這個實驗室已誕生16位諾獎得主！Nature剖析其成功模式_風聞
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一家實驗室在66年間，就有16位科學家斬獲了12項諾貝爾獎，另外還有12位在此工作過的科學家陸續獲得了諾貝爾獎，被戲稱為“諾獎工廠”。它就是位於英國劍橋的分子生物學實驗室（LMB）。
近日Nature刊發一篇報道，通過大量採訪和LMB成立以來的檔案文件，探究了其成功經驗。結論認為，LMB特有的組織管理方式有助於增加發現新問題、新技術的可能性，這裏的科學家擅長在相對冷門的領域發現新的重要科學問題，而這些問題往往需要開拓性的技術來回答。LMB的管理戰略優先考慮三個要素——文化、激勵和管理監督，以維持科學和技術發展之間的反饋循環。
撰文 | 都保傑
諾貝爾獎是全球最有聲望的獎項之一，放眼全球很多國家，能拿到諾獎的人都是鳳毛麟角般的存在。而在英國劍橋的一家研究所裏，過去66年間（1958至今），就有16位科學家斬獲了12項諾貝爾獎，另外還有12位在此工作過的校友（包括博士、博士後研究員、訪問學者等）陸續獲得了諾貝爾獎，被戲稱為“諾獎工廠”。這家研究所就是位於英國劍橋的分子生物學實驗室（LMB），英國醫學研究委員會（MRC）旗下最重要的生命科學研究機構。
除了諾貝爾獎，LMB的科學家也是英國皇家學會獎和其他科學榮譽的常客，學術研究名列前茅，從創造DNA結構模型、DNA測序、解析蛋白質分子結構、冷凍電鏡到人源化單克隆抗體等等，對化學、生物學、醫學領域影響深遠。據統計，僅2015年至2019年間，LMB產出的超過三分之一（36%）的論文位列全球被引用次數最多的論文前10%。
一個實驗室裏能頻繁走出拿諾獎的科學家絕非偶然，很多外界學者也一直在探尋LMB成功的秘訣是什麼？它的經驗能否複製給其他科學實驗室帶來系統提升？
大師之間的接力
LMB脱胎於英國劍橋大學卡文迪許實驗室（Cavendish Laboratory），該實驗室是劍橋大學物理系核心力量所在，研究領域包括天體物理學、粒子物理學、固體物理學、生物物理學。
卡文迪許實驗室於1874年建成，由當時比較有遠見的劍橋大學校長威廉·卡文迪許（William Cavendish）私人捐款建設，為了紀念他的先輩、偉大的物理學家和化學家亨利·卡文迪許，這個實驗室就取名為卡文迪許實驗室。英國是19世紀最發達的資本主義國家之一，科技蓬勃發展，卡文迪許實驗室從科學家捐獻的私人住宅起步擴展為研究單位，適應了當時工業界對科學發展的要求，大大促進了科學研發的開展，卡文迪許實驗室被視為是近代科學史上第一個社會化和專業化的科學實驗室。
更重要的一點是，這個實驗室早期的歷屆主任都堪稱是大師級人物。第一任實驗室主任就是著名物理學家麥克斯韋（James Clerk Maxwell），他在世的時候還沒有諾貝爾獎，其最大的功績是提出了將電、磁、光統歸為電磁場現象的麥克斯韋方程組，併為狹義相對論和量子力學打下理論基礎，是與牛頓、愛因斯坦齊名的現代物理學先驅。愛因斯坦曾稱讚其對物理學做出了“自牛頓時代以來最深刻、最有成效的變革。”
實驗室的第二任主任瑞利勳爵（James William Rayleigh）因發現氬元素獲得1904年諾貝爾物理學獎；第三任主任約瑟夫·約翰·湯姆遜（Joseph John Thomson）因在氣體導電方面的研究並測出電子的電荷與質量的比值，從而獲得1906年諾貝爾物理獎；第四任主任是湯姆遜的學生盧瑟福（Ernest Rutherford），他是世界知名的原子核物理學之父，學術界公認他是繼法拉第之後最偉大的實驗物理學家，因對元素蜕變以及放射化學的研究榮獲1908年諾貝爾化學獎；實驗室第五任主任威廉·勞倫斯·布拉格（William Lawrence Bragg）發現了關於X射線衍射的布拉格定律，從而獲得1915年諾貝爾物理學獎。
