這個(gè)實(shí)驗(yàn)室已誕生16位諾獎(jiǎng)得主！Nature剖析其成功模式

一家實(shí)驗(yàn)室在66年間，就有16位科學(xué)家斬獲了12項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)，另外還有12位在此工作過的科學(xué)家陸續(xù)獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，被戲稱為“諾獎(jiǎng)工廠”。它就是位于英國劍橋的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室（LMB）。

近日Nature刊發(fā)一篇報(bào)道，通過大量采訪和LMB成立以來的檔案文件，探究了其成功經(jīng)驗(yàn)。結(jié)論認(rèn)為，LMB特有的組織管理方式有助于增加發(fā)現(xiàn)新問題、新技術(shù)的可能性，這里的科學(xué)家擅長在相對(duì)冷門的領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)新的重要科學(xué)問題，而這些問題往往需要開拓性的技術(shù)來回答。LMB的管理戰(zhàn)略優(yōu)先考慮三個(gè)要素——文化、激勵(lì)和管理監(jiān)督，以維持科學(xué)和技術(shù)發(fā)展之間的反饋循環(huán)。

撰文 | 都保杰

諾貝爾獎(jiǎng)是全球最有聲望的獎(jiǎng)項(xiàng)之一，放眼全球很多國家，能拿到諾獎(jiǎng)的人都是鳳毛麟角般的存在。而在英國劍橋的一家研究所里，過去66年間（1958至今），就有16位科學(xué)家斬獲了12項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)，另外還有12位在此工作過的校友（包括博士、博士后研究員、訪問學(xué)者等）陸續(xù)獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，被戲稱為“諾獎(jiǎng)工廠”。這家研究所就是位于英國劍橋的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室（LMB），英國醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)（MRC）旗下最重要的生命科學(xué)研究機(jī)構(gòu)。

除了諾貝爾獎(jiǎng)，LMB的科學(xué)家也是英國皇家學(xué)會(huì)獎(jiǎng)和其他科學(xué)榮譽(yù)的常客，學(xué)術(shù)研究名列前茅，從創(chuàng)造DNA結(jié)構(gòu)模型、DNA測(cè)序、解析蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)、冷凍電鏡到人源化單克隆抗體等等，對(duì)化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域影響深遠(yuǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2015年至2019年間，LMB產(chǎn)出的超過三分之一（36%）的論文位列全球被引用次數(shù)最多的論文前10%。

圖：LMB不同年份取得的諾獎(jiǎng)成就。

一個(gè)實(shí)驗(yàn)室里能頻繁走出拿諾獎(jiǎng)的科學(xué)家絕非偶然，很多外界學(xué)者也一直在探尋LMB成功的秘訣是什么？它的經(jīng)驗(yàn)?zāi)芊駨?fù)制給其他科學(xué)實(shí)驗(yàn)室?guī)硐到y(tǒng)提升？

大師之間的接力

LMB脫胎于英國劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室（Cavendish Laboratory），該實(shí)驗(yàn)室是劍橋大學(xué)物理系核心力量所在，研究領(lǐng)域包括天體物理學(xué)、粒子物理學(xué)、固體物理學(xué)、生物物理學(xué)。

卡文迪許實(shí)驗(yàn)室于1874年建成，由當(dāng)時(shí)比較有遠(yuǎn)見的劍橋大學(xué)校長威廉·卡文迪許（William Cavendish）私人捐款建設(shè)，為了紀(jì)念他的先輩、偉大的物理學(xué)家和化學(xué)家亨利·卡文迪許，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室就取名為卡文迪許實(shí)驗(yàn)室。英國是19世紀(jì)最發(fā)達(dá)的資本主義國家之一，科技蓬勃發(fā)展，卡文迪許實(shí)驗(yàn)室從科學(xué)家捐獻(xiàn)的私人住宅起步擴(kuò)展為研究單位，適應(yīng)了當(dāng)時(shí)工業(yè)界對(duì)科學(xué)發(fā)展的要求，大大促進(jìn)了科學(xué)研發(fā)的開展，卡文迪許實(shí)驗(yàn)室被視為是近代科學(xué)史上第一個(gè)社會(huì)化和專業(yè)化的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室。

