北京,中关村,紧邻“北四环西路”北侧,有三座三层住宅楼,它们是20世纪50年代中国科学院特批、特建的“特楼”。这三座“特楼”,当时是为中国科学院的一批顶级科学家特别修建的。“特楼”里曾经的住户有“两弹一星功勋奖章”的获得者——杨嘉墀、钱学森、王淦昌、赵九章、钱三强和郭永怀等;有中国近代生物学的主要奠基人秉志;有中国实验胚胎学的主要奠基人童第周;还有中国细胞学、胚胎学的创始人之一,中国生物物理学的奠基人——贝时璋。
书是人们生活的伴侣,人们通过阅读来品味曲折动人的故事,体会书中人物亲身经历的同时,也在比对着自己的人生。其实,人生在世,每个人都是一本书。一个个不同的人,写成了一本本内容不同的书。书中的每一个章节,每一段文字,每一个标点,都是这个人人生的点滴呈现。
兴趣使然:从李白到菲舍尔
1903年10月10日,贝时璋生于浙江省镇海县贵驷的憩桥镇,那是一个离海十几里路的贫穷小镇。
贝时璋的祖上出过一位武官,是其堂房叔公(叔祖)贝锦泉。咸丰年间,贝锦泉曾为商船护航,打击海盗。光绪元年,贝锦泉跟随左宗棠平定“阿古柏之乱”。贝锦泉在任定海总兵时,配合镇海的战斗,为中国近代对外作战史上唯一一次取得全面胜利的海岸保卫战“镇海之役”的胜利奠定了基础。此后,贝锦泉被封为“建威将军”,官至武一品。贝锦泉在憩桥建起“将军第”,左宗棠、沈葆桢、薛福成等常为座上宾。
贝时璋的曾祖这一代,则是贫苦的平民百姓。他们以种地、捕鱼、做工或者经营小生意为生。贝时璋的祖上没有留下遗产,所以他们一家住的是别人的房子,就更谈不上有渔船和田地了。贝时璋的父亲在上海当伙计时,收入甚微,每月寄回家的钱连吃饭都不够,因而时常要靠他的外婆家接济。不过,家庭的贫困并未成为贝时璋求学路上的阻碍。
1911年10月10日,与镇海远隔千里的湖北武昌爆发了一场起义,清王朝被推翻,三千多年的君主政体走到了终点。革命席卷而来,由于连年战乱,有良港之称的镇海早已失去了昔日的繁华,尽管时局混乱,生活艰难,但是不识字的母亲依然坚持将贝时璋送去私塾读书。
私塾先生每日带领学生们诵读四书五经,贝时璋对文字里面的世界充满了好奇,“夫天地者,万物之逆旅也;光阴者,百代之过客也。而浮生若梦……”李白的这首《春夜宴桃李园序》,第一次让贝时璋对天地万物生出了许多感慨,幼小的贝时璋对天地、万物、人生有了初步的认识,他知道了天地万物的形成是自然打造而成,并非神造的。
1915年春,年满11岁的贝时璋被家人带到汉口,并考取了由德国人设立的德华学校。当时,德华学校在汉口很有名气,人们都叫它“铁路外红房子学校”。德华学校不讲宗教,也不论政治,只注重向学生们教授理科方面的各种知识。而且除国文、历史、地理和一年级的德文由中国老师讲授外,其他课程都由德国老师任教,并使用德文原版教材。学生一般读一两年后就能看德文书了。也正是这样系统的学习无形中为贝时璋赴德国求学做好了充分的准备。
一次,15岁的贝时璋在汉口街头的旧书摊上买到了一本德文书。“那本书不太厚,黄色封面,简装,书名叫《蛋白体》”,这本菲舍尔的书给贝时璋留下了深刻的印象,他对此很感兴趣,虽然对书中的内容一知半解,却让他初步懂得了蛋白体对生命的重要性。加之,通过多年来的学习,以及他自己从阅读《理科读本》等课外读物中得到的一些知识,贝时璋对于与生命有关的科目产生了极大兴趣。
