我看书斋

第25部分（第1页）

的那些理事们希望在捐出大笔金钱之前先清楚地了解一下这笔钱的具体用途。现在的趋势是，将数额较小的赞助分拨给由某一位科学家领导的具体的研究项目。理事们希望看到成果。当然这意味着基金管理人更严格地对项目进行监督，并能够眼光准确地从众多参与角逐的科学家之中挑出胜利者来。梅森相信韦弗的判断力。他对韦弗解释说，这就是他希望韦弗掌管自然科学部的原因。

韦弗吃惊得说不出一句话。这一工作的前景让他感到目眩和神往。在38岁时，这位脾气好，长着一张聪明面孔的实验失败者和中层学术经理人被请来执掌世界上最重要的科学赞助机构。他将拥有开辟新的研究领域的权力，成全或毁灭一个人的学术生涯，分配数百万美元的经费，甚至改变科学历史的进程。

他迫不及待地接受了这份工作。

韦弗本人的独创思想可能很少，但是他善于发现别人的思想。他特别热衷于一种新的生物学。尽管他本人没有受过这方面的教育，但是他相信那里正孕育着一场科学革命，将诞生一种能够大大改善人类生活的新方法。和诺伊斯一样，他相信更为“成功”的自然科学——数学、物理和化学——其方法如果能应用到生物学上，将促成这一学科的一场革命。他把这称为“物理科学对生物科学的友好入侵”。

在谈及自己30年代早期的思想时，他甚至不用“生物学”这个词，先是称之为“生命的过程”，然后在1936年发明了一个恰当的名称：分子生物学。他对洛克菲勒基金的理事们说，这将改变我们对生命世界的看法。旧生物学关注的是整个有机体，而分子生物学关注的是单个细胞中的未知世界、新陈代谢的过程与单个蛋白质的结构。定量的测量将支持定性的观察。运用从化学和物理学中得到的普遍的自然规律，生物学将从野外走进实验室。在此，新一代科学家将运用令人匪夷所思的强大的实验设备，如X射线晶体学仪器、超高速离心器和日益强大的显微镜，来发现生命的本源。

韦弗并不是唯一抱有这种热情的人。20年代末，H·G·威尔斯和胡里安·赫胥黎出版了一本畅销书《生命科学》，通俗地概述了这一领域的科学，代表了一小批抱有同样观点的英国和美国科学家的思潮。不久，他们写道，“以超越我们想象能力的理论和实践知识武装起来的生物科学”，将可能“最终左右人类的发展”。科学家将“直接对遗传物质动手术，使未来的优生学成为可能的现实”。那时，人类将改良任何一个物种，包括人自身，就像改良小麦和玉米的品种一样。

韦弗将这一思想又向前推进了一步。他对洛克菲勒基金的理事们说，基于实验室的对生物学和心理学的研究工作，将揭示导致暴力、郁闷、失常和性问题的分子结构，从而帮助“人们使自己的行为理性化”。他说，从现在开始，洛克菲勒基金应致力于使用最有力的新兴科学技能来揭开人类身体和大脑的神秘面纱。理事们大多是保守派，他们被能发现社会动荡的根本因素这一思想打动了。他们全权委托韦弗执行他的这一名为“人的科学”的计划。从那以后，洛克菲勒基金不再赞助那些与生命科学没有直接联系的数学、物理和化学。

韦弗深知，新计划的成功取决于找到那些能够把各自的技能应用到新领域中去的化学家和物理学家。鲍林在化学上的能力是有目共睹的，近来又开始对生物化学问题发生了兴趣，是一个合适的人选。作为洛克菲勒基金自然科学部主任，韦弗上任后的第一批事情之一就是拨给鲍林两年各两万美金——足够鲍林支付五个博士后和一个专职助手的薪水，还有些余钱可以用来购买仪器、试管、晶体、胶卷、变压器和其他一些必需的专门设备。这甚至超过了鲍林因大萧条而损失的研究经费，同时也标志着两人长期互利合作关系的开始。

