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莫问收获 但问耕耘

来源:  发布时间:2017-12-09

——记西北大学地质学系教授张兴亮
  
本刊记者  王 辉

  
  
  2017年1月9日,上午10点,人民大会堂。
  雄壮的国歌声中,2016年度国家科学技术奖励大会在这里隆重开幕。党和国家领导人习近平、李克强、刘云山、张高丽等出席大会并为获奖代表颁奖。
  作为自然科学奖的主力军,这次大会上,高等学校共获得2016年度国家自然科学奖二等奖28项,占授奖项目总数的66.7%。这其中,西北大学的“地球动物树成型”项目榜上有名。
  作为这一项目的第一完成人,西北大学地质学系教授张兴亮应邀参加了这次国家科学技术奖励大会。当国歌奏起,当掌声响起,国家对张兴亮和同事们多年的用心坚守和默默付出给予了最大的认可。然而,当走出这最高的荣誉殿堂后,张兴亮又一如既往地隐身于人群中,继续默默无闻地进行他的科研。荣誉从来不是他追逐的目标,他的志向是穷尽这一生去尽可能多地发现古生物学的奥秘。
  出生在陕西绥德,毕业于西北大学,热情豁达,豪爽干脆,西北汉子的性格特质如淡墨浸入纸的底色,在他身上烙下抹不去的印记。而同样给人留下深刻印象的,是他在古生物学习与研究领域20余年默默的奉献。
  
不惟超世之才,必有坚忍之志
  
  化石记录表明,动物门类在前寒武纪至寒武纪过渡时期,5.6~5.2亿年前,首次在地球上大量出现,这一重大生命演化事件就是寒武纪生命大爆发。在不到地球历史1%的时间里,诞生了绝大多数动物门类,曾令达尔文困惑不已。动物界38个门类真的是在地球上突然同时出现的吗?如果不是,谁先?谁后?动物门类是如何起源的?它们之间又有怎样的演化关系?动物的起源演化和环境变化又有什么样的关系?寒武纪大爆发的原因到底是什么?寒武纪大爆发时期的生态系统又是如何演化的这么多科学问题都是寒武纪大爆发研究领域的根本问题。2015年,英国《经济学人》杂志将寒武纪大爆发与生命起源、智能起源、多重宇宙等一起列为6大自然科学难题。
  近一个多世纪以来,寒武纪生命大爆发一直是全球科学家们所关注的热点议题,也同样激起了张兴亮的研究兴趣。在他近几年的成果中,揭示了寒武纪大爆发的本质、规模和发生过程,论证了大爆发时期分子演化、动物门类大量出现、环境变化和生态效应之间的因果关系。
  张兴亮说,古生物化石证据和分子生物学研究结果都表明, 寒武纪大爆发需要外在因素激发。大气氧水平、海水盐度和钙离子浓度的变化等是潜在的环境激发因素, 但是需要根据更多更精确的年代学和地球化学数据, 揭示寒武纪大爆发与环境变化在时间上和因果关系上的相关性。积极的生态反馈作用虽然可以促进生物多样性增长,但不是寒武纪大爆发的起因。总之,当环境变化突破关键约束,动物的数量和种类就会快速增长, 从而导致复杂生态关系的建立, 生态效应的积极反馈作用又会进一步促进动物多样性增长。据此,他认为,寒武纪大爆发是以后生动物为主导的海洋生态系统的初次建立, 通过“生态雪球”效应实现。这些成果以焦点评论和前沿论坛的形式发表,并被《国家科学评论》遴选为Research Highlight。
  “即使是在寒武纪大爆发期间的4000万年内,生命依然是在不断演化的。”张兴亮介绍说,“‘地球动物树成型’这个研究项目,就是探索早期动物树起源成型及其与寒武纪大爆发的内在关系。 ”
  2003年,西北大学早期生命研究团队启动了动物树成型项目,该项目将澄江动物群和其他相关早寒武世动物群做为研究对象。对于澄江动物群,张兴亮这样解释:“我国5.2亿年前的澄江动物群,再现了5.2亿年前海洋生命壮丽景观和现生动物的原始特征,为研究动物门类的起源演化以及寒武纪大爆发时期生态系统的复杂性提供了珍贵证据。”
  由西北大学早期生命与环境研究团队张兴亮、舒德干、刘建妮、张志飞、韩建5人完成的“地球动物树成型”项目,揭示了动物三大亚界关键门类的起源和演化关系,实证了前寒武纪与寒武纪动物演化的连续性,提出“三幕式寒武纪大爆发依次构建三个动物亚界”的新假说,揭示了动物界在4000万年内从双胚层到三胚层,再到口肛倒转、新陈代谢不断进步的演化过程,反映了寒武纪大爆发时期动物演化的连续性和阶段性。其标志性成果不仅入选国内外教科书和专业典籍等,它的研究广度和深度更是达到了国际同领域前列水平。
  “研究寒武纪以及其他远古时期的生命形式,有什么意义呢?”面对这个问题,张兴亮回答道:“任何一门有价值的科学研究对推动社会的进步与发展都意义非凡。”作为一门研究生物进化历程的基础学科,古生物学已经有了200多年的历史,为人类求真还原生命演化的历史做出了重要贡献。
  
