作為大學(xué)研究人員，暑假通常是最忙碌的。他三周以前剛剛結(jié)束美國加州大學(xué)爾灣分校的訪問回到北京。在美國短短一個(gè)半月的訪問期間，他與合作者就干細(xì)胞分化的分子機(jī)制和胚胎重編程等問題進(jìn)行合作研究?；氐絿鴥?nèi)以后他陸續(xù)參加學(xué)術(shù)會議、指導(dǎo)學(xué)生研究工作、修改研究論文、同時(shí)還在堅(jiān)持一線的研究工作。

　　“我從小就喜歡數(shù)學(xué)。后來受到林家翹先生的影響，開始對生物感興趣。我的科研分為兩個(gè)階段。以前是數(shù)學(xué)，進(jìn)入清華大學(xué)周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心后，是生物。”

　　他曾希望成為一名數(shù)學(xué)家，他畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)，曾應(yīng)用莫澤爾扭轉(zhuǎn)定理給出了一維拉格朗日系統(tǒng)在周期激勵(lì)下周期解的穩(wěn)定性判據(jù)；建立了二階多項(xiàng)式系統(tǒng)的微分伽羅華理論和可積性判據(jù)；對線性時(shí)滯隨機(jī)微分方程解的H無窮性質(zhì)進(jìn)行開創(chuàng)性的研究并且給出了特征函數(shù)的明確定義……

　　然而，他卻于10幾年前毅然轉(zhuǎn)向新興的系統(tǒng)生物學(xué)領(lǐng)域的研究工作。他就是清華大學(xué)周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心副研究員、博士生導(dǎo)師雷錦誌。

　　從數(shù)學(xué)到生物

　　“二十世紀(jì)的應(yīng)用數(shù)學(xué)研究物理，二十一世紀(jì)的應(yīng)用數(shù)學(xué)應(yīng)該研究生物?！崩族\誌清晰地記得林家翹先生的話語。

　　2002年，清華大學(xué)周培源應(yīng)用數(shù)學(xué)研究中心（以下簡稱“中心”）成立，林家翹是中心的名譽(yù)主任。2003年，雷錦誌通過面試，正式成為中心的一員。

　　“最初選擇北京航空航天大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)，是因?yàn)槲以谝槐究破针s志上看到一篇關(guān)于數(shù)學(xué)是怎么應(yīng)用到飛機(jī)設(shè)計(jì)上的文章，我覺得這才是數(shù)學(xué)真正有用的地方。上大學(xué)時(shí)通過《自然科學(xué)中確定性問題的應(yīng)用數(shù)學(xué)》這本書第一次知道林先生和他的工作。后來在一次學(xué)術(shù)報(bào)告會上受到林先生的影響，我開始對生物感興趣。我的科研分為兩個(gè)階段，進(jìn)入中心以前是數(shù)學(xué)，進(jìn)入中心后是生物。” 雷錦誌說。

　　“復(fù)雜多變的生命現(xiàn)象背后也許存在簡單的規(guī)律”。在科研工作中，雷錦誌與黃克孫教授合作建立了模擬蛋白質(zhì)折疊的自避回歸游走模型和并提出了被國際學(xué)者命名為Huang-Lei公式的具有普適意義的描述蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)彈性能量的唯象公式；對形態(tài)生成素濃度梯度的魯棒性問題做了系統(tǒng)研究并從數(shù)學(xué)上闡明了在果蠅翅膀發(fā)育中非受體蛋白對調(diào)控魯棒性的重要性，對調(diào)控果蠅翅膀發(fā)育過程中貌似多余的調(diào)控通路的作用給出了定量說明。

　　雷錦誌說，這就好比在飛機(jī)設(shè)計(jì)過程中，雖然伯努利原理可以解釋飛機(jī)為什么可以在天空飛翔，但是為了飛機(jī)飛行的可靠性還需要增加很多控制措施。對生命過程魯棒性的研究就是要揭開這些保證可靠性的控制措施的機(jī)理。

　　獲得如此多的科研成就，雷錦誌的秘訣是“嚴(yán)謹(jǐn)性”，“這點(diǎn)是受了林先生的影響。為了向我解釋科學(xué)的含義，林先生特意讓我從字典找出science這個(gè)詞，然后逐一細(xì)讀其解釋，還給我解釋‘科學(xué)’與‘技術(shù)’的區(qū)別。生命是精細(xì)的，任何細(xì)節(jié)都要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖C明，做學(xué)問切忌‘拿來主義’?！绷窒壬目茖W(xué)理念影響了雷錦誌的一生。