就加州理工学院而言，洛克菲勒基金有所侧重的资助方案有利也有弊。新的安排意味着天文学、地质学和数学、物理、化学领域多数的研究项目——与生物学和心理学无关的学科，将失去获得资金的机会。照韦弗的说法，一分钱也拿不到。甚至密立根也不能说服基金会来赞助他的宇宙射线的研究。但是，摩尔根的遗传学研究将获得洛克菲勒的慷慨资助，鲍林的研究同样如此。

在加入洛克菲勒基金会不久，韦弗就访问了加州理工学院，并留下了良好的印象。诺伊斯精心安排他参观了盖茨实验楼，并向他介绍有机化学发展的长期规划——他聪明地称其为生物有机化学——和自己的人才储备，特别提到了鲍林。那天晚上，韦弗在日记中写道：“诺伊斯对我说，即使整个化学系就剩下鲍林一个人，它仍将是世界上最重要的化学系之一。他希望我不要将这句话认为是普通的加利福尼亚式的恭维。”

韦弗一见到鲍林，就开始相信诺伊斯的话可能是正确的。在加州理工学院其他的化学实验室里，只有一两个研究生一声不响地在完成教授指派的任务，而鲍林在天体物理学大楼里的实验室则充满了生机。屋子里有九个博士后与五个研究生，济济一堂，彼此热烈地进行着讨论。在这里，各种思想自由公开地交流，有点像路易斯的伯克利实验室。原始思想被潦草地涂在黑板上，引起激烈的争论和笑声。韦弗觉得这里有点像具有欧洲风格的理论化学中心——学院内的学院，而鲍林掌管着一切。在结束对加州理工学院的访问之后，韦弗对鲍林的评价是“具有一流的思考能力，惊人的分析能力，并拥有与实验科学保持紧密和卓有成效的联系的天才。……哈佛大学、麻省理工学院、密歇根大学竞相高薪礼聘，他几乎被公认为是世界理论化学的领袖。”

唯一的缺陷是鲍林不研究生命科学——至少尚没有开始。在访问中，韦弗宣扬他的分子生物学方法，强调洛克菲勒基金对生物分子结构的兴趣要大大高于对硫化物的兴趣。他俩在鲍林的办公室进行了一次长谈，他怂恿鲍林运用其结构化学的思想来揭开生命之谜。

但是这一信息似乎并没有在鲍林身上产生效果。几个月后，当韦弗在1933年10月第二次来加州理工学院访问时，鲍林最初两年的经费快要用完了。在1932年至1933年有鲍林名字的二十多篇论文中，只有苯的那篇和另外两三篇有关小的碳基分子的文章是关于有机化学的，分子生物学的论文几乎一篇也没有。所有其他的论文都是关于鲍林感兴趣的无机晶体或是一般的量子理论问题。鲍林知道韦弗另有所图，所以特地为自己的赞助人准备了一份六页纸的报告，向他解释自己是如何开销洛克菲勒基金的，以及自己未来的打算。他说，自己当前的科研重点是解决有机分子的结构，然后还投其所好地特意向韦弗提到，将来他将研究叶绿素和血红蛋白。这些暗示和承诺还不能令韦弗满意。他喜欢鲍林，认为他前途似锦，但是他得让基金会理事们接受鲍林的观点。他坦率地告诉鲍林说，普通有机化学的结构工作不可能得到金钱；只有那些直接与生物学相关的工作才可能得到资助。

鲍林洗耳恭听。当他在1933年正式申请延长三年的赞助时，他在报告中以显著的位置提到了生物分子。韦弗认为他应该获得赞助，但是由于鲍林几乎没有什么与生物学有关的研究成果，韦弗发现很难让理事会下决心。最后，他把鲍林比作路易·巴斯德，后者在19世纪50年代对化学结构的抽象兴趣最终导致了生物学和医学的重大发现。即使这样，理事会也只批准将赞助延长一年。韦弗心平气和地向鲍林通报了这一消息，告诉他经济状况使长期的资助变得“不明智”，并重申了洛克菲勒基金会的期望：“如果你的研究工作能够直接涉及叶绿素、血红蛋白和其他具有生物学重要意义的物质，那么你的申请将得到优先的考虑。”

