哪裏有科學發明，哪裏就有科學家。
科學家不僅在大學裏，也在科研院所裏。任何有必要和可能產生新思想和提高生產力的地方都將成為科學家工作的地方。比如企業中發現的“巨磁電阻效應”。
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如何做科研(石)
(1)
所有成功的科學家都必須有壹個共同點，那就是他們必須花費大量的時間和精力。這是壹個道理。其實，無論在社會上從事什麽樣的職業，想要成為這個行業的佼佼者，就必須付出比普通人更多的時間。
大約10年前，壹位著名的中國生物學家蒲慕明先生有壹封在互聯網上廣為流傳的電子郵件。這封郵件是蒲老師寫給他實驗室所有博士生和博士後的，我完全同意他的觀點。無論在普林斯頓還是清華，我都把這封郵件轉發給實驗室的所有學生，讓他們知道。其中壹段說:“我認為最重要的是在實驗室的工作時間。今天，壹位成功的年輕科學家每周花大約60個小時在實驗室進行研究...我建議每個人每天至少有6個小時用於緊張的實驗操作，2個小時以上用於閱讀和其他與科研直接相關的工作。文件和書籍的閱讀應主要在這些工作時間之外進行。”
有同學看完郵件跟我說:“看來我不是搞學術的料，因為我真的承受不起那份痛苦。”我經常回答:“當我在妳這個年齡時，我會覺得長時間這樣工作是不可思議的。但不知不覺中，妳會逐漸被科研的精妙所感動，會為自己的努力和成就而自豪，會逐漸適應這種生活方式！”這樣的回答其實來自於我自己的經歷和理解。
我從小就特別愛玩，也不愛學習，但是來自學校和父母的教育和壓力逼著我盡量努力學習。高中就讀於河南省實驗中學，憑著比別人更努力的努力，綜合成績壹直名列前茅。1984年全國高中數學聯賽河南賽區第壹名，我走進了清華。大學階段，我保持了努力學習的傳統，以班級綜合第壹名的成績提前壹年畢業。然而其實我很少真正獨立思考，對自己的專業也不感興趣。大學畢業的時候，我並沒有打算從事科研，而是壹心壹意想下海經商。結果壹不小心走上了美國留學之路。
可想而知，留學第壹年，我的情緒波動很大，浮躁，迷茫。我根本沒有打算學習或做研究，而是花了很多時間在中國餐館工作和學習計算機課程。第二年，我開始逐漸適應科研的“枯燥”，開始有了壹點自己的體會。有時候，在了解了壹些細微之處後，會忍不住“沾沾自喜”，也會有“原來是這麽多”的想法，逐漸對自己的科研能力有了壹點信心。在此期間，博士研究生的所有課程已經完成。我每天早上9點到晚上7點做體檢，壹周五天，周末會去兩天半。到了第三年，我已經開始明白科研的邏輯了，有點躍躍欲試的感覺。經常在小組會上提問，這種“入門”的感覺增加了我的研究興趣。我經常工作到晚上11，趕從霍普金斯醫學院到住處附近霍姆伍德校區的末班車。在1993中，我在實驗筆記本的日期旁邊標註了“這是我在實驗室連續工作的第21天”來激勵自己。其實這有點作秀，因為有個周末我只做了五六個小時的實驗。第四年後，我完全適應了實驗室的科研環境，不會再感到枯燥或時間壓力。時間安排完全服從實驗的需要，盡量提前。其實這期間的實驗時間比剛進實驗室的時候長了很多，但是感覺好多了。
