本刊記者 王 輝

莫問收獲 但問耕耘
——記西北大學地質(zhì)學系教授張興亮

本刊記者 王 輝

在美國國家自然歷史博物館觀察研究布爾吉斯頁巖化石標本

2017年1月9日，上午10點，人民大會堂。

雄壯的國歌聲中，2016年度國家科學技術獎勵大會在這里隆重開幕。黨和國家領導人習近平、李克強、劉云山、張高麗等出席大會并為獲獎代表頒獎。

作為自然科學獎的主力軍，這次大會上，高等學校共獲得2016年度國家自然科學獎二等獎28項，占授獎項目總數(shù)的66.7%。這其中，西北大學的“地球動物樹成型”項目榜上有名。

作為這一項目的第一完成人，西北大學地質(zhì)學系教授張興亮應邀參加了這次國家科學技術獎勵大會。當國歌奏起，當掌聲響起，國家對張興亮和同事們多年的用心堅守和默默付出給予了最大的認可。然而，當走出這最高的榮譽殿堂后，張興亮又一如既往地隱身于人群中，繼續(xù)默默無聞地進行他的科研。榮譽從來不是他追逐的目標，他的志向是窮盡這一生去盡可能多地發(fā)現(xiàn)古生物學的奧秘。

出生在陜西綏德，畢業(yè)于西北大學，熱情豁達，豪爽干脆，西北漢子的性格特質(zhì)如淡墨浸入紙的底色，在他身上烙下抹不去的印記。而同樣給人留下深刻印象的，是他在古生物學習與研究領域20余年默默的奉獻。

不惟超世之才，必有堅忍之志

化石記錄表明，動物門類在前寒武紀至寒武紀過渡時期，5.6～5.2億年前，首次在地球上大量出現(xiàn)，這一重大生命演化事件就是寒武紀生命大爆發(fā)。在不到地球歷史1%的時間里，誕生了絕大多數(shù)動物門類，曾令達爾文困惑不已。動物界38個門類真的是在地球上突然同時出現(xiàn)的嗎？如果不是，誰先？誰后？動物門類是如何起源的？它們之間又有怎樣的演化關系？動物的起源演化和環(huán)境變化又有什么樣的關系？寒武紀大爆發(fā)的原因到底是什么？寒武紀大爆發(fā)時期的生態(tài)系統(tǒng)又是如何演化的……這么多科學問題都是寒武紀大爆發(fā)研究領域的根本問題。2015年，英國《經(jīng)濟學人》雜志將寒武紀大爆發(fā)與生命起源、智能起源、多重宇宙等一起列為6大自然科學難題。

與團隊討論問題

近一個多世紀以來，寒武紀生命大爆發(fā)一直是全球科學家們所關注的熱點議題，也同樣激起了張興亮的研究興趣。在他近幾年的成果中，揭示了寒武紀大爆發(fā)的本質(zhì)、規(guī)模和發(fā)生過程，論證了大爆發(fā)時期分子演化、動物門類大量出現(xiàn)、環(huán)境變化和生態(tài)效應之間的因果關系。

張興亮說，古生物化石證據(jù)和分子生物學研究結果都表明, 寒武紀大爆發(fā)需要外在因素激發(fā)。大氣氧水平、海水鹽度和鈣離子濃度的變化等是潛在的環(huán)境激發(fā)因素, 但是需要根據(jù)更多更精確的年代學和地球化學數(shù)據(jù), 揭示寒武紀大爆發(fā)與環(huán)境變化在時間上和因果關系上的相關性。積極的生態(tài)反饋作用雖然可以促進生物多樣性增長，但不是寒武紀大爆發(fā)的起因。總之，當環(huán)境變化突破關鍵約束,動物的數(shù)量和種類就會快速增長, 從而導致復雜生態(tài)關系的建立, 生態(tài)效應的積極反饋作用又會進一步促進動物多樣性增長。據(jù)此，他認為，寒武紀大爆發(fā)是以后生動物為主導的海洋生態(tài)系統(tǒng)的初次建立, 通過“生態(tài)雪球”效應實現(xiàn)。這些成果以焦點評論和前沿論壇的形式發(fā)表，并被《國家科學評論》遴選為Research Highlight。

“即使是在寒武紀大爆發(fā)期間的4000萬年內(nèi)，生命依然是在不斷演化的?！睆埮d亮介紹說，“‘地球動物樹成型’這個研究項目，就是探索早期動物樹起源成型及其與寒武紀大爆發(fā)的內(nèi)在關系。 ”

2003年，西北大學早期生命研究團隊啟動了動物樹成型項目，該項目將澄江動物群和其他相關早寒武世動物群做為研究對象。對于澄江動物群，張興亮這樣解釋：“我國5.2億年前的澄江動物群，再現(xiàn)了5.2億年前海洋生命壯麗景觀和現(xiàn)生動物的原始特征，為研究動物門類的起源演化以及寒武紀大爆發(fā)時期生態(tài)系統(tǒng)的復雜性提供了珍貴證據(jù)?！?/p>

