一个原来学物理现在做生物的人眼中的生物学研究现状，大家怎么看？# Biology - 生物学
j*e
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一个原来学物理现在做生物的人眼中的生物学研究现状，大家怎么看？
zz from: http://www.zhihu.com/question/22693140
作为一个学物理的，我想在这里细细吐槽生物这个行业的结构性问题。当然，这里面所
述基本都是没有来源的个人偏见，所以请谨慎听取。
尽管从事跨学科的研究，但我还是对生物始终保持着随时抽身而退的准备，所以基本上
处于对生物这个行业旁观的状态。同时身在传统的生物实验室也能听到很多、见到很多
、发现很多这个领域的问题。这些问题相互交织在一起，变得非常复杂。
既然题目问为何就业前景暗淡，那就从这里入手好了。就业前景暗淡，当然是因为没有
发展完善的工业基础。凝聚态物理托起了整个半导体行业，而半导体行业又是如今这个
时代工业的基石之一。所以，半导体行业需要大量的人。学物理出生的人虽然转行也不
易，但努力转行做EE，做半导体都有用武之地。即使做学术，凝聚态研究比起生物研究
来说，也更容易转化去工业。至少石墨烯、拓扑绝缘体等研究，明面上都是为了开拓新
的半导体材料。而化学托起了化工产业，这也是工业必不可少的基石，所以也可以吸纳
不少人。但生物相关的工业，发展就不那么顺利了。高中书上常常会吹的基因工程、生
物合成之类的东西，实际上的应用并不广泛。本来受限于生物的研究水平，基因工程的
成功率并没有书上所述的那么高，很多产品通过生物合成的成本也难以与传统合成手段
相竞争。更甚者诸如转基因食品，还常常受到舆论甚至宗教的强烈压制（听德国的一个
PhD说，德国禁止基因工程方面的研究），其实发展得很艰难。而生物工业主要集中于2
方面，制药和仪器制造。
制药行业是一个高风险高成本的行业。药物研发本身需要的高昂成本姑且不说，因为人
类对健康的重视，药物的审批要经过层层试验，一种药物可能需要花费十年左右的时间
来研发，其产生的成本之高不是一般的公司可以负担。而产品一旦面世，又面临着被仿
造的风险，盈利也是有风险的。虽然有版权的保护，但其高昂的成本所决定的高昂的售
价，以及某些药物所针对的病例之稀少，依然有可能令药厂血本无归。所以，这决定了
这个行业难以有巨大的发展。
而仪器制造，则是为大学、研究所和企业提供研究所需的器材。由于生物企业的稀少，
其客户主要是大学和研究所，而这些单位的资金来源，绝大多数是国家的科研经费投入
。这也决定了这个行业的发展受限于国家的经济状况和科研投入，不可能像半导体行业
或化工行业那样吸纳很多人。
其实如果生物专业人才的产出与需求匹配，也没有这么多问题了。那么问题在于，为什
么会有这么多人？这就是科研方面出问题了。
现代社会通过大学来培养人才，其实很大程度上依托于科研体系。一方面大学作为一个
科研体系提供师资和设备来对学生进行训练，一方面科研体系希望通过培养人来为自己
所用。而生物研究所需要的大量劳力，驱使着大学招收大量生物专业本科生、研究生。
这个需求有多大？在物理系，一个老板带着4-5个人是比较正常的比例，而生物系一个
老板带10-20个人（phd，postdoc，ra）都是很常见的。因为生物问题的内禀特性，实
验往往需要大量的时间和工序，超长的研究周期使得科研项目的风险大大增加，而大量
的工序又需要很多人力，于是一个老板必须招收足够多的学生来保持自己有足够的产出
。但是，对于20个学生来说，老板的职位只有1个。而且，PhD并非一般职员那样可以作
为永久职位，所以即使科研界，也无法吸纳更多的人，于是自然面临过剩的人才培养。
