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第10章 准备 创新 回馈——我的留学感悟/王自勉(1)

王自勉上海人。1990年到美国哥伦比亚大学学习,1997年在荷兰取得人类营养学博士学位。现在哥伦比亚大学医学院研究人体组成学,任Research Scientist。

“我永远也忘不了那一天,我乘坐的飞机腾空而起,那熟悉的城市和乡村急速远去,机翼下的海水由黄变绿,再由绿变蓝。我凝视着你的最后一抹海岸线在天际消失,泪水止不住夺眶而出。再见了,亲爱的中国!离开了这生我养我的土地,飞往那遥远的陌生国度,今后的一切会是怎样的呢?”

这是我写于十多年前的文章中的一段,文中所指的那一天是1990年9月15日。我,一个44岁的大龄留学生告别了家人,手持花光了全部积蓄购买的机票,口袋里装着按规定兑换的仅有的40美元,行李中塞满了四季服装和锅碗瓢盆,怀着既憧憬又忐忑的心情,踏上了留学美国的旅程。

来到美国,我同许多留学生一样,要过语言、生活、工作这三大关,还要克服年届半百攻读博士学位、在激烈竞争中争取研究基金等许许多多的困难。其中的酸甜苦辣,足可以写一本书。然而回顾二十多年的留学生涯,我最重要的感悟可以归结为三点,那就是:机会源于准备,学习贵在创新,奋进常思回馈。

机会源于准备

说起来可能难以置信,我的留学生涯竟然是因尿而起。没错,就是每个人都要排泄的小便。我是“文革”后招收的第一届研究生,从中国科学院上海生理研究所获得硕士学位后,到上海体育科学研究所工作。我注意到,虽然大多数运动项目都与骨骼肌密切相关,然而在1980年代,却没有方法能准确测定骨骼肌的含量。唯有一种尿肌酐方法,还比较有希望。这种基于生物化学的方法,原理并不复杂:骨骼肌中含有的肌酸,每天以较恒定的比例脱水生成肌酐,而肌酐全部由尿排出。因此,通过尿液内肌酐的测定,就可以估测受试者的骨骼肌含量。

当时的中国运动生化学者,采用的方法是测定晨尿肌酐浓度,即收集运动员早晨的第一次尿液,分析其肌酐浓度。晨尿肌酐浓度高者,被认为骨骼肌含量多,有利于在力量型运动项目(如举重、投掷等)中取得较好的成绩。

我对这个方法产生了怀疑:同一个受试者,如果前后两天的晨尿量相差一倍,难道其晨尿肌酐浓度还会相同吗?我查阅了国外文献,发现多数学者主张一昼夜24小时内排出的尿肌酐总量才是比较恒定的。特别是美国的Heymsfield教授,对于尿肌酐法测定骨骼肌的原理,作了详尽的综述。

我认识到,要开展这方面的研究,首先就必须以实验数据,来破除对晨尿肌酐浓度的迷思。我的实验说起来简单,然而实施起来却是料想不到的困难,首先是受试者必须连续10天不吃肉类食品,以避免肉类所含肌酸的干扰。这还比较容易做到,困难的是受试者必须连续7天,每天收集24小时内排出的全部尿液,就连在解大便时带出的少量尿液都不能遗漏,否则就会产生误差。

我花了半个月时间竟然连一个志愿者都找不到,因为毕竟没有什么人愿意随身带着个尿瓶满世界跑的。于是我不得不以自己及两个十多岁的女儿作为受试者,我们三个人“闭关”在家里一个星期不曾出门,生活的中心就是收集尿液。每隔四个小时闹钟一响,我们就各自把小便解到烧杯里,然后我用量筒测定尿量,再取出少量尿液为样品。那些天,我家冰箱里放满了一百多个装尿液的小瓶子。妻子虽然感到恶心,但也无可奈何;她还要忙着为我们准备无肉膳食。时至今日,我不知道还有多少孩子愿意参加这样的实验,还有几个妻子能容忍丈夫在家中的冰箱里放尿液的。

功夫不负有心人。我的实验证实了尿肌酐日排出量是相对恒定的,变异系数小于8%;相反,晨尿肌酐浓度的变异系数高达35%。我发表了一篇论文,题为《晨尿肌酐浓度是一项严密的生物化学指标吗?》,以无可辩驳的数据终结了这方面的争论。之后,我连续发表了多篇有关尿肌酐的论文,获得了国家体育运动委员会颁发的科学技术进步奖。