可以説，在這些先驅人物接力帶領下，卡文迪許實驗室成了近現代物理學的聖地，世界各地的物理學家、科研人員紛紛來造訪研學，起到了很好的人才吸引效應。後據統計，卡文迪許實驗室從1874年建成至今，一共產生了30位諾貝爾獎得主，這頻率幾乎是每5年出一個諾獎得主。
由於機構的負責人都是相關領域的頂尖科學家，他們對於未來研究方向的敏鋭程度和判斷更為準確，並積極致力於扶持後輩科學家進行創新研究，完成接力和傳承，LMB實驗室就是在這樣的背景下孕育而生。
1947年，MRC的負責人、英國皇家學會會士愛德華·梅蘭比（Edward Mellanby）和時任卡文迪許實驗室第五任主任布拉格在一次討論中，希望成立一個新的研究機構來進一步研究生物的分子結構，於是設立了“生物系統分子結構研究中心”，資助當時實驗室內的科學家馬克斯·佩魯茨（Max Perutz）和約翰·肯德魯（John Kendrew）能夠利用X射線衍射研究蛋白質，研究很快涉足其他領域，包括DNA結構、肌肉收縮機制和病毒結構，開闢了全新的科研領域。
1962年，佩魯茨和肯德魯因對球狀蛋白質結構的研究而共同榮獲諾貝爾化學獎。MRC意識到這類研究勢必會在現代醫學應用方面大有可為，因此為生物系統分子結構研究中心提供了一座新的試驗大樓；並在此基礎上，於1962年正式開設分子生物學實驗室（LMB）。從那時起，LMB就繼承了卡文迪許實驗室的優秀傳統，成為新想法、新發現和新發明的孵化器，逐漸成長為現代分子生物學的發源地，諾獎得主佩魯茨也順理成章成為LMB的創建者與第一任主任。
諾獎榮光背後，是科學家堅韌不拔的科研精神和實驗室共享文化。佩魯茨從1936年為了躲避納粹擴張從奧地利遷往英國，到1962年獲諾獎，他在劍橋大學卡文迪許實驗室前輩們的幫助下，孜孜不倦研究了25年，成功解析了血紅蛋白分子結構。不論是卡文迪許實驗室，還是孵化出的LMB，那些先驅科學家的科研精神和協同互助傳統，在實驗室文化中留下了深深的烙印。
成功的實驗室管理戰略
2024年6月底，Nature刊發一篇報道，通過對LMB的資深科學家和外部科學家進行了12次採訪，並基於實驗室60年來的檔案文件探究了LMB的成功經驗。作者發現，LMB特有的組織管理方式有助於增加發現新問題、新技術的可能性，這裏的科學家擅長在相對冷門的領域發現新的重要科學問題，而這些問題往往需要開拓性的技術來回答。
LMB的管理戰略優先考慮三個要素——文化、激勵和管理監督，以維持科學和技術發展之間的反饋循環。
文化方面。LMB通過促進其工作人員的科學多樣性、鼓勵知識和思想的交流，以及重視不同研究領域之間的科學協同作用，由此建立起一種連貫的文化。這種文化被視為是實驗室進化的核心點，相關和一致主題的多樣化組合使科研項目之間更容易共享技術和方法，並在充分激勵下實現更大膽的目標。
激勵措施方面。LMB使用激勵結構使組織的文化與研究員的目標相一致。2001年對LMB的一份外部審查指出：“LMB有一個非層級結構，其中重點在於論點的質量，而不是支持者的地位。”
與許多實驗室不同，LMB專注於投資和提升內部初級成員，而不是引進外部人才。這反映在其初級科研人員招聘的高標準上，實驗室裏許多諾獎得主都是從這裏開始了他們的職業生涯，並在內部得到了晉升。此外，LMB從資源和資金的分配方式上也鼓勵內部團隊和部門之間的創新合作。
管理監督方面。LMB使用管理監督系統來解決技術和科學優先事項之間的緊張關係，減小對生產力的影響。
技術專家的目標是開發和改進工具，為儘可能多的潛在研究匹配最佳工具規格。科學家們則幫助定義基於其目標和數據的技術規範，這些目標和數據通常處於現有能力的前沿。經驗豐富的主要研究人員充當中間人，將科學術語轉化為技術工程要求，反之亦然。
有關科學資源的決定權下放給各司，而主要技術開發的資金通過實驗室執行委員會集中分配，因此，促進創新的科學和技術之間的反饋迴路得到了加強。
除了獨特的組織管理，LMB的戰略更側重於有長期潛力的科研目標，而不是短期的增量收益。其研究人員的內部評估系統更關注整體科學計劃的潛力，而不是標準的個人績效指標，如期刊發表和引用的數量、個人影響因素、經費籌措、獎項和合作等。
