【從發一篇CNS文章就記者招待會、獎勵百萬、當選院士，到一年論文多到難以計數，25年的變化速度估計是世界第一】

科學不容易度量，但不可否認的是：論文是科學的一個側面，一個重要的側面。

預計，不能只是嘴唇上下一碰，而需要動手收集資料、用腦分析、用心體驗。

今天中國的科學論文數量遠遠超過25年前，質量也遠遠超過25年前。

當時，沒有人可以預見25年後，《自然》、《科學》、《細胞》、《新英格蘭醫學雜誌》雜誌三分之一的論文會來自中國，其他有的雜誌甚至出現了其中論文40%以上來自中國。

一般人對近期預計過高、對遠期預計過低，這是一個例子。

一個人就可以數是因為這種論文鳳毛麟角，翻雜誌只需要看目錄，絕大多數是0，少數需要翻到雜誌裡面看看確切。

1995年至2007年，我自己在中國兼職，帶研究生，努力做科學的副產物也是發表論文。2005年，我在中國帶的研究生髮表一篇《細胞》的論文，在此前《細胞》的歷史上只有過25年前的一篇中國論文。在我們這篇文章後面中國再發的《細胞》論文都由單位開記者招待會，也不乏一篇《細胞》獲得大額獎金、當選院士等情況（當時中國很多單位認為正常）。

在我回國的2007年，中國科學論文數量也沒有任何跡象會出現後來的指數上升，中國那時與其他國家一樣遠遠低於美國、英國：

實際上，這樣的時間已經到來。文章已經多得不可勝數，而且雜誌也很醒目。而能夠對科學質量進行評價的判斷力提高有限，如何判斷科學反而成為一個更大、更困難的問題。

本文在簡要回顧中國科學史的基礎上，介紹一些近年研究的內容，肯定中國科學令人樂觀的進步，並討論可能的意義。同時也指出，中國優秀論文總量仍不到世界的百分之一，低於中國經濟在世界所佔的百分比、也不能適應中國持續發展的要求。中國科學的規模需要相當程度的擴大、質量有待進一步提高。中國科技還存在面臨許多問題和挑戰。

一個國家科學研究狀況可以近似地由發表論文的情況所反映。以下，本文主要從生命科學的研究來討論中國科學的情況，一方面這是我有一定判斷力的領域，另一方面生命科學是科學技術最重要的組成部分之一，可以反映科學主流。討論中國論文發表情況前，先談兩個背景：中國科學的歷史情況，優秀科學和著名雜誌的關係。

奠定中國生命科學研究是二、三十年代協和醫學院生理系林可勝 (Robert KS Lim)和生化系吳憲 (H Wu)。他們不僅自己研究出色，而且培養和帶領了其他研究者。林可勝在胃腸道生理和神經生理有優秀工作。1942年，他在中國當選為美國科學院外籍院士，是近代歷史上第一位被世界科學界推崇的華裔科學家。1955年，他入籍美國後成為美國科學院院士。華裔早期美國院士有：物理學家吳健雄(1958)、數學家陳省身（1961）、應用數學家林家翹(1962)、物理學家李政道(1964)和楊振寧(1965)。其中只有林可勝主要工作是在中國做的。吳憲在生化和營養方面有出色的研究。他在哈佛留學期間對血糖分析方法有重要改進，回國後研究蛋白質變性達世界領先水平，他的妻子嚴彩韻和助手劉思職等參與這些工作。中國現代遺傳學奠基者、先後在燕京和北大的李汝祺於1923年至1926年在美國哥倫比亞大學摩爾根 (Thomas Morgan) 小組作研究生，他本人以及與摩爾根的傑出技術員布理基斯 (C. Bridges) 合作研究了染色體畸變對果蠅發育的影響，1927年他在第一期《遺傳學》雜誌發表的論文，確定了包括一個叫Notch的基因的致死期，而Notch至今仍然是發育遺傳學家們的重要研究物件。藥理學家陳克恢(KK Chen)於1923到1925年在協和醫學院藥理系短期工作。他從中藥麻黃中提取和研究麻黃素，其中對麻黃素的藥理作用是他成名世界藥理學界的工作。他的發現是中國藥學家對世界的一個貢獻：一般西方現在日常用的感冒藥裡都有他研究的藥物成分，中藥如此成功地成為西藥的例子迄今還是很少的。1925年後他再到美國學醫而獲醫學博士學位。以後，成為美國大藥廠禮萊藥廠的研究部主任和美國藥理毒理學會理事長，而他最有名的工作還是他在協和做的。植物生理學家李繼侗和學生殷宏章在南開大學的研究發現了光合作用的瞬時效應，他們的論文1929年發表在英國《植物學志》,70年代仍為美國的同行列為光合作用研究歷史的一個重要工作。植物學家羅宗洛對作為植物氮源的硝酸鹽和銨鹽的比較研究，得到了有應用價值的結果。先在協和、後在中國科學院上海生理所的馮德培，對神經傳遞有重要研究、他在30年代對神經可塑性的開拓性研究多年來被哥倫比亞大學肯得爾(Eric Kandel, 2000年諾貝爾獎得主)推崇，1986年馮當選為美國科學院外籍院士。30年代協和生理系的張錫鈞對中樞神經系統內化學傳遞和乙醯膽鹼遞質作用有重要研究。以後在中科院細胞所的莊孝惠，他在30年代對胚胎誘導的研究工作到90年代還被英國科學家在《自然》雜誌上引用過。這些早期中國生命科學家的研究除了吳憲起初是發表在《生物化學》上以外，多數都發表在英文的《中國生理學雜誌》上。因為他們研究的水平，這個雜誌受同行重視，如當時在澳大利亞的神經生物學家(以後的諾貝爾獎得主)埃科斯 (John Eccles) 也讀《中國生理學雜誌》，吳憲在這個雜誌的文章也被《自然》介紹。