生物学是有趣的，但是鲍林并没有打算围绕它来丰富自己的学术生涯。他的有机化学基础有限，而且这辈子他没有上过一堂生物课。他自信有能力解决几乎任何问题，但是转向生物学将使自己脱离成功的领域，进入一个具有不同预期值的陌生地方，并由另一群科学家来对他的成功作出判断。这将冒很大的风险。另外，他觉得只要再有一点时间和金钱，他很快就能发现决定硫化矿物结构的一般规律。1934年初，他要求美国潘若士基金地质学会资助他的这项研究。

他被拒绝了，这令鲍林感到意外，觉得这是对自己的研究计划和人格的双重打击。他突然意识到洛克菲勒基金的重要性。鲍林用洛克菲勒基金会的赞助扩建了自己的实验室，而且用这笔钱招募的助手、博士后和研究生促使他养成了一种新的工作风格。首先由他提出新的思想或需要解决的问题，叫学生进行实验，然后帮助他们分析结果并合写论文。这一方式使他走出了实验室，专心于书房，进行他最擅长的理论思维；这扩大了他的研究领域，使他能够对自己感兴趣的课题同时进行思考。他在1934年发表的论文都是合作的，一般的合作者的工资或是使用的实验设备都是洛克菲勒基金提供的。大萧条还远没有结束，也不可能从其他渠道获得大笔资金。

鲍林追逐着金钱。他写道：“显然，除非我对与生物学有关的化学发生兴趣，我很难继续得到洛克菲勒基金的资助。”他放弃了一部分矿物学的研究工作，把重点转向生物分子。他后来无奈地说：“上述这段经历说明，赞助机构可以影响科学的进程。”

血液

鲍林在有机化学和生物分子研究方面起步也许是晚了一些，但是一旦开始，他就以他一贯的精力和想象力全力以赴地投入了工作。在理论方面，他和自己的学生韦兰德将他们的共振思想运用到了重要的有机物质结构上，如有机酸中的羧基和不含芳烃的原子团。劳伦斯·布罗克威的电子衍射仪已经开始运转，一系列关于有机小分子结构的论文开始出现，其中一篇描述的是血红蛋白的一个亚层结构。

血红蛋白是实验室研究的理想对象，这有以下几个原因。首先最重要的，它是肌体中最重要的一类分子。毛发、角质和羽毛，皮肤、肌肉和腱，都是蛋白质，神经和血液的最主要的部分也同样是蛋白质。人们还无法解释的能够催化某些反应的酶是蛋白质；抗体和染色体——携带遗传密码且由蛋白质和核酸纠结而成的物质——的大部分也是蛋白质。蛋白质参与每一种反应，而且是肌体任何一个器官的重要组成部分。人们认为，生命的秘密可以在蛋白质中找到。

在30年代早期，没有人知道蛋白质的特性，甚至不知道蛋白质看上去是怎么样的。然而，蛋白质是推动生命过程的引擎；那些冷冰冰的化学物质正是在这些分子层次上变成了活动的、会呼吸的有机体。发现韦弗所称的“巨大的蛋白质问题”的秘密将是生命科学计划的最重要的一项内容。

然而，如果从实际出发，研究蛋白质是一场恶梦。早期的资料显示，它们是巨大的分子，有时候包括几十万个原子——比鲍林解决过的任何分子结构都要复杂得多。它们很难提纯，而且很易变质。只要用酸或碱稍稍进行加热或者处理，就足以改变一个蛋白质的自然形状并使它丧失活性——就是人们所说的“变性”。如同打蛋的经验显示，稍稍用一把叉子搅拌一个蛋清，有时就足以使它变性。

