指尖下的昆虫记

　　撰稿/李宗陶(记者)

　　从雌蛾释放的“爱的气息”到“人造仿生诱芯”，从苍蝇复眼构造到雷达系统，从蝴蝶双翅的显微结构到显示屏，从莲叶的自净现象到汽车外壳、墙面和衣料的自净，从植物叶片的收叠伸展功能到航天飞船上的收叠装置，从猫前爪的肉垫到轮胎花纹的设计……多少年来，人类对动植物的各种奇特功能进行研究，以自然界发现的机理来解决人类技术问题的

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一门综合性交叉学科——仿生学由此诞生。杜家纬是其中的佼佼者，也许因为他的手指非常灵活，听他弹奏莫扎特的《土耳其进行曲》就知道了。当然，原因远非仅此。

　　杜家纬，1941年生于上海，祖籍江苏镇江。1965年毕业于中国科学院上海分院业余大学有机化学系。1986-1999年中国科学院上海昆虫研究所化学生态实验室主任，研究员。现任中国科学院上海生命科学院植物生理生态研究所环境生物学和分子生态学实验室化学生态组创新课题组长，研究员，博士生导师，兼任中国生态学会化学生态专业委员会主任，中国昆虫学会国际交流委员会委员，亚太地区国际化学生态学家学会主席。

　　递给杜家纬一张纸片，请他在适合描述他的词句下打勾。他选择的是：正确、善良、注重效率、有想象力、有创造力、坦率、灵活、理想主义者。较少有人毫不犹豫地选择“正确”，作为一个科学家，63岁的杜家纬显然是自信的、强

　　势的。要说清楚他的工作，不妨从应用入手。在广袤的农田里，存在大量的害虫，科学家们发现，利用雌虫释放出的求偶气味吸引雄虫自投罗网，可以达到防治害虫的目的，同时根据诱捕器诱捕害虫的数量来预测害虫的发生期。

　　杜家纬的研究，就是要弄清楚雌虫这种气味的化学成分，然后人工模拟合成，再利用溶剂把这些化合物渗透到橡皮内部，使这些气味物质均匀地从橡皮表面释放出来，完全模仿得像一个真正的雌蛾在释放它“爱的信息”。这种仿生橡皮塞被称作“信息素诱芯”，将它置于水盆式诱捕器上，夜间，大量的雄蛾就会纷纷飞来，因爱殉身。

　　如果昆虫也有语言，或许会称杜家纬为“杀手”。

　　心跳时刻在急需科技人才的年代里，杜家纬就读的鲁班中学被科技部改制为上海科学技术学校，高二那年，他进入药物系。与那个年代的许多人一样，这一行业并非个人选择，但少年杜家纬确实对昆虫有某种朦胧的兴趣，他斗蟋蟀，还养金铃子，后来，他读了法布尔的《昆虫记》。

　　从1969年正式立项运作的第一个课题“棉红铃虫引诱剂的化学合成”至今，杜家纬在实验室奋斗的35年也是中国仿生学应用飞速发展的35年，其领域已从农业扩展到军事、医学、工业、建筑业、信息业等。

　　国际著名动物学家Wemer Nachtigall博士说，仿生学就是“学习自然界的现象作为技术创新的模式”，杜家纬举双手同意。“有些人认为仿生学就是造机器人，但这跟我的专业没关系，仿生学的精髓是教你方法，而方法都在自然界。”他说，“自然界的门开在那儿，有本事你去拿。”

　　在近40年时间里，杜家纬和他的团队从自然界拿到了许多东西。仅1996年至今，他主持的“设施蔬菜害虫生物防治技术应用”、“棉实夜蛾引诱剂的研究”、“桃蚜化学生态学的研究”、“昆虫信息化合物无公害农药的开发和产业化”、“棉