50到70年代的三十年裡，中國大陸科學家一般不被允許到國際雜誌發表論文。而臺灣科學力量單薄。大陸有些好的工作，沒有在國際雜誌發表。包括:1955年北京生物製品研究所湯飛凡等用雞胚接種方法從沙眼病人的眼結膜刮屑物中分離培養到沙眼病原體；1958年到1965年合成胰島素(參加者有中科院上海生物化學所、北京大學、中科院上海有機化學所等，組織者包括王應睞，1982年國家自然科學一等獎獲得者為鈕經義、龔嶽亭、鄒承魯、杜雨蒼、季愛雪、邢其毅、汪猷、徐傑誠；其中汪猷和邢其毅等負責合成A鏈、鈕經義和龔嶽亭合成B鏈，鄒承魯、杜雨蒼等使單獨合成的兩鏈結合起來；這項工作在60年代就為英國劍橋大學教授、諾貝爾獎獲得者肯德魯爵士 (John C. Kendrew) 和瑞典皇家科學院諾貝爾化學獎評審委員會主席梯瑟留斯 (A．Tiselius) 等高度評價；梯瑟留斯曾說：“你們能從書上學到原子彈的知識，但學不到人工合成胰島素”)；生化所曹天欽對原肌球蛋白的研究和球蛋白輕鏈的發現；60年代初科學院上海藥物所鄒岡和上海第一醫學院張昌紹發現嗎啡鎮痛的腦內位點，對於鎮痛研究有推動（他們1964年的英文論文發表於《中國科學》，1991年被美國科學索引機構發現在其領域引用最高)；上海腦研究所張香桐長期在運動皮層、神經元樹突生理功能和針刺鎮痛的神經機理研究等多方面作出了重要貢獻；上海植物生理所殷宏章和沈允鋼等發現光合磷酸化過程中存在著高能中間態；60年代後期到71年中國分析胰島素晶體結構，有中科院生物物理所樑棟材、林政炯、王家槐、物理所李鵬飛和北京大學人員參與，成功地解出胰島素高解析度結構。這個研究發表在《中國科學》，英國結構生物學家、諾貝爾獎得主荷潔津(Dorothy Hodgkin)關注這個工作，雖然荷潔津本人也做同樣的工作、而且比中國早一些有論文，當她1972年到北京後，給牛津大學同事的信中稱讚中國胰島素晶體結構研究工作的美麗。她在國際結晶學大會上介紹此研究，使國際科學界注視中國，在《自然》雜誌專門介紹中國工作時稱:“北京圖譜目前是(也許永遠是)胰島素最精確的圖譜”;70年代上海生化所王德寶等人工合成酵母丙氨酸tRNA；上海生化所李載平推動中國分子生物學研究起步和對中國肝炎病毒研究也有重要貢獻。

80年代，上海第二醫學院王振義實驗室發現全反式維甲酸可以治療白血病的特定亞型(急性早幼粒細胞白血病)，王振義這一工作於1988年在《血液》雜誌上發表，他們的新方法已被世界接受，為中國和世界各地的白血病人帶來福音，是近二十年來中國生物醫學最重要的工作之一，也是中國極少向世界推出現代治療藥物和方法的一個例子。

從部分中國科學優秀工作可以看到歷史的側面。當然，因為個人瞭解有限，這裡不可能全面介紹生命科學的優秀工作，特別缺乏對傳統生物學和生態等方面的介紹。

在早期生命科學界，優秀論文並不一定要競爭到某個或某幾個特定的雜誌上發表。美國的《生物化學雜誌》和英國的《生理學雜誌》都發表過一些得諾貝爾獎的論文。但近幾十年來，將優秀論文競爭到著名雜誌發表的情況比較激烈。迄今為止，中國在這些雜誌發表論文數量很少，主要是因中國科學水平還不高、研究欠嚴密、思想欠創新。是否有國外科學家的偏見?偏見會有，但中國研究水平不足是主要原因。英文水平有限現在也不是主要原因。在相當長時間，中國需要努力把研究水平提高，把好論文投到著名或優秀雜誌。審稿人和編輯對著名雜誌的論文高要求有助於提高研究質量。基礎科學研究不應該鼓勵在中國雜誌發表，象德國和日本等科學發達國家，都還是把好的論文投稿到美國和英國的英文雜誌，因為這是國際交流和競爭的需要。想把中國雜誌趕快推上去是不現實的：目前中國的研究群體還沒有能力把中國雜誌推到世界水平，而如果堅持把好的論文都投到中國雜誌上去，反而有可能影響中國科學發展。

這裡只討論生命科學著名雜誌：英國的《自然》、美國的《科學》、《細胞》、《新英格蘭醫學雜誌》和《自然》的幾個分科雜誌。《新英格蘭醫學雜誌》的權威性和歷史要優於《自然·醫學》。但絕對區分雜誌很難：《自然·細胞生物學》與《分子細胞》和《基因與發育》相當並與《歐洲分子生物學組織雜誌》接近，《自然·神經科學》與《神經元》相當，《自然·免疫學》與《免疫》和《實驗醫學雜誌》相當。《自然》和《科學》有不同論文，一般認為《自然》和《科學》的長文(在兩個雜誌裡分別稱為articles和research articles)最難進，然後是《細胞》，再是《自然》和《科學》的短文(分別稱為letters和reports)。當然長短還和資料多少有關。

我要說明，具體一個研究優秀與否，不能完全依賴看論文在什麼雜誌發表來評價。事實上，今年我在中國科學院教研究生時，期中考試就是讓學生們批評一篇《自然》雜誌的論文。雜誌發表情況是專家對科學評價的一部分，因每一文章所經過的審稿人和編輯有限，論文出來以後專家們透過更多時間進行廣泛的評價會更準確。但是，作為總體來說，特別是從一個國家的情況來說，論文發表情況可以反映科學研究整體水平。