那么能不能减少人力的需求？其实也是有办法的。因为生物实验的高度重复性，其实有
很多工作是可以机械化的。但是，无奈PhD的人力成本远低于机械化的成本，加上很多
小实验室无法拿到那么多经费，这依然不现实。
说到经费，这是一个更为严重的问题。生物研究是非常昂贵的。不但需要昂贵的显微镜
等大型设备，而且会消耗大量的试剂与耗材。因为无菌的需要，枪头、培养皿等等所有
的器材都是一次性的，不可以重复使用。所以经费对于生物实验室的意义非常重要，一
旦一个实验室断了经费来源，所有的工作都会立刻停滞，甚至不得不靠裁员来度过经济
危机。而作为经济效用最低的生物研究，一旦国家的经济状况出现问题，最先被消减的
就会是这部分经费。
大量的从业人员争取这些有限的经费，使得竞争非常的严峻。更糟糕的是生物研究是否
会有好的进展，极大程度上由技术发展与实验室设备条件所决定。有没有好的成像设备
，能不能做RNA测序，有没有某某蛋白的抗体反而成了实验室能做出什么工作的关键。
于是有钱的实验室容易做出好的工作，也就更容易申请到经费，然后做出更好的工作；
而没钱的实验室难以做出好的工作，经费也更容易青黄不接。这形成了马太效应。但那
些没钱的实验室，并不是在一个市场化的竞争之中被淘汰，而是在大学中苟延残喘，继
续招人。
如果有一天生物学家开始联合起来，像高能物理一样将零散的实验室资源整合起来，迈
入大科学时代，那么可能以上问题都会好很多。现在的状况只是通过合作实现了小范围
的资源整合，实质问题并没有得到解决。
但即使这些问题都可以解决，还有很多问题摆在生物学的研究面前。生物的多样与复杂
使得生物学研究无比艰难。这首先带来的是对科学方法的冲击：证伪验证无法再得到保
证了。因为生物的多样和复杂，使得很多实验无法被重复。而生物实验的昂贵和耗时也
使得很多实验不会被人重复。一个PhD学生只有8年左右的时间，他不可能毁掉自己全部
的学术生涯去重复另一个人历时8年的工作，即使花费1年时间也不现实，因为对他而言
没有丝毫原创性的工作带不来任何收益，而从重复劳动组成的实验中也几乎无法带来技
能上的提高。而更令我惊讶的是这个行业的从业人员对这一问题的容忍。对于生物学家
来说，实验不符合是一件正常的事。尽管实验设计严谨可查，但一个实验结果却不能否
定别人的理论，证伪已经失去了意义。
于是出现了我最常听到而且最让我诧异的两句话：“实验发现不对不代表真的不对。”
以及“生物学是宗教。”
于是在生物领域，结论完全相反的研究工作比比皆是。
而且，生物的研究方式其实也有很多问题。轻视数理基础与统计，轻视逻辑，使得很多
从业者并没有意识到自己所面对的问题的复杂性，思想也没有受到相应的调整。生物的
复杂性已经远非通过100年前机械还原论的思想所能理解。对于生物这样的复杂系统而
言，只盯着其中一个点是看不到什么的。我一直认为要解决这些问题，需要引进更多新
的思路和想法，甚至新的数学。然而，大量的生物学研究依然在尝试通过解析每一种蛋
白质的结构和功能、知道每一片DNA序列的功能来阐明生物的所有谜团。当年人类基因
组计划是基于此思想，现在又有了人类蛋白质组计划，虽然这些工作的确必须有人去做
，但我可以肯定的说，即使蛋白质组计划完成，我们基本上依然对生物一无所知。如果
去参加些纯生物的学术会议，看看poster，会发现还是几乎所有研究都在宣称某某蛋白
在某某过程中起到某某作用，研究方法依然是“敲除基因我们发现XXX，过表达基因我
们发现XXX”。但这其实能说明的问题很有限。生物系统是高度耦合的，这个结论是不
是只是在系统的某个特定状态下呈现？对这个基因的调控是不是只影响到了宣称的那一
点点问题？甚至研究者有没有选择性无视那些不合自己心意的结果？在证伪都几乎失效
