命運攸關(guān)的時刻充滿戲劇性，在個人的一生及歷史的進程中都是難得出現(xiàn)的；這種時刻可能集中在某一天、某一時，甚至常常發(fā)生在某一分鐘，但它們的決定性影響超越時間。對于許東來說，這一分鐘，可能在志愿填報單上、在出國的飛機上、在1995年的那一場會議上。 ? 許東在密蘇里大學哥倫比亞分校生活了二十年。 2003年，38歲的許東來到該校計算機科學系，開始了他第一份教職。這也是他近二十年來唯一一份教職。許東在這所學校安了家，做起科研，2007年成為了該校最年輕的系主任。 這所學校坐落在美國密蘇里州的第四大城市哥倫比亞。因為所處土地廣闊，農(nóng)業(yè)發(fā)達，被稱為美國中部大農(nóng)村，得名“哥村”。 許東總說，自己是被這座小城留住，研究了半輩子的生物信息學。

這些年里，許東主動投入到跨學科研究風潮中，先后為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測、單細胞數(shù)據(jù)分析、DNA序列、蛋白序列分析、系統(tǒng)生物學建模、圖像文本分析、中醫(yī)舌相、分子動力學模擬等，做出了每個時期好用的算法工具。 2001年，許東憑借蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測工具——Prospect，與好友徐鷹（現(xiàn)任佐治亞大學校董事會教授）共同獲得《R&D》100獎。該獎項由《R&D Magazine》1963年創(chuàng)設(shè)，被國際科技領(lǐng)域譽為科技界的“創(chuàng)新奧斯卡獎”。 此后，許東又在2015年和2020年接連當選美國科學促進會（AAAS）會士和美國醫(yī)學與生物工程院（AIMBE）會士，并成為了密蘇里大學的校董事會教授。 ? 這些高光時刻，映射了他人生中的黃金三十年。 二十五年前，他趟過生物信息學泡沫期；十五年前，他成為密大最年輕的系主任；十年前，他先于大多數(shù)人換到深度學習賽道。 在那些時刻，許東大放異彩。正如茨威格在《人類群星閃耀時》的第一章“巴爾博亞發(fā)現(xiàn)太平洋” 中寫到：人生中最大的幸事，莫過于在富于創(chuàng)造力的壯年發(fā)現(xiàn)了自己的使命。

18歲的決定：

寧選北大，不去清華“教育是一個很特殊的行業(yè)，很難高質(zhì)量地批量生產(chǎn)，培養(yǎng)一個人效率低、成才的確定性也不高。” 站在父母的高起點上，許東對這句話深有體會。 新中國成立后四五年里，許東父母考入清華，就讀于電子工程系。 隨后，父親留在了本校，在工程力學系（現(xiàn)航天航空學院）任教，并于1981年在國家支持下赴丹麥讀博，成為了中國最早出國研究流體力學的一批人。母親則去了北京燈泡二廠、燈泡總廠擔任廠長，并在八九十年代擔任了十多年的北京電光源研究所所長。 這是一個標準的知識分子家庭，許東稱，雖算不上大戶人家，倒有機會從小接觸到教授級的叔叔阿姨。 回憶起來，許東覺得那是一種無差別的人際交往，“絕想不到其中一個人就是某一領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物?！?但許東沒去清華，而是選擇了北大。相比于清華的工程師氣息，北大要更加自由，尤其是北大沒有校訓，沒有校歌，甚至北大校園中的標志性湖泊，也被錢穆先生帶頭喚為“未名湖”。 在許東看來，這代表了北大上上下下的一種求學態(tài)度，要敢于不合群，不聽話、既要批判，也要兼容，做中國維新圖強的“先鋒者”。 1983年，十八歲的許東走進了北大物理系。

這是在中國高校中設(shè)立的第一個物理系。許東入校時，北大物理系已經(jīng)走過70年歲月，期間還誕生了四個首創(chuàng)學科，如我國第一個原子能人才培養(yǎng)基地——物理研究室、我國第一個半導體專業(yè)、我國第一個地球物理專業(yè)、我國第一個計算機系微電子專業(yè)。 而與北大頗有淵源的西南聯(lián)合大學物理系，也走出了李政道、楊振寧、朱光亞、鄧稼先、黃昆等一大批杰出科學家。 這是許東第一次感受到國內(nèi)學科的昂揚姿態(tài)，“原來中國人在物理方面做得很好，我也躍躍欲試?！?一進大學，許東被各種“奇奇怪怪”的研究吸引住。大一上學期快要結(jié)束時，他無意中看到學生宿舍里貼著一個告示——“自然之謎研究會，研究氣功、特異功能等人體科學現(xiàn)象”。 許東對這些神奇現(xiàn)象特別好奇，加上告示中寫到能夠去北京師范學院（現(xiàn)首都師范大學）做研究特異功能的實驗，當即報上了名。 大一寒假，許東都泡在了實驗室。盡管沒有研究出什么名堂，但許東卻產(chǎn)生了非常多的奇思妙想，還寫成了一份挺長的實驗報告，全文論證人體特異現(xiàn)象的真實性和其中的問題。