讀研後期，我的努力在實驗室是出了名的。在紐約做博士後，是我人生中最苦的兩年。我做實驗到半夜3點左右，回到住處躺下睡覺往往是4點多。但每天早上8點，我都會被紐約第壹大道的汽車噪音吵醒，9點左右回到實驗室開始新的壹天。壹日三餐都在實驗室，分別是上午9點，下午3點，晚上90點。這樣的生活節奏持續11天，從下周的周壹到周五，周五晚上我坐灰狗長途汽車回巴爾的摩的家。周末兩天每天睡將近10個小時來彌補過去11天睡眠的嚴重不足，然後在周壹早上開始接下來的11天。雖然身體很累，但我很滿足，很自豪。我知道我在用行動構築未來，在創業，有時在日記裏鼓勵自己。我住在紐約曼哈頓65街和第壹大道的交叉口附近，離紐約著名的中央公園很近，那裏有文化娛樂活動，但是在紐約工作了兩年，我從來沒有踏足過中央公園。
我壹定會把這段經歷告訴我所有的學生。大壹經常問我:“老師，妳覺得苦嗎？”我壹般會回答:“只有做自己不感興趣的事情才會覺得苦，感興趣的時候壹點都不苦。”是的，壹場精彩的實驗給我帶來的享受比看壹部美國大片要多得多。回想當時的辛苦，還是覺得很自豪，很激動！有時候我會想:如果我讀博士、博士後的七年半時間裏不努力，而是無拘無束地看電影、看小說、尋求娛樂(那時候的互聯網遠沒有現在豐富)，現在會是什麽樣子？
要成為壹名優秀的博士生，付出時間是必要條件。
(2)
為了在科學研究中取得突破和成功，僅僅刻苦地花時間是不夠的。批判性分析是壹種必要的品質。
博士生和本科生最大的區別是，本科生側重於學習和吸收人類積累的知識，兼顧科學研究和技能訓練；博士生的本質是通過科學研究探索和創造新知識。現在和過去所學的知識是為了更好地服務於科研。在本科階段，提出問題很重要，但答案往往已經存在，所以問題是否關鍵並不那麽關鍵。博士階段則完全不同，妳必須具備批判性分析的能力，否則妳無法成為壹名優秀的科學家。這，我稱之為方法論的改變。
其實整個大學和研究生教育的本質就是培養批判性分析的能力，讓學生擁有進行創新性科研的方法論。這裏的例子很多，涉及面非常廣，所以我想在這裏舉幾個例子。
正確分析負面結果是成功的關鍵。作為壹名生命科學的博士生，如果每壹項實驗都進行得很順利，都能得到陽性結果，除了少數研究領域，壹般只需要6~24個月就能得到博士學位所需的全部結果。然而實際上，在美國，生命科學的博士生拿到博士學位大約需要6年時間。這個數字本身就說明，大部分實驗結果會與預期不壹致，或者是負面結果。大部分低年級博士生對否定結果持否定態度，這直接影響到他們批判性分析能力的培養。
其實只要有適當的對照實驗，判斷正確的陰性實驗結果往往是成功的必經之路。壹般來說，任何探索性項目的每壹步都有幾種甚至十幾種可能的進展方式。進步的過程，基本上就是排除不正確路徑，找到正確方向的過程。很多時候也是壹個壹個的嘗試、排除這些甚至十幾個可能的方式，直到找到壹個可行的方式的過程。在這個過程中，壹個可信的否定結果往往能讓我們信心滿滿地放棄目前的做法。如果使用得當，這種排除法將確保我們最終走上正確的實驗道路。從這個角度來說，負面的實驗結果不僅正常，而且有利於項目的最終成功。我告誡並鼓勵我所有的學生:只要妳不斷得到可信的否定結果，妳的項目很快就會步入正軌；而在不斷分析否定結果的過程中掌握的強大邏輯分析能力，會讓妳迅速成熟，成長為壹名優秀的科學家。
