2022 年 10 月 7 日，麻省理工大学生物物理系的博士胡脊梁低调地在朋友圈转发了一篇刚刚在 Science 上线的文章——Emergent phases of ecological diversity and dynamics mapped in microcosms，这是他从单细胞力学转向截然不同的生态动力学领域后，发表的第一篇文章。

他只用了两年，其中还包括审稿和返修的十个月。

仅仅靠两个变量就可以预测复杂的生态系统，这是具有开创性的一步。物理学家费尔南达·皮涅罗(Fernanda Pinheiro)形容这项工作为—— a beautiful piece of work。

胡脊梁说「第一次返修时，审稿意见有 50 多页，但是三个审稿人都给出了高度评价，心里就有底了，感觉自己这项工作的意义得到了认可。」

用物理学的视角解决生物学问题如何理解自然生态系统中的多样化物种，以及它们复杂的动力学行为？这是胡脊梁及其导师 Jeff Gore 想要回答的问题。一直以来，几乎所有的生态学研究和模型，都仅仅聚焦于少量的物种，因为预测生态稳定性和多样性需要测量生态网络中的全部参数，是一件困难的事，因此多年来，科学家在理解以及阐述生物多样性和生态动力学方面，都缺乏一种统一的框架。「能不能用一个简洁优美的框架来描述混沌随机的生态系统？」 胡脊梁尝试用物理学的研究思路，解决生态学的问题。通过实验和模型验证，胡脊梁证明仅了解两个参数——物种数量和平均种间相互作用强度，就可对生态群落中呈现的动力学相为，以及相变进行预测。与传统的生物学家不断追问现象背后机制细节的科研逻辑不同，胡脊梁用 zoom out 的视角第一次对复杂的生态系统提出了一个比较统一的框架——它不再依赖于任何生物学的细节，像一个具有普适性的简洁公式，可以用来描述于大到热带雨林，小到肠道菌群的任何一个生态群落。同样是对生命科学本质的探寻。不过「这一次理论走在了实验的前面，然后又在实验上得到了充分印证，这在生物学领域是很少见的情况。」「但对我本人来说更直观的意义是找到了工作」，胡脊梁笑了起来，在MIT的博士生涯刚刚结束，他已经拿到了国内教职 Offer，明年 5 月，他将回到祖国建立自己的实验室成为独立 PI。不被定义的人生，用兴趣做催化剂从清华钱班本科到直博麻省理工，从物理到生物力学再到生态动力学，从学习课本知识到在数篇顶刊上留名，对科研经历了憧憬到幻灭，碰壁后又重新寻找方向，胡脊梁已然逐步建构起了自己的科学大厦——回首望去，他才 27 岁。谈及这些经历，胡脊梁谦虚地表示，自己只是「lucky」。事实上，这份幸运背后是不断被自己的兴趣「追逐」的结果，胡脊梁说，从成绩上看自己可以算个学霸，但是却不是常规意义上的好学生，不喜欢被束缚，甚至经常违反纪律。感兴趣的事，十头牛也拉不回来。不感兴趣的事，天王老子来了也不愿意做。胡脊梁从初中开始就对科学研究产生了强烈的兴趣，一头扎进物理学的世界，随后凭借物理竞赛保送到清华大学。

彼时，清华大学为了回答「钱学森之问」而开办的钱学森力学班，每年只从全校新生中选拔 30人，旨在「发掘和培养有志于通过技术改变世界、造福人类的创新型人才」，这种全新的培养理念吸引了胡脊梁，他通过层层选拔成为了 2013 级钱学森力学班的 1/30。钱班最初的课程更偏工程应用，大家都在卷绩点的时候，胡脊梁陷入了迷茫。「这些方向的理论框架都是早就搭建好的，更多是工程细节的优化」，课本知识似乎只是枯燥的理论。这似乎不是他渴望探索和创新的样子。因为找不到自己的方向，胡脊梁停滞不前。直到他听了施一公院士的讲座。那一场讲座中，施一公院士娓娓道来本世纪前沿的生命科学研究，壮丽的生命图卷深深地打动了胡脊梁——「21世纪真的是生物的世纪！生命科学的世界很广阔，还有很多的问题等着我们去回答。」

「生命很酷！热力学第二定律告诉我们所有的系统最后都会达到热力学平衡，就是熵达到最大，那在这个定律下，生命是不应该存在的，因为生命高度有序且熵非常低，它打破了热力学第二定律，从热力学上来讲是一个远离平衡态的耗散结构，从物理学家的视野来说就是一个非常神奇的存在，哪怕到今天我还觉得是让我很激动的一件事情。」