被一些國際權威綜述雜誌邀請寫文章是很難得的，中國生命科學家應邀寫過綜述的包括：科學院植物所湯佩松1983年為《植物生理年評》和上海生理所馮德培1988年為《神經科學年評》邀請寫個人科學生涯、北京醫學院神經科學研究所韓濟生1982年應邀在《藥理和毒理年評》寫綜述、科學院生物物理所鄒承魯應《生化科學趨勢》邀在1991年寫綜述、1995年寫回顧胰島素合成的工作生涯。以下主要討論直接報道研究的原始論文。

1930和40年代中國有相當多的《自然》和《科學》論文。包括：物理學家吳有訓、趙忠堯、餘瑞璜、施士元、陸學善、王淦昌和何增祿，化學家李方訓、汪猷等。生命科學的湯佩松、殷宏章、汪敬熙、張昌紹、金蔭昌等，地質學家李四光等。中國當時的物理學家在《物理評論》、化學家在《美國化學會雜誌》上還有較多論文。而微生物學家湯飛凡和醫學科學家張孝騫分別在《實驗醫學雜誌》和《臨床研究雜誌》等優秀雜誌上有論文發表。

50年代以後，我們現在可以查到的是：1957年6月29日，中國科學院植物研究所和北京大學的湯佩松和同事在《自然》雜誌發表論文。1949年以前湯佩松在武漢大學、西南聯大和清華大學生物系和農學院工作，在植物呼吸代謝的控制等方面有重要貢獻，特別是發現同一植物中呼吸代謝途徑的多樣性。1957年湯佩松等發現：水稻幼苗生長時，如果透過提供硝酸鹽使它們得到含氮環境，水稻會產生適應反應，體內被誘導產生硝酸還原酶，而此酶作用於硝酸底物。這一工作澄清了當時還有爭議的底物誘導植物適應性反應問題，證明了高等植物體內適應酶的形成。

1967年9月9日，臺灣大學醫學院藥理系的李鎮源等在《自然》發表論文，報道去除神經對肌接頭上銀環蛇毒素位點的作用。李鎮源等最重要的工作是1963年發現銀環蛇毒素，以後一系列的研究表明它可以不可逆地結合到神經遞質乙醯膽鹼的受體上，這個毒素對研究乙醯膽鹼受體和神經肌接頭的發育兩方面都有很大的幫助。我的兩位同事、神經肌接頭髮育的世界權威賽因斯(Joshua Sanes)和利克特曼(Jeffrey Lichtman)今年在《自然神經科學綜述》的文章仍引用李鎮源1967年的論文，並強調發現銀環蛇毒素對於研究突觸後發育的重要性。

“文革”後，當中國大陸科技教育界尚未普遍走出困境時，《自然》雜誌於1978年10月3日收到中國科學院生物物理所鄒承魯一篇投稿，大概編輯沒有要求修改就在1978年11月10日接受了這篇論文。1979年1月18日在《自然》發表鄒承魯等對甘油醛－3－磷酸脫氫酶活性部位新熒光團形成的研究。鄒承魯在生物化學有多方面研究，60年代研究化學修飾對蛋白質功能的影響，1962年首先提出修飾程度和活性變化間定量關係，這篇在中國發表的論文到1979年在英國出版的經典酶學教科書中有較詳細的介紹。鄒承魯統一研究酶的可逆性和不可逆性抑制，文革後以英文在《生物化學》發表的論文受重視，1988年應邀在《酶學進展》上長篇綜述他實驗室這方面的研究，被廣泛引用至今。近年他研究酶活性位點構型的柔性，部分工作在1993年10月15的《科學》上有討論。鄒承魯是較早開始研究蛋白質摺疊的科學家之一，而這個問題到今天也是結構生物學和生物化學一個活躍的重要領域。

1980年，中國科學院微生物所王敖全等在《細胞》發表論文，報道他們在細菌中對轉座子進行的研究。

1981年8月20日，中科院上海生化所張友尚實驗室在《自然》雜誌發表論文，報道他們對胰島素半合成方法的改進。以前對胰島素結構和功能關係的研究知道：胰島素去掉B鏈6個氨基酸後還有活性。在這篇論文裡，他們用酶催化給去掉8個氨基酸的B鏈加上2個氨基酸，得到去掉6個氨基酸的B鏈，而獲得較大量可以結晶的活性胰島素片段。這篇論文與湯佩松和鄒承魯等論文一樣只有兩頁，與當時《自然》其它正規論文是一樣的。那時《自然》還保持一個習慣，只報道重要研究的關鍵結果，而同一工作的詳細過程和結果還可以發表到其它專業雜誌上。張友尚1964年曾留學分子生物學發源地、英國劍橋大學醫學研究委員會的分子生物學實驗室，跟隨著名結構生物學家、諾貝爾獎獲得者克魯格(A. Klug)，在1966年有過一篇在英國工作的《自然》論文，可惜回到中國以後正是“文革”高峰。

1986年，中科院生物物理所的王家槐在《自然》發表兩篇短文，一篇提出蛋白質和DNA結合時，特異結合是在DNA的大溝、而小溝以非特異結合為主。另一篇是提出天花粉蛋白和蓖麻毒蛋白有順序相似性。王家槐以前參加過胰島素結構研究。以後在哈佛大學又有多篇優秀論文發表，最後應聘任教於哈佛醫學院附屬癌症研究所，是那一代中國大陸留學人員中極少有的例子。

1996年5月，臺灣大學醫學院微生物研究所在《自然·醫學》雜誌發表論文，發現用DNA肌肉注射引入過敏原可以誘導特異免疫反應，從而減少以後氣道過敏症狀，提出這是治療過敏反應的方法。它推廣了美籍華裔科學家Margaret Liu首先提出的用DNA注射進行免疫的方法。是否在人類有效，還需更多研究。

1997年臺大醫院在《新英格蘭醫學雜誌》發表論文，證明用肝炎疫苗使肝炎發病率下降後，肝癌發病也減少，強烈支援肝炎和肝癌發病的相關性。雖然以前臺灣在這個醫學權威雜誌有過短篇討論，這是第一次有正式研究論文在那發表，此結果對中國各地都常見的肝病有意義，也對世界醫學有一定意義。其後到2000年，臺灣在該雜誌還有過6篇論文，涉及肝炎治療、病毒感染和角膜移植。