1983年寒假，許東（前排左二）在北京師范學院和部分研究人員及特異功能人士合影 為此，許東還擔任了一屆的自然之謎研究會會長。 80年代前后，人體特異現(xiàn)象研究方興未艾，時任國防科委科技委副主任的錢學森和主任張震寰兩位，都是特異功能現(xiàn)象的支持者與參與者。 尤其是錢學森，他認為，人還沒有能動地去發(fā)掘人體的潛在能力，今后應(yīng)該用現(xiàn)代科學技術(shù)進行研究，對中醫(yī)理論、氣功、特異功能等，都要科學地進行研究。

那段時間，各種人體特異功能研究會成立，從科學界到醫(yī)學界，一場關(guān)于人類生命現(xiàn)象的研究開始風靡全國。北大加入了這場研究中，由許東所在的協(xié)會協(xié)助承辦了人體特異功能的表演，錢學森到場觀看。 這之后，許東對生命現(xiàn)象的研究熱情更加高漲，他對很多同學講到，“我跟錢學森握過手了，雖然沒說過話?！?/p>

1983年錢學森成立人體特異功能研究所，與90年代的氣功熱

但許東沒想到，到了90年代，“氣功熱”出現(xiàn)神論傾向，冒出了氣功治病、滅火、攔截核武器等言論，學術(shù)研究也受此波及，被視為偽科學研究。 1994年，國家下達《關(guān)于加強科學普及工作的若干意見》，一部分嘗試用現(xiàn)代科學做出解釋的科學家就此偃旗息鼓。 給許東講授固體物理課的嚴守勝教授，也曾勸大家不要研究這個方向。他講到，布賴恩·約瑟夫森三十歲出頭就拿了物理學諾貝爾獎，之后專注于超自然神秘現(xiàn)象研究，卻一生沒有實質(zhì)性的進展。 這也讓許東決定留在北大繼續(xù)做物理研究。他被保送碩士研究生，選擇了固體物理方向，師從磁學研究的導師周文生教授。 在周教授的指導下，許東將研究放在了固體物理中一個基礎(chǔ)問題——自旋玻璃。

簡單來說，自旋玻璃理論研究的是物理學中的復雜系統(tǒng)，對于理解無序自旋相互作用系統(tǒng)發(fā)揮了非常重要的作用，近年來該理論框架為約束滿足、組合優(yōu)化、統(tǒng)計推斷、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等理論研究提供了眾多啟發(fā)。 但在當時，自旋玻璃更多體現(xiàn)在陶瓷、高溫超導等應(yīng)用領(lǐng)域，需要用到大量的實驗研究，記錄不同陶瓷所用的配方，測量陶瓷的屬性。

許東將其描述為“工匠型”研究，每天就是燒爐子、測材料屬性。他發(fā)現(xiàn)自己的動手能力不強，實驗做得不好，還把老師的儀器弄壞了。 回憶起那段經(jīng)歷，許東稱，“我最大的實驗結(jié)論，就是我不適合做實驗。” 既然實驗不成功，許東也不再硬著頭皮做，他開始想著兌現(xiàn)自己的理論天賦，經(jīng)常在碩士論文中順著幾個實驗結(jié)果自我發(fā)揮，寫出十幾張紙的理論猜想。 在導師看來，這些猜想毫無根據(jù)，多次提醒許東不需要寫進畢業(yè)論文，許東就在草稿上繼續(xù)寫?，F(xiàn)在看來，盡管那些猜想稱不上科研，甚至沒什么價值，卻在無意中鍛煉了許東舉一反三、觸類旁通的能力。 這是一種天賦，冥冥之中決定了他將終生與理論研究打交道。

一生中最重要的導師

許東博士就讀于美國的伊利諾伊大學厄巴納—香檳分校（University of Illinois at Urbana-Champaign，UIUC），但前面還有段小序曲。 1990年，許東碩士畢業(yè)后，來到美國紐約市立大學皇后學院讀起了物理博士。但因為當時女朋友（現(xiàn)在的妻子）讀研選在了UIUC，許東果斷轉(zhuǎn)校。次年5月，許東向西出發(fā)，跨越千里與愛人會和。 他與妻子在北大結(jié)識，妻子就讀于化學系，比他小三屆，兩人從相戀時就約定去更遠的地方，從北大到UIUC，兩所學校成了二人從相識到婚姻的重要見證。 這段經(jīng)歷有一位見證人——許東的博士導師Klaus J. Schulten教授，也是許東一生中最重要的一位導師。

