摘要:主要从事植物发育生物学研究。先后提出黄瓜单性花发育不是性别分化机制而是促进异交机制,植物雄蕊发育是一个双向诱导过程等新观点,以及植物发育单位、有性生殖周期、结构换能量循环等新概念。开设及参与《植物发育生物学》、《生命的逻辑》、《发育生物学》、《生理学》等课程。
白书农
北京大学生命科学学院荣休教授
主要从事植物发育生物学研究。先后提出黄瓜单性花发育不是性别分化机制而是促进异交机制,植物雄蕊发育是一个双向诱导过程等新观点,以及植物发育单位、有性生殖周期、结构换能量循环等新概念。开设及参与《植物发育生物学》、《生命的逻辑》、《发育生物学》、《生理学》等课程。相关概念与观点在《十的九次方年的生命》、《生命的逻辑——整合子生命观概论》、《万物有性》等书中有系统的阐释。
2016年被评为北京大学优秀德育奖
2016年北京大学生命科学学院郑昌学奖教金
2019年嘉里集团郭氏基金树人奖教金
Q1作为学院的资深教授和教学奖获得者,您认为教学与科研是怎样的关系?
教学对科研工作大有裨益,科研与教学工作是zoomin与zoomout的关系,zoomin是越来越追求细节,zoomout是构建一个更大的视野。教学是一个“zoomout”的过程,帮助构建更宏大的知识框架,从而更准确地定位研究工作。同时,教学也是自我提升的途径——每次备课都是一次对领域知识的重新梳理和反思,需要不断整合新发现,审视自身构建的框架是否经受得住挑战。北大生科院拥有独特的专家资源优势,可以随时请教不同领域的同事,这使得教学不是简单地重复教材,而是真正的知识创新和分享过程。
Q2您认为生命科学学院的本科教育培养目标是什么?
生命科学学院的本科教育目标不应被简单定义为“培养世界一流的生物学家”。有人估计过,美国顶尖大学的生物系,大概也仅有7-10%的毕业生能成为顶级科学家。如果把生命科学本科教育培养目标设定为培养世界一流的生物学家,那么意味着将有90%的学生无法达到这一目标。我认为,生命科学的本科教育培养目标应该是,帮助所有学生通过专业学习,系统地理解生命的本质和生命系统运行的基本规律,使大多数毕业生成为生命科学理念的传播者,将具有客观合理性的生命理念带入社会各个领域。这将有助于社会大众更好地理解生命现象,做好预期管理,减少社会矛盾。这些传播者对于社会发展的重要性丝毫不亚于顶尖科学家。
Q3您开设通选课《生命的逻辑》的想法是否与您对本科教育培养目标的认识相关?
开设《生命的逻辑》这门通选课确实源于对培养目标的思考。改革开放之后,国内高等教育得到了快速发展。高校毕业生增加的数量远远高于专业科研工作者和高校教师岗位增加的数量。这就迫使我们思考本科教育培养目标该如何调整的问题。另外,2013年关于转基因作物的社会大讨论让我意识到,科研工作者与公众之间存在巨大的认知鸿沟。我们研究得越深入,距离公众的理解就越远。谁来解决这个问题?当然得由专业的生物学家来承担主要责任。可是,主流生物学教材大多是为专业学生编写的,公众不可能花那么多时间来学习。因此,我从2016年开始尝试开设这门课程。课程的核心是要探讨“生命到底是什么”。我在研究中发现,当前主流的生命观存在局限性——我们更多在讨论“生物”而不是“生命”。我和钱紘(美国华盛顿大学应用数学系教授)、葛颢(北京大学国际数学中心教授)提出的“结构换能量循环”[1]理论认为,生命体是不同组分相互作用的动态产物,这为人们理解生命提供了一个新的视角。最初选择暑假学期开课,就是希望控制规模,便于讨论。这门课程迄今吸引了来自北大包括哲学、外语等人文专业的十多个学院的学生,以及国内外不同学校的本科生甚至是研究生。我的课程要求学生在开课前和结课后各提交一篇“我理解的生命”作文。通过对比,的确发现他们在课后对生命的理解与上课之前不同。我相信这无论对生命科学专业还是非生命科学专业的同学都会有不同程度的帮助。这门课的内容在2023年以《生命的逻辑》为名作为教材出版。令人欣慰的是,从2024、2025两年课程中教材使用的情况看,同学们都能很好的理解教材的内容。这对我把这门课开下去是一个非常大的鼓励。
Q4您如何看待AIforscience对生命科学领域的影响?