　　铃虫雄蛾抑制剂和雌蛾求偶干扰剂的研究”、“无公害蔬菜防治技术研究”均获成功，他最近攻关的是所里的创新项目“氟蚁腙卫生杀虫剂全合成”。幸运的是，许多项目已经产业化，杜家纬亲眼看到了自己的研究成果转化为生产力。这总让他想起30多年前，在重庆路上搭建的那个大纱笼，成群结队的雄蛾子循着气味飞来，自取灭亡，场面蔚为壮观。

　　这些年，有杜家纬署名的纯学术论文计180多篇，其中在国外核心期刊上发表的达48篇。打印其2000年来的论文标题花了4页纸，我最终放弃了检索更早以前的。“有好文章在好杂志上发表，那比加工资要高兴，就想着要去喝点酒了。”杜家纬说。

　　同等的高兴还有：通过技术突破在实验室拿到好的数据。也就是说，设想与现实相吻合——那是令人心跳的时刻。

　　一只雌虫释放的气味量大约只有十几纳克(10-9克)，怎样测定和分析如此微量的气味物质的化学结构，一直是困扰科学家的难题。要么饲养几十万只虫子，要么从技术上解决这一问题。

　　1982-1983年，杜家纬独创的“超微量技术”使他一下子从国际同行中脱颖而出，发表的论文不是以“篇”而是以“群”计。道理其实简单，找到释放气味物质的腺体，用比针尖还细的镊子取下腺体的一块表皮，浸泡在溶剂中，溶解后便可以拿去做分析了。“超微量技术”使得用一只昆虫就能完成化学成分分析成为可能。

　　另一个困扰科学家的问题是：一只虫释放的气味是否终身不变？如同一个人在一生中遇见爱慕的人是否总说“我爱你”，而说时的语气语调是否总是保持一致。要对一只虫子每天取样做测定很难，它们实在太小，而且非常娇嫩，很难存活。

　　1986年，杜家纬花了一个半月时间攻克了这一难题。他设计了一个方法：不破坏腺体，用一根非常干净的超细管对着腺体吹一下，使气味物质排出，然后进行超灵敏分析。他发现了“昆虫信息素在进化过程中的超瓶颈效应”，这一成果发表在当年的英国《自然》(《Nature》)杂志上。令国际同行惊讶的不是结果，而是杜家纬对过程的设计，“这真是不可思议的技术”。

　　杜家纬很清楚，仿生学拼到最后，就是要解决技术、手段问题。技术推动科学发展，科学又反过来促生新技术，如此往复呈波浪型发展。

　　一个全才

　　有几次，在研究生的入学典礼上，杜家纬总会有意识地问：“有谁会弹钢琴？”没有。“小提琴呢？”也没有。“那么二胡呢？”哦，有一个举手了。他接着会丢出一串乐器和体育项目：手风琴、笛子、跳高、跳远、游泳……然后自豪地宣称：“我刚才提到的，我都会。”

　　需要说明的是，杜家纬不是一般的会——他是跳远的国家二级运动员、蛙泳和跳高是国家三级；他的钢琴、手风琴水平也堪称超业余，由他亲手启蒙、调教的孙子去年在美国得州少年钢琴大赛中夺得第一名，当时只有11岁，是参赛选手中年龄最小的，这意味着“那小子考美国任何一所音乐学院都可以拿全额奖学金”。

　　世界上没有无缘无故的成功，成功总是垂顾那些做好准备的人。杜家纬一直在不停地“做”：做、失败、再做……直至找到方法。

　　动手能力也许与生俱来。杜家纬告诉我，很小的时候，他就摸索着用竹子做了一管笛子，没花钱买；在上海还没有几台电视机的时候，他虽然全无一点电子学基础，却凭着买书自学，一个零件一个零件地装配了两台电视机。大的那台16英寸，第一次调出的图像是第26届世界乒乓球锦标赛，杜家纬的心狂跳不止，大呼：“别动别动，就这么看一会儿。”这种心跳，后来许多次在实验室中体味到。

