顾凡及

江明院士委托我的老朋友林凤生教授约我为他主办的《旦苑晨钟》公众号写一篇回忆性文章。我和江院士虽然素未谋面，但他的大名我是早就知道了的，又是校友，他热心推动科普事业，而这正是我退休后的“主业”。盛情难却，硬了头皮接了下来。所以说是“硬了头皮”，这是因为《旦苑晨钟》推送的多是科学背后的故事，而坦白说，我虽说在职时总和科研打交道，但是直到退休却没有留下多少带有自己印记的成果。反倒是退休后通过反思自己的不成功（姑且不说是失败吧！）和学习先贤的成功故事，领悟到个中原因。从而在科普上做得比科研要好一点。想到在工作时有幸结识的一些前辈的风范，只是当时自己未能领悟，直到现在才意识到自己错过了多少机遇！

步入交叉学科的殿堂

1961年我从复旦大学数学系毕业后，分配到中国科技大学工作，大概因为我在大五（当时的复旦大学本科是五年制）时抽调出来当“预备教师”给一年级的学弟学妹们讲过“普通物理”课程的缘故吧（这事至今想来对这些学弟学妹们心存愧疚，因为当时自己对物理也还不甚了了，误人子弟，抱歉了☹），就分配到了生物物理教研室，领导上给我的方向定位为生物控制论，然而教研室里定位这个方向的只有我一个。不过好在当时的中科大是“全院办校，所系结合“，背靠大树好乘凉，所以系里就把我放到中科院生物物理研究所的理论组（图1）进修。该组的主要方向之一就是生物控制论。生物物理研究所成立于1958年，所长是贝时璋院士（图2）[1]，他同时也是我们的系主任。虽然当时出于国家当前任务的重要性，生物物理所的重点方向是放射生物学和空间生物学，但是贝先生也建立了一个理论组，探索生命科学和数理科学的交叉领域。其成员除了组长郑竺英先生[2]是生物学出身之外，都来自数学和物理。郑先生那时是两个幼儿的妈妈，但是她在科研和繁重家务之余修毕电视大学的高等数学课程，因此能和组员深入沟通，并且能从数理科学的角度向生物学提出问题。

图1. 20世纪60年代初，中科院生物物理研究所理论组合影（前排右一为笔者，中排右二为郑竺英先生，后排左二为汪云九）

图2. 贝时璋院士（1903-2009）（取自中国科普作家网）

[1] 贝时璋（1903-2009），中国科学院院士，我国生物物理学奠基人。

[2] 郑竺英（1926-2022），中科院生物物理研究所研究员，我国生物控制论和仿生学的先驱之一。

在我进理论组时，郑先生的团队正在进行有关体温调节的研究。当时不断听到郑先生一直在讲一个话题：动物的感受器为什么总是成对出现，比如温度感受器就有“冷感受器”和“热感受器”，前者的发放率随温度的升高而降低，后者则正好相反，而这两条曲线的交点正好在摄氏37度左右，这是不是生物体温调节系统“给定值”的来源？要知道，人工设备的给定值都是设计者给定的，那么生物的给定值又是谁给定的呢？这是我从来也没想到过的问题，一听之下感到非常好奇。直到后来我才领悟到郑先生是在身体力行贝先生的教导：科学家必须要有自己的想法（idea）。

由于我以前对控制论一无所知，所以郑先生指定我读的第一本书就是维纳[3]的经典著作《控制论》，当我在卷首读到维纳的名言：“在科学的发展上可以得到最大收获的领域，是各种已经建立起来的部门之间被忽视的无人区。” “要到科学地图上的这些空白地区去进行适当的查勘工作,只能由这样的一群科学家来担任：他们每个人都是自己领域中的专家，但是对他邻近的领域又都有十分正确和熟练的知识；大家习惯于共同工作,互相谙熟对方的思想习惯，并且能在同事们还没有以完整形式表达出自己新想法的时候，就理解这种新想法的意义。”这些话在我面前打开了一个全新的天地。

