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丁智原《科學的發展》2012/9/14

我很少在博客裡面寫寫有關科學發展的文字。我自己是學化學的,自然對科學有那麼一點瞭解。這麼多年以來,我一直在做開發產品有關的工作。也就是說經過市場部門的評估,研究部門人員努力結了果,決定開發成產品後,這個時候全部的研究資料轉交給開發部門。開發部門要做的就是朝向商品的成形。在產品開發過程中有了問題,各個部門的責任就是把問題給解決了。開發部門的分工非常細,有各種不同領域的人負責不同的部分。我的這一塊是分析化學,說穿了是一切產品開發的樞紐。沒有正確的數據,就沒有辦法知道如何達到產品優化的完成。當然更沒有辦法來執行生產,到最後品質控制等等。其實說穿了,就是解決各種在開發過程中出現的問題,而不是把問題加大。我時常說幹我們這一行的人,就是把大事化小,小事化無。等做到化無的地步,所要的答案就出來了。當然在解決問題的過程當中,最重要的就是利用自己以前讀書時代建立的基礎以及後來工作上累計的經驗。如果沒有好的底子,一個簡單的問題會被複雜化。這種現象在工業界非常普遍。一個問題的解決,要把自己定位在問題的中心,逐漸把問題縮小。但是在研究單位,必須是站在研究課題的外圍,這樣在研究的過程,可以顧及多方面的可能性,從而擴大思考的領域。最最重要的一點,就是在研究產品的過程當中,要把握住一點,就是研究出來的東西,到底能夠產生多少實質的經濟效益。我知道海峽兩岸的研究單位,教授也好,企業也好,缺少的就是這一方面。看看教授的研究課題,只是用來發表文章,評個職稱,拿點研究經費。很少能夠直接與經濟效益扯上關係。企業界的研究部門,很多都是面子工程,是做給外界人看的。這一點從公司內部人員的組成,經歷,就可以看出一個輪廓了。

我想要談的科學發展是我在孟山都公司工作了十年,親身經歷的實際情形。我想只要看懂繁體字的,都應該瞭解我在此文的說法。如果不了解,那是我沒有說好。我自己篤信一點,就是科學這玩意兒,如果我們學科學的人,不能把門外漢說清楚,我們在做什麼,那就是說我們自己沒有完全明白在做什麼,自然就不能夠把要說的說清楚。當然我不是指專業的知識而是一般的介紹。我常說教書這行業其實很容易也很難。如果自己搞懂了,那就很容易。自己根本就沒搞清楚,只有拿著筆記本抄黑板了,底下的學生也照抄。我有近三十年沒有跟學校接觸了。也許現在的情形不同。當年我讀書的時候,我老師們就是抄黑板然後正襟危坐,儼然一副神聖不可侵犯的樣子,繼續他的誤人子弟。現在教授階級的,大部分都有海外留學的經歷,我想在自己的崗位上,應該是可以幫助學生打好基礎科學的底子。廢話少說,言歸正傳。

七七年底我加入孟山都農業公司。一開始就參加一直到目前還在市場的殺草劑,草甘磷也就是年年春的開發工作。英文就是Roundup Herbicide。這個產品在八○年代初期,開創了美國歷史,成為第一個化學產品,銷售額達到十億美元的紀錄。我說化學產品包含了所有只要是化學的產品,譬如藥品、人造纖維、肥料、農藥等等。這個產品的作用就是除草劑。把草藥噴灑到葉子上面,兩個禮拜之內,主成分會移轉到根部,最後腐爛而雜草枯萎。這個草藥最大的特點是水溶性,在當年也是唯一的水溶性草藥。所以當初到美國環保署提出申請批文的時候,震驚了所有審查的人員。別小看水溶性這個特點。可以溶於水意味著進入人體內是不會被吸收而會被排除體外。對環境,對人體的傷害自然就比非水溶性的草藥要減少了許多(很多疾病的發生,就是因為有太多水不溶性的分子,積存在體內)。還有這個草藥是氨基酸的衍生物。本身含有氮磷。大家知道植物一般需要的肥料是氮磷鉀。因此,這個草藥在到達根部後,最後使雜草枯萎。在雜草新陳代謝的過程,會產生兩種新陳代謝的化合物。而這兩種化合物最後在土壤中就轉換成氮肥與磷肥。你看這麼一個草藥就有雙成的作用,不只是殺雜草而且還可以給土壤增加氮磷的含量,作為植物生長的養分。這些特點自然引起了全世界的重視。美國總統每年給工業界頒發最有貢獻的科研人員。這個產品的發明人強尼法蘭西斯(Johnny Francis) 當年就曾經獲得雷根總統的頒獎。