1998年11月，香港科技大學生化系張明傑實驗室在《自然·結構生物學》發表論文，解出了神經元一氧化氮合成酶的一個抑制蛋白的結構。

1998年12月，湖南醫學院夏家輝等在《自然·遺傳》雜誌上發表文章，確定了一種影響高頻耳聾產生的基因，這種基因的一些突變可以導致對高頻聲音的聽覺缺陷。一個基因突變後造成某種疾病，一般簡單稱此基因為“罹患基因”。過去二十年，人類遺傳學家們發現了約八百個導致人類疾病的罹患基因。包括許多重要和常見的遺傳病，和一些以前沒有認識到是遺傳導致的疾病。這些研究對於人類有顯而易見的價值。夏家輝等發現一種罹患基因，對於中國來說，是實現了疾病罹患基因研究零的突破，對世界上任何可能患這一類病的人群來說，都是一個幫助。在生物學意義上，因以前其他科學家已經發現幾個耳聾的罹患基因是相似的基因突變造成，使這個工作提示新的生物學機理有限。

1999年5月，香港科技大學生化系張明傑實驗室在《自然·結構生物學》發表論文，解出了神經元一氧化氮合成酶一個重要區域與其它蛋白結合時的結構。一氧化氮這個氣體分子是重要和特殊的訊號分子，而一氧化氮合成酶是形成和調節一氧化氮的關鍵。它含有的PDZ區域又是在許多蛋白質相互作用中起重要作用。把這個區域與其它蛋白結合的結構解出使多個領域的科學家感興趣。

2000年1月，在臺灣的中央研究院分子生物所李鴻實驗室在《自然·遺傳》發表論文，他們用老鼠建立了一種人類疾病的模型。脊髓肌肉萎縮(SMA)是因為脊髓中運動神經元病變造成它們支配的肌肉萎縮，法國人類遺傳學家最初認為這個疾病可能因SMN1基因突變造成，以後更多研究認為SMN2也有關。李鴻實驗室和另外的實驗室都發現，在小鼠剔除SMN1基因以後，小鼠在胚胎早期死亡，這與人的SMA疾病不一樣。這種小鼠和人類的差異情況並不少見，一般也就認為大概不能在小鼠複製人的這個疾病。而少見的是，李鴻實驗室在SMN1基因剔除的小鼠中，再用轉基因方法引進人的SMN2基因，在這樣雙重基因改變（剔除加轉基因）後，小鼠發生了和人類SMA疾病很象的症狀。這給世界提供了一個研究SMA疾病發生的模型，也可以用這樣的動物模型來尋找治療的方法。這是李鴻實驗室持之以恆的收穫。他們因此成為研究SMA疾病的世界領先實驗室。是中國歷史上第一次給世界提供人類疾病的動物遺傳模型。

2000年8月，《自然》雜誌發表雲南農業大學朱有勇、陳海如等證明混合水稻品種栽培可以減少病害的論文。透過混合栽培作物來減少病害的思想以前國外科學家已經提出並有小規模證明。朱有勇、陳海如等選用了幾個秈型雜交稻、糯稻和粳稻品種，在雲南10餘個鄉鎮進行大面積混栽，並觀測混栽對稻瘟的控制作用。他們發現，秈型雜交稻與糯稻混栽可以明顯控制稻瘟病，特別是秈糯混栽時，糯稻品種葉瘟和穗瘟的發病率、病情指數均明顯下降。這一大規模試驗證明了混栽的優越性。因為由真菌引發的稻瘟病是水稻的主要疾病，這個試驗的結果在中國有較高的應用價值。同樣原則也能應用於其它疾病。混栽可能帶來收穫時品種混雜，在機器收穫的地區和時代，是有待解決的問題。在中國目前許多靠手工收穫的地區，這個問題可以解決。

2000年10月，四川的華西醫學院魏於全等在《自然·醫學》發表論文，報道異種血管內皮細胞可以誘導抑制多種腫瘤的抗腫瘤免疫反應，從而阻斷腫瘤血管生長，既能防治腫瘤發生、也能減小已經形成的腫瘤，提示一個產生腫瘤疫苗和治療腫瘤的方法。隨時間推移，更多其它實驗室的重複和應用情況也許是告訴我們這個工作重要性的可靠途徑。

另外，大陸和臺灣近年還有一些發表在其它雜誌的較好論文，例如：中科院生物物理所王志珍在《歐洲分子生物學雜誌》、中央研究院分子生物所孫以瀚在《基因與發育》雜誌、同所簡正鼎在《神經元》、上海第二醫學院陳竺和陳賽鵑在《血液》、中科院上海生命科學研究院細胞所的裴鋼在《實驗醫學雜誌》、神經所李朝義在《美國科學院志》、細胞所朱學良在《分子和細胞生物學》、生化所李林在《分子細胞》、生物物理所王志珍和軍事醫學科學院賀福初在《生物化學雜誌》、發育所孫方臻在《發育》、臺灣大學生物系吳怡春在《發育細胞》等。

2001年在著名雜誌上，中國大陸有5篇、香港有2篇生命科學的論文:三篇在《科學》、三篇在《自然·遺傳》、一篇在《自然·神經科學》。其中三篇是全部在中國科學院進行的研究、一篇是科學院和上海交通大學、一篇是中國醫學科學院、二篇是香港科技大學。而中國科學院主要是上海生命科學研究院(生化細胞所、生物工程中心、和神經科學所)、一篇部分是生物物理所的工作。在學科分佈上，三篇是遺傳學，二篇是神經生物學，一篇是分子生物學，一篇是結構生物學。

《自然·遺傳》的三篇文章，報道中國發現了兩個遺傳病的罹患基因。2月一期，中科院上海生物工程中心的孔祥銀、趙國屏等實驗室報道他們發現遺傳性乳光牙病的罹患基因，中國醫學科學研究院基礎醫學研究所沈巖、強伯勤等實驗室也發現同樣的罹患基因。遺傳性乳光牙病是一種較常見的口腔遺傳病，這兩篇中國論文報道同一個基因的突變不僅可以造成乳光牙病，而且可以併發耳聾。