Klaus J. Schulten教授

Klaus是一位理論物理學家、也是一位計算生物學家，博士師從諾貝獎獲得者Martin Karplus(從學術(shù)脈絡(luò)上看，現(xiàn)在深圳灣實驗室周耀旗的博士后導師也是Martin Karplus，與許東一脈相承）。 早在1978年，Klaus就較為完整地描述了磁感應(yīng)和動物遷徙的Radical Pair假說（也稱為化學指南針假說），此后便投身到生物學領(lǐng)域。1991年許東加入時，Klaus實驗室已經(jīng)非?；钴S，他本人是UIUC里最搶手的導師之一。

許東的導師首選是Klaus。但進入Klaus組里，許東覺得多少沾了些運氣。 UIUC有一個重要的導師雙選機制，學生可以和許多導師單獨見面，由學生提交5個導師的排序志愿，導師也排序選擇5個和他（她）見過面的學生交到系里，由系里協(xié)調(diào)分配。

所以，這份實力和運氣兼具的選擇機制總會伴隨意外和驚喜。 談到被選的原因，許東猜測，或許是自己初到UIUC時一次性通過了博士資格考試，一下子讓Klaus注意到了。但其他同學就沒有這么幸運了，很多美國同學在這場入學考試中表現(xiàn)吃力，或者沒有參加，兩次補考也有一半的博士生沒有通過考試，被降為了碩士。 時至今日，談起選擇導師時的經(jīng)歷，許東還深有感慨，“我們是選擇了彼此，夸張點說，師生關(guān)系對職業(yè)的發(fā)展可能不亞于配偶關(guān)系。”

許東博士畢業(yè)時和Klaus J. Schulten教授的合影

進了Klaus組之后，許東在校內(nèi)的貝克曼研究所（Beckman Institute）做研究。這是伊利諾伊大學里一棟專門為跨學科研究而建設(shè)的大樓，主要集中在工程和物理科學、生命和行為科學方面的研究，超越了當時眾多傳統(tǒng)大學在組織和結(jié)構(gòu)方面所存在的眾多內(nèi)在局限性，一切服務(wù)于跨學科交流。 在那里，許東第一次同時運用起“生物、計算機、物理”三門學科的知識。 對許東來講，最難的還是補上生物的背景。組里的同學一起成立了“學習小組”，一起讀沃森等人寫的《細胞分子生物學》一書，每人輪流負責主講一章，相互交流學習筆記。只用了半年，許東連同組的同學，都補上了生物知識。 從事交叉學科研究仍不輕松。那個年代的學術(shù)界有一種說法：只有在本領(lǐng)域做得不好的人，或者在本領(lǐng)域做到了天花板，才會轉(zhuǎn)向交叉學科。

90年代初，生物信息學甚至不能被看作一門學科，Klaus所領(lǐng)導的小組對外也是自稱為“理論生物物理研究組”。 許東談到，他所認識的物理系同學中，轉(zhuǎn)向生物物理的人并不多，甚至有人不理解許東的轉(zhuǎn)行。但許東相信自己的選擇，導師Klaus就是一顆定心丸。他也曾在父親多年的流體力學研究中，感受過交叉學科的魅力。 對于走上生物信息學這條路，他只做出過一次解釋，“就像在計算機上設(shè)計波音777飛機，可以先根據(jù)數(shù)據(jù)建立模型并預(yù)測結(jié)果，等確定設(shè)計無誤，再實際建構(gòu)飛機，既省力、省時，也省錢。同樣的道理，生物信息學剛剛起步，主要結(jié)合生物、計算機、統(tǒng)計三門學科的知識，發(fā)展計算軟件，用來分析生物數(shù)據(jù)、建立模型、預(yù)測結(jié)果，從而輔助設(shè)計藥物，或者改良農(nóng)作物。” 這種說法遭到嘲笑，許東確實遇到了一些問題。