[3] 诺伯特·维纳（Norbert Wiener，1894-1964），美国数学家，控制论创始人。

这些思想虽然在今天听起来似乎已成为老生常谈，但是在当时国内已以此付诸实践，并以此作为指导思想的单位恐怕只有在贝先生领导下的生物物理所了。而在当时，这样的做法还受到传统生物学界的嘲讽，被认为是旁门左道的“四不像”。不过代贝先生负责我们系日常工作的沈淑敏先生[4]一直理直气壮地宣称：“我们就是要培养‘四不像’”。基础课中数理化生一门不少，所以当时有“不怕死的考科大”的说法。直到半个世纪之后，当分子生物学、计算神经科学、生物信息学、神经网络等等新学科成为学科前沿时，我才真正体会到贝先生具有怎样的战略眼光和远见卓识，正是他为这些学科在中国的发展播下了种子！而“生物物理”这个每届只有二十人左右的小系，培养出了6位院士！贝先生对我们这个小小的理论组似乎特别关心，有一次他陪来访的谈家桢先生[5]到组里来，当看到我的一位师姐（北大数学系毕业生）和我一起在做动物实验时，他很自豪地向客人介绍说我们俩原来都是学数学的。

[4] 沈淑敏（1915-1996）生物物理研究所研究员，当时任中国科技大学生物物理系常务副主任。

[5] 谈家桢（1909-2008），中科院院士、复旦大学教授、中国现代遗传学奠基人。

当时我所面临的最迫切的任务就是参与编写为科大四年级学生开设的生物控制论课程的教材。我承担了生物控制系统部分的编写工作，为此到北京医学院旁听“生理学”课程和参加实验课，还有中科大自动化系的“自动调节原理”课程。在这段时间里，我还没有正式参加课题组的实验研究，但是出于对郑先生一再讲的“两个感受器”的强烈兴趣，就从文献上找了更多的例子，并用刚学到的控制理论知识，探讨这种方式在控制调节中的意义，写了篇小结，并给了郑先生。出乎我意料的是，郑先生在审阅之后直接以我为唯一作者发给了《自动化学报》，并被接受。我当然不能贪天之功据为己有，经我据理力争，最后郑先生勉强同意把她加为第二作者。这就成了我的第一篇科研论文，在发表前，贝先生还亲自做了审阅和修改，甚至订正了我稿中不规范的简体字（当时简体字才推行不久，我常常写错）。以后也是如此。贝先生及其传人对科学的一丝不苟和对后学的奖掖，令我终身难忘。现在想来令我非常惋惜的是，这些经贝先生亲自改正过的草稿在以后的历次搬迁中遗失不见了。庆幸的是，还留有先生赠书扉页上的亲笔题字（图3）。

图3.  贝先生赠书《贝时璋教授与中国生物物理学》（其中有一篇我写的回忆文章）扉页题字手迹 

在完成教材编写工作之后，我终于参加到课题组一起进行科研了。除了郑先生之外，生物控制论组当时的成员都还是单身汉，讨论的也都是各种科学话题。那是怎样令人兴奋的日日夜夜啊！可惜好景不长，接下来的各种运动打断了这一切，直到改革开放。1978年，当时早已回到中科大的我有幸参加全国科学大会。有一次，我也忘了怎么回事，小组会只有贝先生、朱壬葆先生[6]和我这个小字辈三个人在场。贝先生和朱先生聊起天来，我当然竖起耳朵听，贝先生在这种近乎谈家常的场合谈到他的“苦恼”，由于要把握和组织整个生物物理所（实际上也几乎就是整个中国生物物理学界）的科研方向，他不得不放弃了自己的许多想法，不能进行实验研究。想想也是，作为实验生物学家出身的他，对数理科学从微观的量子力学到宏观的系统科学，他都不但要懂，还要把其应用到从生物大分子到整体的各个层次，并为各个研究组把脉掌舵，这需要何等的功底和战略眼光！他为了国家生物物理的健康发展而不得不放弃了自己的科学兴趣，这是何等的家国情怀！每念及此，我常常会奇怪，在只讲观察和实验的传统生物学时代培养出来的生物学家贝先生，怎么会有这样渊博的数理知识！直到最近才从贝先生的有关传记中知道，贝先生早年在德国留学时的导师和在同一栋楼里工作的物理学家是密友，因此在那个年代，甚至远在维纳的《控制论》问世近20年前，贝先生就已在身体力行学科交叉了，而且还自学了高等数学。贝先生是最长寿的中科院院士（享年107岁），在他100岁高龄时，他还对探望他的郭爱克院士[7]大谈自己对纳米生物学的思考！贝先生为我们树立了一座丰碑和榜样！每念及此，我常常会后悔当时没有能抓住机会，主动向贝先生请教，争取他的教诲。以贝先生对后辈的爱护和平易近人，他是决不会拒绝的。

