科学人生
 
  那些不能忘怀的过往——略记我的科研生涯  
  

程光胜 刘黎琼 成峄

人物简介   
  
  王大珍,女,地微生物学的开拓人之一,极端微生物学创立人之一,微生物生态学带头人。1926年5月29日出生于江苏苏州。1943年考入北京大学工学院应化系。1958年微生物研究所组建,王大珍随菌种保藏委员会的并入,成为微生物所第一批工作人员。1964年,被任命为第八研究室(地微生物室)副主任。1978年,被任命为第四研究室(生理生态室)主任。著作有《出国考察报告-日本微生物概况》《青海湖综合考察报告》《微生物学进展》《微生物生态学》等。
  
  我这一生最好的时间都献给了微生物所。退休这么多年,很多事还是值得回忆,值得拿出来供大家借鉴的。
  
  我1956年到微生物所的前身——菌种保藏委员会工作,那个时候微生物所还没有正式成立。方心芳先生派我到北京生物制品研究所跟周光宇先生学习,这段学习经历虽然并不长,但对我日后的科学研究而言,这是非常重要的开头。我在这里获得了科研思维、眼光和方法的重大启迪和锻炼。那个时候,周先生从国外把色谱分离和电泳分析技术带来中国。这些技术国际上也刚刚开始使用,但是她已经把这色谱除了用在鉴定蛋白质、氨基酸等等外,扩大到用于浓缩、纯化样品等多个方面了,她脑子太好使了。无论她想干什么都能达到目的,这个很神奇的,她特别会动脑子,能调动很多学科知识。她用儿童玩的橡皮泥做固定架和密封剂,自己安装整流器,自己吹玻璃制作所需的流动式培养器,好像什么都难不倒她。因为有了色谱分离和电泳分析技术,蛋白质的分析从以前需要很长的时间缩短到几个小时,这是一个了不得的事情。这些技术现在还在用,当然有了很大的发展。方先生派我去学了这些技术,分配给我的工作就是研究微生物的蛋白酶。对我个人而言,头一件重要的事情是在周光宇那学习。她搞科研的方式、精神,值得我学一辈子的,而且我确实在工作里向她学了,但是学的远远不够,那是我自己水平的关系。
这段学习经历,让我认识到做科研工作最重要的四点素质或说能力:第一,一定要知识面广。因为每一件工作都不是单一的,都是多方面知识结合起来才能解决某一个问题。看书就看自己那题目那点,那不行,一出了事,你就不知道该怎么办了,这个工作不容易做深。第二,做每一件事情都要想一想,哪一点是这件事情的重点、中心,抓住它,解决问题就容易得多。第三,抓住中心后要往更深处推进,别人做出了一,我要继续往下做,做到二、三甚至更深,停留在这“一”上搞不了科研。第四,要动手,手要巧。搞科研的人,起码要具备这几点里的两、三点。这对我的教育很大,我在以后的工作里头时常想到这些问题,而且也试着做了一点。
1958年,方先生从苏联考察回来,希望我做地质微生物。我对地质学一无所知,基本名词都不知道,急得我跑到东安市场的书摊上买地质学方面的小书现看现学。方先生出的题目是利用微生物勘探石油。这个是我要说的第二个事情。
  
  那时候石油勘探在国际上是热门时髦的课题。当时,著名的地质学家李四光提出了陆相生油理论。那时西方的学者都说中国没有海相地层,都是陆相地层,只有海相地层能生油。这意味着中国没有油,油必须靠进口。李四光提出了陆相地层可以生油,结果按照他的学说在大庆的陆相地层钻探出石油了,这是件了不得的事情,中国石油不用绝对靠进口了。于是,我们科学院就组织了大协作,由地质所、微生物所、水生生物所、地质古生物所联合搞了一个陆相生油研究课题。通过这个课题,我们得到了陆相生油实际的数据,为陆相生油的理论提供了实验依据。这个意义非常重大,一直到现在,国际上还没有这么完整的关于陆相生油的资料(按:指《青海湖综合考察报告》)。到了80年代,《宇宙地球化学和地质地球化学》这个国际一流杂志登出来的论文,其结论也就和我们的一样。所以当年从青海湖获得的这份材料,50年后的今天还仍然得到国际上的重视。
  