的情况下，这些都无从得知。
最后作为类比，读者可以做一个思考题来感受一下这种复杂：如果我们取消增值税，对
经济会有什么影响？你真的说得清楚么？
zz from: http://www.zhihu.com/question/22693140
作为一个学物理的，我想在这里细细吐槽生物这个行业的结构性问题。当然，这里面所
述基本都是没有来源的个人偏见，所以请谨慎听取。
尽管从事跨学科的研究，但我还是对生物始终保持着随时抽身而退的准备，所以基本上
处于对生物这个行业旁观的状态。同时身在传统的生物实验室也能听到很多、见到很多
、发现很多这个领域的问题。这些问题相互交织在一起，变得非常复杂。
既然题目问为何就业前景暗淡，那就从这里入手好了。就业前景暗淡，当然是因为没有
发展完善的工业基础。凝聚态物理托起了整个半导体行业，而半导体行业又是如今这个
时代工业的基石之一。所以，半导体行业需要大量的人。学物理出生的人虽然转行也不
易，但努力转行做EE，做半导体都有用武之地。即使做学术，凝聚态研究比起生物研究
来说，也更容易转化去工业。至少石墨烯、拓扑绝缘体等研究，明面上都是为了开拓新
的半导体材料。而化学托起了化工产业，这也是工业必不可少的基石，所以也可以吸纳
不少人。但生物相关的工业，发展就不那么顺利了。高中书上常常会吹的基因工程、生
物合成之类的东西，实际上的应用并不广泛。本来受限于生物的研究水平，基因工程的
成功率并没有书上所述的那么高，很多产品通过生物合成的成本也难以与传统合成手段
相竞争。更甚者诸如转基因食品，还常常受到舆论甚至宗教的强烈压制（听德国的一个
PhD说，德国禁止基因工程方面的研究），其实发展得很艰难。而生物工业主要集中于2
方面，制药和仪器制造。
制药行业是一个高风险高成本的行业。药物研发本身需要的高昂成本姑且不说，因为人
类对健康的重视，药物的审批要经过层层试验，一种药物可能需要花费十年左右的时间
来研发，其产生的成本之高不是一般的公司可以负担。而产品一旦面世，又面临着被仿
造的风险，盈利也是有风险的。虽然有版权的保护，但其高昂的成本所决定的高昂的售
价，以及某些药物所针对的病例之稀少，依然有可能令药厂血本无归。所以，这决定了
这个行业难以有巨大的发展。
而仪器制造，则是为大学、研究所和企业提供研究所需的器材。由于生物企业的稀少，
其客户主要是大学和研究所，而这些单位的资金来源，绝大多数是国家的科研经费投入
。这也决定了这个行业的发展受限于国家的经济状况和科研投入，不可能像半导体行业
或化工行业那样吸纳很多人。
其实如果生物专业人才的产出与需求匹配，也没有这么多问题了。那么问题在于，为什
么会有这么多人？这就是科研方面出问题了。
现代社会通过大学来培养人才，其实很大程度上依托于科研体系。一方面大学作为一个
科研体系提供师资和设备来对学生进行训练，一方面科研体系希望通过培养人来为自己
所用。而生物研究所需要的大量劳力，驱使着大学招收大量生物专业本科生、研究生。
这个需求有多大？在物理系，一个老板带着4-5个人是比较正常的比例，而生物系一个
老板带10-20个人（phd，postdoc，ra）都是很常见的。因为生物问题的内禀特性，实
验往往需要大量的时间和工序，超长的研究周期使得科研项目的风险大大增加，而大量
的工序又需要很多人力，于是一个老板必须招收足够多的学生来保持自己有足够的产出
。但是，对于20个学生来说，老板的职位只有1个。而且，PhD并非一般职员那样可以作
为永久职位，所以即使科研界，也无法吸纳更多的人，于是自然面临过剩的人才培养。
那么能不能减少人力的需求？其实也是有办法的。因为生物实验的高度重复性，其实有
很多工作是可以机械化的。但是，无奈PhD的人力成本远低于机械化的成本，加上很多