1917年,德国在第一次世界大战中战败,学校的外籍教师被遣送回国,德华学校由汉口教育主管部门接管,改名为汉口第一中学,但后因经费困难,1918年停办。
贝时璋的父亲得知此事,希望贝时璋能转入武昌外国语学校德文班学习,毕业后也可在德国洋行谋得差事。然而,贝时璋却不这样想,他的理想是学些实在的本事,因此,他提出想到上海同济医工专门学校去学医。
上海同济医工专门学校的前身也是德国人办的一所学堂,而它也是同济大学的前身。1919年,贝时璋进入了同济医工专门学校,但由于他中学还没有毕业,入校学习前只能先报考设在吴凇炮台湾的德文科。德文科的学制是四年,贝时璋凭借自己较高水平的自然科学知识和德文知识,被校长特批直接进入德文科的最高年级四年级学习。巧的是,他入学时已是春季,所以贝时璋仅读了一个学期,德文科就毕业了,之后便于夏季升入医预科。
在医预科期间,给贝时璋印象最深、使他受益最多的,是听解剖学老师鲍克斯德的课。鲍克斯德授课不带讲稿,不发讲义,上课时,他先用大幅解剖图谱或模型进行讲解。为使学生更好地理解和记忆,除了讲课,他还指导学生用固定后的人体材料做解剖实验。鲍克斯德虽然学术地位不高,但他对人体解剖之熟悉、讲解之细致生动,令贝时璋无比敬佩。贝时璋后来之所以对形态学产生浓厚兴趣,与鲍克斯德讲的解剖学课程也有很大关系。
那个年代,正值“五四运动”时期,在大学里盛行“科学救国”,贝时璋也慢慢接触到了这一思想。他也寄希望于科学,甚至偶尔也会幻想,“要是能用科学的方法将坏人改造为好人、利用科学的力量改变对人的一切不公平的待遇就好了。 ”
1921年,18岁的贝时璋从同济医工专门学校医学预科毕业。在求学的道路上,他“一路小跑”,连连跳级,四年小学、四年半中学和两年预科,一共用了十年半的时间,拿到了大学预科文凭。
1915年~1921年,在德国人创建的德华学校和同济医工专门学校,贝时璋读了近7年的书,德国老师的认真负责给他留下了深刻的印象,他也适应了德国的教育模式。在国内的学习,不仅使他有了扎实的德语基础,还给他的医学知识和自然科学知识打下了良好的基础,自然而然地贝时璋有了到德国留学的想法。
不过,像贝时璋这样贫穷的家庭,想自费留学去德国是没有可能的。但是那个时候正好遇到一个机会,第一次世界大战德国战败,德国国内通货膨胀、马克贬值。这就使得去德国留学所需费用,与在收费较高的同济医工专门学校的费用相差无几。同学中想去德国留学的人不少。逢此机会,贝时璋下定决心,向父母提出要求赴德国深造。家庭虽然贫穷,父母却以对儿子无私的爱和远见卓识,对贝时璋全力支持,并倾其所有,多方告贷,凑得800元钱。
刚满18岁的贝时璋,远赴重洋,开始了德国求学。
兴趣使然:从弗赖堡到图宾根
1901年~1920年,德国、法国、英国、美国这几个国家获得诺贝尔奖的人数分别为20人、11人、8人、2人,德国居于首位。19世纪后半期至20世纪初期,德国当之无愧地处在世界科学技术发展的最前列。德国虽然在1914年~1918年的第一次世界大战中战败,但德国本土受到战火的破坏不大,工业体系依然保存较为完整。德国在恢复国家建设的过程中,非常重视科技、教育的投资和发展,从而使得战败的德国在高等教育以及许多专业领域,诸如工程学、机械学、医学、化学和生物学等,仍然保持了世界领先的地位,从而吸引了大批留学生纷至沓来,中国也出现赴德留学的热潮,其中同济医工专门学校毕业生尤为踊跃。