7月《自然·遺傳》發表先後在中科院上海生命科學研究院和上海交通大學的賀林實驗室論文，發現IHH基因突變導致“A－1型短指(趾)症”。這個病的發病率不太高，但是IHH基因是發育裡很有趣的一個基因。Hh是英文“刺蝟”(hedgehog)簡寫而來的，這類基因最早是在果蠅裡發現，70年代末80年代德國女遺傳學家紐斯蘭－沃哈德(C. Nusslein-Volhard)和美國遺傳學家維西毫斯(E. Wieschaus)用果蠅飽和突變的方法發現了許多影響發育的基因，後來許多科學家接著他們的工作在其他動物發現這些基因有普遍重要性。Hh是他們發現的多個基因中的一個。果蠅和其它動物一樣身體分成多個節段，幼蟲的每個節段內一部分有毛、一部分無毛，Hh基因突變使無毛部分變成有毛部分，所以被戲稱為“刺蝟”基因。果蠅HH基因是美國霍普金斯大學畢淇(P. Beachy)實驗室在90年代初克隆的，在果蠅只有一個Hh基因，以後多個實驗室在高等動物發現有三個Hh基因。第一個高等動物的Hh被命名為sonic HH(SHh)，因為正好有一個兒童遊戲叫這個名稱，其它二個分別以不同刺蝟種屬命名為“印度刺蝟”(IHh)和“沙漠刺蝟”(DHh)。SHh的功能最清楚，在發育中起許多關鍵作用，包括神經系統中線形成、眼睛發育、小腦細胞分裂。斯坦福大學司格託(M. Scott)發現SHh受體突變導致人最常見的皮膚癌。研究Ihh和DHh的較少。96年哈佛醫學院特賓 (C. Tabin)實驗室提出Ihh控制骨頭的發育，99年哈佛的麥克馬亨(A. McMahan)發現剔除小鼠IHh基因後有許多異常，包括骨頭縮短。賀林實驗室發現Ihh基因突變可以引起短指(趾)症，將動物研究結論伸展到了人。

3月2日《科學》論文，是中科院上海生命科學研究院生化與細胞所張永蓮和香港中文大學陳小章兩個實驗室合作的，發現大鼠附睪頭部上皮細胞特異表達一個新基因，編碼的多肽具有抑制細菌生長的作用。他們推測，這個多肽可能在附睪起抗菌作用、甚至也可能與生育有某種關係。還需要進一步研究證明外源性引入這一多肽在動物和人體到底能否有抗菌效果、或影響生育。用老鼠做基因剔除或發現人類基因突變有助於揭示其體內功能。張永蓮1957年畢業於復旦大學化學系，1982年去英國帝國癌症研究基金會進修二年。她和生物物理所王志珍、生化所汪垣、神經科學所郭愛克一樣，都屬於那批在年富力強時代沒有遇到好的環境，但有機會後能踏實進行研究的科學家。

4月的《自然·神經科學》發表了香港科技大學生化系主任葉玉如實驗室的論文。葉玉如在美國時主要研究神經營養因子及其受體，去香港後，她一方面繼續神經營養因子的研究，一方面研究神經肌肉接頭的發育。她在這方面有了一系列工作。在這篇論文裡，她們報道，一個叫Cdk5的蛋白激酶和它的激動分子p35，在肌肉細胞有表達，而與一個跨膜受體的細胞內部分結合，作為訊號轉導分子控制肌肉細胞表面神經遞質(乙醯膽鹼)受體的表達。葉玉如實驗室因此成為神經肌接頭髮育中訊號轉導的主要實驗室之一。葉玉如在哈佛醫學院獲博士，其後已經在神經營養因子領域聞名了，她去香港時的履歷是中國歷史上迄今在生命科學招聘年青科學家中最突出的。她去香港以後又有許多行政責任。在這樣的情況下，她一直有活躍和紮實的研究，預計會有更多的好論文發表。

7月《科學》雜誌發表香港科技大學生化系張明傑實驗室的一篇論文，他們解出了一個參與細胞膜轉運(包括出胞作用)的蛋白質的結構。

11月16日《科學》雜誌發表中科院神經科學研究所唐世明博士和神經科學所及生物物理所郭愛克教授的一篇論文，他們用果蠅研究選擇性行為的機理。研究果蠅行為，是70年代初美國加州理工學院本哲(S. Benzer)開創的，在最初受人懷疑甚至嘲笑，認為果蠅沒有什麼高階行為，即使有，也跟人的行為沒有關係。近30年研究表明，這樣的看法是錯誤的。對果蠅晝夜節律的研究，已推廣到高等動物。果蠅學習記憶的機理也和高等動物有相似性。郭愛克1965年畢業於莫斯科大學生物物理系、1979年獲德國慕尼黑大學自然科學博士、是“文革”後中國大陸第一位獲博士者。他研究昆蟲視覺，以後研究果蠅學習記憶。他以前對於學習記憶的研究在中國是很好的但不是世界最好水平。但是，最近幾年，郭愛克開始研究決策和選擇這樣的高階認知行為，在問題深度上達到領先水平。方法是學自動化出身的唐世明在海森堡實驗室的儀器基礎上改進和發展的。他們現在的研究奠定了他們在任何動物決策和選擇這一問題研究的世界領先地位。他們建立了一個抉擇正規化，定量地研究了果蠅面臨相互矛盾競爭的視覺線索時如何決擇。果蠅被訓練喜歡綠色正置的T圖形，而躲避蘭色倒置T圖形。而後在檢驗階段，他們迫使果蠅處於兩難狀態，即改變了圖形的顏色和形狀之間的搭配，原來綠色正置的T圖形變成了綠色倒置T圖形，反之，蘭色倒置T卻變成了蘭色正置的T。為了做出抉擇，果蠅必須評估在顏色和形狀之間的權重，以便決定是“避開”或“飛向”目標。唐世明和郭愛克發現，果蠅進行選擇時看顏色的強度：如果顏色強，就按顏色行事，而顏色弱到一定程度就按形狀行事。如果使果蠅缺乏一個叫蘑菇體的腦結構，這樣的果蠅雖然單獨學習顏色和形狀都沒有異常，但是卻難以在顏色和形狀之間進行選擇。從此得出結論，果蠅的蘑菇體在選擇行為中起重要作用。唐世明和郭愛克把兩個偏好對立起來做實驗，設計很巧妙，結果也很清楚，所以我認為，唐世明和郭愛克這項工作既是世界水平的優秀研究，也是中國二十年來生命科學實驗設計最漂亮的工作。因為果蠅已經有很好的遺傳學，他們這樣的實驗模型，可以用來研究參與選擇行為的基因和分子機理。這項研究具有開創新領域的可能。它也可以刺激其它高階行為的研究，因為從這項研究容易推想相似的思想和途徑來研究其它高階行為。