[6] 朱壬葆（1909－1987），生理学家、放射生物学家、中科院院士、军事医学科学院一级研究员。

[7] 郭爱克（1940－2025），神经科学和生物物理学家，中国科学院院士，中国科学院生物物理研究所和中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所研究员。此事是他在去年秋天告诉我的。

走出国门，结交国际学术大师

改革开放使我国和国外的学术交流极大地增强了，中科院生物物理所作为我国生命科学交叉学科的核心单位，又地处首都，是国外同行来华时的必访之地。虽然我早已离开了它，但是我一直把它当成我的“母所”，我在那里进修了近4年时间，相当于读了个研究生，所以除了60年代下半期外，始终与母所保持联系。我的大师兄汪云九研究员[8]非常照顾我这个小师弟，把我介绍给了许多来访的国外专家，使我有机会参加日本友人在世界各地举办的小规模“动态脑论坛”达到10届之多！并在这些会上结识了不少世界一流学者，例如神经动力学的奠基人之一的弗里曼教授[9]，协同学的奠基者哈根教授[10]等（图4），大大开阔了我的国际视野。如果没有这些人脉，后来我能作为程序委员会主席组织多次国际学术会议，受同事之邀一起创办国际学术期刊，并在创办后不到4年时间即跻身SCI期刊等都是不可能的。当我受委托为新刊写《发刊词》时，对于新刊的内容应该包括哪些方向把握不定，于是请教了弗里曼和哈肯，最后把他们的建议综合后稍加修改才比较好地完成了任务。每思及此，对师兄的感激之情就油然而生。

图4. 在浙江大学“神经信息处理讨论会”上的合影。右一为笔者，左二为弗里曼教授，左三为哈肯教授

[8] 汪云九（1937-2024），中科院生物物理研究所研究员，我国计算神经科学的先驱之一。

[9] 弗里曼（Walter J. Freeman III, 1927-2016）美国神经科学家，神经动力学奠基人之一。

[10] 赫尔曼·哈肯（Hermann Haken，1927-2024），德国理论物理学家、 激光理论的奠基人之一，协同学创始人。

厚积薄发，花开科普园

我在2004年退休之后，从筹备办刊到组稿、编辑等日常工作又做了6年左右。到74岁时，终于二次“退休”。不过工作的惯性和对脑科学的热爱和好奇使我停不下来，既然已无人再聘，那也很好，可以完全自主做自己喜欢，以前没时间做而现在又有可能做的事——从事脑科学的科普著译！事情得从我第一次退休前后说起，当时上海交大的梁培基教授[11]受北京工业大学出版社的委托，问我愿不愿意写一本有关脑科学的书。我觉得现在很多数理科学的人开始对脑研究感兴趣了，我四十多年前也不自觉地走上这条道路，由于这些不同领域不仅知识基础不同，连思想习惯上也有很大不同，要进行交叉并不那么容易，当年也经历过种种甜酸苦辣，如果把自己的感悟总结一下，特别是如何让和我有类似背景的人尽快掌握对他们说来最必要的神经科学知识，理解不同学科的思想习惯，尽快进入角色，或许还是有意义的。不过这里有个问题，由于当我开始进入这一领域时，还没有神经科学这一说，也没有系统学过，而是按照科研的需要，缺什么，补什么，不系统，而脑科学又发展很快，需要了解最新进展。如果要写这样一本书，自己就得认认真真地重新自学神经科学，至少得挑一本好的神经科学教科书认真学习一遍。开始时，自己也好笑起来，西谚说“老狗学不会新把戏”，我已年逾古稀，居然还想从头再学神经科学，是否有点异想天开？不过后来一想，读个博士学位不也就是4年的事吗？我的基础至少比一般的本科生强些，退休之后最不缺的就是时间，从头学起就是了。当我把这个想法和梁教授说了之后，她表示赞同，不过她认为光是写一本给数理科学出身的人读的神经科学导论还不够，至少应该向他们介绍在有了这些知识之后，如何利用数理科学的工具去解决神经科学的问题。她的话自然很有道理，但是考虑到要这样写，我一个人无力完成如此艰巨的任务，就问她是否可以合作写这样一本书。蒙她慨允，这样就出版了《神经信息处理》一书，并受到了一些读者的好评。后来Springer出版社因此还邀约我们，在此基础上再更新三分之一以上的条件下，出版一本新的专著，这就是后来由梁教授、吴思教授[12]和我合著的《An Introduction to Neural Information Processing》。正是在这个背景下，我就认真读了神经科学教科书，从中更学到了许多引人入胜的知识，也更热爱起脑科学来。恰逢其时，杨雄里院士[13]打电话给我说，少年儿童出版社要他推荐人写一本给孩子们读的有关脑的科普读物，问我愿不愿意写，我说等我写完《神经信息处理》之后，愿意试试。因为我之所以走上科学之路，很大的一个起因是中学时爱读科普书，特别是前苏联别莱利曼的《趣味xx学》系列，里面像讲故事一样给读者讲了许多“干货”，而且文理融合，使读者在不知不觉之中就对科学产生了浓厚兴趣。所以我也想写一本兼具科学性、趣味性和前沿性的“趣味脑科学”，以引起读者、特别是青少年的兴趣。这样就有了我的第一本科普作品《好玩的大脑》。接着一发而不可收拾，接连写了《脑科学的故事》等3本类似风格的科普读物。上海科技出版社出版的《脑科学的故事》去年出版了第3版，主要是更新并增补了这十几年来发展迅猛的脑机接口和智能机器等内容。年纪大了要跟踪科技进展并不容易，但是正是这种挑战使人精神振奋。笔者的好朋友孙复川研究员[14]说过，幸福感并不取决于绝对值，而是取决于导数为正还是为负，也就是说，如果有所进步就使人高兴，年纪大了，也要努力至少在某个方向的偏导数为正。