小实验室无法拿到那么多经费，这依然不现实。
说到经费，这是一个更为严重的问题。生物研究是非常昂贵的。不但需要昂贵的显微镜
等大型设备，而且会消耗大量的试剂与耗材。因为无菌的需要，枪头、培养皿等等所有
的器材都是一次性的，不可以重复使用。所以经费对于生物实验室的意义非常重要，一
旦一个实验室断了经费来源，所有的工作都会立刻停滞，甚至不得不靠裁员来度过经济
危机。而作为经济效用最低的生物研究，一旦国家的经济状况出现问题，最先被消减的
就会是这部分经费。
大量的从业人员争取这些有限的经费，使得竞争非常的严峻。更糟糕的是生物研究是否
会有好的进展，极大程度上由技术发展与实验室设备条件所决定。有没有好的成像设备
，能不能做RNA测序，有没有某某蛋白的抗体反而成了实验室能做出什么工作的关键。
于是有钱的实验室容易做出好的工作，也就更容易申请到经费，然后做出更好的工作；
而没钱的实验室难以做出好的工作，经费也更容易青黄不接。这形成了马太效应。但那
些没钱的实验室，并不是在一个市场化的竞争之中被淘汰，而是在大学中苟延残喘，继
续招人。
如果有一天生物学家开始联合起来，像高能物理一样将零散的实验室资源整合起来，迈
入大科学时代，那么可能以上问题都会好很多。现在的状况只是通过合作实现了小范围
的资源整合，实质问题并没有得到解决。
但即使这些问题都可以解决，还有很多问题摆在生物学的研究面前。生物的多样与复杂
使得生物学研究无比艰难。这首先带来的是对科学方法的冲击：证伪验证无法再得到保
证了。因为生物的多样和复杂，使得很多实验无法被重复。而生物实验的昂贵和耗时也
使得很多实验不会被人重复。一个PhD学生只有8年左右的时间，他不可能毁掉自己全部
的学术生涯去重复另一个人历时8年的工作，即使花费1年时间也不现实，因为对他而言
没有丝毫原创性的工作带不来任何收益，而从重复劳动组成的实验中也几乎无法带来技
能上的提高。而更令我惊讶的是这个行业的从业人员对这一问题的容忍。对于生物学家
来说，实验不符合是一件正常的事。尽管实验设计严谨可查，但一个实验结果却不能否
定别人的理论，证伪已经失去了意义。
于是出现了我最常听到而且最让我诧异的两句话：“实验发现不对不代表真的不对。”
以及“生物学是宗教。”
于是在生物领域，结论完全相反的研究工作比比皆是。
而且，生物的研究方式其实也有很多问题。轻视数理基础与统计，轻视逻辑，使得很多
从业者并没有意识到自己所面对的问题的复杂性，思想也没有受到相应的调整。生物的
复杂性已经远非通过100年前机械还原论的思想所能理解。对于生物这样的复杂系统而
言，只盯着其中一个点是看不到什么的。我一直认为要解决这些问题，需要引进更多新
的思路和想法，甚至新的数学。然而，大量的生物学研究依然在尝试通过解析每一种蛋
白质的结构和功能、知道每一片DNA序列的功能来阐明生物的所有谜团。当年人类基因
组计划是基于此思想，现在又有了人类蛋白质组计划，虽然这些工作的确必须有人去做
，但我可以肯定的说，即使蛋白质组计划完成，我们基本上依然对生物一无所知。如果
去参加些纯生物的学术会议，看看poster，会发现还是几乎所有研究都在宣称某某蛋白
在某某过程中起到某某作用，研究方法依然是“敲除基因我们发现XXX，过表达基因我
们发现XXX”。但这其实能说明的问题很有限。生物系统是高度耦合的，这个结论是不
是只是在系统的某个特定状态下呈现？对这个基因的调控是不是只影响到了宣称的那一
点点问题？甚至研究者有没有选择性无视那些不合自己心意的结果？在证伪都几乎失效
的情况下，这些都无从得知。
最后作为类比，读者可以做一个思考题来感受一下这种复杂：如果我们取消增值税，对
经济会有什么影响？你真的说得清楚么？
