编者按

又是一年诺奖时，几家欢乐几家愁。我们在为获奖者鼓掌点赞的同时，也应该反思国内的科研理念、科研环境、科研制度等方面存在的不足。当然，获得诺奖并不是科研的目的，但是如果一个国家诺奖频出，足以证明这个国家的科技创新能力。为此，编辑部邀请几位科学网博主进行了讨论。

■郭晓强

2018年诺贝尔化学奖让我们熟悉了一个“新”词——定向进化，那么什么是定向进化呢？

“定”，是“设定”之意，“向”为“方向”或“导向”，意思就是首先人为设定一个方向（或标准），“进化”则是指按照预期目标发展并最终实现的意思。

通俗讲，先定一个能达到的小目标，而后通过努力实现了，这就实现了定向进化。

自然界，定向进化的例子比比皆是，比如长颈鹿脖子长的缘故。

在地球上某个时期，由于气候变化，地上草的数量逐渐减少，由于僧多粥少，低处的树叶很快被吃光，只剩下高处还有树叶，这时脖子长就发挥了作用。渐渐地，在鹿这个群体中，只有长脖子的鹿可以得到更多食物而被保留下来（其他被淘汰了），进一步对后代筛选更长更有优势的鹿，最终就成为我们今天看到的长颈鹿模样。

在这里，设定的方向是“脖子长度”，进化的结果是长颈鹿。当然这个设定是自然界无意识结果，叫“自然选择”，最终适者生存。

再比如物种驯化，已有几千年历史，今天我们吃的粮食、蔬菜、肉类等等，都是这个过程的产物，人类总是根据自己的喜好进行选择（定向），最终经过漫长的历史演变，就形成了我们今天的生活。

所以说，人类一方面改善着自然界的外貌——沧海桑田；另一方面也改变着自然界的物种——物竞“人”择。

然而，由于自然界基因自发突变率极低的缘故，所以进化需要几百甚至上千年时间才可完成。

随着人类对基因本质的理解，特别是人工诱变技术的实现，则大大缩短了进化所需要的时间。

今年诺贝尔化学奖获得者设定的小目标是什么？找到一种高活性的酶。

酶是一种催化剂，大多数可加快化学反应速度，因此理论上酶活性越高，越有利于生产。阿诺德女士就是在这一思想指导下，按照“突变—筛选—再突变—再筛选”策略最终实现目标（进化），当然也收获意想不到的成果（诺贝尔奖）。

至此，大家会不会联想到另外一个词——马太效应？

马太效应一词源自圣经《新约·马太福音》。通俗讲，就是强者愈强、弱者愈弱。脖子长的鹿可生存下来，并有机会繁殖出脖子更长的鹿；而脖子短的鹿由于食物短缺而被淘汰；酶活性高的保留，酶活性低的淘汰。

因此，定向进化可看作强化版马太效应，强者通吃，弱者淘汰。

“定向进化”（或马太效应）在某些领域已有广泛应用，所以说理论并不新。如物种进化、酶的筛选、竞技体育等。

定向进化关键在于“定向”，这个“导向”越可量化，“进化”效应（预期效果）越明显。

以跳高为例，假定1万人参选，初筛指标是跳过1.3米，从而筛除一部分；接下来指标1.4米，再筛除一部分；随着高度增加，剩下的人越来越少，最终筛选到10个人作为候选对象，跳过强化训练去参加比赛，最终竞争金牌。

再比如高考，基本原则就是以“分数高低”为导向，最终一大批高分考生如愿以偿进入到理想学府。至于说分数高不一定能力高，那就不是高考这个定向进化策略所解决的问题了。

所以说，“定向进化”具有操作上简便、程序上公正等众多优点，但也存在弊端，那就是“定向”指标越可以量化，大家越容易接受。

比如经济发展，定向的指标就是钱（很容易量化），至于你认为钱多不一定幸福，那也不是定向进化的错，而是需要其他评价体系的原因了。

所以说，定向进化很好用，但是不一定处处都可用。

接下来谈一下诺贝尔奖。

能否用定向进化策略来实现荣获诺贝尔奖目的呢？说实话，很难。

难的原因在于诺贝尔奖评奖标准不易量化，“重大发现、发明或改进”，这个重大很难严格定义。

不过，这难不倒政策制定者，理论上讲，重大发现一般都发表在“高大上”杂志上，而高大上杂志可量化，如著名的“CNS”；中等发现发表在中等影响因子杂志；那些低分杂志，理论上应该算“垃圾杂志”，用作灌水之用，这也就是今年诺贝尔物理学奖获得者在影响因子1分多杂志上发表文章立刻引爆科技圈一样，引爆原因就是“落差”，原来低分杂志也并非一无是处。

从操作层面考虑，用SCI影响因子或引用率评价最为简单，一定程度上也最公平，至少规则清晰。

当然，所获结果也非常明确，那就是发表大量影响因子高的文章，这就算达到效果（进化）。

所以说，以诺贝尔奖为导向也是一个伪命题，和以SCI为指标一样不靠谱。诺贝尔奖是一件可遇而不可求之事，天分、努力、幸运等因素都有关联。

就以今年诺贝尔化学奖为例，荷兰科学家斯特默（William Stemmer）在定向进化方面也作出重大贡献，理应和阿诺德分享，遗憾的是2013年不幸早逝，自然也丧失获奖资格，如果当初荷兰重点培养斯特默的话，那得多伤心啊。

另一位化学奖获奖者史密斯原本“默默无闻”。诺贝尔化学奖宣布后，第一时间查看万能维基百科，结果查不到任何信息，一段时间后，相关信息才陆续补充，说明史密斯并不怎么被业界看好。

比史密斯知名度高的化学界科学家比比皆是，但只有史密斯最终获得了垂青，他也成为学校历史上第一位获奖者。所以，诺贝尔奖，不要刻意追求，而是水到渠成。

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