我沒有忽視在今年國際協作的人類基因組發表多篇《自然》和《科學》論文時，中國學者因為分析了百分之一的人類基因組而成為其中一篇的作者。不過因為中國既不是第一作者、也不是最後的通訊作者，按照慣例無法將這樣的論文稱為中國為主的工作。(同樣，本文沒有討論大陸和臺灣分別因為與海外合作而發表的其它論文)。據信，中國基因組研究水平在不斷提高，期待有好的工作發表。

透過簡要回顧中國在著名雜誌發表論文的情況，可以看到中國科學取得了令人樂觀的跡象。這些跡象與近年中國經濟發展、科技教育投入增多應該有緊密關係。一些成果集中在中國科學院出現，與1998年開始的知識創新工程有關。政策變化和投入增加使科學研究的環境和條件得到改善。可以說2001年是知識創新計劃初見成果的一年。中國少數一些高等學校的科學研究在近年也有長足的進步。

中國招聘人才也有一定程度改觀。近二十來起初十幾年中在著名雜誌上發表第一作者文章後回中國的人很容易計算：科學院上海藥物所胡國淵、北京醫學院韓啟德、上海生理所楊雄裡、細胞所徐永華等。而最近幾年有著名雜誌論文後回國的就不容易計算了，僅以上海生命科學研究院為例：神經科學所的何士剛和王以政回國前都有《自然》、生化所吳家睿有《科學》、細胞所耿建國有《自然》文章等。近年中國還招聘到四位在著名雜誌發過兩篇以上論文後回國的：科學院上海植物生理所羅達、清華大學饒子和、科學院昆明動物所徐林、華中科技大學徐濤。

從發表論文的情況，我們可以看到中國一批近二十年內大學畢業的人開始有好的研究。中國自然應該支援和吸引中青年一代。但是，張永蓮、郭愛克和生物物理所王志珍、生化所汪垣等一批雖然年齡大些，他們有好的素質和活躍的研究。中國也應該大力支援這些人。對所有科學家，應該以科學能力和研究活躍程度來給予相應支援，而不能過分強調年齡。一些經費和課題以年齡劃線的做法，實踐表明是不明智的。

看到中國喜人的跡象時不能造成不準確的印象：認為中國已經或很快要成為世界科技大國。比較2000年各國發表論文情況，就會明確知道中國的差距。

《自然》：德國發表205篇、日本105、瑞士62、澳大利亞49、瑞典35、奧地利17、中國7(包括3篇一到二頁的短篇通訊)。《科學》雜誌上日本有71篇、中國7。美國和英國量多，沒有仔細算。

因《自然》和《科學》有評論和新聞，《細胞》能比較準確反映研究情況。2000年《細胞》上美國有271篇(其中哈佛大學23)、德國23、日本16、瑞士8、奧地利6、瑞典4、澳大利亞2、義大利1、新加坡1、中國0。這個統計只限於各國單獨完成的研究，合作研究除外。

目前只找到中國在《細胞》上發表文章的所有年代有一篇單獨的論文，中國有過合作研究在《細胞》發表。《細胞》的文章要求能完成較完整的課題，這也是中國需努力的。韓國和新加坡過去幾年中在《自然》上有生命科學基礎研究的論文發表，而近年中國還少些。

《自然》和《科學》每年各有約800篇研究論文，所以2000年中國在這些雜誌的論文數量不到百分之一。九十年代十年有40篇左右《自然》論文和20篇左右《科學》論文也不到這些雜誌同時期的百分之一。而且中國論文中偏短的多，學科侷限也明顯。如果以2001年的論文《自然》和《科學》數量算，中國剛過百分之一，但是如果加上《細胞》和《自然》的分科雜誌，則又低於百分之一。在一般的好雜誌，中國論文數量也不到百分之一。有些當代科學重要研究方面，中國還不到世界的千分之一。比如，基因剔除技術是1988年以後世界常用的技術，迄今已經有七千多個基因被剔除，而除了臺灣和香港剔除過少數幾個基因以外，大陸還沒有完全成功地進行基因剔除。三地加起來不到世界的千分之一。

中國常討論什麼時候能有本土的諾貝爾獎獲得者。對於楊振寧認為中國二十年內會有諾貝爾獎，如果他說的是物理學，我會得到鼓舞，但他說中國生命科學更有希望，我現在還沒有足夠信心。一個國家科學發達相當時間後，也不一定可以得諾貝爾獎。日本的生命科學已經發達多年，且有幾個諾貝爾獎級的工作，但至今無諾貝爾生理獎。中國現在並沒有達到日本20年前生命科學研究的絕對水平，也不到日本當時在世界上的相對水平，所以，沒有根據說中國20年內在生命科學可以得諾貝爾獎。即使某國有人因特別天才而得諾貝爾獎，但如果不是在整個國家科技發達的基礎上，對國家的意義也有限。如印度早有因完全在本國研究發現拉曼光譜而獲1930年物理獎的拉曼(Raman);也在90年前就有過世界頂尖的數學天才拉瑪奴柬 (Srinivasa Ramanujan)。但是印度並沒有因此全面進入世界科技優秀水平。對中國更重要的不是偶爾的諾貝爾獎，而是科學技術整體發達。這還需要許多努力。

