居里夫人曾这样评价自己的工作：“当镭被发现时，医院派上用场。这项工作是一项纯粹的科学，这证明不能从直接有用的角度来考虑科学工作，它必须为自己、为科学之美而做。”如果我们回顾科学发展史，“纯粹的科学”大多有着共同的特点：科学家追随兴趣，去自由探索那些科学的“无人区”。这样的研究往往充满了挑战，短期内也很难看到应用潜力，但正是这种突破性的原创研究才能奠定科学发展的基石，或是开拓认知的新领域。“不可能存在”的生命生物学家托马斯·布洛克（ThomasBrock）再次来到美国黄石国家公园时，已经有了明确的研究对象：热泉中的粉色丝状体。就在一年前，当他第一次来这里度假时，解说员的话引起了他的兴趣：“他说，热泉美丽的颜色是因为蓝藻，我一听立刻来了兴致。”布洛克好奇的是，这里的热泉温度甚至可能超过水的沸点，为什么还能有微生物生存呢？要知道，在当时学界的普遍认知里，这样的极端环境下是不可能有生命存在的。热泉的温度甚至可能超过水的沸点（图片来源：BrianW.Schaller/Wikipedia）随后的研究证明，这些丝状体是一种细菌，它们可以长期生活在接近℃的高温下，而且拥有极快的生长速度。不久之后，布洛克又与学生哈德逊·弗里茨（HudsonFreeze）一起，在热泉中发现了另外一种耐高温的细菌。他们设法在实验室中培养出了这种细菌，并将其命名为水生栖热菌（Thermusaquaticus）。这个发现完全突破了人们对生命生存极限的想象，从那时起，越来越多的“极端微生物”出现在研究者的视野中：在各类强酸、强碱、高温或是极寒的极端环境下，科学家都发现了生命存在的痕迹。人类再一次意识到，生物世界远比我们想象的要复杂和普遍得多。“无用”之用布洛克的好奇心引导他再次来到黄石公园，也引导他在随后数年反复到访各类极端高温环境，采集其中的生物样本。但我们完全可以想象，当时，布洛克的这份研究并没有展现出任何应用潜力，更别说经济效益。如果从单纯的实用主义角度分析，花钱资助一位科学家去国家公园寻找粉色微生物，听起来只会让人发笑。如果这样的观点阻止了当初布洛克对热泉的好奇，那么人类的损失就太大了。就在水生栖热菌发现不到10年后，另一个研究团队在水生栖热菌中发现了Taq聚合酶。聚合酶是细胞合成新DNA分子的通用工具，而Taq聚合酶的独特之处在于，和水生栖热菌一样，它也拥有耐高温的惊人特性。就在7年后，卡里·穆利斯（KaryMullis）的研究团队灵光一闪，将Taq聚合酶成功应用在了早期的聚合酶链式反应（PCR）技术中，解决了PCR重复补充试剂的烦恼，也让整个反应变得便捷、简单又稳定。水生栖热菌与人类的交集还不仅限于PCR。丹尼尔·吉布森（DanielGibson）利用同样来自水生栖热菌的Taq连接酶，设计出了吉布森组装法（Gibsonassembly），能在很短的时间内组装出多个超长的DNA片段，为研究病毒基因组提供了可靠的基础。PCR技术为穆利斯带来了诺贝尔化学奖，也为人类带来了现代分子生物学。没有PCR的话，我们就不可能对人类基因组有如此透彻的了解，使用的许多精准抗癌药物可能也无法诞生。在抗击疫情的今天，借助水生栖热菌开发的新技术拯救了无数人的生命。而所有这一切，都起源于许多年前，一个人对热泉“毫无意义”的好奇心。寂寞的小道“科学能带给我们什么？”当询问这个问题的时候，我们很容易注意到那些给生活带来翻天覆地变化的应用科学成果，这类研究似乎都存在明确的目标：解决某个实际问题，或是创造某个具体的应用工具。我们当然受益于这样的研究，然而并非所有的研究都有如此清晰和直观的收益。并且正是那些像水生栖热菌一样看似“无用”的基础研究，才积累了我们对世界的认知。这也正是基础研究的艰难之处。获得科学认知的过程是无法规划或预测的，做基础研究的科学家往往行走在那些“冷门”的道路上，要忍受长达几年甚至几十年的不确定性，才可能有所收获。艾伯特·费尔（AlbertFert）就曾走上了“不流行的研究途径”——当他刚开始研究磁性材料中的电子迁移时，这个领域由于投稿稀少，甚至无法在当时的磁性材料大会上设立分会场。但我们现在已经知道，5年后，费尔的研究成果奠定了自旋电子学的基础，也帮助他自己在近20年后进一步发现巨磁阻效应（GMR）。GMR直接推动了高密度存储硬盘的飞速发展，让我们今天可以随身携带轻巧的硬盘。如果将时间线再向前拉，当阿尔伯特·爱因斯坦尝试建立新的引力理论来取代万有引力定律的时候，连马克斯·普朗克都建议爱因斯坦放弃：“即使你成功了，也没有人会相信你。”从某种意义上，普朗克是正确的，爱因斯坦屡次失败后才获得了他想要的那个答案，而即使在广义相对论得到验证后的30年间，广义相对论依然像是“一潭死水”，没有展现出任何与现实挂钩的可能性。当然，到了今天，广义相对论无处不在。它既可以解释整个宇宙的结构与历史，也被揣在了每个人的口袋里——你手机里的GPS就是依赖广义相对论才能将你指引到目的地。我们完全可以想象，如果仅仅追求回报，而放弃了对基础研究的
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