时隔7年，胡脊梁说起「生命很酷」时，眼睛里仍发着光——仿佛回到他曾经被点亮的那一刻。人生中很少有这样的时刻，不过一旦被点亮，就是不一样的人生。带着对生物学的憧憬，大二的胡脊梁主动找到力学与生物学结合方向的实验室，开启了自己的科研篇章。他说，自己是钱班第一个跑去学生物的人。这也意味着和同学们相比他要学习一倍多的课程。胡脊梁开玩笑说，这可能是自己人生中最辛苦的四年。上午6点起，晚上1点睡，胡脊梁一刻不停歇地汲取着新知识。他发现，原来课堂上学的「枯燥的」线性代数，立马就可以用到实验中，胡脊梁仿佛被打通了任督二脉，大学还没毕业，胡脊梁就以一作身份发表了 PNAS。随后又以优异的成绩直博到 MIT。

图片来源：PNAS｜胡脊梁的第一篇文章钱班的首席教授郑泉水院士说，在钱班，老师们要想方设法呵护学生的激情，因为这种激情对创新至关重要——这是一种对一件事情着迷，晚上睡不着觉，吃饭走路都在想这件事情的劲。郑泉水院士说的就是胡脊梁身上这股劲。直博 MIT 后的头两年，胡脊梁仍然从事单细胞力学方面的研究，但这里实验室高压的氛围让他感到了科研思路的滞涩。胡脊梁说，「一直看生物学的书是觉得不太优美，有很多信息是冗余的，直到接触了生物物理学，才发现原来生物学也可以用简洁的数学语言去描述。」冒着可能延毕的风险，博三的胡脊梁转到生态动力学方向。来到新的课题组，面对全新的研究方法，和理论物理学家、应用数学家进行思维的碰撞，这个过程里胡脊梁只觉得 exciting。研究框架在他脑海中逐渐形成。在兴趣的驱使下，胡脊梁总是能「上道」很快。当你的偶像是一个科学家一定要跟自己「admire」的人做科研，胡脊梁说。胡脊梁的博导是生态动力学领域年轻有为的科学家 Jeff Gore，他在本科时修过四个学位，跨度从物理学到经济学。胡脊梁说，在 MIT 第一次听 Jeff 讲课，就被他融会贯通的思路折服。胡脊梁主动找到 Jeff ，想要转到他的课题组读博。

两个领域跨度很大，再加上此时胡脊梁在细胞力学方向已经有比较好的成果发表。Jeff 建议他为避免延毕，可以博士毕业后再过来。胡脊梁说「我一天都不想等了」。凭着这股执着，胡脊梁「追星」成功。来到自己心心念念的课题组，胡脊梁说，自己每天到实验室都是快乐的。在这个「神仙」组里，每个人的想法都能得到充分的尊重，每个组员找工作的时候，Jeff 都会亲自打电话做推荐。大家的时间安排也十分自由，Jeff 甚至会劝大家多休息——把知识整合，多思考知识的框架。Jeff 的这份松弛感教给胡脊梁的是，多思考科研之外的事，比如说去参加会议，或者与其他科学家交流。去思考这个领域里一些宏大的东西，这些东西虽然不能直接反映在学术产出上，但对成为一个真正的科学家是很重要的。胡脊梁说，Jeff 给他的另外一个启发是，以后自己做 PI 时也一定要让大家开开心心做科研，同时要给学生一定的自由度，让他以自己的风格去做事——人在心情好的时候才有创造力。另外一个胡脊梁「崇拜」的人，是清华钱班的首席教授郑泉水院士。胡脊梁回忆到，自己作为钱班第一个学生物的人，郑老师为他提供了很多帮助，包括帮他联系很多相关生物专业的老师。

图片来源：百度百科胡脊梁说，本科时期自己有过一个非常稚嫩的 idea，但郑老师很尊重他的想法，花了很多时间与他讨论。有一次讨论时正值冬天，室内暖气很闷，郑老师便带着胡脊梁一路边走边谈，在寒风中谈了两个多小时。

「尽管这个课题最后也没有做出什么结果，但郑老师当时还是像对待一个博士生一样尊重我的想法，并培养我，我从他身上学到一个科学家思考问题的过程是怎样的，对我的思维方式有很大的影响。」

除了两位直接接触到的科学家，对杨振宁先生的仰望是胡脊梁最重要的科学启蒙，「我小时候的卧室墙上都贴着杨先生的照片」，杨振宁先生的科学理论，著作和传记，胡脊梁如数家珍。

图片来源：视觉中国胡脊梁说，杨振宁带给他最重要的影响有三点：一是要有好的科学品味，去发现什么问题是重要的，什么理论是优美的；二是做科研的前期最重要不是学会某种技术细节，而是去发现一个有前景的值得自己奋斗终身的方向；最后一点是因材施教，认可学生的长处。访谈终了，胡脊梁表示有些遗憾，一直很想和杨振宁先生合影，还未能如愿。然而，今年 10 月，是杨振宁先生的 100 岁诞辰，同时胡脊梁的第一篇 science 也刚刚上线。事实上，那个曾经在卧室里仰望杨振宁先生照片的小男孩，正用自己的方式一步一步向那位伟大的科学前辈靠近。他已经从杨先生手里接过了火炬，将人类的认知的边界拓展至更远的地平线。