我壹直很擔心那些壹帆風順，很少得到否定結果的學生，因為他們從來沒有真正經歷過科學研究中批判性分析的訓練。偶爾我的實驗室也有這樣的學生，他們在很短的時間內(大概兩年，有時甚至壹年)完成了博士論文所要求的成果。對於這些同學，我壹定會讓他們繼續承擔壹些有挑戰性的新課題，讓他們經受負面結果的磨煉。沒有這些訓練，他們很難真正具備批判性分析的能力，也很難成為未來能夠獨立領導壹個實驗室的優秀科學家。
所以，不要害怕負面的結果。關鍵是如何從分析負面結果的過程中獲得正確的信息。
(3)
“壹個人必須對自己想做的事情做出選擇，不可能面面俱到。無論是看科研文獻，還是聽學術講座，目的都是為了學習相關經驗，更好地為自己的科研課題服務。”永遠不要盲目追求完美。
耗時的完美主義阻礙創新和進步。Nikolai Pavala Teach是我的博士後導師，也是最有影響力的科學家之壹。他具有很強的實驗判斷和思維能力，做出了壹系列裏程碑式的研究工作，在結構生物學界享有盛譽。31歲晉升正教授。1996年4月，我剛到尼古拉的實驗室，純化了壹種高表達的蛋白質Smad4。過了兩天，雖然提純了蛋白質，但結果並不理想:產量可能只有應有的20%左右。我看到尼古拉斯的時候害羞的說:“收益率很低。我打算繼續優化蛋白質的純化方法，提高產量。”他問我:“為什麽要提高產量？現有的蛋白質不夠妳做初步結晶實驗嗎？”我回答:“我有足夠的蛋白質進行結晶篩選，但我需要優化產量以獲得更多的蛋白質。”他粗魯地打斷我:“不..產量足夠高。妳的時間比產量更重要。請盡快開始結晶。”實踐證明了尼古拉斯建議的價值。我只用了幾毫克的蛋白質做結晶試驗，很快就意識到這種蛋白質的長度並不理想，N端柔性的幾十個氨基酸需要通過蛋白質工程去除。其實N端去掉幾十個氨基酸的蛋白質，不僅表達量高，而且生化性質穩定，非常容易純化，也不用擔心產量的問題。
在大膽創新實驗的初始階段，實驗的每壹步設計當然要盡可能的細致。但壹旦按計劃開始，我們就不需要在中間步驟的實驗結果上追求完美，而是要毫不猶豫地壹步壹步把實驗推向終點，看看能否得到與假設大致相符的整體結果。如果大體壹致，妳就要回去仔細完善每壹步的實驗設計。如果不符合要求，而且整體實驗設計和操作沒有錯誤，那麽妳的假設(或整體方向)很可能有很大問題。
這種方法論每天都在實驗中使用。自從1998開始自己的獨立實驗室以來，我壹直告誡所有同學不要盲目追求完美。
科研文獻與學術講座的選擇
先說文學和研討會的選擇。尼古拉·帕瓦拉·蒂奇是壹個多才多藝的人。在很多博士後的心目中，他必須讀很多文章，經常參加學術講座。沒想到，事實大大出乎我們的意料。
在我的博士階段，導師傑裏米·伯格非常重視相關科研文獻的閱讀，每周在小組內召開文獻研討會，討論重要的科研進展。剛到尼古拉的實驗室時，我試圖展示自己閱讀文學的知識，同時也想和尼古拉討論，以得到他的“真傳”。1996春天的壹天，我精讀了《自然》雜誌上的壹篇文章。午飯前遇到尼古拉斯時，我向他描述了這篇文章的精妙之處，並期待他的評論。尼古拉斯看起來有點尷尬。“不好意思，我沒看過這篇文章。”當時我就想，哦，可能這篇文章太新了，他看不懂。幾天後，我看了幾個月前發表在《科學》雜誌上的壹篇研究文章，去和尼古拉斯討論。沒想到他說沒看過。幾次碰壁後，我莫名其妙地問他:“妳這麽博學，壹定是廣泛閱讀了很多文獻。妳為什麽不讀我提到的這些論文？”尼古拉斯看著我說:“我讀書不多。”我問:“妳不博覽群書，怎麽科研這麽好？”？妳怎麽能在論文中引用這麽多文獻？“尼古拉斯的回答讓我很驚訝:“我只看和我的研究興趣直接相關的論文，寫論文的時候才大量閱讀。"