圖：早期的卡文迪許實(shí)驗(yàn)室

更重要的一點(diǎn)是，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室早期的歷屆主任都堪稱是大師級(jí)人物。第一任實(shí)驗(yàn)室主任就是著名物理學(xué)家麥克斯韋（James Clerk Maxwell），他在世的時(shí)候還沒有諾貝爾獎(jiǎng)，其最大的功績(jī)是提出了將電、磁、光統(tǒng)歸為電磁場(chǎng)現(xiàn)象的麥克斯韋方程組，并為狹義相對(duì)論和量子力學(xué)打下理論基礎(chǔ)，是與牛頓、愛因斯坦齊名的現(xiàn)代物理學(xué)先驅(qū)。愛因斯坦曾稱贊其對(duì)物理學(xué)做出了“自牛頓時(shí)代以來最深刻、最有成效的變革?！?/p>

實(shí)驗(yàn)室的第二任主任瑞利勛爵（James William Rayleigh）因發(fā)現(xiàn)氬元素獲得1904年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)；第三任主任約瑟夫·約翰·湯姆遜（Joseph John Thomson）因在氣體導(dǎo)電方面的研究并測(cè)出電子的電荷與質(zhì)量的比值，從而獲得1906年諾貝爾物理獎(jiǎng)；第四任主任是湯姆遜的學(xué)生盧瑟福（Ernest Rutherford），他是世界知名的原子核物理學(xué)之父，學(xué)術(shù)界公認(rèn)他是繼法拉第之后最偉大的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，因?qū)υ赝懽円约胺派浠瘜W(xué)的研究榮獲1908年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；實(shí)驗(yàn)室第五任主任威廉·勞倫斯·布拉格（William Lawrence Bragg）發(fā)現(xiàn)了關(guān)于X射線衍射的布拉格定律，從而獲得1915年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

可以說，在這些先驅(qū)人物接力帶領(lǐng)下，卡文迪許實(shí)驗(yàn)室成了近現(xiàn)代物理學(xué)的圣地，世界各地的物理學(xué)家、科研人員紛紛來造訪研學(xué)，起到了很好的人才吸引效應(yīng)。后據(jù)統(tǒng)計(jì)，卡文迪許實(shí)驗(yàn)室從1874年建成至今，一共產(chǎn)生了30位諾貝爾獎(jiǎng)得主，這頻率幾乎是每5年出一個(gè)諾獎(jiǎng)得主。

由于機(jī)構(gòu)的負(fù)責(zé)人都是相關(guān)領(lǐng)域的頂尖科學(xué)家，他們對(duì)于未來研究方向的敏銳程度和判斷更為準(zhǔn)確，并積極致力于扶持后輩科學(xué)家進(jìn)行創(chuàng)新研究，完成接力和傳承，LMB實(shí)驗(yàn)室就是在這樣的背景下孕育而生。

1947年，MRC的負(fù)責(zé)人、英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)士愛德華·梅蘭比（Edward Mellanby）和時(shí)任卡文迪許實(shí)驗(yàn)室第五任主任布拉格在一次討論中，希望成立一個(gè)新的研究機(jī)構(gòu)來進(jìn)一步研究生物的分子結(jié)構(gòu)，于是設(shè)立了“生物系統(tǒng)分子結(jié)構(gòu)研究中心”，資助當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的科學(xué)家馬克斯·佩魯茨（Max Perutz）和約翰·肯德魯（John Kendrew）能夠利用X射線衍射研究蛋白質(zhì)，研究很快涉足其他領(lǐng)域，包括DNA結(jié)構(gòu)、肌肉收縮機(jī)制和病毒結(jié)構(gòu)，開辟了全新的科研領(lǐng)域。

圖｜馬克斯·佩魯茨（右）和約翰·肯德魯（左）

1962年，佩魯茨和肯德魯因?qū)η驙畹鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)的研究而共同榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。MRC意識(shí)到這類研究勢(shì)必會(huì)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面大有可為，因此為生物系統(tǒng)分子結(jié)構(gòu)研究中心提供了一座新的試驗(yàn)大樓；并在此基礎(chǔ)上，于1962年正式開設(shè)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室（LMB）。從那時(shí)起，LMB就繼承了卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)秀傳統(tǒng)，成為新想法、新發(fā)現(xiàn)和新發(fā)明的孵化器，逐漸成長為現(xiàn)代分子生物學(xué)的發(fā)源地，諾獎(jiǎng)得主佩魯茨也順理成章成為LMB的創(chuàng)建者與第一任主任。