[11] 梁培基，上海交通大学生物医学工程系教授，中国神经科学学会理事。

[12] 吴思，计算神经科学家，现任北京大学心理与认知科学学院院长。 

[13] 杨雄里，中科院院士，神经科学家，复旦大学教授。

[14] 孙复川，中科院上海分院生命科学研究中心研究员，我国生物控制论的先驱之一。

在撰写这些科普读物时，我自己向自己提出了一些问题，我写的这些知识是怎么得来的？怎么知道其就是对的？历史上是不是还有过别种解释？如果有的话，为什么受到否定？为了回答这些问题，我就开始阅读神经科学史、神经科学家的传记和回忆录。我想这或许也是读者想知道的，因此就写了以此为题的《脑海探险：人类怎样认识自己》。不过以心智为主题的姐妹篇却在投稿时屡遭婉拒，有一次在和林凤生老师[15]谈及这一窘境时，林老师建议我发给卞毓麟老师[16]一阅。我就把稿子发给了卞老师，卞老师阅后推荐给了上海科技教育出版社，并迅速被接受，在王洋编辑的精心编辑之下，这样一本几乎烂在我电脑中的书稿以《三磅宇宙与神奇心智》为题出版，并获得了“2017中国好书”称号。出版社和王编辑真是“化腐朽为神奇”了。对此我一直心存感激。

[15] 林凤生，上海大学物理教授，著名科普作家，以科学和艺术的跨界科普闻名。  

[16] 卞毓麟，天文学家，著名科普作家，上海市科普作家协会终身荣誉理事长。

追根穷源，科普无上限

在写上述这些作品时，我又进一步向自己提出了问题。如果以前有些理论最后被推翻了，那么现在上了书的“定论”，更不要说媒体上的宣传是不是都一定对呢？是不是也需要仔细审视？恰逢其时，2012年马克拉姆[17]组织大批科学家以“人脑计划”为题申请欧盟的大科学旗舰计划，而我出于对成功的大科学计划的回顾，脑科学现状的了解以及对马克拉姆特别是他领导的“蓝脑计划”的跟踪，非常怀疑他所说的10年内创造人工人全脑的许诺。这样我就开始和许多同事讨论这一问题，虽然有同事劝我说：“这些人都是些聪明人，他们不会想不到连我们也想得到的问题。”此话虽然听上去颇有道理，不过我想《皇帝的新衣》里的大臣们也都是些聪明人，但是他们由于有利害关系而假装看到了其实他们也明白实际上并不存在的新衣。不过也有同事认同我的看法，其中一位就是我至今没见过面的德国连续创业者和信息技术专家施拉根霍夫博士[18]，他是由我们的共同朋友布劳恩教授[19]介绍，我们通过电子邮件通信讨论的。开始是关于欧盟人脑计划，后来涉及脑科学和信息科学技术领域的许多开放问题。经过3年讨论，施博士忽发奇想，他建议我们就以信件的形式把我们讨论的开放问题写成一本书，我当即同意。不过正在为是否有出版社愿意出这样一本奇怪的书而犹豫不决时，上海教育出版社的黄伟编辑由陈宜张院士[20]的推荐向我组稿，我就把施博士和我的想法告诉了他，想试探一下。没料到黄编辑立即拍板，并且非常宽容地让我们以3年为期，写成一套3卷的中英双语的《脑与人工智能：一位德国工程师和一位中国科学家之间的对话》（图5）。他的原话是：“酒香不怕巷子深。”这套书终于在2019年疫情爆发前夕出版，并获得2022年上海科普教育创新奖一等奖（图6）。