正如我不認為中國科學史留下的都是優秀傳統一樣，我也不認為中國科技教育界的現狀都是一片美麗景象。科技教育體制近年有改革，但還有許多方面需要質的和量的改進，包括國家對科學的支援、科技教育體制、科學文化環境、科學家素質、和科研人員培養等。

中國對於科學的投入還遠低於中國經濟在世界的比重和中國人口對於生命科學的要求。從生命科學來看，中國實際研究的總規模大約不會超過美國二箇中上水平大學的規模。中國一年在生命科學的產出，不超過日本的一個月的。近年新加坡對生命科學和技術的投入有大量增加，使現時中國全國在生命科學的投入也低於新加坡。總體來說，中國對科學投入和研究規模都還要擴大。

中國對生物技術的熱情遠高於日本，而對生命科學研究的投入卻大大低於日本。我念研究生的舊金山加州大學，是生物技術產業的主要發源地，第一個生物技術公司（“基因技術”) 就是該校教授創辦、初期是以學校的博士後為主力。很容易體會，生命科學的基礎研究與生物技術的應用關係特別密切。對於非常依賴於生命科學的生物技術產業，能否在中國目前生命科學薄弱的環境下成長，我是有懷疑的。如果要在中國持續發展生物技術產業，還需要顯著地提高對生物科學的研究規模和質量。

中國到著名或好雜誌去發表論文時，首先要有好的研究。實驗室負責人需要教育學生在研究過程中要非常謹慎小心，更不能違反科學道德。這是世界科學界都面臨過的問題。

注：除非文中有說明，一般以作者發表論文時所在機構為準。文章第一段的資料包括多個學科，但只限於《自然》和《科學》兩個雜誌，沒有包括《自然》近年所出版的各個分科雜誌。而以後的段落裡，主要討論生命科學的論文。

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87) Gao, B., Gu, J. Z., She, C. W., Shu, A. L., Yang, M. S., Tan, Z., Yang, X. P., Guo, S. Z., Feng, G. Y., He, L. (上海交通大學、中科院上海生命科學研究院賀林) (2001). Mutations in IHH, encoding Indian hedgehog, cause brachydactyly type A-1. Nature Genetics 28:386-388.

88) Tochio, H., Tsui, M. M., Banfield, D. K., and Zhang, M. (香港科技大學張明傑) (2001). An autoinhibitory mechanism for nonsyntaxin SNARE proteins revealed by the structure of Ykt6p. Science 293:698-702.

89) Tang, S., and Guo, A. (中科院神經所和生物物理所唐世明、郭愛克) (2001). Choice behavior of Drosophila facing contradictory visual cues. Science 294:1543-1547.

90) 饒毅 (1996).紀念世界著名神經生物學家馮德培.《二十一世紀》1996年4月號，

102－107頁.

91) 吳階平 (1996).協和醫學院的起源.《二十一世紀》1996年12月號，104頁.

92) 饒毅 (1996). 《中國生理學雜誌》－一個優秀的研究期刊.《二十一世紀》1996年12月號，103頁.

93) 饒毅(1999).鄒岡：在艱難中作出傑出研究的科學家.《華夏文摘》1999年3月19日.

94) 饒毅(1999).神經科學.《二十一世紀》1999年4月號，101-108頁.

95) 饒毅(2001).幾被遺忘的中國生命科學之父: 林可勝.《世紀中國》2001年第一期.

題目為

中國科學的發展和挑戰

以生命科學論文在國際期刊上的發表為例

拙作《中國科學：顯著的進步和嚴峻的挑戰》，原意是希望人們瞭解中國國內在自然科學上、特別是生命科學上，在不同時期有過真正優秀的研究工作。居於個人的才能和時間限制，不可能對中國科學或中國生命科學史進行全面介紹，而是給感興趣中國科學史的人們提供一些資料，期待其他人在不同學科有更多、更好的介紹。

文中主要觀點沒有收到太多爭論。但有直接和間接給我提供新資料者，包括一些沒有具名的人，指出早期中國發表論文比我猜測的要好的多。雖然因為這個我原不想解決的問題使我要回去查詢一些文獻，但我很高興我原來的有些猜測不對。原文主要部分在一個週末寫就，選擇的歷史例子多半是我以前知道的，而最近例子中一些是自己知道、一些是查到的，都受我的知識和背景侷限。以後幾周有其他人提意見後，我再斷斷續續修改了一些，不過沒有時間和精力做大幅度修改和手工文獻檢索。我應該把原文改成我目前所知道的情況，而不推論哪一篇是中國最早在某雜誌的論文。這裡把一些可以查到的文獻補上，供給以後其他人繼續補全。還是列為“目前我已經查到的文章”。

1881年，清末江南製造局翻譯館的翻譯、英國人傅蘭雅(Fryer)翻譯了的他在翻譯館的同事徐壽關於律管管口校正的成果，在《自然》發表。雖然不是徐壽做作者，實質上意義沒有太大差別。1928年，在賓夕法尼亞大學念研究生的王家楫和他的教授在《科學》雜誌有論文發表，王家楫以後是中國科學院武漢水生生物研究所的所長。

最明顯可以看到中國在1930和1940年代有許多研究論文發表。在物理和化學方面，這裡列了清華大學物理系吳有訓和趙忠堯、清華大學金屬研究所餘瑞璜、中央大學物理系施士元、北平研究院上海鐳學研究所陸學善、浙江大學物理系王淦昌和何增祿、金陵大學化學系李方訓等在《自然》和《科學》的論文。中國當時的物理學家在《物理評論》、化學家在《美國化學會雜誌》上還有較多論文。