由西北大學早期生命與環(huán)境研究團隊張興亮、舒德干、劉建妮、張志飛、韓建5人完成的“地球動物樹成型”項目，揭示了動物三大亞界關鍵門類的起源和演化關系，實證了前寒武紀與寒武紀動物演化的連續(xù)性，提出“三幕式寒武紀大爆發(fā)依次構建三個動物亞界”的新假說，揭示了動物界在4000萬年內(nèi)從雙胚層到三胚層，再到口肛倒轉、新陳代謝不斷進步的演化過程，反映了寒武紀大爆發(fā)時期動物演化的連續(xù)性和階段性。其標志性成果不僅入選國內(nèi)外教科書和專業(yè)典籍等，它的研究廣度和深度更是達到了國際同領域前列水平。

“研究寒武紀以及其他遠古時期的生命形式，有什么意義呢？”面對這個問題，張興亮回答道:“任何一門有價值的科學研究對推動社會的進步與發(fā)展都意義非凡?！弊鳛橐婚T研究生物進化歷程的基礎學科，古生物學已經(jīng)有了200多年的歷史，為人類求真還原生命演化的歷史做出了重要貢獻。

在野外觀察硅化木

咬定青山不放松，千磨萬擊還堅韌

2014年，北京大學古生物專業(yè)的一張“一個人的畢業(yè)照”走紅網(wǎng)絡，引起大家對古生物專業(yè)的好奇和關注。上世紀80年代曾是我國古生物人才培養(yǎng)的頂峰時期，但經(jīng)歷了90年代市場經(jīng)濟的沖擊之后，報考古生物專業(yè)的學生急劇減少，即使是畢業(yè)后的人才也大量流失。

即便是不了解古生物學專業(yè)的外行人，在聽到“古生物”“地質(zhì)學”這樣的字眼，也必然將其與枯燥、艱苦乃至危險這樣的詞語聯(lián)系起來。無怪乎在上世紀90年代“亂花漸欲迷人眼”般的市場經(jīng)濟沖擊之下，人才流失如此嚴重。

而恰恰是在這個階段，張興亮選擇了西北大學地質(zhì)學系開始自己的本科學習生涯。他的個人簡歷上寫著如下學習經(jīng)歷：1992年畢業(yè)于西北大學地質(zhì)學系地質(zhì)學業(yè)；1995年7月和2000年1月分別獲得西北大學古生物學與地層學專業(yè)碩士學位和博士學位。

這種選擇源于個人熱愛還是家庭期望？面對這樣的疑問，張興亮回答誠懇而真實：“其實高考填志愿時也沒有考慮太多，偶然中就被分配到了這個專業(yè)。我是抱著學習的態(tài)度來的，無論當初調(diào)配到什么專業(yè)，我都會盡全力去學習。”憶起當年跟隨老師去野外考察的片段，自幼在農(nóng)村長大的張興亮對蚊蟲雜草、風吹雨淋并無計較：“只記得當時很享受老師和同學在一起的時刻?！?/p>

而真正愛上古生物這個專業(yè)，張興亮自言是從研究生階段開始：“因為涉及的知識深度和廣度達到一定程度的時候，研究熱情和求知欲就更強了?！彼麖膩矶贾溃x擇了做科研，就等于選擇了一條充滿艱辛與挫折的道路，。對此，張興亮毫不畏懼，而是充滿感激: “事實往往如此，選擇了、堅持了，或許過程有困難，但只要全身投入鉆研，一定會有情理之中、意料之外的收獲?！?/p>

他用常人所沒有的堅忍不拔的精神，沉靜心思，耐住寂寞，在實驗室、野外考察中度過了不知多少個難忘的日日夜夜。取得博士學位后，張興亮于2001年前往德國格廷根大學做訪問學者，2002年10月由美國聯(lián)邦政府資助在Smithsonian Institution做博士后。2003年11月至2004年10月，前往德國格廷根大學做洪堡學者。2003年6月破格從助理研究員特評為教授，2010年7月被聘為陜西省“三秦學者”特聘教授，2014年被聘為教育部“長江學者”特聘教授。

西北大學的古生物學與地層學專業(yè)一直保持著一支穩(wěn)定而高質(zhì)的早期生命研究團隊，在古生物學研究領域已位居全球第一方陣，成為在國際科學前沿上具有重要影響的“國家創(chuàng)新研究群體”。在這個團隊里，從獨當一面的科研骨干成長為學術團隊帶頭人，張興亮對自己的母校充滿感激：“這要得益于西北大學一直鼓勵領銜專家搶占世界科學前沿制高點的各項支持政策。”而他對西北大學古生物領域的后續(xù)人才培養(yǎng)同樣不遺余力，對于曾經(jīng)引起網(wǎng)絡熱議的冷門熱門之論，張興亮的看法很客觀：“隨著社會的分工越細，必然出現(xiàn)熱門專業(yè)和冷門專業(yè)，這只是需求量不同而導致的。我們學校的古生物學專業(yè)只招研究生，沒有本科生，一樣可以培養(yǎng)人才。”事實上，無論研究工作多么繁忙，他從未忘記自己教書育人的本職教學工作。引導更多學生走到科學前沿，將科研的“接力棒”傳遞下去，是他的成就和欣喜。