強尼是有機化學合成的博士,加入公司後一直從事有機合成的工作。可是這項發明並沒有用到他有機合成的技巧。當年公司的植物研究部門,負責人是菲利普漢(Philip Ham)博士。大家都知道如果要殺死農作物,首先要做的工作就是除去植物生產葉綠素的功能。記得念小學六年級上自然課就學過光合作用。植物的葉綠素在白天,把二氧化碳變成氧氣。到了晚上把氧氣變成二氧化碳,所以夜遊森林對身體是有害滴。植物就是靠著葉綠素的光合作用產生能量來成長。這位漢博士找到強尼,去尋找一個有機化合物,能夠和植物內產生葉綠素的觸媒結合,這樣觸媒就不能產生葉綠素,進而防止了植物的生長。強尼拿了產生葉綠素的觸媒結構,反覆思考可能的有機化合物(六○年代那個時候電腦還沒有那麼發達)。他並沒有立刻到實驗室合成化合物,而是開始從文獻,專利中搜素。其實有點類似大海撈針,皇天不負苦心人,終於給他找到了幾個可能的化合物。其中一個就是草甘磷。而且這個化合物是另外一家化學公司申請了專利,但是使用在紡織品的防火劑上。草甘磷是帶有鈉離子的氨基酸,結果拿到溫室測驗對植物的殺傷力,居然沒有作用。這簡直就是晴天霹靂的挫折。最後在強尼和他的團隊,再一次的使用各種不同的陽離子,終於找到了答案。而鈉離子的草甘磷,後來居然也成為增加甘蔗糖分的草藥。這裡就不再詳述後來的開發經過了。不過在美國開發像草甘磷這種產品,最少要十幾年的時間,比人藥還要難。因為除了要證明的確有其預定的功能,更要瞭解對土壤的影響。有的草藥進入土壤之後,對土壤的微生物有很大的殺傷力。使用過幾次,就不能再繼續播種同樣的農作物。最重要的就是對環境的風險評估。譬如對地下水,海洋生物等等的影響。因為環境一旦汙染了,要還原是要付出相當大的代價,而且還不一定能夠辦到。另外實地農場的試驗必須分佈在世界各地執行,因為每個地方的氣候,土壤都不同。還有同樣的試驗要重複好幾次,確認對農作物,土壤,以及環境汙染的影響。

草甘磷必須噴灑在雜草的葉子上面,才能對雜草有殺傷力。因此必須在農作物發芽之前使用。可是雜草在農作物發芽以後就不能再使用了。也就是說一旦農作物成長之後,就無法再使用來除雜草。因為連農作物都會死亡。因此在開發草甘磷的同時,就想到了使用基因工程,把抵抗草甘磷的基因加入到農作物的種子裡面。這樣的作物自然對草甘磷有抗拒的作用。如果這項研究能夠成功,那麼草甘磷就可以隨時使用來清除雜草。這樣無形中就可以擴大市場。所以在美國,我們這些科技人員不是自己來決定研究的項目,而是市場部門來決定整個公司的科研項目。因為所有的科研項目是根據市場的需要而來決定。而且科研的經費也是由市場部門來分配的。在八○年代初期,我們就看到未來公司的走向,不但是農業化學的公司,生產草甘磷,同時必須經營種子公司。在過去二十幾年,公司收購了幾家種子公司,所有目前營業收入除了草甘磷就是種子銷售的收入了。

這是孟山都農業公司的科學發展的情形。早年孟山都有五個子公司。後來慢慢的把有關化學部門一一清除。在八○年代中期,進入藥業。之後又把藥業結束,目前公司只剩下了農業公司。所以我說科學發展的目的在那裡,就是在賺錢(利潤最高)。因為有了錢,才有各種資源來支持科學研究。要賺錢自然要有好的產品。所謂好的產品就是使老百姓受惠。因為有了草甘磷,所以單位面積農產物的產量打破以前的紀錄。農民的收入相對的增加,自然願意繼續購買公司的產品。當年要進入孟山都農業部門,不是那麼容易。我在的那個時候,平均每面試二十位博士,只錄取一人。而且大部分都需要有名校的博士後經歷。華人不多,那麼多年,緊緊六位而已。我在農業公司工作了七年,後來公司成立了藥業部門,我就申請加入。從此進入了藥界,待了三年,找到工作來到灣區。一晃就是二十年過去了。回顧以往,非常有幸在我畢業那年進入孟山都公司就業,使我一個剛從學校畢業出來的學生,能夠在十年之內,利用了公司多方面的資源,終於領會到化學的實際運用,也真正體會到科學發展的重要。這些基礎奠定了後來能夠在小公司在我的領域內獨當一面,發揮自己的所長。


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