本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
這是我為林道諾貝爾獎獲得者大會和《當代科學》雜誌撰寫的一篇文章的更新和修訂版本。
1969年，在公眾倡導科學的活動中發生了一件令人難忘的事件。美國物理學家羅伯特·威爾遜被要求在美國國會作證，支援建造費米國家加速器實驗室，即費米實驗室。對於威爾遜來說，建造這臺龐大的機器是他熱愛的事業，沒有人比他更有資格勝任。他曾在曼哈頓計劃中工作，是實驗部門最年輕的組長，戰後他成為了康奈爾大學的教授。
威爾遜是一位一流的業餘建築師，他將加速器視為藝術品。他親手精心設計了費米實驗室，為了增加這個地方的美感，他還將周圍的土地變成了野生地，裡面放養了野牛和鵝。他的努力得到了回報；費米實驗室將成為美國最大的加速器和歐洲核子研究中心的主要競爭對手。1969年，威爾遜被要求在國會面前為這個耗資數百萬美元的實驗室的支出辯護。當時正值冷戰時期，大多數研究，特別是物理學研究，都是在國家安全的背景下看待的，威爾遜被特別問及新實驗室將對國防做出什麼貢獻。他的回答應該銘刻在每個基礎研究中心的地基石上。他說，這項研究與國防沒有直接關係。相反，
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“它只與我們彼此尊重的程度、人的尊嚴、我們對文化的熱愛有關。它與：我們是優秀的畫家、優秀的雕塑家、偉大的詩人有關嗎？我的意思是所有我們在我們國家真正崇敬並引以為豪的東西。它與直接保衛我們的國家無關，除了讓我們的國家值得保衛”。
它與直接保衛我們的國家無關，除了讓我們的國家值得保衛。 在說這些話時，威爾遜呼籲的是使任何國家偉大的核心。真正促進國家進步的不是豪華汽車、閃亮的購物中心、大型金融機構和琳琅滿目的工業食品。在歷史上的某個時刻，雅典、佛羅倫薩、塔克西拉、巴格達、牛津、哥廷根、哥本哈根和費城主要聞名於世的不是它們的財富和宏偉的紀念碑，而是它們公民創造的關於科學、藝術、經濟學、政治、自由和人類尊嚴的無與倫比的思想財富。這些思想現在是現代文明的基石。這些思想中有許多是解決實際問題的方案，但大多數只是試圖探索和推動人類創造力、好奇心、熱情和寬容的邊界。這些思想的創造者和夢想家們不太關心它們的實際應用，而更關心它們回答關於人類起源和本性、我們在宇宙中的位置以及我們與他人的關係的問題的能力。
我為什麼要複述羅伯特·威爾遜的故事？因為我相信它擊中了現在時髦地稱為“轉化研究”的核心。就像物理學研究在 60 年代被放在國防的框架下看待一樣，基礎生物醫學研究在 2010 年代也面臨著被放在轉化研究的框架下看待的風險。這種方法顯然不受頂尖研究人員的歡迎。2009 年，諾貝爾獎得主馬丁·查爾菲在林道會議上發表了一次演講，他在演講中描述了自己從非轉化研究中獲得的巨大滿足感。查爾菲並非孤例；去年我參加了另一位諾貝爾獎得主托馬斯·施泰茨的講座。施泰茨因破解核糖體的結構而獲獎，他在演講開始時自豪地宣佈“我唯一從事過的翻譯工作是核糖體協調的翻譯”。而本週在科學雜誌上，諾貝爾獎得主約瑟夫·戈爾茨坦和邁克爾·布朗感嘆美國國立衛生研究院基礎研究的黃金時代的逝去——那個時代在一個十年中產生了九位諾貝爾獎獲得者。正如戈爾茨坦和布朗所說，“轉化研究將基礎科學置於次要地位……個人好奇心驅動的科學已被致力於收集大量相關資料的龐大聯盟所取代，他們認為這將在某種程度上為生命的基本問題提供答案”。
那麼什麼是轉化研究呢？似乎有很多定義，維基百科似乎是一個不錯的指南：“轉化研究是一種思考和進行科學研究的方式，旨在使研究結果適用於研究中的人群，並在自然科學和生物科學、行為科學和社會科學中實踐”。轉化研究的目標，尤其是在醫學領域，似乎是將基礎生物醫學研究的發現從“實驗室到臨床”轉化。
在過去的幾年裡，這種思維方式已經充斥了公眾關於科學的討論。新的中心正在成立並獲得資助，其任務是將基礎研究轉化為直接造福人類的產品。世界上最大的生物醫學研究機構美國國立衛生研究院（NIH）也採納了一個新的國家轉化研究促進中心。美國國立衛生研究院院長弗朗西斯·柯林斯不知疲倦地指出，利用人類基因組計劃的資料，發現新藥方面將取得令人興奮的進展。不足為奇的是，媒體也急於加入這一潮流，有關轉化研究和個性化醫療的報道定期出現在美國主要報紙上。媒體似乎在響應頂尖科學家的呼聲，告訴我們，我們都應該期待支援各種形式的轉化研究。
所有這些都使轉化研究的想法聽起來很有希望。然而，像查爾菲、施泰茨、戈爾茨坦和布朗這樣傑出的諾貝爾獎獲得者對轉化研究的提及感到惱火，肯定有充分的理由。原因其實不難辨別。問題不在於應用研究本身。沒有人可以懷疑，應用研究，特別是製藥和生物技術行業的應用研究，在過去一百年中拯救了無數生命。正如巴斯德所說，“有科學，也有科學的應用”，他認為它們位於一個連續統一體上。不，試圖將基本思想轉化為應用產品並沒有什麼錯。