随着研究的深入,我认识到尿肌酐方法的局限性。1克尿肌酐相当于18.9千克骨骼肌,不过对不同受试者,这个比值会有波动。因此,简单测定尿肌酐日排出量并不能准确计算骨骼肌含量。我意识到自己的研究遇到了瓶颈,自然而然就产生了留学深造、开拓视野的想法。

当时留学欧美之风已经兴起。不少人为了留学,写了几十封甚至一百多封信给国外院校,广种薄收,只求一逞。我也写了信,不过只有几封,都是写给同领域的学者,并附上了自己论文的英文摘要。很快我就收到Heymsfield教授发自美国哥伦比亚大学的回信。当时他刚申请到美国国立卫生研究院(NIH)长达五年的研究基金,以探讨骨骼肌含量的测定方法。他在信中写道:“我欣赏你在肌酐领域里的工作。如果你愿意,我想邀请你到我的实验室来继续这方面的研究。”

由于有了在中国的基础,我在美国的科学研究很快就走上了轨道。我们研究组以当时最新发展的电脑断层摄影为基准来测定骨骼肌含量,从而把尿肌酐方法提高到一个新的水平。经过20年的努力,现在我们不但能以尿肌酐方法,而且能以更准确的方法来测定骨骼肌含量,如电脑断层摄影、核磁共振,以及双能量X射线吸收法等等。

我认为对于科学工作者来说,在中国的研究应当是留学的起点和基础,而留学则是研究的延续和深化。有些年轻学者抱怨找不到出国深造的机会,其实机会对每个人都是公平的,关键在于要有充分的准备。伟大的微生物学家和化学家巴斯德说过一句名言:机会只青睐有准备的人。(Chance favors only the prepared mind.)如果缺乏准备,那就只能置自己的专业于不顾,以海量发信来求得广种薄收。而对于在学术上有了充分准备的学者,留学深造则是万事俱备,只欠东风。

学习贵在创新

来到哥伦比亚大学,我立刻被中美之间在科学研究方面的巨大差距所震撼。在这里可以看到最新出版的科学期刊,而当时在中国,连在中科院图书馆里也只能看到半年前的期刊。这里拥有最新的科学仪器,而当时在中国,我只能在图片上见到它们。在这里,我能直接接触到最新的科学进展,亲身感受到美国科学家的高效率工作和良性竞争。

最重要的是,美国科学家旺盛的创造力(creativity)和原创力(originality),给我留下了深刻的印象,并且深受其益。我刚到美国,Heymsfield教授就每周两次同我讨论学术问题。他见了我,第一句话往往不是通常的问候语,而是“Any new ideas?”只要我有了一点新想法,不管是多么不成熟,也不管我的英文表达如何词不达意,他都怀着极大兴趣同我讨论,给出他的建议,并鼓励我深入下去。

由测定骨骼肌含量开始,我自然而然跨入了人体组成学领域。这是一门研究身体内各种组分的含量及其数量关系的学科。从人体组成学的观点来看,骨骼肌不过是体内四十多种组分中的一种而已。进入这样一个更为广阔的领域,既为我的研究提供了新的可能性,也带来了许多困难。记得那时候,Heymsfield教授几乎每天都要给我三五篇文献阅读,我经常看到深更半夜都看不完。英文方面的困难还在其次,最困难的是被不同观点搞得晕头转向。

1990年代,人体组成学同许多学科一样,正处于知识的快速积累阶段。体内四十多种组分相互间究竟存在什么样的数量关系?许多学者都提出了自己的观点和模型,“公说公有理,婆说婆有理”。我发觉这些观点和模型往往相互矛盾,又各自存在缺陷。在相当长一段时间里,我陷入了无所适从、研究无法深入的困境。

就在一筹莫展的困难时刻,一个new idea如电光般在我的脑海闪过:既然现有的观点都不完善,现有的模型都不理想,为什么我就不能提出一个全新的观点,构建一个正确的模型呢?我的想法得到Heymsfield教授的全力支持。在接下来的三四个月里,我们几乎每个工作日都要讨论,以构建新的人体组成模型。这个新模型被命名为身体组成的五层次模型(Fivelevel composition)。我们把论文修改了五十多遍,寄给了本门学科最权威的《美国临床营养学杂志》。

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