他研究的是當時最火的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的分子動力學問題，簡而言之就是研究蛋白質(zhì)怎么運動。由于蛋白質(zhì)的生物功能與結(jié)構(gòu)動力學特征緊密相關(guān)，并且其研究對象為蛋白質(zhì)分子個體，所以也是一門與分子生物學互補的研究。 但在90年代初，計算機內(nèi)存容量太小，用計算機模擬分子運動常常受限，算力局限導致能做的事情也不是特別多。許東稱，“當時最好的機器才一個G，學生們都要搶著用，這與現(xiàn)在用云平臺模擬出來的效果不能相提并論?！?在那個環(huán)境下，但他與導師做的第一個工作——《光合反應(yīng)中心蛋白質(zhì)運動與電子轉(zhuǎn)移的耦合：在自旋玻色子模型框架下研究低溫行為》，發(fā)揮理論研究優(yōu)勢。 許東借鑒了系里另一位教授安東尼·萊格特（2003年諾貝爾物理獎得主）的自旋波色子理論，在量子力學的知識體系下做出了一個新的理論模型，細致解釋了光和反應(yīng)中電子在蛋白質(zhì)里電子傳遞的現(xiàn)象，在領(lǐng)域內(nèi)得到了高度認可。 直到許東畢業(yè)十幾年后，Klaus還會經(jīng)常提到許東的這項研究。

此后，在與導師的合作中，許東接連發(fā)出了9篇論文，其中6篇發(fā)布于1995年，與當時最火的分子動力學、活細胞中超分子系統(tǒng)等領(lǐng)域相關(guān)。 回憶起那段時光，許東稱，在學術(shù)上對他影響最大的人就是Klaus，在遇到Klaus之前，他的理論天賦被隱匿以來，甚至不能寫在論文中，他一度質(zhì)疑什么才算是真正的科研。直到遇到Klaus，許東才有種找到了科研大門的感覺。 許東至今對一個場景印象深刻：半夜兩點鐘，Klaus為了一篇論文把許東叫到家里改稿，尖銳的點評與詳細的建議劈頭蓋臉般地過來，一直改到他滿意為止。 “我就是在批評中成長起來的。世界上有一些領(lǐng)域可以自無師自通，但在科研上，我還沒有見過誰是自學成才的，每一個真正會做科研的人，至少是被另一個科研高手口傳心授、精心調(diào)教，才能入得了科研的門。” 所以，Klaus屬于那種“嚴父型”的教授，但他對學生卻不乏真誠的關(guān)心和驕傲。在他的實驗室里有一面特殊的墻，上面掛滿了學生們的論文封面，一一做了裝裱。

在許東的印象中，Klaus每天只睡4個小時，從不鍛煉、從不養(yǎng)生，卻能每周高效率地工作上百小時。 2016年，Klaus去世。許東回到那所實驗室，對墻感嘆，“或許我一生都到不了Klaus那樣的高度，他完全是用生命做科研?！?葬禮那天，在西式的吊唁中，歡聲笑語與掩面拭淚同步進行。Klaus在遺言中留給大家的最后一句話——“我不喜歡你們這樣消沉，打起精神，還是像過去那樣想起我?！?回顧起與導師相處的那四年，許東說到，Klaus是最感染自己的是他對自然與生命之美的洞察與摯愛。 Klaus把自己大分子模擬的工作當成“分子顯微鏡”。他告訴朋友，生命之大美不僅僅在春天歡快的小鹿身上和秋天斑斕的落葉里面，也在我們?nèi)庋劭床坏降纳锎蠓肿又虚g。他雖然不在了，他的學生們會繼續(xù)他的事業(yè)，去探索更多的生命之美。 直到現(xiàn)在，許東也堅信，Klaus是他人生中最重要的一位老師。

90年代的生信研究“寒武紀”

1990年10月，經(jīng)美國國會批準的人類基因組計劃正式啟動。 這項大約耗資30億美元來測定30億個堿基對的國際計劃，從美國迅速席卷到英、日、法、德、中等國家。與此同時，這項研究也從多國政府間的合作小組，分散到諸多私營性質(zhì)的基因研究機構(gòu)中。 其中，最具代表性的就是文特爾（J. C. Venter）創(chuàng)立了塞萊拉基因公司，并用1991年提出的“散彈法”新型測序技術(shù)，多次走到“國際人類基因計劃”的前面。 一場公私之間的科研賽跑，在三十年前拉開帷幕。 1994年，由美國科學家約翰·莫爾特（John Moult）發(fā)起的全球蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測競賽（CASP），召集科研界所有人士，開始了真正的較量。 這個兩年舉辦一次的競賽，一亮相便吸引了計算機科學、生物物理學等不同領(lǐng)域的專家參與到蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)測中。在那個年代，基因測序和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測如火如荼，生物信息學（Bioinformatics）也成為了一門正式學科。