  当时我们承担的、在陆相生油过程中微生物所起的作用这项研究,从地质学角度研究微生物在石油形成过程中的作用。石油是包括海洋、湖沼等水体中经过千百万年沉积的有机物,通过微生物的作用、地质的作用、地球化学的作用转变成的。这些油是星星点点分布的,聚集在一起才是一个油藏。星星点点的油滴聚集在一起要有两个条件,一个是得有一个凹陷,油能往里边汇集;另一个是上下有个覆盖层,非常致密,汇集的油不会渗漏,这样才能成油矿。因此这个大课题从水生物、微生物、地质和地球化学等方面着手,同时拿地层中的古生物化石做标志,找到某类古生物化石,就找到了某个地层,就知道是那个地质年代的地层,我们当时就是负责微生物方面的工作。
  
   那时我们国家刚成立不久,科学的力量很弱,用化学分析方法勘探石油,要求用仪器分析出浓度只有10-6的重烃化合物,因为它是地下的油藏,顺着裂隙、层理慢慢上来,含量很低。油气区和非油气区是有区别的,经过化学分析才能区别地层中的这两个区。但是当时条件太有限了,我们根本没有能力把这样精密的仪器带到野外勘探现场去,于是就想到用微生物勘探,因为微生物的适应性很强,有重烃化合物存在,它就能利用重烃化合物繁殖,这样在油气区和非油气区它们的生长情况就有指数级别的差异,肉眼就能看出来了。我们在油气区采集了土壤样品拿来培养,通过实际检测,成功率还挺高,当时挺得到重视的。通过石油勘探,石油部认识到微生物与石油有紧密的相关性,建立了微生物工作组,派人到我们组织的学习班学习。后来随着国家的发展,精密仪器也能带到现场去了,而且油田越来越多了,微生物勘探也就不用了。但是我们通过微生物石油勘探的尝试,开展了油田微生物的区系调查,这成了我们后来搞微生物生态的基础工作。所以这项工作是两个丰收:一个是油田微生物区域调查实际上给石油微生物打了一点底子,对石油勘探产生了实际效果,到现在还在搞微生物采油。另一个是为我们后来搞生态打下了基础。这个课题当时很得到重视,我们在院里得了奖,我个人也获得了“三八红旗手”称号。
  
  其实,到青海湖打钻取样是件非常辛苦的差事,遇到了多方面的困难,那时的青海湖地区还很不安定,有些当地人野蛮得很,在街上随时都会有人动刀子,而且地处偏远,吃饭住宿都有问题。考虑到实际情况,就我跟赵玉峰两个人前往当地采样去了。我跟赵玉峰在现场,我们所的沈舜杰、谢树华两位在兰州地质所的分析室做化学分析。现场就我一个女性,他们把我住宿的这个小帐篷放在一群帐篷中间,但晚上听到狼叫还是把我吓坏了。微生物工作有一个特点,采样以后两小时内就必须接种到培养基上,否则菌群的自然状态就会变。样品的生物化学分析我们都做了,帐篷里就放着装有二氧化碳和氮气的钢瓶。那时地质所的同志们特别优待我们,让我们第一个取样,尽量避免污染样品。然后再给做地球化学的人取样。这个工作做了5年。
  
