“在‘无人区’做从0到1的研究”
武汉地质学院图书馆有一间教参室,里面存放着大量外文书籍、杂志,平日里只有老师可以进入。学校给了地球科学实验班的学生自由进出的“特权”,这一度令其他班的学生无比羡慕。
每到周末,其他同学外出游玩或参加舞会时,谢树成则一头扎进教参室阅读外文期刊,这极大地拓宽了他的知识面。多年后回首,谢树成认为,系统的、大量的阅读是他大学期间收获的最重要的学习方法,“宽广的视野决定了成才的方向”。
4年时间里,谢树成年年都是“三好生”,毕业时成绩位列前茅,获得了免试攻读研究生的资格,成为殷鸿福院士的研究生。谢树成与导师交流,准备跟着他做古生物方向的研究。拿着放大镜观察了半辈子各类化石的殷鸿福却建议弟子“另辟蹊径”:着眼于国家未来需要,研究生物跟金矿银矿形成的关系以及相互作用,即生物成矿作用。
从古生物转向生物成矿成为谢树成科研路上的巨大转折。
研究生物成矿需要做模拟实验,在殷鸿福的支持下,谢树成在学校地勘楼开辟出一个房间,买回烧杯、锥形瓶、培养箱等各类实验器具,培养各种各样的藻类,白手起家创建了生物成矿实验室,并逐步扩展成分子地球生物学实验室。
此后,他还引进分析脂类单体同位素的大型仪器,成为国际上第一个开展脂类单体氢同位素与古气候研究的学者,开创了从碳同位素向氢同位素的大发展时代。
谢树成鼓励弟子去做“从0到1”的研究,成为拔尖创新人才。“当然其中一定会遇到万千挫折,它考验远见、定力、愈挫愈勇的意志力,一旦成功了,你就是开山鼻祖。”2008年,谢树成拿下人生第一个国家自然科学奖。这段科研经历,就是他自己走过的“从0到1”。
生物大灭绝的模式与原因一直是国际公认的研究难点。其中一个棘手的科学难题是,如何确定2.5亿年前海洋动物遇到大灾难时的海洋环境。
为了获取精确的数据,谢树成和团队历时五年,从微生物的分子化石中寻找答案。他们从浙江煤山金钉子剖面上采集了系列岩石样品,进行微生物分子化石的测定,并在此基础上发现了微生物及海洋环境的两幕式变化,成果发表在国际科技期刊《自然》上。“想起那段激动人心的日子,艰苦又快乐。”谢树成感叹,面对瓶颈的时候,“只有耐得住寂寞,才能啃下硬骨头。只有坐得住,才能有一番作为。”
随后,他利用微生物进一步拓展第四纪古气候的研究。这些开创性研究让谢树成发现:地质微生物能够很好地记录气候环境变化,他和殷鸿福由此提出了以发展地质微生物为主题的新学科——地球生物学。2017年,谢树成和团队的研究成果“地质微生物记录海洋和陆地的极端环境事件”入选中国古生物学十大进展。
在国际上,由于谢树成及其团队在地球生物学领域的突出贡献,中国因此被国际学者称为“发展地球生物学的一支国际领导力量”。
2023年,谢树成荣获国际有机地球化学领域最高奖阿尔弗雷德·特雷布斯奖,成为自1979年该奖项首次颁发以来,全球获此殊荣的唯一一位华人科学家。
每次与青年学生交流时,谢树成都鼓励大家把个人目标“跟国家需求结合起来”。这位地球生物学家始终站在祖国需要的最前沿。而今,谢树成瞄准地质病毒,尝试探索地质病毒如何影响地质过程。“想要找到病毒必须具备良好的技术手段。”地质病毒不像普通病毒,没有核酸和蛋白质遗留下来,大部分甚至连脂类也没有。“这就需要创新思维,大胆假设,小心求证。”
“挫折是人生的宝贵财富”
对地质学专业学生来说,到野外考察是家常便饭,与野生动物相遇不可避免。谢树成读研究生时常到川西北的野外考察,只能住在帐篷里,有时烧饭的香味一起,就能看见不远处的草丛里匍匐着一只狼。为了对付狼和熊,他们的帐篷里时刻准备着防身武器。
但热爱攀登的人最熟知“无限风光在险峰”。
1997年,谢树成在中国科学院兰州冰川冻土研究所做博士后。中国、美国、俄罗斯、秘鲁、尼泊尔5国科学家登上青藏高原,到海拔8000多米的希夏邦马峰考察。大部队的任务是从希夏邦马峰获取冰芯,进行古气候研究。
在藏语中,“希夏邦马”意为“气候严酷之地”。这座雪峰十分危险,考察途中,一位美国科学家就因严重的高原反应不幸离世。
在此之前,谢树成从来没上过青藏高原。导师姚檀栋院士担心他的身体,不太同意他去。“我认为机会难得,最终说服姚老师让我去了。”
谢树成和科考队住在海拔5800米的营地,每天要上到7000米高的地方采雪,赶在太阳下山之前把雪背回营地融化,以便马上提取冰雪里的有机物。
一天清晨时分,谢树成第一个起床,独自向高处进发收集冰川雪样。前一晚雪下得很大,漫天大雪盖住了原来的上山路线和冰裂隙。突然,谢树成一脚踏空,掉进了冰裂隙。好在下坠时随身背的、用于取雪的大桶卡在了冰裂隙中间,才救了他的命。他一点点地攀回地面,等到大部队赶来时,他全身已没有丝毫力气。
劫后余生的谢树成带着样本一头扎进科研,从样本中检测出石油残余物。他分析,海湾战争中油井燃烧产生的烟尘在全球扩散,一部分受西风带影响进入了青藏高原,而被雪冰“记录”下来。谢树成由此成为高原雪冰微生物脂类与季风关系研究的第一人。
本世纪初,谢树成已取得了一些创新性成果,他因此获得了国家杰出青年科学基金的资助。他注意到,由于实验室的不断发展,空间显得有些拥挤。于是他向学校申请,希望能稍微拓展实验室空间,但由于条件限制未能如愿。尽管那时有其他单位为他开出了更优越的条件,但谢树成毅然回绝,既没有抱怨,也没有向别人诉苦。“年轻人气盛,如果受不了这个气,可能就立马走了。但人生在世,总是要遇到些挫折,不能受了委屈就跑。”谢树成说。
2005年,谢树成及其团队围绕微生物与生物大灭绝,在国际期刊《自然》发表了一篇文章。
这本是一件值得庆贺的事,却遭到了一些国际权威科学家的批评。尽管创新的东西总是容易引起质疑,但年轻的谢树成还是感到一股巨大的压力。他没有为此争辩,而是不断地寻找证据,在国际权威期刊上陆续发表多篇论文,相继获得专家学者的认可和支持。
谢树成说,人生不可能一帆风顺,肯定会碰到逆境。“从现在起学会直面它,增强自己的‘逆商’。”他常以自己的人生经历鼓励青年学子,把挫折当成人生的宝贵财富,在逆境中锤炼面对困难的勇气、解决困难的意志力。
谢树成的实验室有句口号:“以小见大,‘微力’无穷。”他这样解读:每个年轻人心里都有一团梦想之火。要保护好这一点微光,当无数个微光聚在一起,就像微生物一样,一定可以为改变这个世界做点什么。(记者雷宇)
原标题:谢树成:勇闯“无人区”,探索“0到1”(下)