　　研究所里人都说“老杜挺聪明”。老杜说，不是聪明，是勤奋加综合素质。弹钢琴，让他的手指非常灵活，他的实验就是做得比别人漂亮，他插入微电极时手不会抖，每一个动作控制得很精确，灵活度也非常高。漂亮的数据就是在这样的指尖下诞生的。所以，他常常劝学生：“如果可能，你们一定要让孩子学钢琴。音乐对人的智力、想象力很有好处。”

　　杜家纬小学时参加上海市少年宫图画班，对着整面墙画了3年大画。这让他的空间感非常好，对于一台大型装备的构思，他能清晰地表达，制图水平也是一流。而对电子学的通透，让他对所里的大型装备“都很熟”。

　　凡此种种，杜家纬意识到，这些青少年时期朦朦胧胧的爱好，这些零零碎碎积攒起来的素质，都给他的学术带来了“说不清楚的好处”。由此看来，聪明的脑袋不是单向而是多元的，它是熵变而非基因突变。

　　学术内外

　　有没有陷入低谷的时候？“不是低谷，是寻求一个新的方向、找一个新的突破口。许多时候，做得非常艰苦，很苦恼，这是经常碰到的。”

　　你的强项和弱项分别在哪儿？“我的强项在于我比较喜欢做探索性比较强的研究，不喜欢‘命题作文’，我喜欢做我想做的东西。弱项大概是我脾直，比较容易得罪人。研究所里都说‘老杜喉咙蛮粗，但说完就忘了’。年轻时，讲话不转弯，譬如对同行的研究发表不同意见，我会当面讲‘哎，你这个做得不对，应该往那个方向走’，让人下不了台，但事实证明我是对的。其实我没有恶意，现在有的老同事跟我提起当年事，都会哈哈一笑。”

　　你的对手如何评价你的工作？“我没有什么对手，也没听到过基于学术本身的批评意见。唯一一次是1986年三化螟的研究成果在院里评奖的时候，因为我的论文跟国外一篇同样主题的论文在同一个月里发表，所以有人说，会不会老杜抄人家的。当时没有互联网，国外期刊要半年以后才到国内，我当时也没有出国考察，所以很气愤。这是侮辱，如果我学了人家，我不会隐瞒。这类学术上的‘撞车’现象在科学界也是经常发生的。”

　　杜家纬目前的研究方向是：昆虫化学通讯系统的功能及其调控——分离和鉴定检疫性害虫、蔬菜害虫、草坪害虫的性信息素化学结构，开发研制“这类害虫的信息素仿生诱芯”等；植物源气味物质诱导昆虫产生的行为及其基因调控——研究植物气味调控和诱导昆虫产生的行为，诸如引诱、驱避、产卵抑制，研究这些活性气味物质的产生及其生物合成途径等；气味生物工程——研究植物气味以调控昆虫行为，研究调控植物次生物质的生物合成途径及基因调控，研究目标以“驱蚊工程基因草和花卉”为主。

　　杜家纬每天早晨6：30从家出发，开着他的小赛欧从外环线以外的一个别墅区驶向枫林路研究所，半小时即达。7：00-8：30，可以无干扰地做事。等到小组成员陆续上班后，他一轮工作已毕。每天晚饭后，他帮助老伴洗碗(可能是他唯一的家务活)后，就上书房工作。他偶尔也陪妻子逛街，但后半段往往不能坚持：“看好了么，就回去了呀。”他说，我欠她太多太多。

　　再过两年，杜家纬打算退休进军科普和科幻影视创作。因为孙子从小爱看日本动画片《铁臂阿童木》，这让他很不服气，也意识到中国科幻影视业的巨大空白。把自己的科学背景转化成一种可以激发中华民族想象力的东西，唤起下一代的梦幻和创造力，是他以为“比现在的工作更重要”的事。

　　“我的文学功底很好，能帮朋友改小说和剧本。我还有一群文艺界的好朋友。”杜家纬满面红光，眉目生动。