  由于陆相生油这个课题我们没做过,不会做,中间我曾怀疑有些数据不可靠,应该重新做,但是采样的时间过了。地质部门的工作都做完了,人家不去了。于是我带着一个地质队又去打一次钻。跟那些作风粗犷的地质工人相处,对我来说真是为了难了。生活条件也真是特别艰苦。地质所的王书记,原来是参加过抗美援朝的一个团长,他是真支持我们的工作,那个时候没什么吃的,他就给我们这些人单开一个窗口,领来的饭上滴三滴羊油,在太阳底下照照,就能看到这天的饭有油。现在听起来觉得可笑,但那三滴羊油确实让我们觉得很幸福。青海湖出黄鱼,藏民视为神仙,不能吃,可那多得直往岸上蹦的鱼,对于饥饿难忍的我们实在是一个无法抗拒的诱惑。我们曾经晚上偷偷出去捕鱼,把鱼偷偷搁在沙滩上晒,就吃晒出来的鱼油,鱼肉是不能吃的,闻着腥臭腥臭的。那时候的藏民们也非常纯朴,当实在没东西吃的时候,大家都饿得眼冒金星,我们的头头就找藏胞的头头,那个人是兰州民族学院的毕业生,但一个汉字不识,这个人真是纯朴,真是好。他问我们来干什么,我们就给他讲,他听了说很重要,我们告诉他现在没吃的,都很饿。但那时候羊群都放出去了,要两个月后才能赶回来。他就派人去追羊群,给我们带回来十只羊,不然我们就真没有任何法子了。那里海拔3000多米,缺氧30%,70多摄氏度就开锅了,用高压锅顶多也就达到80度,馒头面条都熟不了,煮的肉都还是血淋淋的,我吃了都消化不了,闹胃出血。但一看到有了10头羊,大家都高兴不得了,每天一人发一块羊肉。有时我们住在藏民家里,帐篷里都是虱子,我们每人一身虱子。回到家里,我婆婆都不让我进屋,把我的衣服都给扔到外头。其实,当时全国的条件都不好,不只是藏区。有一回我跟王永成出差,下了火车准备上铜矿,晚上便住在大车店里。那次我也愣了,里面一个大炕,没有被子、没有枕头,一块木头就是枕头,旁边还有一家人也睡在这儿。其中的尴尬可想而知。还有一回我跟赵玉峰到开滦煤矿取样,下矿井有13层巷道,一道巷便是一层,坐电车下去要20分钟。人家矿上不愿意我们去,因为我们下去吊车开得慢,一次要少出4吨煤。还有一次跟裘荣庆去大庆,大庆那边说你们别来了,我们这儿忙得要命,你们什么微生物,乱七八糟的。我就对他们说,你们现在不要我们,四年之后你们出来的就是黑水。果然四年之后石油部找来了。还有一次我们跑到包头,要上杭锦旗,南边就是大沙漠。杭锦旗有油苗,油苗就是有油气显示,需要搞微生物的人也去看一眼。汽车走到半道坏了,工具不全得回去取,同去的师傅让我呆在车里头,把车窗摇上,嘱咐我千万别出来,不管他们什么时候回来,我都不能动。天黑下来,有狼来了,真吓死我了。他们在沙漠里头徒步往回走是很苦的。我跟着地质队跑来跑去,回到所里,同志们都说我变野了,微生物所的人都挺斯文的。
  
  其实对于这项科研课题,当时是有不同意见的。因为这个课题太大了,既要做微生物分析,又要搞生化分析,有的化学分析还要地质所的人做。我们还要在实验室里做反证,确证我们推论的结果是正确的。尽管有许多反对意见,我们还是坚持做了,最后得到的结论是:在地下20米深处,有几个地质年代的沉积物,其中的有机质被分解了将近一半,这是微生物的作用,微生物利用这一半的有机质繁殖,产生的能量转给了地层,使得地层成为还原的环境,从而保存了另一半有机质,这些剩余的有机质埋藏越来越深,受到地球化学和地质学的作用,慢慢向石油转化。地质学工作者承认石油转化的初期阶段微生物起了主要作用,于是就把微生物的工作从第五位提到了第三位。后来这个工作得了1978年国家科学大会自然科学奖。
  