那是波詭云譎的90年代，一段即將進入生命科學時代的“寒武紀大爆發(fā)”。 許東所在的貝克曼研究所，就站在了浪潮最前沿。1993年，在那所大樓第五層的國家超級計算機應(yīng)用中心（NCSA）中誕生的Mosaic瀏覽器，迅速在整棟大樓中傳開。 這樣一個純粹好玩兒的作品，成為點燃后來互聯(lián)網(wǎng)熱潮的火種之一。后來，網(wǎng)景導航者瀏覽器的開發(fā)工作，聘用了許多原有的Mosaic瀏覽器工程師，但是沒有采用Mosaic網(wǎng)頁瀏覽器的任何代碼。傳承網(wǎng)景瀏覽器代碼的后裔為Firefox瀏覽器。 在計算機技術(shù)的支持下，生物信息學迎來第一次黃金期，成為當時的前沿學科之一。 1995年，許東博士畢業(yè)。他來到美國國立衛(wèi)生研究院的國家癌癥研究所，拿到了一份博士后工作。 “在美國走學術(shù)這條路必須要讀博士后，Ruth Nussinov做的是蛋白的相互作用，我就進了她的組。”

許東在博士后辦公室里工作

測序工作與生物信息學大火，帶動了工業(yè)界對人才的渴求。在拜師Ruth門下時，許東曾看到一個制藥公司一口氣招了80多個生物信息學背景的人——全職。 甚至一家公司獵頭打電話找到許東，開出了他博士后的三倍薪資，“會寫C（語言）就夠了，你還會用BLAST工具（生物大分子序列比對搜索工具），明天就來上班?！?許東至今仍對那段時期印象深刻，盡管已經(jīng)走上進了學術(shù)的大門，但依舊有不少公司想讓他加入。 去公司拿高額薪水，還是只拿三分之一做博士后？這個問題，事關(guān)內(nèi)心最真實的選擇。 幫許東做決定的，是一場會議。 這場會議由美國國立衛(wèi)生研究院舉辦，邀請知名學者做分享，其中三位就是后來的2013年諾貝爾獎得主——Martin Karplus、Michael Levitt、Arieh Warshel。 當天，許東趕到現(xiàn)場。他忘了那三位學者說了什么，但他對臺上三個人侃侃而談的樣子記憶猶新。

那種感覺讓他心動，有幾秒鐘讓他好像看到自己未來的樣子。 那一晚從會議里走出來，許東心里有了答案。 許東把希望放在了新的研究領(lǐng)域。此前在分子動力學領(lǐng)域，他經(jīng)常受限于動力學的模擬時間，只能做小部分的生物學問題?，F(xiàn)在跳出來后，他想試試能不能做一些更廣譜的問題。 談起導師Ruth，許東稱她是一位極具科研情懷的科學家，并且身為一位以色列女性學者，科研道路十分奇妙：Ruth在碩士畢業(yè)后做了八年的全職母親，而后跟隨丈夫來美國伴讀，突然萌生了對生物化學的興趣，才再讀了博士、博士后，走上了學術(shù)道路。 許東表示，許多科學家對科研都有真愛，但Ruth對科研的鐘愛與專注程度相當罕見，她對RNA、毒物蛋白的工作精益求精，要求極高。

Ruth Nussinov教授

Ruth曾在1978年提出了用于RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測的動態(tài)規(guī)劃算法（Nussinov Algorithm），迄今該算法及其變種仍在業(yè)內(nèi)廣泛使用，是生物信息學課程中常談到的方法。 另外，她挑戰(zhàn)了生物化學教科書中長達半個世紀倡導的生物大分子識別理論（誘導擬合機制），許東讀研究生時學的就是這一理論，那時被告知生物大分子就像變形金剛一樣可以粘到別的分子上，至于怎么變形及如何被驅(qū)動一直眾說紛紜，沒有靠譜的解釋。 直到九十年代后期，Ruth用構(gòu)象分布與選擇替代的理論成功解釋了許多分子識別的現(xiàn)象，并得到同行越來越多的支持，一舉改寫了教科書。 回憶起和Ruth相處的那兩年，許東能想起很多場景。

一天，許東做了一個小工作，想找個低端點的雜志草草發(fā)了。但和Ruth討論好，并迅速寫好文章交給她后，Ruth并沒有像以往一樣馬上給許東改文章，而是直接退了回來。 Ruth找到許東說，不能因為低分雜志就不認真。接下來的日子，她和許東一起反復推敲科研細節(jié)，文章也是改了又改，最終那篇文章（《蛋白質(zhì)相互作用界面的氫鍵和鹽橋》）沒有少花時間，卻成為了一篇高被引的論文（被引五百余次）。 還有一次，許東和Ruth一起到香港一所大學做大會主題報告，許東提議兩人出去轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，以盡地主之誼，卻遭到了Ruth的一口回絕，“我沒時間，做完講座要馬上返程了，有太多的工作等著我呢。” 此后多年，許東慢慢跳出了分子動力學和生物大分子的研究范圍，與Klaus以及Ruth的研究漸行漸遠，但要說從Klaus和Ruth身上傳承到什么，那就是想象力和精益求精。