咬定青山不放松,千磨万击还坚韧
  
  2014年,北京大学古生物专业的一张“一个人的毕业照”走红网络,引起大家对古生物专业的好奇和关注。上世纪80年代曾是我国古生物人才培养的顶峰时期,但经历了90年代市场经济的冲击之后,报考古生物专业的学生急剧减少,即使是毕业后的人才也大量流失。
  即便是不了解古生物学专业的外行人,在听到“古生物”“地质学”这样的字眼,也必然将其与枯燥、艰苦乃至危险这样的词语联系起来。无怪乎在上世纪90年代“乱花渐欲迷人眼”般的市场经济冲击之下,人才流失如此严重。
  而恰恰是在这个阶段,张兴亮选择了西北大学地质学系开始自己的本科学习生涯。他的个人简历上写着如下学习经历:1992年毕业于西北大学地质学系地质学业;1995年7月和2000年1月分别获得西北大学古生物学与地层学专业硕士学位和博士学位。
  这种选择源于个人热爱还是家庭期望?面对这样的疑问,张兴亮回答诚恳而真实:“其实高考填志愿时也没有考虑太多,偶然中就被分配到了这个专业。我是抱着学习的态度来的,无论当初调配到什么专业,我都会尽全力去学习。”忆起当年跟随老师去野外考察的片段,自幼在农村长大的张兴亮对蚊虫杂草、风吹雨淋并无计较:“只记得当时很享受老师和同学在一起的时刻。”
  而真正爱上古生物这个专业,张兴亮自言是从研究生阶段开始:“因为涉及的知识深度和广度达到一定程度的时候,研究热情和求知欲就更强了。” 他从来都知道,选择了做科研,就等于选择了一条充满艰辛与挫折的道路,。对此,张兴亮毫不畏惧,而是充满感激: “事实往往如此,选择了、坚持了,或许过程有困难,但只要全身投入钻研,一定会有情理之中、意料之外的收获。”
  他用常人所没有的坚忍不拔的精神,沉静心思,耐住寂寞,在实验室、野外考察中度过了不知多少个难忘的日日夜夜。取得博士学位后,张兴亮于2001年前往德国格廷根大学做访问学者,2002年10月由美国联邦政府资助在Smithsonian Institution做博士后。2003年11月至2004年10月,前往德国格廷根大学做洪堡学者。2003年6月破格从助理研究员特评为教授,2010年7月被聘为陕西省“三秦学者”特聘教授,2014年被聘为教育部“长江学者”特聘教授。
  西北大学的古生物学与地层学专业一直保持着一支稳定而高质的早期生命研究团队,在古生物学研究领域已位居全球第一方阵,成为在国际科学前沿上具有重要影响的“国家创新研究群体”。在这个团队里,从独当一面的科研骨干成长为学术团队带头人,张兴亮对自己的母校充满感激:“这要得益于西北大学一直鼓励领衔专家抢占世界科学前沿制高点的各项支持政策。”而他对西北大学古生物领域的后续人才培养同样不遗余力,对于曾经引起网络热议的冷门热门之论,张兴亮的看法很客观:“随着社会的分工越细,必然出现热门专业和冷门专业,这只是需求量不同而导致的。我们学校的古生物学专业只招研究生,没有本科生,一样可以培养人才。”事实上,无论研究工作多么繁忙,他从未忘记自己教书育人的本职教学工作。引导更多学生走到科学前沿,将科研的“接力棒”传递下去,是他的成就和欣喜。
  