  李四光打破了陆相不生油的错误理论,找出了大庆油田,这是石油部门的一件大事。这样我们地质微生物的工作也就得到肯定了。于是煤炭部门、石油部门、地质部门、冶金部门等全找上门来了,都要求在他们那里开展地质微生物学的工作。我汇报到所里,党委同意我们把原来的研究室扩大,叫做微生物生理生态室,这样一扩大,地质微生物学就成了微生物生态学研究的一部分。那时候周总理号召开发资源,因为没有资源不能建设。那时候的人们淳朴,哪里需要就上哪儿,自愿到最艰苦的地方去,我们还真是这样。那批地质人员全是自愿转行来的,现在这批人都是尖子,全是各部门的头儿了。
  
  我做的第三个工作,就是微生物生态学。生态学学科比微生物学发展早得多,因为微生物微型、品种多,呼吸类型不同,利用的基质类型不同,代谢条件不一样;而且有厌氧菌,它们在无氧阈里照样生存代谢,这就使得由微生物为重要角色的生态学要比仅仅研究动植物的生态学要复杂得多。因此,微生物生态学的发展要比动植物生态学来得晚。在我那个时候,中国基本上没有人研究微生物生态学,只是做了一点农田里的区系调查,就是这么一个水平。但是一旦知道微生物生态学的重要性,就有必要开展这个东西,尤其是方先生领导开展了微生物勘探后,煤炭部、地质部、石油部都找来了,必须懂得生态学,于是我就开始学习微生物生态学。
  
  我那时的状态是一边学习,一边讲课,在8个大学讲微生物生态,其中在中国科技大学研究生院我从1982年到1989年每年去讲,每年都要添新材料,就以这样的方式来普及微生物生态学。后来有五所大学开了微生物生态学课。1988年,我担任了国际微生物生态学委员会委员。一直到1983年,中国都没有人去开国际微生物生态学会议,我是第一次去开。在美国举办的第三届,中国就我一个人做了业务报告,报告的内容是大柴旦的盐湖微生物。在国际微生物生态学会议(ISME)上,当时中国都没有任何地位,人家眼里跟没你似的。我们每届都动员大家写材料,改文章,投搞,一直到在日本开的第五届会议时,来自我们中国的投稿有20多篇,是参加国家中排名第六位;我们有一篇研究报告,就是《嗜盐碱古细菌新种》,开始我报名作为小组报告,结果给安排到大会报告了。闭幕会前有个酒会,把我叫到台上去祝酒,这时候我们才知道这三株菌得到了国际上的重视,这篇文章就全文登到那次会议的文集上。说实在的,我也没想到会这样被重视,以为就是三个新种罢了。所以那个时候我们对于微生物生态的认识也是一步一步深入的,摸索着做的,后来慢慢认清了这些菌株在分类上的意义,在生物进化上的意义,细菌分类等等的,尤其对于它在应用上的意义。
  
  我在微生物生态学方面的工作,一是讲课普及知识,一是在国际会议上获得了认可,第三是组织了微生物生态学专业委员会,组织全国性的学术讨论会。在学术讨论会上,除了交流论文,我们预先拟好了五年发展规划草案,提出了研究的方向,让大家讨论,看自己有可能做什么,借此普及微生物生态学。那时候真是挺忙的,普及微生物生态学,讲义里每年都会补充些新材料,因为我自己也是处在学习摸索过程。
再一个就是极端环境微生物研究,我做的只是去这里踩了一脚,还没有迈开步走就退休了。陆相生油课题结束后,考虑到我们是搞发酵的,要做点有前瞻性的课题。首先想到的是:当前发酵生产中微生物利用的基质种类太窄,就是淀粉,还有一个重烃化合物,纤维素也算上,这些都是碳化合物,多数是碳水化合物。怎样把基质的利用种类扩大,找到更多可利用的基质,这是发酵中很大的问题。第二个问题就是环境,发酵必须要无菌操作,这给发酵工程带来很多的麻烦。怎样突破这个限制,也是发酵工业当中一个很大的问题。当时在国际会议上出现了嗜热菌、嗜盐菌、嗜碱菌这样一些研究内容,但还只是少量的零星的题目,那时候不叫极端环境微生物。但很快这些零星的题目就变成一类一个专题了,研究的人多了,内容扩大了。我就想到中国的极端环境。中国疆域大,生物多样性很丰富,高盐、高碱、高压、高温等等,不一而足。我们有很长的海岸线,高山,低谷,深海……都有。那时不断有外国人来信,要来中国一块儿合作搞盐湖微生物。我就跟王修垣商量,觉得咱们应该自己干这个,得抢先把住这个领域,第一个事情是把菌种拿到手。
  