“他們從不想著自己要老了，無所謂了，總覺得還有非常多的未知要解開。你會看到，他們的學術(shù)生命都很長，一生都未退休?！?博士后結(jié)束的二十多年后，許東仍對導師充滿敬佩，他在朋友圈歷數(shù)Ruth過往，并在最后寫下了一段話： 對于基礎(chǔ)科學工作者來說，最高的成就莫過于把自己的學說寫在教科書上，或者將自己的姓氏冠名于某個定理、算法，能做到其中之一的在學術(shù)界都是鳳毛麟角，Ruth卻把兩件事都做到了。

1997年6月，許東博士后工作結(jié)束，注意到橡樹嶺國家實驗室的一份招人廣告——需要生物背景，從事蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測。 “這份工作很合適我，雖然不是一份教職，但也不是去了工業(yè)界，算是找到了一份折中又適合的工作?！?把許東招進來的，正是擔任蛋白質(zhì)折疊項目組長的徐鷹。彼時，徐鷹剛剛從橡樹嶺的數(shù)學與計算機科學部轉(zhuǎn)到生命科學部。他們一拍即合，徐鷹偏數(shù)學計算背景，許東偏生物物理背景，而橡樹嶺的另一位研究員——俄國數(shù)學家Victor Olman博士，則具備統(tǒng)計學背景。 1997年，他們組成了橡樹嶺的“三劍客”，在此后的6年時間里，合作了40多篇論文，在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測領(lǐng)域打出了名堂。

許東、徐鷹2001年在R&D100的領(lǐng)獎儀式上

那段時間里，許東和徐鷹還一起做出了那個時代中最好的蛋白三維結(jié)構(gòu)預(yù)測工具——Prospect，在人類基因組測序中刻下了重要一筆。2001年，兩人以此拿下R&D100獎，在新世紀初拿下開頭彩。 橡樹嶺實驗室坐落在山溝溝里，偏僻冷清卻環(huán)境優(yōu)美，是個安心做學問的好地方。 “在那里，收獲的不僅僅是科研論文，更是一種經(jīng)歷，對國家實驗室如何運作，科研水平有了更深入的了解。實驗室提倡科研合作，也逐漸學會與他人相處、共同進步?！?2003年實驗室改組后，限于經(jīng)費問題，原生命科學部大部分人去了工業(yè)界，許東和其他人也各自踏上了教職之路。

當最年輕的系主任遇上深度學習

許東一行人是幸運的，這群從橡樹嶺出來的人在美國高校大受歡迎。 新世紀初，幾乎所有高校都在建設(shè)生物信息研究所，徐鷹最終去到佐治亞大學，成為了該校生信研究所的首任所長，并拉去了Victor Olman，兩人繼續(xù)共事。 許東則去了密蘇里大學的哥倫比亞分校（University of Missouri，Columbia，下稱“密大”）。 2003年8月，許東以計算機科學系副教授、James C. Dowell講座副教授，以及Christopher S. Bond生命科學中心研究員的身份，被正式引進到該校。 而他將在這個被稱為“哥村”的地方，一待近二十年。 2007年底，42歲的許東擔任該校計算機科學系的系主任，成為了密大所有系主任中最年輕的一位。這是許東人生中的一個重要時刻，也是在美國高校管理人員中為數(shù)不多的華人面孔。

