互动科普

在美国杜克大学的一间昏暗小屋里，米格尔·尼科莱利斯（Miguel Nicolelis）满意地看着两个学生——他们正在监控电脑屏幕上的一排排数据。不断跳动的亮线实时反映着一只恒河猴（rhesus macaque）的大脑活动。这只名叫克莱芒蒂娜（Clementine）的小猴，此时正在隔壁房间的一台小型跑步机上悠闲地“散步”。在学生身后的墙上，挂着扩音器，传出阵阵沙沙声——这是经过放大的、小猴的一个神经元放电时发出的声音。尼科莱利斯笑着对学生说：“这是你们能听到的，来自大脑最美妙的音乐。”

这项实验的目的，是为脑控假肢的下一场大规模展示作准备。2003年，这种假肢为尼科莱利斯以及他的研究团队带来了显赫的名声。他的团队让世人看到了科学的神奇：当猴子用手柄玩电子游戏时，他们采集到它的大脑发出的信号，然后将这些生物学信号“翻译”为计算机指令，指挥一条机械臂做出同样的动作。现在，这个团队致力于研制一条受猴子大脑运动皮质控制的机械腿——猴子走动时，机械腿也会做出走的动作。研究人员还打算利用机械腿上的传感器，把数据反馈给猴子的大脑，让它可以“感觉”到机械腿正在迈步前行，就像腿是它自己的一样。让人吃惊的是，猴子将呆在美国北卡罗来纳州的杜克大学，而那条机械腿却远在日本东京的国际电信基础技术研究所（Advanced Telecommunications Research Institute International）。

尼科莱利斯承认，这项实验非常复杂，他们将面临不少困难。不过，一个关键问题——信号通过卫星在日美之间往返存在的时间差已经解决了。伊恩·佩康（Ian Peikon）是尼科莱利斯的学生之一，他提出的一种方法能将信号延迟缩短到120微秒，几乎可以忽略不计。“他只是一名在读本科生，”尼科莱利斯强调，以证明他一贯支持的观点——并非只有博士才能做出有价值的科研成果。过去5年中，正是这种价值观驱使着这位年近半百的神经科学家，雄心勃勃地把主要精力投入到另一项事业之中——这项事业的意义并不亚于将机械腿的传感信号上传给大脑的壮举。

尼科莱利斯坚信，科学并非等级森严的欧美学术界的专属品，而是激发人类潜能的密钥。他的宏大计划，就是为他的祖国巴西，探寻一条科学研究的变革之路。他相信，在变革过程中，科学可以指导整个国家的经济及社会转型。

“尼科莱利斯计划”的核心思想是，在巴西最贫困的地区修建一系列科学城，每座科学城都以一家国际级研究机构为中心，专门从事不同领域的科学技术研究。在每家研究机构的周边，逐渐建立教育及社会保障网络，改善当地基础设施和人们的生活质量。这些“知识绿洲”的出现，将催生出新的“硅谷”，促使高新企业聚集在“绿洲”周围，推动地区经济及社会的发展。

起初，很多人质疑这项宏伟计划的可行性，甚至连尼科莱利斯的同行也不例外。不过，尼科莱利斯已经习惯在争议中做事，他说：“就在几个月前，巴西科学家还是人数最多的一批持怀疑态度的群体。”这项计划在短时间内取得了成效，巴西国内外的许多观察家不得不承认，尼科莱利斯的计划可能并非空谈。

科学与社会融合

2003年，为了在巴西东北部创建概念验证型神经科学研究所，尼科莱利斯及其合伙人成立了一个非盈利性基金会。截至2007年8月，基金会筹集到资金2,500万美元，其中大部分由已故亿万富翁埃德蒙·沙弗拉（Edmond Safra）的遗孀捐赠。在巴西沿海农业城镇马卡伊巴（Macaíba），“大脑园区”的三大核心建筑已经在一块占地100公顷（合1平方千米）的丘陵地带上建成。这片明亮的白色建筑群包括一座拥有25个实验室的研究大楼、一家母婴专科免费诊所以及一所能为400名儿童提供每周两次科学及艺术课程的学校——该校将在2008年第一季度开班，主要招收对象为当地11～15岁的儿童。