及時當勉勵，歲月不待人

樣品采集、實驗處理、數(shù)據(jù)分析、撰寫論文……在培養(yǎng)學生的每一個步驟和細節(jié)中，張興亮都是身體力行，手把手指導。他的學生曾說：“張老師一貫是嚴謹?shù)模麕覀內(nèi)ヒ巴獾臅r候從設備的使用到觀察記錄全過程，都是親力親為?！痹谀托募氈碌囊巴夂褪覂?nèi)工作過程中，張興亮傳遞給學生的是一種對科學的敬畏精神，他堅信：唯有最為耐心細致的觀察和分析，才能觸碰到科學的奧妙。

與此同時，他更致力于將學生帶上更為廣闊的舞臺，讓他們了解世界上最前沿的科研方向，打開眼界，拓寬思路。“老師帶領我們參國際學術交流會議，與一些學術權威的交流甚至部分改變了我對世界的看法?！比缤瑥埮d亮至今對自己恩師舒德干院士的感激之情，他對學生的悉心栽培，也同樣被學生們銘記在心，并將影響著他們未來的選擇與人生之路。

帶領學生與國際接軌的嘗試，早在張興亮剛剛博士畢業(yè)時，就已萌生初步想法，并致力于幫助學生率先打通與世界溝通的橋梁——英語。

在實地考察中指導學生

2002年，張興亮借鑒國外先進的教育理念和方式方法，開始在西北大學率先試行《地球生物學》的雙語教學工作。他積極與開設《地球生物學》本科專業(yè)的高校和相關研究機構的科學家們建立了廣泛聯(lián)系，充分交流，優(yōu)勢互補，認真學習國內(nèi)外先進的教學方法和最新研究動態(tài)。教學過程中，以討論式教學為主，以學生和教師互動形式學習課程內(nèi)容，通過學生演講、專題討論等方式調(diào)動學生主動性和積極性以及團隊合作意識。在教學過程中，張興亮總結了大量文獻資料，整理制作出全英文課件進行講授，并不斷補充新知識和新研究方法，以豐富的內(nèi)涵和多樣化的形式營造了交流氛圍，使學生的學科專業(yè)知識及專業(yè)英語能力不斷提升。

積極努力推行雙語教學的同時，張興亮對于教材建設方面也在不斷深思。他認為既不能盲目采用國外教材，也不能舍棄中文教材的精華，因此編寫具有自主知識產(chǎn)權的英文教材勢在必行。為此，他堅持用長達10年的時間完成了心血之作——國內(nèi)第一本全英文版《地球生物學》教材，并于2012年正式出版。在這個漫長而艱苦的過程中，他根據(jù)自己積累的教學實踐，從準備資料、查閱文獻、調(diào)查研究、擬定大綱、反復修改到最終定稿，每一個環(huán)節(jié)都細致認真、一絲不茍、精益求精。這本傾注了張興亮10年心血的教材，是作為教師的他對學生最好的奉獻，也是他辛勤汗水和智慧的結晶。《地球生物學》全面介紹了新興地球生物學的主要研究領域、研究方法和最新科研成果，被教育部批準為國家“十一五”規(guī)劃建設教材。

由于張興亮在推進雙語教學工作方面做出的突出成績，2006年，他獲得了霍英東教育基金會第十屆高等院校青年教師獎（教學類），他所主講的地球生物學課程于2010年被評選為國家雙語教學示范課程。2014年，張興亮被評為“全國模范教師”。

雖然身為“60后”，但與“90后”乃至“00后”的學生在一起，張興亮并沒有感覺有多么深的“鴻溝”存在。也許是多年科研生涯，帶給了他更加開放、多元的角度看問題:“我學習的時候沒有這么多新鮮事物，所以能一心求學，現(xiàn)在的誘惑太多，分散了學生的注意力，但并不代表這是壞的，這些誘惑的出現(xiàn)也伴隨著一個人可利用資源的增多，你們現(xiàn)在的知識結構比我們那時要豐富許多，這就是發(fā)展?！?/p>

“舊問題的解決總是伴隨著新問題的產(chǎn)生?！彼麑Υ丝偨Y說。而這句話，也恰好印證著一名古生物學者對待生活、對待研究的態(tài)度。多年來，張興亮借助大大小小的實驗儀器去探索未知世界，他習慣并深愛著這種生活：“我們利用生物演化的規(guī)律，根據(jù)地層中所含化石的不同，把地層按時代劃分成不同級別的單元，并進行區(qū)域之間的對比，這些都是一切地質(zhì)調(diào)查和礦產(chǎn)資源勘察最基礎的工作。古生物學與地層學對人類勘察地球上的資源有著重要作用?！?/p>

不停探索未知世界，面對前所未有的困難，取得想象不到的答案?？此瓶菰锏目蒲泄ぷ髦械难h(huán)往復，他樂此不疲。“科學研究實際上是一環(huán)套一環(huán)的求知欲在引領著我們前進，在已知和未知的邊界，甚至突破邊界，尋找探索靈感。”張興亮說。