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2007年，許東任職系主任時留影 在這個非母語環(huán)境中，許東不善言辭，但這次任職，卻收獲了全院的支持。 許東說到，“如果要說我有什么合適的地方，或許是我學問做得還不錯，文章比較多，更重要的是，大家覺得我不會借機給自己謀什么福利?！?上任第一件事，就是設(shè)計課程。許東在橡樹嶺這所千人實驗室的經(jīng)歷派上了用場。他考慮了系內(nèi)近20名教授的專長，準備將研究方向集中于三個領(lǐng)域，分別為網(wǎng)絡(luò)、多媒體、生物信息。 許東認為，計算機學科領(lǐng)域太廣，必須專精才能突出?！爱敃r的密大計算機系有50名博士生，人力資源豐富，如果善加整合，提供明確研究方向，必能協(xié)助教授，做出量多質(zhì)佳的研究，提高計算機系的整體素質(zhì)。” 許東將學術(shù)機構(gòu)則比作私人企業(yè)，學術(shù)合作的關(guān)鍵在于最后的產(chǎn)值，而系主任就是拉拉隊鼓舞士氣，讓團隊有最好表現(xiàn)。 那些年里，許東也長期奔走在國內(nèi)高校，一邊做學術(shù)講座，一邊推動國內(nèi)大學與密蘇里大學3+2、2+2等聯(lián)合培養(yǎng)項目。許東回憶，他跑遍了中國幾十所雙一流高校，回國次數(shù)不計其數(shù)。 特別是吉林大學，他每年都去講學，并擔任過大約十年的唐敖慶客座教授，和許多的老師同學建立了深厚的友誼，合作發(fā)了幾十篇論文。比如，時任吉林大學計算機學院副院長的梁艷春教授，也有十年每年到密蘇里大學許東的實驗室訪問、合作。

2015年許東到西安電子科技大學訪問交流（右四），近年許東和梁艷春教授在密蘇里河畔 在擔任系主任的那段時間，許東參加了很多的領(lǐng)導培訓課程，看到課件上將領(lǐng)導人打上四類標簽：冒險型、守成型、改革型和善后型。 許東沒想那么多，“天底下很多東西都有專業(yè)，但做領(lǐng)導是沒有專業(yè)的，沒有誰見到哪個系科是專門培養(yǎng)領(lǐng)導的，就算是MBA，教的也是金融的東西。” 他反而覺得，不如從過去的經(jīng)歷中找養(yǎng)分，看看能不能把一個系管理得井井有條。直到2016年，密大計算機系與電機系合并，許東十年的系主任正式卸任。

2022年8月的Digital Biology Lab

這十年里，學校資源沒有大幅擴大，許東所在的計算機系師資穩(wěn)定在16~18人，學生人數(shù)卻增加了一倍（從2007年的279人到2016年的700多人），科研經(jīng)費也增加了一倍。 而他自己的實驗室（Digital Biology Lab），也從2003成立初的七個人，到如今他直接指導13個博士生，還有一些職員和不少的碩士、本科生，在實驗室待過三個月以上的成員前后有兩百多人，其中三十幾位目前在中國國內(nèi)任教職。

2018年，許東（右五）實驗室15周年慶?；顒恿粲?/p>

　　此外，許東的一個重要工作，是2012年密大的BS-CS課程通過了美國工程與技術(shù)認證委員會（ABET）的正式認證。如此一來，國內(nèi)外的密大訪學人員便獲得了中美兩國的雙向?qū)W位認證。 去年，許東與兒子騎行到密蘇里州最大的毛刺橡樹那里，在那棵哥村的地標大橡樹下，許東回憶起過去的點點滴滴。 他對兒子講到，“過去十幾年，密大接待了很多國內(nèi)的學生和學者，許多人在神樹下打卡紀念，這棵樹陪伴了他們的重要時刻?？鋸堻c說，這棵樹就是中美友好的見證，我希望越來越多的人到這棵神樹下打卡?！?2012年，是許東學術(shù)生涯中的一個重要轉(zhuǎn)折。此時，距離Alphafold運用深度學習算法在生物信息學領(lǐng)域一炮而紅還有6年。 這一年，學術(shù)界發(fā)生了一件大事。

　　在李飛飛號召的ImageNet競賽中，多倫多大學的Geoffrey Hinton、Ilya Sutskever和Alex Krizhevsky提出了一種深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：AlexNet，奪得了ImageNet冠軍，成績比當時的第二名高出一大截。 競賽結(jié)束后，一場關(guān)于深度學習算法的討論在學術(shù)界傳開。 業(yè)內(nèi)有種聲音，如果這種使用大規(guī)模數(shù)據(jù)集所做出的決策結(jié)果是真實的，那么它將走出計算機視覺、神經(jīng)語言處理和語音識別等子領(lǐng)域的研究困境，就連生物信息學領(lǐng)域的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測、基因測序等問題也都迎刃而解。 但在當時，大多數(shù)人對此持強烈的懷疑和批判態(tài)度，“深度學習無非是大號的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，換個馬甲而已，結(jié)果也是作弊來的。” 這種想法不無道理。許東稱，當時深度學習在決策準確度上一舉增加了10個點。在此之前，無數(shù)學者在十幾年的研究過程中，每年幾乎都是0.1%式的、非常微弱的進步。 因此，對于辛苦鉆研的學者來說，深度學習的碾壓式進步會讓他們產(chǎn)生一種深深的“無力感”，甚至會產(chǎn)生一種難以言說的憤怒。 兩股思潮的碰撞，許東身在密蘇里州也聽到各種聲音。 密蘇里州一直以來都因為“show me state”出名，意為“索證之州”。許東把所有的細節(jié)都看了一遍，也讓組里的人也測試深度學習。結(jié)果不出所料，深度學習在幾個生物信息學的問題上有很大的提高。