图宾根大学坐落于莱茵河支流内卡河畔,全称为“伊柏哈德-卡尔斯图宾根大学”,是一座中世纪大学城,图宾根大学与牛津大学、剑桥大学、哈佛大学以及耶鲁大学就学术水平而言地位相当。贝时璋入学时,图宾根大学已经声誉卓著,伟大的科学家、行星运动三大定律的发现者和近代光学奠基人约翰内斯·开普勒,闻名世界的哲学家、康德之后德国唯心主义三巨人中的黑格尔和谢林,著名抒情诗人荷尔德林,以及小说家、诗人海塞,都曾在图宾根大学学习和生活。
贝时璋来德国的头两年,转了两次学,从弗赖堡大学到慕尼黑大学,再到图宾根大学。此时的贝时璋已经弃医从理,当初选择学医的他,是因为要“学习实在的本事、求得一技之长”。但在医预科的两年学习过程中,他发现自己的学术兴趣正渐渐地偏向理科。所以经过慎重的考虑,贝时璋的脚步最终“停留”在了图宾根大学动物学系。
贝时璋之前在弗赖堡大学听了施佩曼教授的动物学课,在慕尼黑大学又听了赫特维希教授的动物学课,同时参加了动物学实验,这些使他对动物学产生了浓厚的兴趣,在学术思想上也有了一些提高。又由于贝时璋自己觉得,从在同济医工专门学校期间听鲍克斯德老师的课程起,他已经有了比较好的形态学知识基础,因而当时心中就有了先从实验形态学、特别是从实验细胞形态学入手做动物学研究的打算。
当时的德国在生物学尤其是在细胞学方面有很好的研究基础,并在世界上率先建立了细胞学说。细胞学作为生物学的一个分支,对于生物学的意义就像原子论对物理学和化学一样,具有一种革命性的推动作用。通过细胞学的研究,把细胞研究与生物发育和胚胎的研究结合在一起,大大推进了解剖学、胚胎学、形态学、生理学和遗传学等领域突飞猛进的发展。德国的细胞学研究的成就,以及贝时璋所在院校的导师们的学术造诣,为贝时璋学习和研究工作提供了很好的学术氛围。
1924年初,图宾根大学动物系的导师给贝时璋提出了博士论文题目:《线虫Oxyuris obvelata和O.tetraptera的细胞常数》。但贝时璋很快提出了自己的建议,他认为寄生的线虫因为不能培养,且虫体太大,细胞数目太多,又不透明,所以不适合做实验;而以自由生活的、长在醋里的线虫——醋虫来做为实验材料是最适合的,导师同意了他的意见。贝时璋在导师的指导下,开始了博士学位论文的研究工作,对醋虫的生活周期、各个发育阶段的变化、细胞常数与再生等进行了实验研究。1928年,贝时璋在发表了这篇题为《醋虫生活周期各阶段及其受实验形态的影响》的博士论文。这篇博士论文成为当时国际上关于动物胚胎发育和细胞分化研究领域,系统研究线虫生活周期的一篇重要论文,得到了高傲的德国生物学界权威人士的赞誉。权威的大生物学家J.W.Harms向贝时璋的导师发去了贺信,祝贺他培养了一名杰出的生物学人才,并在自己的论文内引用了贝时璋的一大段论文内容。1928年3月1日,贝时璋顺利通过博士学位论文答辩,获得了图宾根大学自然科学博士学位。从1921年进入弗赖堡大学算起,到获得博士学位,贝时璋仅用了六年半的时间,完成了从本科到博士的“三级跳”。
1929年,贝时璋26岁,已经在德国呆了8年了,而且有了一年半在图宾根大学动物学研究所的工作经验,他相信可以用学到的知识为国家做些贡献,为父母、为家庭分忧了,于是他开始考虑回国的事情。就在那一年的秋天,贝时璋接到家里的电报:“母亲病危,尽速回国。”这些年来,贝时璋时常思念为他日夜操劳的母亲,他也深知母亲日夜都在想念他,现在母亲病危,会更加急切的想要早日见到他。贝时璋在征得导师哈姆斯教授的同意后,决定立即回国。