距马卡伊巴20千米外的大型港口城市纳塔尔，另一所学院也已建成，并于2007年2月开班，招收了约600名学生。学院修建了一系列配套实验室，在这里，尼科莱利斯利用转基因小鼠从事帕金森病的研究。在他的研究团队的实验室中，有一个专门用于从事假肢临床应用方面的研究。该实验室位于在巴西南部圣保罗市（Sao Paulo）的西里奥—利巴内斯医院（Sírio-Libanês Hospital），这是该医院赞助马卡伊巴母婴专科免费诊所的交换条件。

马卡伊巴“大脑园区”所占土地由北里奥格兰德州（Rio Grande do Norte）政府捐赠，目前交通还不方便。不过，基金会计划在这里建立一所可容纳5,000名学生的学校，扩大实验室规模，修建一家更大的保健中心、一座体育馆和一个生态公园——未来，这里会成为纳塔尔国际神经科学研究所（International Institute of Neuroscience of Natal，缩写为IINN）的主园区。2007年8月，在总统办公室主任和教育部长的陪同下，巴西总统卢拉（Luiz Inácio Lula da Silva）参观了“大脑园区”，巴西政府随后承诺，将提供2,500万美元的资金，保证该计划顺利实施。而就在此前几个星期，尼科莱利斯利用PowerPoint软件，向卢拉总统作了“一生中最重要的一次演讲”。

在杜克大学，尼科莱利斯的办公室宽敞明亮，可以俯瞰郁郁葱葱的大学校园。回忆起与卢拉总统的第一次会面，他仍然有点如梦似幻的感觉。“我在世界各地演讲过很多次，但面对总统，仍然紧张。他手握大权，可以改变太多的事情。我们谈论的是科学——不是建一座桥或修一条路，而是如何把科学当作推动力，给整个巴西的孩子实施大规模教育——这是非常重大的事情！”卢拉总统参观园区后，尼科莱利斯的团队开始与巴西教育部长商讨，为巴西354所新建的公立技术高级中学设计一套全新的科学课程。尼科莱利斯兴奋地说：“如果这项计划得以实施，两年后，我们的学生人数将超过100万。”

“尼科莱利斯计划”修建的科学设施，正在对周边社区产生积极影响——这也是尼科莱利斯建立国际神经科学研究所的目的之一。“我们不仅要在纳塔尔开展国际领先的科学研究，就像我们在杜克大学所做的那样，还要让研究所为学校和妇科诊所服务，把科研机构与社会融合在一起。”他希望IINN能把研究重点放在大脑如何学习方面，如此一来，新的研究成果就可以迅速与学校的教学方法结合起来。考虑到母乳对大脑早期发育的重要性，母婴专科免费诊所将为乳汁分泌过少的新妈妈们提供一间母乳银行。此外，诊所还将为儿童提供神经治疗服务，加强当地医疗的薄弱环节。尼科莱利斯说：“这是将神经科学与教育和医疗保健联系起来的一项大型实验。”

杜克大学的另外两位巴西籍科学家也认为，这项计划对于提升巴西科学水平非常重要。2002年，尼科莱利斯和他的两位博士后研究人员克劳迪奥·梅洛（Cláudio Mello）与西达尔塔·里贝罗（Sidarta Ribeiro），打算在巴西创办一家世界级神经科学研究所。据尼科莱利斯回忆，他们当时的想法是，用这家研究所“吸引留学人员归国效力，扭转巴西人才外流的局面”。“不过我们还意识到，研究所必须成为一股推动社会变革的力量，向大家证明，只要有机会，人才在哪儿都不会被埋没”。此后，这一计划便逐渐形成。为了实施该计划，他们还创办了一家非盈利性机构，借用19世纪90年代前往巴黎追寻飞行梦想，最终取得成功的巴西人阿尔贝托·桑托斯—杜蒙特（Alberto Santos-Dumont）的名字，他们将机构命名为阿尔贝托·桑托斯—杜蒙特研究促进会（AASDAP）。