　　2012年，許東不顧所有人的質(zhì)疑轉(zhuǎn)向了深度學習，這是他人生中第二個重要時刻。 此后，許東的課題組把深度學習在生物、醫(yī)學上的應(yīng)用作為第一研究方向，合作對象也從本系擴大到美國、中國高校。在深度學習的影響下，許東關(guān)注到農(nóng)業(yè)植物作物、中醫(yī)研究、單細胞數(shù)據(jù)分析、蛋白的分析、修飾、定位，結(jié)構(gòu)預(yù)測等其他領(lǐng)域的課題。 過去三年，許東第一大合作對象是俄亥俄州立大學的馬勤教授，基于深度學習做單細胞基因測序的問題上發(fā)表了7篇有影響的文章。 許東的課題變化依然有，但主線已放在了深度學習上。

　　許東最直觀的感受是，跳出原有的分子動力學模擬的框架后，反而做的東西更多了，合作對象也更多了。一個顯著特點是，過去二十多年，許東所發(fā)表的論文中，作者少則四五人，多則十幾人，合著期刊論文近300篇，會議論文和著作章節(jié)共計超百篇。 在不同時刻，許東與不同人結(jié)成戰(zhàn)友，迅速沖到科研落地最前線，而他自己，也從一名物理學者，逐漸蛻變?yōu)樯镂锢韺W者、再到生物信息學者。 許東坦言，“我們做交叉學科，誰都無法把一個問題的方方面面都解決，所以需要很多合作，在我身上就非常明顯。” 許東的老友徐鷹也講過，許東做出了非常多的計算工具，如果沒有他的生物物理背景，是做不出來的。 在許東的理解里，他并不覺得自己成了“工具人”，而是在那些合作中，和別人一起成就更多的事，而不是把研究僅僅當作飯碗或工作量。 同是物理出身，后轉(zhuǎn)向理論生命科學研究的郝柏林院士也曾講過，“要想做生物，不能當票友，這是一個義無反顧、全心全意研究生物的“中心” ，而不是出身物理學的人參與一些生物學的問題?！?/p>

　　給18歲的許東一個答案

　　在密大做研究，許東已經(jīng)不知不覺做了二十年了。 他每天七點起床，十二點前睡覺，每周都要審一篇稿，并且花大量的時間（包括周末和晚上）和組員及合作者討論科研，這是許東二十多年來的常態(tài)。 這些年來，許東好像沒什么變化，他也同樣對外界充滿新鮮感。 他愛拍照，出門時常帶著一臺相機，習慣將鏡頭對向自己之外的人。在他那里，好像隨時能將視角切換到其他人，永遠都有一種置身事外的能力。 對于許東個體和科研總體而言，時常的“局外人”身份具有重要的意義，科學研究不能總以自己的位置作為參照，要時不時跳出來，在復雜多變的現(xiàn)象中看清最深刻自然的本質(zhì)。

　　正是如此，在過去三十多年的時間里，許東趟過了生物信息學的泡沫期，與導師在那棟交叉研究大樓一起拼搏、與橡樹嶺同事們組成了生物信息學三劍客、又在密大親身推動了交叉學科的建設(shè)、最后在漫長的科技長河中，找到了深度學習這對船槳。 人過半百，許東還在做著他最喜歡的交叉學科研究?；蛟S這也是即將58歲的許東，要給18歲的自己的一個回答。 最后，許東談到自己，說到，“或許我永遠做不到Klaus、Martin Karplus、Ruth那樣的頂流?！?他停頓了一下，“但我會延續(xù)他們的學術(shù)熱情，抻長我的學術(shù)生命，始終站在科研的一線?！?/p>

　　作者注： 1993年，中國參與人類基因組計劃，生物信息學科迎來大爆發(fā)。 在近三十年的時間里，一大批生物、化學、物理、計算等專業(yè)的學者，前仆后繼加入到學科的產(chǎn)研建設(shè)，那是一個靈感迸發(fā)、情誼綿長的年代，也是一個走出質(zhì)疑、迷茫的年代。 目前，雷峰網(wǎng)啟動《生物信息學的三十年往事》專題，將陸續(xù)推出徐鷹、潘毅、周耀旗、許東、唐建等新老學者的人物故事，記錄光輝歲月，以照后人之路。

　　編輯：黃飛