兴趣使然:从生物学系到生物物理研究所
贝时璋在德国受到赞誉,获得了一定的学术成就,回国应属衣锦还乡,但由于父母为供其在德国留学,为他出国时筹借的800银元,如今这笔借款已经涨成了5000大洋。因而贝时璋一回国就背上了沉重的债务负担,为了偿还这笔巨债贝时璋整整用了7年的时间。
1937年,“七七事变”日军全面侵华,华北沦陷。抗战时期,大批高校内迁,在极其艰难的条件下坚持办学,这在中国高等教育史上也留下了浓重的一笔。除了著名的西北联大、西南联大之外,国立浙江大学的西迁历程也堪称壮举,在历史上被称为“文军长征”。
1937年11月5日,上海沦陷,这让紧邻上海的杭州感到了战争的威胁。当时在浙大任教的贝时璋,从校长竺可桢那里得到一个消息,为了保护学校,竺可桢校长决定带领全校师生撤离杭州,贝时璋也随着全校师生开始了漫长的迁移之路,那一年贝时璋34岁。
从德国回国后,贝时璋就一直在浙江大学任教,贝时璋将德国先进的实验生物学知识带到了中国,在浙江大学建立了生物系。贝时璋开出了第一门课“普通生物学”。全校就贝时璋一位生物老师,又因为尚未聘得助教,所以不论是日常授课还是实验课程都由贝时璋自己教授。
贝时璋在德国听的都是大师们的课,且学习成绩优秀,开课前他也做了较为充分的准备,在浙江大学讲好课应该是没有问题的。但是,头几个月的授课效果却不好。主要是因为贝时璋平时沉默寡言,为人腼腆,上讲台讲课很不习惯,有些紧张。又因为他浓重的镇海口音,说英语术语的时候又带着很重的德国口音,所以学生们听不懂他的话。同学们曾经要求发讲义,但当时编印中文讲义时间来不及,为了达到良好的授课效果,贝时璋每次上课就在黑板上尽量多写字和多画图,并有意识地改变乡音,使同学们对他所讲的内容可以多懂一些。经过这样几个月的实践,授课效果越来越好。
贝时璋在浙江大学工作20年,先后担任过副教授、教授、系主任、理学院院长,培养了众多学生,推进了中国生物科学的发展,影响深远。1948年,贝时璋被选举为中央研究院第一届院士。
1948年年底,中央研究院迁往台湾,贝时璋没有离开。新中国成立后,人们都在以一种超乎寻常的激昂状态工作着,贝时璋也迎来了他事业的高峰。
1958年,55岁的贝时璋要建立中科院生物物理研究所。这个建议很快就引起了一场争议,大多数人认为生物和物理是两门完全无法联系到一起的独立学科。
这次贝时璋一反常态,坚决坚持自己的立场。
活的生命体是以连续进行的代谢反应不断自我更新,借以维持其自身结构和生命功能,而与新陈代谢紧密联系的是伴随各种生命活动进行的物理学和化学过程。早在18世纪到19世纪的欧洲,意大利科学家伽伐尼和伏打就已经认识到活组织可以产生电流并导致肌肉收缩,德国物理学家亥姆霍兹对肌肉收缩和神经传导,以及视觉和听觉的物理学机制进行了研究,从这些我们知道,可以从生物电流的物理特性入手了解生理功能。19世纪末,诺贝尔奖获得者、德国物理学家伦琴发现X射线,之后,诺贝尔奖获得者、英国科学家布莱格父子确立了X射线衍射定律,由此诞生了X射线晶体衍射分析技术。而进一步将这一典型的物理学方法应用于研究生物大分子的三维结构的是:诺贝尔奖获得者、英国科学家佩鲁茨和肯德鲁解析出血红蛋白和肌红蛋白的分子结构;诺贝尔奖获得者、美国遗传学家沃森和英国物理学家克里克根据英国晶体衍射学家威尔金斯提供的X射线衍射资料,确定了生命遗传物质DNA分子的双螺旋结构,成为20世纪自然科学的一项重大突破。这些重大成就的取得是生物学从纯描述性学科发展到定量的、了解本质的阶段,引起了科学界对应用物理学的理论与方法解决生物学问题的关注,并诞生了一门新的交叉学科——生物物理学。