从“结构换能量循环”的视角来看,AIforscience对生命科学领域的影响是必然的也是必要的。生命系统的运行是基于分子间力的相互作用,组分通过氢键等分子间力自发形成复合体,又在环境扰动下解体,这个过程就是“结构换能量循环”。DNA的变性和复性就是这个过程最典型的例子。要理解如此复杂的动态系统,传统物理学的“质点化”方法已经不够用了。我们需要新的数学工具来处理这种复杂性,而AI正是应对这一挑战的利器。生命系统的研究不仅需要AI技术的支持,AI用于生命现象的研究,反过来也会推动数学、物理等基础学科的发展,开拓新的研究领域。因此,AIforscience不仅是一个技术趋势,更是学科发展的必然要求。
Q5请用一句话概括您的教学和科研生涯,并分享您对青年学子的寄语。
“人往空处走”。我想对青年学子说:应该提倡“人往空处走”,而不是传统的“人往高处走”。人类认知能力的发展,不可避免地会衍生出分工协同。只要有分工协同,执行者通常都会多于协调者。这就决定了社会不可避免地是一个金字塔结构,越往上位置越少。如果“成功”的标准单一地被定义在“往高处走”,那么绝大多数人都会成为“失败者”,甚至连最顶尖的人也要时刻担心被取代。所以“人往高处走”看起来是一个励志的说法,实际上这种所谓励志,仅是针对个人而言,从整个社会来讲,这种价值观的后果将是批量地制造“失败者”。我提倡“人往空处走”,因为生命系统的基本属性之一是正反馈。对于人类而言,认知决定生存的全新演化模式决定了人们只能通过探索新的空间而带来社会发展。比如互联网和AI的出现,都是“往空处走”的成果。创新本质上是一个试错的过程,社会需要具备容错能力。如果什么都不允许出错,就不可能有真正的创新——因为创新在成功(被证明有效果)之前无人能预知什么是“新”(其实是有效)。人类社会发展的原动力,实际上就是两件事,第一,是试错,第二,是讲理。其实没有真正所谓创新,只有试错,试错试成的被大家追认为是创新,但同时也存在大量试不成的。因此,一个社会如果不能够容错,它是不可能有创新的。
当然,也不可能所有人都去试错。社会还是需要在一定的分工协同网络的框架下运行。绝大部分人还是需要在即存的社会分工协同岗位上,为岗位所配置的资源增值来获取自身生存所需的生存资源。因此对每个同学而言,无论是去参与试错,还是为即存岗位的生存资源增值,重要的是找到自己喜欢的、擅长的、胜任的社会角色(岗位)。人生是一个不断社会化的过程,需要通过了解社会、了解自己,不断的尝试,来找到能够发挥自己天赋的角色去整合。正是在角色整合的过程中,个人才能找到存在的意义;只有在为岗位资源增值的过程中,个人才能实现自我的价值。
陈守良教书育人荣誉讲座基金
设立于2019年,由北京大学生命科学学院陈守良教授的家属及弟子发起,用于奖励在教学及人才培养领域取得丰硕成果、做出杰出贡献并拥有公认的影响力的优秀教师,并邀请其在该年度的学术周开幕式做主题报告。历年获奖者有许智宏(2020)、丁明孝(2021)、许崇任(2022)、顾红雅(2023)、赵进东(2024)、白书农(2025)。
来源:立辉教育