩固这些现有的假说，你提供了新的证据，是可以发表一篇重要的论文。相反，假如你的证据与现有假说不合，那你就中奖了，很可能对科学进展有重大
的贡献。这种“回顾式研究”我至少已经谈了十年了，我一直强调用新的设计来研究经典的假说，是初始研究工作者一个很好的策略。因为这种研究是不需要与人竞争的，又同时有机会做出重要的贡献，甚至重新开启一个研究领域。以我自己的实验室为例，我们有好几项的工作就是重新研究一些经典的假说，比如 Hebb假说，得到了一些很有意思的结果。
要做有重要性的创新工作
所以，创新有很多形式，不是一定要“新”。而且“新”的工作不一定就是有意义的。我们每个人都是在做原创性的研究工作，原则上都是新的工作。我们年会上交流的工作，都是新的工作，都是别人没有做过的实验，但是不是都是有意义的有重要性的创新工作呢？我认为大部分不是！因为我们的工作都是在追随着欧美现有的研究趋势，常常只是验证大家公认的假说，增加一点枝节。这种工作缺乏成为重要创新工作的潜力。为什么？因为你研究的问题不是重要的未解决的问题。有重要性的创新工作常有“令人惊讶”、“受人瞩目”的成份，要使看到你结果的人会说“哎呀我怎么没想到这样做呢？”。为什么大家会惊讶，因为你的工作不是大家原先可预料的。
真正有意义的创新工作必然是去研究那些重要的、未解决问题。什么是重要的未解决问题呢？我认为有两种，其中一种是我们大家都知道的目前能够解决的重要问题，只是需要时间、人力和物力而已。比如说90年代对人类基因组测序，大家都知道这是重要的问题，而且可以被解决，只是那时候测序的机器没有现在好，需要投入大量的人力、物力和时间去测序。现在神经科学的研究也有这样的重要的未解决问题，相对于基因组学（genomics），所谓 “连接组学”（connectomics），就是去搞清楚脑内所有的神经环路。理论上我们可以用3D 重建大量的电镜切片资料去描绘脑内所有的神经元连接网络，以现有的技术条件，需要投入大量的人力、物力，最终是肯定能成功的。你知道了这是个未解决的重要问题，你是否去解决这个连接组学的问题呢? 现在国外很多单位都准备研究这个问题, 中国要做这方面研究，也是可以的，只要你有资源，努力去做就可以了。但是我认为这虽然是一个重要的问题，但并不一定是现在最好去做的问题。人类基因组测序结果出来了以后，并没有解决什么重大问题，还是需要对基因功能的深入研究，这些测序结果才能发挥功能。
第二类的重要问题是那些还没解决、但缺乏足够线索，不知如何下手的重要问题。有些问题有线索，可以着手去解决，但将会十分困难和冒险，并一定可以成功。比如说工作记忆问题、语言问题、认知问题，甚至更复杂一点的意识问题，都是重要的问题。还有就是有关理解人类大脑、那些有人类独特性的现象，都是非常重要的问题。我们缺少足够的线索，缺少有效的方法去解决这些问题。如果你能发挥你的聪明才智，找到一些办法，就有可能解决这些非常重要的科学问题。
如何选择一个重要的问题
知道了一些未解决的重要问题，但又如何去选择做哪个问题呢？这里我想引用Peter Medawar的话。Medawar是一位免疫学家，诺贝尔奖得主，我认为他是20世纪最有智慧的生物学家。他一生写过很多书，我们的阅览室就有一些，我再次推荐大家去阅读，书中充满智慧。他曾经说过：“Science is the art of soluble”，他的意思不只是说科学是解决问题的艺术，