圖：LMB目前的大樓

諾獎(jiǎng)榮光背后，是科學(xué)家堅(jiān)韌不拔的科研精神和實(shí)驗(yàn)室共享文化。佩魯茨從1936年為了躲避納粹擴(kuò)張從奧地利遷往英國，到1962年獲諾獎(jiǎng)，他在劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室前輩們的幫助下，孜孜不倦研究了25年，成功解析了血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)。不論是卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，還是孵化出的LMB，那些先驅(qū)科學(xué)家的科研精神和協(xié)同互助傳統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)室文化中留下了深深的烙印。

圖：LMB誕生的諾獎(jiǎng)得主名單

成功的實(shí)驗(yàn)室管理戰(zhàn)略

2024年6月底，Nature刊發(fā)一篇報(bào)道，通過對(duì)LMB的資深科學(xué)家和外部科學(xué)家進(jìn)行了12次采訪，并基于實(shí)驗(yàn)室60年來的檔案文件探究了LMB的成功經(jīng)驗(yàn)。作者發(fā)現(xiàn)，LMB特有的組織管理方式有助于增加發(fā)現(xiàn)新問題、新技術(shù)的可能性，這里的科學(xué)家擅長在相對(duì)冷門的領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)新的重要科學(xué)問題，而這些問題往往需要開拓性的技術(shù)來回答。

LMB的管理戰(zhàn)略優(yōu)先考慮三個(gè)要素——文化、激勵(lì)和管理監(jiān)督，以維持科學(xué)和技術(shù)發(fā)展之間的反饋循環(huán)。

文化方面。LMB通過促進(jìn)其工作人員的科學(xué)多樣性、鼓勵(lì)知識(shí)和思想的交流，以及重視不同研究領(lǐng)域之間的科學(xué)協(xié)同作用，由此建立起一種連貫的文化。這種文化被視為是實(shí)驗(yàn)室進(jìn)化的核心點(diǎn)，相關(guān)和一致主題的多樣化組合使科研項(xiàng)目之間更容易共享技術(shù)和方法，并在充分激勵(lì)下實(shí)現(xiàn)更大膽的目標(biāo)。

激勵(lì)措施方面。LMB使用激勵(lì)結(jié)構(gòu)使組織的文化與研究員的目標(biāo)相一致。2001年對(duì)LMB的一份外部審查指出：“LMB有一個(gè)非層級(jí)結(jié)構(gòu)，其中重點(diǎn)在于論點(diǎn)的質(zhì)量，而不是支持者的地位?！?/p>

與許多實(shí)驗(yàn)室不同，LMB專注于投資和提升內(nèi)部初級(jí)成員，而不是引進(jìn)外部人才。這反映在其初級(jí)科研人員招聘的高標(biāo)準(zhǔn)上，實(shí)驗(yàn)室里許多諾獎(jiǎng)得主都是從這里開始了他們的職業(yè)生涯，并在內(nèi)部得到了晉升。此外，LMB從資源和資金的分配方式上也鼓勵(lì)內(nèi)部團(tuán)隊(duì)和部門之間的創(chuàng)新合作。

管理監(jiān)督方面。LMB使用管理監(jiān)督系統(tǒng)來解決技術(shù)和科學(xué)優(yōu)先事項(xiàng)之間的緊張關(guān)系，減小對(duì)生產(chǎn)力的影響。

技術(shù)專家的目標(biāo)是開發(fā)和改進(jìn)工具，為盡可能多的潛在研究匹配最佳工具規(guī)格?？茖W(xué)家們則幫助定義基于其目標(biāo)和數(shù)據(jù)的技術(shù)規(guī)范，這些目標(biāo)和數(shù)據(jù)通常處于現(xiàn)有能力的前沿。經(jīng)驗(yàn)豐富的主要研究人員充當(dāng)中間人，將科學(xué)術(shù)語轉(zhuǎn)化為技術(shù)工程要求，反之亦然。

有關(guān)科學(xué)資源的決定權(quán)下放給各司，而主要技術(shù)開發(fā)的資金通過實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行委員會(huì)集中分配，因此，促進(jìn)創(chuàng)新的科學(xué)和技術(shù)之間的反饋回路得到了加強(qiáng)。