血红蛋白至少还不至于这样脆弱。从牛或羊的血液里可以容易地得到大量纯净的血红蛋白。它更大的优势是会结晶，这意味着它具有一种规则的、重复的结构。一种物质只要能够结晶，那么至少就有可能通过X射线衍射来分析它的结构。

血红蛋白还可以被分解开来，一段一段地进行研究。它是一种与别的非蛋白质结合的蛋白质，在此是与一种称为卟啉的环状分子结合在一起。卟啉又与一个铁原子结合在一起，铁原子又与氧结合在一起，这样，血红蛋白就能把氧带到全身各处。当鲍林在1929年访问哈佛时，科南特就向他介绍了一些自己有关卟啉的研究工作，引起了鲍林的兴趣。卟啉之所以引起人们的兴趣，首先是由于它奇特的形状——由许多小环组成的一个大环——然而更重要的是，它存在于大自然的每一个角落，在植物的叶绿素中和氧结合，在许多动物的血红蛋白中也是它与氧结合。卟啉似乎在分子层次上代表了具有生命普遍意义的分子生物学思想：哪里有生命，哪里就有卟啉，它在不同的有机体中扮演了相似的角色。

卟啉由四个串成环的吡咯组成。吡咯是一个由单键或双键交替键合的原子环，称为“蛋白质与非蛋白质结合”的结构。鲍林在化学键本质的一篇论文中曾经对这一结构的化学性质作过讨论。要研究血红蛋白，吡咯是一个自然的起点。从这里开始，鲍林可以逐级研究更为复杂的结构：四个吡咯结合在一起组成一个卟啉环；一个卟啉环加上一个铁原子组成一个血色素；每个血色素和一个球状蛋白质组成一个血红蛋白单位；四个血红蛋白组成一个血红蛋白分子。最终的构造大得令人难以想象：一个包含上万个原子的球体。鲍林很快作出结论，这一构造十分复杂，无法直接用X射线晶体学进行研究，尽管一些受洛克菲勒基金资助的乐观的英国研究人员正打算这样去做。也许他可以把血红蛋白分子分解成其组成部分，弄清楚每一个亚层结构，然后把它们再装配起来。

鲍林开始阅读能够找到的所有关于血红蛋白的资料，包括一篇深入探讨分子是如何与氧结合的论文。这里有一个谜。研究人员发现，氧与血红蛋白中的四个血色素结合时，它们似乎并非各自为政。结合了第一个氧原子，剩下的三个氧原子就更容易结合，而失去了第一个氧原子，剩下的三个氧原子就更容易失去。血色素之间似乎进行着某种形式的交流。这可以用来解释血红蛋白是如何在肺中搭载氧，又是如何在身体的其他部分卸载氧的，然而分子间的交流难以用化学理论来解释。

不过，在经过几个星期的思索之后，鲍林想出了一种高明的办法。他设计了一个能够描述前人收集的关于氧原子结合数据的公式，然后对四个血色素之间的各种空间关系进行了数学分析，最后得出了一种符合结合曲线的方向。他说，四个血色素最有可能的方向是在一个平面正方形的四个角上。后来证明他的观点是错误的，但是当他在1935年首次提出这一观点时，引起了血色素研究者中绝大多数医学研究人员和生物化学家的热烈讨论。在这一领域中，他们从未看见过这样的研究方法。显然，一个具有新思路的新天才出现了。

鲍林发表了自己的观点，向韦弗表明他对待新的研究计划是认真严肃的。但是，他在血红蛋白分子其他研究上的进展并不顺利。他试图将新的X射线技巧运用到卟啉上去，但很快就发现这种方法十分复杂，难以在短期内见效。鲍林放弃了努力，告诉韦弗他不是那种能花两年时间来对一种化合物进行详尽的晶体分析的化学家。解决血红蛋白结构的问题最终耗费了20年时间，无数次研磨，无数次X射线照射，并将最终为别人赢得诺贝尔奖。

鲍林一年的洛克菲勒基金就要到期了，所以他再次申请经费进行更基础的研究工作。对于非生物学的研究工作，韦弗?

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