我在其中做博士後的斯隆-凱特林癌癥中心，有很好的系列學術講座，經常邀請生命科學各個領域的“大牛”來做講座。有壹次，壹位諾貝爾獎獲得者來講課，要求點名與尼古拉交談。在大多數人看來，這是壹個難得的機會。尼古拉斯對他的秘書說:“請轉達我的歉意，我碰巧在演講那天出去了。”我們也為尼古拉斯感到難過。讓我萬萬沒想到的是，諾貝爾獎獲得者演講當天，尼古拉把自己關在辦公室裏，從早到晚從不出門，自然也不去報告廳。當然，這可能是巧合——尼古拉斯取消了旅行計劃。但是從我們對他的了解來看，十有八九是在寫論文。後來我們也意識到，這樣的事情發生在尼古拉斯身上並不稀奇。
在離開尼古拉的實驗室之前，我拋給他這個從未徹底解開的謎團:“如果妳不怎麽讀文獻，也不怎麽聽課，怎麽可能成為這麽優秀的科學家？”他回答說他的時間有限，每天只在實驗室呆10小時左右。權衡利弊之後，他只能把有限的時間花在他認為最重要的事情上，比如分析結構、和學生討論功課或者寫文章。
尼古拉的回答表達了壹個簡單的道理:壹個人必須對自己想做的事情做出選擇，不可能面面俱到。無論是閱讀科研文獻，還是聽學術講座，目的都是為了學習相關經驗，更好地為自己的科研課題服務。
(4)
在博士階段，尤其是前兩年，我認為有必要花足夠的時間聽各種相關領域的學術講座，廣泛閱讀科研文獻，為批判性思維打下堅實的基礎；但隨著科研的深入，文獻閱讀和學術講座的選擇需要有針對性，時間的分配要權衡。
挑戰傳統思維。從我懂事開始，我就被教導，任何事情的失敗都是有原因的，我應該找到失敗的原因，然後再重新開始。直到1996，我的實驗都遵循這個原則。但是在尼古拉斯的實驗室裏，這個“基本原則”受到了正當的挑戰。
有壹次，壹個復雜的實驗失敗了。我很郁悶，準備花幾天時間多做壹些對照實驗，找出問題所在。我沒想到尼古拉斯會阻止我。他皺著眉頭問我，為什麽要搞清楚實驗為什麽會失敗？我覺得這個問題不合理，我理直氣壯地回答:
“我需要知道哪裏出了問題，以確保下次成功。”尼古拉斯馬上評論道:“不需要。妳真正需要做的是重復實驗，也許下次就能做到。與其花大量時間搞清楚壹個實驗為什麽會失敗，不如先重復壹遍。面對壹個復雜的壹次性實驗失敗了，最好的辦法就是認真再做壹遍。”後來，尼古拉斯升華了他的觀點:“是否找出壹個實驗失敗的原因是壹個哲學問題。澄清每壹個小錯誤的習慣性思維，不壹定是最好的方式。”仔細想想，這些話還是有道理的。不是所有失敗的實驗都要找原因，尤其是生命科學實驗。因為實驗過程比較復雜，大部分的失敗都是因為簡單的操作失誤造成的，所以可以仔細的再做壹遍，往往可以解決問題。只有那些沒有找到失敗原因就無法前進的關鍵性實驗，才需要追根溯源。
我選的這些例子有些“偏激”，但只有這樣才能更好的震撼大家的思維。其實在我自己的實驗室裏，這些例子已經給所有的學生講過很多遍了，而且每次講完後，我都會告訴妳，破除迷信和懷疑的關鍵是要遵循邏輯！順著邏輯，這是我在實驗室裏註定要重復的壹句話，每天至少要對不同的學生說五遍。我每次和博士生討論課題都是遵循嚴格的邏輯，通過推理和排除找到實驗的下壹個解。嚴格的邏輯是批判分析的基礎。