  我们决定先搞一类极端环境的微生物,因为搞太多也没有这个力量。我们认为中国的盐湖在地球上形成了一条盐湖带,从东北的呼伦贝尔,到鄂尔多斯,再到青海,一直到西藏,这是世界上一个有名的盐湖带,先把菌种搞到再说,其他的事情,当时脑子里没有,也不知道该干什么。大家商量后决定成立一个研究极端环境微生物的课题组,所里也同意了,决定先搞嗜盐菌。当时有人上南极考察,搞地衣的魏江春陈健斌他们去了,我认为这个机会很难得,应该抓住,因为这有两大创新点:一是搞低温菌,我就动员肖昌松搞低温菌;另一个是研究没有受过污染的地方的本地微生物,那个时候我们的南极中山站建成了,刚开始建设长城站,我说在长城站搞本地微生物,这个机会太难得了。但第二个设想没有干起来,可惜了。采来的低温微生物样品没有保存好,只做过一点温度影响实验,严格的说不算数,没搞成。
  
  我们搞嗜盐微生物,按计划从内蒙一直往青海走,就剩下西藏没有去。西藏的工作让一位新来的同志去搞,但他没搞好,就只在公路线上取了几个样就回来了,没有往里走,那哪行。我又托了郑绵平去采样,他是搞地质的,也是搞盐湖的,采样是做了,可是隔了三个月才拿来给我,就又失败了。所以,到现在盐湖带上的微生物生态分布都没做完,没法总结,很可惜。
  
  我们在盐湖里边分离到三株细菌,既嗜盐又嗜碱的,是兼具两种嗜极性的菌株。后来我们都做了分类鉴定。当时国际上报道的只有在非洲的大盐湖里边分离到的两株菌。我就把这三株菌的分离结果带到国际会议上去了,就是刚才说的第五届国际微生物生态学会议。
  
  实际上我就做了这么几件事,石油微生物做了点事,地质微生物也转了转,再就是在极端环境微生物的研究上开了一个头,别的也没干什么,这一辈子就过去了。地质微生物是方心芳先生领头,我在他的安排下做,后来他年纪大了,我做具体工作。极端环境微生物是我首先在所里提出来的,我是在国际会议上看到这个趋势,结合我们国家极端环境的优势,觉得应该开这个题目。这个题目开了以后,越来越觉得它意义重大。于是又在发酵环境、发酵条件、发酵机制上大大打开思路,有好多事情可以做。说个简单的例子。垃圾都焚烧了,把能源都放走了,厌氧发酵产甲烷,结果成大污染源了。你要是用嗜热菌高温发酵就没有这个问题。我们常见的,洗衣粉里要加蛋白酶或者脂肪酶,如果用碱性蛋白酶、碱性脂肪酶就好用的多。再比如说发酵,工艺上要求无菌操作,发酵过程还要经过几天,你要是用嗜热菌进行高温发酵,反应速度就会快得多,管道化了,也不用无菌操作了。这都是些设想,到现在有的实现了,有的还没实现,但是应该可以实现的。再说发酵工业上有发酵后的废渣,从生态学角度来说,接下来还都可以继续利用,使资源充分利用。这些设想还有待于从生态学角度大大推进。现在我听说有的搞极端环境微生物的人连菌都分离不出来,问题就出在不重视生态,要是理解到这个菌的生态环境,按照它的生态环境来培养,怎么会培养不出来?不懂生态学那肯定不行。
  