　　致力于揭示生命背后的規(guī)律

　　“以前的生物學(xué)研究更多是依賴描述性的語言，而現(xiàn)在對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的定量研究變得越來越重要。對這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀和探索數(shù)據(jù)背后的內(nèi)在規(guī)律成為生命科學(xué)研究中迫切需要解決的問題?！崩族\誌說。

　　為了充實(shí)國內(nèi)造血系統(tǒng)動力學(xué)方面研究不足的情況，雷錦誌及其科研團(tuán)隊(duì)通過國家自然科學(xué)基金資助，開展對造血系統(tǒng)動力學(xué)分析與控制策略的研究。

　　針對該研究，他應(yīng)用非線性動力學(xué)的理論和方法，研究描述造血系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制的高維時(shí)滯非線性動力系統(tǒng)的復(fù)雜動力學(xué)行為，并結(jié)合動態(tài)血液病的臨床治療研究對非線性行為的控制策略。

　　隨著該項(xiàng)目研究的逐漸深入，非線性動力學(xué)的推廣、擴(kuò)充和深入發(fā)展得到了進(jìn)一步的推動，這將幫助人們更加系統(tǒng)地了解造血系統(tǒng)的復(fù)雜行為和在不同的參數(shù)激勵(lì)下系統(tǒng)動力學(xué)行為的響應(yīng)，為了解特定動態(tài)血液病的病理和設(shè)計(jì)合理可行的控制治療方案建立理論基礎(chǔ)，同

　　用數(shù)學(xué)處理癌癥問題

　　時(shí)增進(jìn)了解人體生命系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制的動力學(xué)和控制策略，拓展仿生學(xué)在力學(xué)與控制中的應(yīng)用。

　　“通過這些研究工作所揭示的造血系統(tǒng)動力學(xué)規(guī)律，在治療相關(guān)疾病的時(shí)候就可以結(jié)合每個(gè)病人自身的生理?xiàng)l件和臨床表現(xiàn)的動態(tài)過程對治療過程進(jìn)行個(gè)人定制，在合適的時(shí)間給予合適劑量的藥物以達(dá)到最優(yōu)的控制效果和降低治療費(fèi)用?！崩族\誌說。

　　“早在2004年，Robert Weinberg就提出了‘用數(shù)學(xué)處理癌癥問題’?！崩族\誌說，“用數(shù)學(xué)處理癌癥是巨大的挑戰(zhàn)也充滿機(jī)會，除了從分子到組織行為等各層次建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，還需要對不同尺度模型的整合?！?/p>

　　雷錦誌希望建立計(jì)算模型模擬急慢性髓性白血病的產(chǎn)生和發(fā)展過程的動力學(xué)。在認(rèn)識到這對生命系統(tǒng)本身調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識、復(fù)雜系統(tǒng)可計(jì)算建模的建立、復(fù)雜模型的高效計(jì)算方法等難題的情況下，雷錦誌及其科研團(tuán)隊(duì)迎難而上首先建立并研究造血干細(xì)胞增殖與分化調(diào)控的隨機(jī)動態(tài)規(guī)劃模型。

　　項(xiàng)目中，他們將研究建立細(xì)胞內(nèi)部基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)與細(xì)胞間相互作用關(guān)系之間的關(guān)聯(lián)；根據(jù)由隨機(jī)動態(tài)規(guī)劃模型所得到的細(xì)胞間調(diào)控關(guān)系的定量表示，并結(jié)合已有的調(diào)控關(guān)系通過逆向工程方法，建立細(xì)胞內(nèi)基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；建立表觀遺傳調(diào)控關(guān)系與基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)相互作用的量化模型。

　　“通過這樣的研究工作有望把宏觀的組織器官的生理功能與細(xì)胞內(nèi)的微觀基因表達(dá)與分子調(diào)控之間建立聯(lián)系，可以幫助人們更好地了解宏觀變化的微觀機(jī)制?！?雷錦誌說。

　　雷錦誌團(tuán)隊(duì)的研究工作將不僅為復(fù)雜生物系統(tǒng)的可計(jì)算建模開創(chuàng)了新的建模思路，而且在生命科學(xué)領(lǐng)域通過對干細(xì)胞系統(tǒng)再生過程的研究，探索復(fù)雜多樣的生物現(xiàn)象背后的一般性調(diào)控策略。

　　生命體是復(fù)雜的，而復(fù)雜的生命是漫長的自然選擇的產(chǎn)物。雷錦誌認(rèn)為，在漫長的自然選擇過程中所遵循的基本原則是打開探索復(fù)雜生命的鑰匙，這一基本原則可以貫穿于胚胎發(fā)育、組織功能進(jìn)化、癌癥發(fā)生等不同的生命過程中，也是他在研究工作中不斷思考的科學(xué)問題。他希望借助于數(shù)學(xué)的定量與邏輯思維，可以幫助人們探索和了解這一基本原則。