贝时璋在德国图宾根大学动物系留学期间,不仅学习了生物学的课程,而且学习了物理学、化学、古生物学和地质学课程,并经常与物理系一起开展学术交流。他在思想上渐渐地有了学科交叉融合的概念,并看到了与学科之间的相互交叉与融合对生物学发展的促进作用。20世纪30年代,在浙江大学生物系,贝时璋就确定以发展用物理学和化学方法研究生物学问题的实验生物学为主要方向。贝时璋遵循他一贯重视学科交叉的理念,在科学实践过程中形成了学科交叉和发展边缘学科的学术思想。到20世纪40年代,贝时璋意识到物理学和生物学相互交叉和融合的大趋势,深信这将是生物学从描述性科学向定量性科学的转变。因此,他在研究细胞和染色体、发育和再生等生物学问题的同时,还坚持自学了高等数学,并不断充实自己的物理学知识和化学知识。
所以建立生物物理研究所是贝时璋基于所积累的广博知识和多年的思考而提出的建议。生物物理学作为一门独立学科的诞生,更使他深刻地意识到,只有深入开展生物物理学和生物化学研究,才能使生物学获得长足发展,才能最终揭示生命的本质。1956年,贝时璋在参加国家和中国科学院访苏代表团的三个月行程中,还有意识地重点访问和考察了苏联科学院和多所高等学校的放射生物学、生物物理学和生物化学方面研究工作的组织情况。
1958年7月29日,中国科学院第九次院务常务会议通过了将北京实验生物研究所改建为生物物理研究所的方案,9月26日得到国务院的正式批准,贝时璋同时被任命为所长。这是当时世界上少数几个生物物理学专业研究机构之一,它的建立标志着生物物理学作为一门独立的学科在中国正式确立,并为其后的蓬勃发展奠定了坚实的组织基础。
为科技而生
1978年3月18日,首届全国科技大会在人民大会堂举行,就在这次大会上,贝时璋获得全国科学大会奖,也是在这一年,图宾根大学为毕业50年后仍继续坚持学术研究的贝时璋颁发了金博士学位,这是贝时璋人生中获得的第二张博士学位证书,那一年贝时璋75岁。此后每隔十年,图宾根大学都会授予贝时璋博士证书。2008年3月1日,是贝时璋获得博士学位80周年的日子,中国科学院生物物理研究所召开了隆重的庆贺会,图宾根大学再次授予贝时璋“钻石博士”学位证书。世界上获图宾根大学如此青睐者仅贝时璋一人。
贝时璋1955年住进了14号“特楼”,他从家走到单位往返正好要走3000步,一走走到了92岁。如若说贝时璋的一生是为科学而生,不足为过。
贝时璋享年107岁,他的人生跨越了整整一个世纪,经历了几个时代,见证并参与了新中国科学事业的发展与繁荣,就像是钻石一样,闪亮坚韧。
在贝时璋并不多的影像资料里,曾经有这样一段采访:
“您能不能告诉我们,生命的本质是什么呢?”
“生命本质的问题,这是一个很难的问题。李白讲的一句话是很好的。夫天地者,万物之逆旅,光阴者,百代之过客。而浮生若梦……”
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