生命科學的湯佩松不僅論文多涉獵的面也廣。其中1940年他在《科學》的論文是報道colchicine抑制植物細胞染色體分離，這是細胞生物學的一個重要問題。Colchicine是抑制微管蛋白多聚化的分子，目前染色體分離的機理仍然一個活躍的領域，而colchicine也仍然是常用的研究微管蛋白功能的藥物。當時北京大學的植物學家殷宏章也有《科學》和《自然》論文發表。第二軍醫大學周卓輪教授指出我在歷史例子裡遺漏了藥理學家陳克恢，的確是我的粗心，雖然我以前的文章中曾經提到過陳的工作。陳克恢有特別的才能，他用庚款留美從威斯康辛大學獲哲學博士後，於1923到1925年因為母親身體而回國在協和醫學院藥理系短期工作。他從中藥麻黃中提取和研究麻黃素，其中對麻黃素的藥理作用是他成名世界藥理學界的工作。他的發現是中國藥學家對世界的一個貢獻：一般西方現在日常用的感冒藥裡都有他研究的藥物成分，中藥如此成功地成為西藥的例子迄今還是很少的。1925年後他再到美國學醫而獲醫學博士學位。以後，成為美國大藥廠禮萊藥廠的研究部主任和美國藥理毒理學會理事長，而他最有名的工作還是他在協和做的。所以他以後的論文(包括這裡列的少數幾篇《科學》論文)並不比他初期在其它雜誌的論文更有意義。中國國內的藥理學家張昌紹(上海第一醫學院)和金蔭昌(中國醫學科學院)也有《科學》論文。化學家汪猷在任上海丙康藥廠廠長時在《科學》的論文是報道他們獨立發現一個抗生素及其作用。以後汪猷參加胰島素合成，也任過中科院有機所所長。與我學科不是太遠的領域，我原文也有遺漏。第二軍醫大學陳宜張院士指出在桂林的中央研究院心理研究所所長汪敬熙1940年也發過一篇《科學》論文。汪敬熙以前在大陸時有許多優秀工作，他以後再度旅美。他在心理學和神經生理學都有出色的研究，需要全面讀過他的文章的人來介紹。

在醫學研究方面，中央大學醫學院的湯飛凡和協和內科的張孝騫在美國留學時有優秀的工作，回國後30年代初就有出色的研究，發表在醫學研究的重要雜誌《實驗醫學雜誌》和《臨床研究雜誌》。有這樣的背景，也就不奇怪湯飛凡於五十年代在世界上第一個分離砂眼依原體(當時稱為病毒)。張孝騫是中國內科學領袖。

30年代和40年代活躍的那批科學家50年代雖然在國際雜誌論文減少，我們不能推論他們的水平下降。而是當時國際國內情況的影響。可以推論，他們在中國國內的雜誌發表的一些論文的質量可以是很高的。

80年代後，一般都能用常用檢索工具查到，但是這些工具有遺漏。方是民和Burnham研究所馮根生查到並告訴我中國科學院微生物所敖全州1980年有一篇《細胞》論文。而且，有人指出香港科技大學的張明傑，除了我原文提到的一篇外還有二篇好雜誌的論文，這裡也加上。

這些補充資料一部分來自手工查，而相當部分來自中國科學技術協會正在編纂的《中國科學技術專家傳略》。這部系列傳記可以提供許多資訊。不過有一個需要改進的問題：有時沒有客觀分析。有些科學家當年很感興趣或以為重要的工作，後來明顯知道錯了或意義不大，應該指出，或者至少不作為優秀成果來介紹。比如我看過發育生物學家童第周的論文集，而且我有一段時間的研究與他的是一個領域。我基本認為他是一個紮實、但不特別有創造力的生物學家。但他在1970年代有幾篇和美國坦普爾大學牛滿江合作的論文，認為注射資訊核糖核酸RNA可以誘導金魚尾鰭從雙尾變成單尾。這個工作被生物學界普遍不能接受，1980年代有包括諾貝爾獎得主Gilbert在內的外國科學家被邀請到中國去時就指出過這個研究有問題。不管童第周和牛滿江合作中誰有問題，至少要指出這是有很大爭議的，不然就把公認的成果和爭議混為一談了。另一個例子是《傳略》中在貝時璋一章說他是細胞重建學說的創始人。這個工作也許當時有探討意義，經過隨時間推移已經知道當時過於簡單化了。

我寫文章時已經得到其他一些人的指正。我從檢索工具查，最早能得到的是中國科學院生物物理所鄒承魯教授1979年的文章，所以我最初以為那篇是中國最早的文章。鄒先生指出湯佩松1957年和李四光1946年的文章。他沒有說那些是最早的文章，而我推測那時能發論文的人數很少，而加上了那幾個“可能第一”，這是我猜測錯了。植物方面的工作，承康乃爾大學吳瑞教授、北京大學許智宏教授和耶魯大學鄧興旺教授給我介紹和啟發。中國基因組研究的近況承吳瑞介紹，我們兩人對中國在基因組百分之一的意見相近，我的態度確實是不以為然，但吳瑞剛剛從中國回美后介紹他們已有的新進展，使我態度有改觀，期望他們今年或明年有更多好工作完成和論文發表。其他直接或間接給我提出過修改意見的人，包括：加州大學蒲慕明、科學院神經所吳建屏、生化所戚正武、張友尚、吳家睿、上海生命科學研究院裴鋼等。提修改意見時，吳建屏和戚正武告訴我張友尚的文章。

我的文章是不是太強調在那些“著名雜誌”發表論文了？我在討論雜誌和論文以前，首先強調了工作是否優秀不能依靠發表論文的雜誌名稱。歷史例子的一大段，都不是在所謂著名雜誌發表的。李鎮源雖然1967年有《自然》論文，我也指出他更重要的論文應該是1963年在其它雜誌發表的。用那幾個著名雜誌來討論一方面是大體可以看出趨勢，另一方面是總結起來是容易些。

如果因為拙作的不足而能夠刺激一些人在不同學科有系統的研究，那當然是最好不過的了。

致謝：我感謝原文傳閱以前和以後，所有直接和間接提出意見者。