贝时璋与交叉科学

编者按：



2008年9月26日，中国科学院生物物理研究所将迎来50年华诞。作为我国第一个生物物理学专门研究机构，50年来，生物物理研究所在质疑中诞生，在关注中发展，在贝时璋先生交叉科学思想的指引下，走过了风雨五十年。回顾是为了启迪，本报从今天起开辟本栏目，对生物物理所50年历程进行梳理，以飨读者。



诞生：打开生物物理学



这部天书



走进生物物理研究所大厅，在素雅而端庄的院士墙上，悬挂着12位中国科学院院士的照片——贝时璋、邹承鲁、梁栋材、杨福愉……在这些享誉世界的科学家中，有几位是和生物物理研究所一起成长起来的。回想当年，对于“什么是生物物理”的问讯，他们只能选择沉默，因为他们自己当初也是生物物理学的“门外汉”。



1958年9月26日，中国科学院生物物理研究所正式成立，这是我国第一个生物物理学专门研究机构。在当时的背景下，能够作出这样的选择，充分反映了贝时璋先生的高瞻远瞩。



生物物理学作为生命科学与物理科学的交叉学科，是借助物理学原理和方法研究生命系统，揭示生命现象的物理本质。早在20世纪40年代，贝时璋先生就已经预见到了学科的相互渗透与结合将成为生物学发展的必然趋势。建所伊始，贝时璋先生主持拟定了研究所的两个主要任务：研究有机体的物理及物理化学过程；研究外界物理因素在不同条件下对有机体的影响，并阐明其机制。同时，也确定了“重点发展，全面安排”的发展方针和学科方向，以任务带学科，促进生物物理学的发展。



作为第一任所长，贝时璋先生以非凡的开创精神和开放胸怀，吸收了化学、物理学和数学等各学科专家加入生物物理学研究行列，着力把物理学、化学和数学等各学科的概念、理论和方法用于生命科学的研究。理工医农4个门类、16个学科和85个专业的青年人被吸收进来，并建立了放射生物学、宇宙生物学、生物物理化学等3个研究室和一个理论生物研究组，初步搭建起了以交叉学科建制的生物物理学研究平台。



成长：面向国家战略需求



生物物理研究所早期的两大重点研究领域是放射生物学和宇宙生物学，这两个学科方向的开拓和发展，是与我国的原子核事业和探空事业的发展相伴而行的。



为了适应我国和平利用原子能和“两弹”试验的需要，建所伊始，生物物理研究所就大力开展了放射生物学研究。为了监测核试验后放射性“热粒”对我国环境污染的涨落情况，在全国设立了18个监测站，查清了我国主要地区放射性本底情况，为环境保护提供了依据。自1964年我国爆炸第一颗原子弹起，生物物理研究所参加了6次核爆炸现场的动物试验。在之后的20年里，研究核爆炸时核辐射和放射性落下灰沾染对动物本身及其后代的远后期辐射效应；同时，还对猕猴进行了长达15年的小剂量长期慢性照射研究，观察其生理、生化、形态等方面的变化，得到了宝贵的数据和结果。此外，在辐射的原初反应、辐射防护与药物筛选、内照射的危害及其排除、辐射剂量技术与仪器研制等方面也做出了大量杰出工作。通过上述工作，掌握了放射损伤和防护的规律，为我国制订辐射防护、环境保护的标准提供了科学依据，促进了放射生物学和放射医学的发展。



作为我国最早从事宇宙生物学研究的单位，1963年，生物物理研究所承担了总体、生物学实验、生理信号遥测等部分试验任务。1964年7月，成功发射和回收了我国第一枚生物火箭；1965年6月1日和5日，又成功发射和回收了两枚生物火箭；1966年7月15日和28日，成功发射和回收了两枚专门为小狗上天设计的生物探空火箭，并对飞行实验动物和生物样品进行了生理、生化、细菌、免疫、遗传、组织化学、细胞及亚细胞水平形态学等方面的生物医学研究。此外，研究所还进行了生物遥测、传感器、舱内动物专用装置等一系列电子学和工程技术的研究，为我国载人航天事业的发展奠定了坚实基础。



同时，研究所在酵母丙氨酸转移核糖核酸研究、猪胰岛素三方二锌晶体1.8埃分辨率的结构测定、蛋白质功能基团的修饰与其生物活性之间的定量关系研究、高分辨率高精度胰岛素及去五肽胰岛素晶体结构研究、酶活性不可逆改变动力学的研究、酶的活性部位的柔性、蛋白质二硫键异构酶的分子伴侣活性研究、“大范围首先”的视知觉拓扑结构和功能层次理论研究、膜蛋白及其复合物的晶体结构研究、果蝇学习与记忆研究等方面也取得了重大突破。



正是由于始终坚持学科交叉与融合，坚持服从国家需要，历经几代生物物理所人的辛勤努力，生物物理研究所才开创和推动了我国细胞生物学、放射生物学、宇宙生物学、酶学、结构生物学、膜生物学、神经生物学、生物控制论和生物物理工程技术等学科的研究与发展，并在我国国民经济建设和国防建设服务中作出了应有的贡献。



壮大：跻身世界前列



实施知识创新工程以来，生物物理研究所秉承老一辈科技工作者的优良传统，继往开来，开拓创新，取得了一项又一项新的成绩。从2002年到2007年，研究所共发表影响因子10以上的高水平研究论文56篇，其中Cell及系列7篇，Nature及系列13篇，Science8篇，PNAS10篇；2008年，Nature先后刊登生物物理研究所研究论文3篇。近年来，研究所重要文章数量有了大幅提高，论文质量有了质的飞跃。



作为国家蛋白质科学和脑与认知科学的重要研究基地，生物物理研究所面向国家战略需求、面向世界科技前沿，围绕蛋白质科学和脑与认知科学领域的基础性、前沿性重大问题，以提升科技自主创新能力为主线，以服务社会经济发展为导向，通过优化学科布局、创新科研体制、强化技术创新、引领学科发展，正在建设国际一流的现代科研院所。



今天，经过几代生物物理人的辛勤耕耘，生物物理也已经成为世界科学研究领域的一个重要研究热点，生物物理研究所也已成为我国生命科学领域最具实力和影响力的国立研究机构之一。面对此情此景，105岁高龄的贝时璋先生表示，“作为亲历者，我深知，50年来由于我们义无反顾地‘坚持学科交叉、坚持服从国家需要、理论联系实际和赶超世界先进水平’的办所方针，才换来了生物物理研究所今日的蓬勃发展。” (责任编辑：泉水)

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