图5.《脑与人工智能》书系（中英双语）在法兰克福书展上

图6. 笔者（中）在2022年上海科普教育创新奖颁奖大会上

[17] 亨利·马克拉姆（Henry Markram），瑞士神经科学家,以提出欧盟人脑计划闻名。

[18] 卡尔·施拉根霍夫（Karl Schlagenhauf）德国连续创业者和IT工程师。ADI创新公司董事会主席。

[19] 汉斯·布劳恩（Hans Braun）德国马尔堡菲利普大学生理学教授，生理学与病理生理学研究所神经动力学研究组负责人。

[20] 陈宜张（1927- ），神经生理学家 ，中国科学院院士，第二军医大学教授。

写这些书（图7）的过程不仅是自己再学习的过程，也是对照大师们的成功和自己在科研上的碌碌无为的反思，我想不成功虽然不能像成功人士那样对成功经验有非常深刻的体验，但是至少也有其反面——教训，而且一生从事科研总也有某些小小的成功，这对理解大师们成功的经验还是有帮助的，这毕竟和全无科研经验不一样。另外，我自己不成功，已经“往事不可追”，但是如果总结出来对后来者也许能提供一些借鉴，不要重蹈我的覆辙。这样我就以此为主题，搜集了29位脑科学大师的成长经历和在脑研究历史长河中25个重大节点时做出关键贡献的奋斗经历。把他们的共同品质总结为“好奇、质疑、坚毅”，而把他们的治学之道用母校复旦大学的校训“博学而笃志，切问而近思”，从志、学、思、问这四个方面在做了新的解释后加以总结，或许这对后人可以提供某种借鉴或者批判的靶子吧。我想不能空洞地讲这些品质和治学之道，而要通过大师们的成功故事才能体会，当然真正体会还得靠读者自己的实践，而且我的总结也未必就全都正确。这样就写了本《发现大脑》。

图7. 笔者退休后的著作（最左3本是文集中有一篇笔者的著作）

此外，我还翻译了5本高级科普书（图8），在翻译中深深感到，现在有些科技中译本的问题是译者自己没有读懂。我自己的经验是当我校阅译稿时，如果读到连自己也不太明白在说什么，或是心有疑窦的地方时，对照原文，并放到其上下文中去思考时，多半就是在翻译初稿时，自己没有真正读懂。确实，由于译者和作者脑中的知识库不可能完全一样，另外我们对西方的文化背景总有不熟悉的地方，所以每当我碰到这些问题的时候，最好的解决办法是在穷尽查阅辞典、百科全书和相关资料之后，列个清单直接请教原作者。比如我和侯晓迪先生在翻译科赫的《意识探秘》一书时就请教了作者70多个问题，包括其中一处由于原作印刷错误致意思完全相反了的句子。这些问题如果不是请教原著作者或者以英语为母语的专家是很难解决的。按照我的经验，作者一般是乐于解答的。当然也有过作者不予答复的时候，那一次我就转而请教了弗里曼教授，当时他的健康情况已经不太好了，但还是详细地解答了我提的十几个问题。这事至今想来还是令我非常感动的。

图8. 笔者退休后的译作 

虽然我虚岁已经到了“米寿”之年，但是我坚定地相信生物学中的一条基本规律“不用则废”（use it or lose it）。只要身体和头脑还可以，就要继续学习，阅读，思考和写作！人生需要永远在路上，奋力前行！ 

郭明雨，姚琳通 编辑

转载自《旦苑晨钟》公众号