及时当勉励,岁月不待人
  
  样品采集、实验处理、数据分析、撰写论文在培养学生的每一个步骤和细节中,张兴亮都是身体力行,手把手指导。他的学生曾说:“张老师一贯是严谨的,他带我们去野外的时候从设备的使用到观察记录全过程,都是亲力亲为。”在耐心细致的野外和室内工作过程中,张兴亮传递给学生的是一种对科学的敬畏精神,他坚信:唯有最为耐心细致的观察和分析,才能触碰到科学的奥妙。 
  与此同时,他更致力于将学生带上更为广阔的舞台,让他们了解世界上最前沿的科研方向,打开眼界,拓宽思路。“老师带领我们参国际学术交流会议,与一些学术权威的交流甚至部分改变了我对世界的看法。”如同张兴亮至今对自己恩师舒德干院士的感激之情,他对学生的悉心栽培,也同样被学生们铭记在心,并将影响着他们未来的选择与人生之路。
  带领学生与国际接轨的尝试,早在张兴亮刚刚博士毕业时,就已萌生初步想法,并致力于帮助学生率先打通与世界沟通的桥梁——英语。
  2002年,张兴亮借鉴国外先进的教育理念和方式方法,开始在西北大学率先试行《地球生物学》的双语教学工作。他积极与开设《地球生物学》本科专业的高校和相关研究机构的科学家们建立了广泛联系,充分交流,优势互补,认真学习国内外先进的教学方法和最新研究动态。教学过程中,以讨论式教学为主,以学生和教师互动形式学习课程内容,通过学生演讲、专题讨论等方式调动学生主动性和积极性以及团队合作意识。在教学过程中,张兴亮总结了大量文献资料,整理制作出全英文课件进行讲授,并不断补充新知识和新研究方法,以丰富的内涵和多样化的形式营造了交流氛围,使学生的学科专业知识及专业英语能力不断提升。
  积极努力推行双语教学的同时,张兴亮对于教材建设方面也在不断深思。他认为既不能盲目采用国外教材,也不能舍弃中文教材的精华,因此编写具有自主知识产权的英文教材势在必行。为此,他坚持用长达10年的时间完成了心血之作——国内第一本全英文版《地球生物学》教材,并于2012年正式出版。在这个漫长而艰苦的过程中,他根据自己积累的教学实践,从准备资料、查阅文献、调查研究、拟定大纲、反复修改到最终定稿,每一个环节都细致认真、一丝不苟、精益求精。这本倾注了张兴亮10年心血的教材,是作为教师的他对学生最好的奉献,也是他辛勤汗水和智慧的结晶。《地球生物学》全面介绍了新兴地球生物学的主要研究领域、研究方法和最新科研成果,被教育部批准为国家“十一五”规划建设教材。
  由于张兴亮在推进双语教学工作方面做出的突出成绩,2006年,他获得了霍英东教育基金会第十届高等院校青年教师奖(教学类),他所主讲的地球生物学课程于2010年被评选为国家双语教学示范课程。2014年,张兴亮被评为“全国模范教师”。
  虽然身为“60后”,但与“90后”乃至“00后”的学生在一起,张兴亮并没有感觉有多么深的“鸿沟”存在。也许是多年科研生涯,带给了他更加开放、多元的角度看问题:“我学习的时候没有这么多新鲜事物,所以能一心求学,现在的诱惑太多,分散了学生的注意力,但并不代表这是坏的,这些诱惑的出现也伴随着一个人可利用资源的增多,你们现在的知识结构比我们那时要丰富许多,这就是发展。”
  “旧问题的解决总是伴随着新问题的产生。”他对此总结说。而这句话,也恰好印证着一名古生物学者对待生活、对待研究的态度。多年来,张兴亮借助大大小小的实验仪器去探索未知世界,他习惯并深爱着这种生活:“我们利用生物演化的规律,根据地层中所含化石的不同,把地层按时代划分成不同级别的单元,并进行区域之间的对比,这些都是一切地质调查和矿产资源勘察最基础的工作。古生物学与地层学对人类勘察地球上的资源有着重要作用。”
  不停探索未知世界,面对前所未有的困难,取得想象不到的答案。看似枯燥的科研工作中的循环往复,他乐此不疲。“科学研究实际上是一环套一环的求知欲在引领着我们前进,在已知和未知的边界,甚至突破边界,寻找探索灵感。”张兴亮说。
  

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