从贫困地区开始

时间回到1989年。为了继续从事神经科学研究，尼科莱利斯和妻子劳拉·德奥利韦拉（Laura de Oliveira）离开巴西，前往美国。他们都在巴西圣保罗大学接受了医学教育，尼科莱利斯还师从该校知名卢·格里格病研究专家塞萨尔·蒂莫—亚里亚（César Timo-Iaria），获得了博士学位。但在当时，巴西刚刚结束了长达20年的军人统治，研究经费严重短缺，年轻科学家几乎找不到就业机会。初到美国，很多人怀疑尼科莱利斯的科研水平，因为他是在巴西接受的高等教育。据他回忆，他在求职面试时常被问到这样一个问题：“圣保罗大学做出过哪些成就，培养过哪些杰出科学家？”

后来，尼科莱利斯终于在美国费城的哈内曼大学（Hahnemann University）找到一份工作，很快就在神经科学领域崭露头角——他发明了一种技术，能同时采集数百个神经元发出的信号，从而破译大脑的神经语言。时至今日，尼科莱利斯已成为世界一流的神经科学家，他认为自己成功的原因是坚持并贯彻自己的信念。因此，他的愿望是，让年轻科学家不必离开巴西，就能意识到自己有多大的潜能。

尼科莱利斯在美国期间，巴西国内的科研环境也有所改善，但直到2006年，巴西各界在科研和产品开发上投入的资金也仅有145亿美元，远低于其他新兴经济体的科研经费投入（参见下一页的侧边栏）。卢拉总统明确表示，要用科学技术为巴西的发展开辟道路。他最近宣布，未来三年对研究经费的投入将增加230亿美元。

巴西圣保罗大学圣卡洛斯高等研究院（Institute for Advanced Studies of Sao Carlos）院长、物理学家塞尔吉奥·马什卡雷尼亚什·德奥利韦拉（Sergio Mascarenhas de Oliveira）指出，卢拉总统重视科学的原因是，他受到了一系列科研成果高调演示的鼓舞，尝到了科研投资的甜头。德奥利韦拉特别赞扬了巴西农科院国家农牧公司（Embrapa），因为他们不仅领导开发了乙醇等生物燃料，还身体力行地证明，热带农业生物技术是非常适合巴西的一个专业领域。2000年，大约30个巴西实验室组成科研联合体，测出了苛养木杆菌（Xylella fastidiosa）的基因组序列，这是一种非常重要的柑橘类作物寄生微生物。为其他农作物（比如甘蔗）测序的研究项目也在进行之中。德奥利韦拉说：“巴西农科院国家农牧公司正在改变巴西出口商品的结构，从现有的原料出口转变为应用科学出口。”他还指出：“目前，巴西仍然不知道如何将大学的研究成果转化为产品和风险资本。”他认为象牙塔文化是造成这种局面的部分原因，因为巴西的研究团队大都扎根于大学之中。

德奥利韦拉回忆说，巴西国内的一些科学家对纳塔尔计划持怀疑态度，其实并不奇怪。尽管尼科莱利斯是在举世闻名的德国马普研究所的启发下，才提出了建立大型科研网络（由多个独立的研究中心构成）的想法，但这在巴西毕竟还是新鲜事物。德奥利韦拉指出，AASDAP的口号“巴西未来科学自此而始”显然没能说服大众；而将第一家研究所设在贫困内陆地区纳塔尔的决定，同样让巴西科学家迷惑不解。尼科莱利斯认为，研究机构产生的社会及经济影响，在纳塔尔和马卡伊巴周边社区中将得到体现，而那里恰恰是社会及经济状况最需要改善的地区。

他还指出，海港和可以起降直飞欧洲航班的机场，让纳塔尔和马卡伊巴具备了科学商业化的绝佳条件。巴西政府已经宣布，把这一地区作为自由企业区（free-enterprise zone）。AASDAP成员正在洽谈开辟一片1,000～2,000公顷的生物技术园区，尼科莱利斯希望该园区可以吸引商家前来投资，比如修建药品和生物燃料生产企业。同时，巴西其他几个州的政府也在与他接触，有意让另外三家研究所在当地落户。这三家研究所涉及的领域很可能是生物能源、微电子学和环境科学。

下一步计划

将高科技企业聚集在大型研究机构周围，可以刺激创新——这种策略作为一种促进区域经济发展的方法，在全世界变得越来越普遍。许多国家和地区的政府，特别是亚洲地区，正在投入数十亿美元建造这样的科学园区和科学城，希望借科学之力促进经济发展。