圖：LMB基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的管理丨來源：Nature

除了獨(dú)特的組織管理，LMB的戰(zhàn)略更側(cè)重于有長期潛力的科研目標(biāo)，而不是短期的增量收益。其研究人員的內(nèi)部評(píng)估系統(tǒng)更關(guān)注整體科學(xué)計(jì)劃的潛力，而不是標(biāo)準(zhǔn)的個(gè)人績(jī)效指標(biāo)，如期刊發(fā)表和引用的數(shù)量、個(gè)人影響因素、經(jīng)費(fèi)籌措、獎(jiǎng)項(xiàng)和合作等。

例如，實(shí)驗(yàn)室最著名的兩位諾獎(jiǎng)得主弗朗西斯·克里克（Francis Crick）和吉姆·沃森（Jim Watson）在發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)之前，從未被要求填寫績(jī)效圖表或責(zé)任表，實(shí)驗(yàn)室給予科學(xué)家充分時(shí)間、自由以及資金去做他們真正想做的事情。但科學(xué)家必須根據(jù)LMB的重點(diǎn)領(lǐng)域公開評(píng)估哪些問題具有當(dāng)下最高研究?jī)r(jià)值，并在保持研究組合多樣性的同時(shí)，平衡技術(shù)開發(fā)成本和失敗風(fēng)險(xiǎn)。

為了管理這些相互競(jìng)爭(zhēng)的內(nèi)部科研需求，LMB還整合了內(nèi)部專業(yè)評(píng)審和外部審查機(jī)制。MRC的五年期外部審查程序是一種創(chuàng)新的戰(zhàn)略方法，可以預(yù)測(cè)未來趨勢(shì)，并為決策帶來公平性，審查過程在確定新出現(xiàn)的科學(xué)趨勢(shì)和機(jī)遇方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

總而言之，LMB的整體管理戰(zhàn)略產(chǎn)生了符合其長期研究目標(biāo)的涌現(xiàn)行為和可交付成果，這些管理模式也源于歷代管理層隨著時(shí)間推移所采取的一系列優(yōu)化措施，共同形成實(shí)現(xiàn)LMB總體目標(biāo)的一套連貫方法，讓LMB成為一個(gè)復(fù)雜的自適應(yīng)系統(tǒng)，而不是由一個(gè)人拍板負(fù)責(zé)和協(xié)調(diào)所有步驟。通過不斷的適應(yīng)和發(fā)展，LMB可以比大多數(shù)研究機(jī)構(gòu)更有效地產(chǎn)生新知識(shí)，進(jìn)而成為世界上最成功的實(shí)驗(yàn)室之一。

基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展的挑戰(zhàn)

在如今的全球科研環(huán)境下，LMB面臨的挑戰(zhàn)其實(shí)并不小，因?yàn)槠浜芏嘌芯科蛴诨A(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域。

首先，基礎(chǔ)生物科學(xué)中的科學(xué)問題變得越來越復(fù)雜，需要越來越復(fù)雜和昂貴的設(shè)備工具，開發(fā)更先進(jìn)的工具往往超出一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的能力，需要更廣泛的國際合作。

其次，資助者和社會(huì)越來越多地敦促聚焦基礎(chǔ)生命科學(xué)的機(jī)構(gòu)迅速過渡到臨床應(yīng)用，這有可能損害其基礎(chǔ)研究的質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。近年來，一些資助者甚至退出了基礎(chǔ)生物科學(xué)。

第三，基礎(chǔ)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室招募和留住最優(yōu)秀的科學(xué)人才變得越來越有挑戰(zhàn)性，因?yàn)樯锛夹g(shù)和制藥公司可以向頂尖的研究人員支付更高的薪水。研究人員可能會(huì)因?yàn)榛A(chǔ)研究項(xiàng)目的高失敗率，以及在LMB實(shí)驗(yàn)室激烈競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下對(duì)獲得終身教職的困難望而卻步，轉(zhuǎn)而投身企業(yè)。

但不可否認(rèn)的是，使用有效的研究管理策略促進(jìn)高質(zhì)量、高影響力的基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)現(xiàn)是整個(gè)科學(xué)界不可或缺的，LMB近年來也正在積極推進(jìn)將基礎(chǔ)研究成果通過技術(shù)轉(zhuǎn)化的方式去賦能工業(yè)界醫(yī)藥公司等并創(chuàng)造收益，是一個(gè)非常值得參考學(xué)習(xí)的樣板實(shí)驗(yàn)室。

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