   我现在每天还看新闻联播关注科研,刚退休的时候还上图书馆,老怕落后了,现在不行,精力不行了,走不动了,看也看不见,听也听不见。前一段时间我了解到蛟龙号深海科考,我们一定要参与,不参加将来没有开采权,这在国际公海里,谁都有权开采。我希望今后有人做三件事,第一件就是上面说的深海生态调查。再一个是垃圾再生问题,这个题目多好做,钱有的是,为什么不做?还有一个就是水合甲烷即能源问题。其实所有的物质都是能源,物质里头都有能,问题是你怎么利用。水合甲烷最现实了,现在国际上搞得挺厉害的。咱们所可以干,特别是垃圾循环应用,多好的题目。我三十年前就在院里说过这个题目,也就是微生物生态支撑系统,结果最后辩论得出的结论说还太早。现在不早了。生态实验室就是个“转”,所有的垃圾都循环应用,就好比是个鱼缸,就那点事,鱼缸都做得成,做科研的怎么做不成?
  
  在我从事的科研工作中,我觉得搞石油发酵是犯过的一个大错误。这是在我80岁生日的时候自己的检讨。石油发酵这个课题不是我出的,是当时国家轻工业部交办的。但是我觉得自己有责任,那时我觉得上级交的题目就得做,其实是不应该接收的任务。因为那时我刚做完石油形成的调查,更不应该。那么多有机质才转化成这么一点石油,还要经过按千百万年计的地质年代,这石油多宝贝啊!你拿它来做原料进行发酵生产别的产品,就要慎重考虑是不是合算。当时国际上有一阵风,都在搞石油发酵,国际会议上都谈石油发酵,后来大家明白了,只有拿石油做原料搞出贵重的成品才上算。我们做了八年,才认识到不上算不能干,现在就留下了二元酸,二元酸这种产品比较贵吧?当时给我们的任务是生产食用脂肪,因为没吃的了,我想还是吃要紧,也就做下去了。我们这个组不做石油发酵了,往细胞学上发展了,硬把细胞做成了一个大油滴,这也应该是国际水平了。但是整个来说是浪费。这是我这一生中的一大错误,应该检讨。
  
  我做了一些时候的室主任,非常花时间,因为我不会组织,这跟我家里的教育有关系,我就只会干活。所以许多工作的开展离不开党的支持,这不是空话,有什么困难,它帮着你解决。第二我没走好群众路线,得人家愿意跟你做才行,人家捏着鼻子跟着你去做就不行,我就不会做这个思想工作。提起我的家庭教育,其实我父亲是个非常爱国的人,他信奉科学救国,所以对我们的学业要求非常严,尤其是数理化,小说都不让我们读的。我们兄弟姐妹9人,我母亲就很辛苦,鞋子都是自己做,袜子破了就自己补,什么都不要我们做,就要我们念书。我就是这么一个家庭出来的。除了我弟弟王大宇是音乐学院毕业的,其它8人都上的正经的重点大学,北大四个,清华两个,北洋一个。王大珩是我大哥,二哥是机械研究院的设计师,去世了;大姐是北医三院的整形外科主任,二姐是北京妇产医院的院长,第三个女孩就是我,最没有出息。但我们都有一个毛病,都不太能适应社会,就只知道埋头干活,我不也是一个吗,适应不了社会,脑子里没有人际关系这根弦,想问题都简单了。

 (感谢王三红、张立敏同志在采访过程中给予的帮助)