例如，實驗室最著名的兩位諾獎得主弗朗西斯·克里克（Francis Crick）和吉姆·沃森（Jim Watson）在發現DNA雙螺旋結構之前，從未被要求填寫績效圖表或責任表，實驗室給予科學家充分時間、自由以及資金去做他們真正想做的事情。但科學家必須根據LMB的重點領域公開評估哪些問題具有當下最高研究價值，並在保持研究組合多樣性的同時，平衡技術開發成本和失敗風險。
為了管理這些相互競爭的內部科研需求，LMB還整合了內部專業評審和外部審查機制。MRC的五年期外部審查程序是一種創新的戰略方法，可以預測未來趨勢，併為決策帶來公平性，審查過程在確定新出現的科學趨勢和機遇方面發揮着至關重要的作用。
總而言之，LMB的整體管理戰略產生了符合其長期研究目標的突觸行為和可交付成果，這些管理模式也源於歷代管理層隨着時間推移所採取的一系列優化措施，共同形成實現LMB總體目標的一套連貫方法，讓LMB成為一個複雜的自適應系統，而不是由一個人拍板負責和協調所有步驟。通過不斷的適應和發展，LMB可以比大多數研究機構更有效地產生新知識，進而成為世界上最成功的實驗室之一。
基礎科學發展的挑戰
在如今的全球科研環境下，LMB面臨的挑戰其實並不小，因為其很多研究偏向於基礎科學領域。
首先，基礎生物科學中的科學問題變得越來越複雜，需要越來越複雜和昂貴的設備工具，開發更先進的工具往往超出一個實驗室的能力，需要更廣泛的國際合作。
其次，資助者和社會越來越多地敦促聚焦基礎生命科學的機構迅速過渡到臨牀應用，這有可能損害其基礎研究的質量和競爭優勢。近年來，一些資助者甚至退出了基礎生物科學。
第三，基礎科學實驗室招募和留住最優秀的科學人才變得越來越有挑戰性，因為生物技術和製藥公司可以向頂尖的研究人員支付更高的薪水。研究人員可能會因為基礎研究項目的高失敗率，以及在LMB實驗室激烈競爭環境下對獲得終身教職的困難望而卻步，轉而投身企業。
但不可否認的是，使用有效的研究管理策略促進高質量、高影響力的基礎科學發現是整個科學界不可或缺的，LMB近年來也正在積極推進將基礎研究成果通過技術轉化的方式去賦能工業界醫藥公司等並創造收益，是一個非常值得參考學習的樣板實驗室。
參考資料
[1] https://www.nature.com/articles/d41586-024-02085-2
[2] https://www2.mrc-lmb.cam.ac.uk/achievements/
[3] http://paper.people.com.cn/rmzk/html/2017-11/20/content_1825985.htm
[4] https://www.independent.co.uk/news/science/inside-the-nobel-prize-factory-139859.html
[5] https://ihep.cas.cn/kxcb/zmsys/200910/t20091030_2643475.html
[6] http://www.stdaily.com/index/kejixinwen/202307/b4bea7de29dd42f6b37e465252e93f11.shtml
[7] https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%A1%E6%96%87%E8%BF%AA%E8%AE%B8%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E5%AE%A4
[8] https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E5%88%86%E5%AD%90%E7%94%9F%E7%89%A9%E5%AD%A6%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E5%AE%A4
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