2006年，中国宣布新建30座科学城，到2020年，每年投入的研究经费将提高到1,000亿美元以上。中国政府希望把本国60%的经济增长建立在科学技术发展的基础上。在印度，为数不多的重点大学已经成为高新企业群的中心，科学技术被该国官员视作发展经济的法宝。

位于美国加利福尼亚州帕洛阿尔托市的“智囊机构”——美国未来研究所（Institute for the Future，缩写为IFTF）的执行主管玛丽娜·戈尔比斯（Marina Gorbis）指出，尽管这些国家采用的方法各不相同，但目的明显一致：就是要吸引在西方受过高等教育的科学精英们回国效力。戈尔比斯说：“最成功的例子当数中国台湾，那里的整个半导体产业都是由移居硅谷20年、又返回台湾的专业人士建立起来的。中国大陆的情况也与之类似：教授们纷纷回国创办自己的实验室，把他们的学生及社会关系带回国内，像磁铁一样吸引更多科学家归国效力。”尼科莱利斯就是在巴西发挥“磁铁作用”的少数科学家之一。

戈尔比斯和未来研究所的研究主管亚历克斯·秀晶金·方（Alex Soo-jung-Kim Pang）受英国政府的委托，领导了一项为期一年的研究，对世界科学技术的发展趋势进行了全面分析和预测。他们在研究中指出，巴西可能在2025年成为全球科学界的领头羊，纳塔尔计划则是迈向这一目标的必经之路。戈尔比斯认为，在AASDAP的各研究所之间开展跨学科研究潜力巨大，这是一个非常明显的优势。尼科莱利斯本人则强调，杜克大学实验室、IINN研究所和其他合作者之间必须展开国际合作。未来研究所的研究人员认为，这种全球联网式的合作研究，将会让巴西拥有开展世界级研究的能力。尽管IINN的第一笔创办资金来源于国际捐赠，但亚历克斯指出：“越来越多的民间资本开始流向这里，资助研究中心的建造和大型科研项目。”他还认为，以科学为基础的发展模式的下一阶段，将是一种组织更为松散、政府主导力更加弱化的“创新园区”，这些园区将在企业家、慈善家和研究人员的共同努力下建立起来。

激发孩子的潜能

一些国家在科学技术方面的资金投入是巴西的好几倍，纳塔尔计划能否帮助巴西赶超那些国家，目前还不得而知。巴西国土面积排名世界第5，自然资源储量异常丰富，几乎拥有成为经济强国所需的所有要素，一直被人称为“未来之国”。许多分析家指出，巴西国内的法制体系是阻碍巴西充分发挥潜能的障碍之一。

官僚作风、苛捐杂税、反垄断法及知识产权保护法执行不力，被认为是压抑巴西民族产业活力的罪魁祸首。极不完善的教育体系和高文盲率也是经常被人提及的、阻碍社会进步的一大障碍。

在这种情况下，纳塔尔计划最不正统的特色也许就成了它最大的优势。尼科莱利斯将规模庞大的教育计划与科学城规划紧密结合在一起，这是前人从未尝试过的设想。亚历克斯说：“曾经有人提出过类似的想法，即便如此，他们主要谈论的也都是大学教育。”

在尼科莱利斯看来，在孩子们进入大学前，就对他们进行科学教育非常重要，因为科学教育能提高孩子的思维能力。他还打算以孩子在常规学校中的成绩为参照标准，衡量研究机构开设的科学补习班的教育效果。如果孩子对科学技术感兴趣，并有志于以此为业，他们就可以在知识经济的大潮中找到充足的就业机会。他强调：“99%的科学研究并不是只有博士才能完成。”

不过，尼科莱利斯说，他并不是想让巴西人都成为科学家。他解释说：“我们想培养一代有能力领导巴西的公民。这些孩子拥有理想，现在他们需要实现理想的工具。”不论他们想成为医生、建筑师、飞行员，还是总统、州长，尼科莱利斯坚信，亲身体验科学研究将使他们受益匪浅——这种思维方式将伴随他们一生，帮助他们引领自己的祖国迈向更美好的未来。