問題在於，轉化研究被視為解決生物醫學領域新進展速度放緩的靈丹妙藥。這種想法似乎在宣稱，如果更多的人獲得更多的資金，並有意識地專注於直接應用，我們將突然看到大量治療疾病的新療法。這種想法存在兩個主要問題。
第一個問題是，歷史實際上並不站在轉化研究一邊。我們理所當然地認為的大多數發明和科學技術的實際應用，並非來自坐在房間裡試圖發明新事物的人，而是作為好奇心驅動研究的偶然副產品。青黴素是透過最警覺的亞歷山大·弗萊明的意外發現而發現的，他當時正在試圖培養細菌培養物，而不是試圖真正發現下一個突破性抗生素的人。核磁共振（反過來又導致了 MRI）是由物理學家發現的，他們當時正在使用磁場研究原子的特性，而不是試圖找到一種確定有機和生物分子結構的方法的人。大多數藥物的發現都建立在醫生和研究人員對人體生理學和解剖學的基本發現之上，他們只是試圖更多地瞭解身體是如何運作的。正如戈爾茨坦和布朗在他們的科學觀點文章中所描述的那樣，美國國立衛生研究院的科學家在 60 年代專注於涉及受體和癌細胞的基本問題，但這項工作對藥物發現產生了巨大的影響；例如，預防心臟病的他汀類藥物是世界上最暢銷的藥物，直接來源於戈爾茨坦和布朗在膽固醇代謝方面的開創性工作。其他學科也湧現出許多例子；電荷耦合器件 (CCD)、雷射器、微波爐、計算機和全球資訊網都是基礎研究而非目標研究的成果。
如果科學史教會了我們什麼，那就是好奇心驅動的基礎研究在實際發明和進步方面獲得了最高的回報。修修補補、有些漫無目的但充滿熱情地探索生物和物理系統以及追隨自己的直覺，一直是改變我們生活的一些關鍵發明的要素。雷達、計算機、藥物、洗滌劑、塑膠和微波爐的出現，都不是因為有人坐下來試圖發現它們，而是因為它們作為基本的、純粹的研究的偶然結果而產生的。轉化研究的炒作不僅轉移了對好奇心驅動的基礎研究的注意力，而且還造成了一種錯覺——尤其是在年輕科學家心中——即要求人們發現新事物是產生新想法的最佳方式，這尤其危險。事實上，試圖透過強迫人們去發現新事物只會從那些真正有能力發現這些事物的人那裡吸走資金。這對於那些試圖在日益受到束縛的研究環境中生存的聰明的年輕研究人員來說尤其具有毀滅性。
轉化研究的第二個更實際但也同樣重要的問題是，它本末倒置。先有思想；後有應用。試圖建立一個專注的研究所來發現一種治療精神分裂症的藥物，這本身並沒有什麼根本性的錯誤。但是，當精神分裂症的大部分基本神經藥理學、生物化學和遺傳學知識仍然未知時，這樣做就會大大分散注意力和資金。在我們應用基礎知識之前，讓我們首先確保知識的存在。基於不完整知識的努力只會導致人力、智力和財政資源的巨大浪費。例如，美國國立衛生研究院計劃建立的新中心似乎就存在這種資源錯用的主要問題，該中心旨在發現新藥。美國國立衛生研究院試圖利用新發現的人類基因組資料來發現用於個性化醫療的新藥。這是一個值得稱讚的目標，但問題是我們離真正理解基因組資料的基本含義還有很長的路要走。直到最近，我們才開始意識到表觀遺傳學和訊號轉導的“後基因組”宇宙。我們幾乎還沒有開始觸及基因組序列被修飾和操縱以產生參與疾病和健康的複雜生理事件的無數方式的表面。
所有這些甚至沒有考慮到蛋白質和小分子在介導關鍵生物事件中的實際作用，遺傳學強調了這一點，但這構成了一個全新的湧現複雜性水平。在缺乏所有這些新興的基礎知識的情況下，根據這種非常不完整的知識發起協同努力來發現新藥有多麼重要？這就像試圖在沒有完全理解磚塊和水泥的特性的情況下建造摩天大樓。
查爾菲、施泰茨和其他像他們一樣的人批評轉化研究在通俗媒體中產生的狂熱也是正確的。我們生活在一個熱詞被媒體急切地創造和吸收的時代。這些熱詞通常會粗暴地忽略細微之處和歧義，而媒體首先就不喜歡沉迷於這些。毋庸置疑，當大多數基礎知識仍有待理解時，將國家資源和公眾注意力投入到轉化研究中是一項充滿巨大風險和不確定性的事業。更明智的做法是加強基礎研究，這可以將我們帶到真正應用的邊緣。有些地方正在進行這種研究。它們被稱為大學。
歸根結底，基礎研究的重要性可以追溯到羅伯特·威爾遜對國會說的話。它與我們創作《蒙娜麗莎》、繪製西斯廷教堂、建造沙特爾大教堂、創作《J·阿爾弗雷德·普魯弗洛克的情歌》和創作《哥德堡變奏曲》的原因相同。達·芬奇、米開朗基羅、T·S·艾略特和巴赫都在試圖找到人類靈魂的本質以及他與宇宙和同胞的關係。愛因斯坦、牛頓、法拉第和達爾文也是如此。他們不是試圖發明更好的捕鼠器，但世界確實為他們開闢了一條道路。同樣，一旦我們對生物系統的基本理解牢固到位，轉化研究就會自願跟進。當被要求評論他在細胞生物學方面的基礎研究與轉化研究的相關性時，下一位研究人員應該回應威爾遜：“它與轉化研究沒有直接關係，除了使它成為可能”。