20世纪的科学怪杰鲍林-第67章
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槭依锕ぷ鳎Ｍ⑹宰抛鲆坏憧蒲а芯浚俪俣ú幌戮咛宓南钅浚核鹣仁亲髁聪赴难芯浚罄从忠幌伦犹教技诱庖桓隼砺劭翁馍稀Ｔ趺匆布し⒉涣怂南胂罅ΑＫ睦锖芙辜保圆蛔嫉降鬃鍪裁词挛谩�1950年的一个晚上，他走进鲍林的书斋，两个人谈论起一般科学的问题，并没有触及具体的内容。此时，鲍林顺手取出一本有人刚刚寄给他的一本书。那是英国皇家学会关于量子化学的一次会议发表的论文集，其中除了里奇一直在埋头进行的理论计算外，没有什么其他的内容。鲍林将这本书翻了一下，随手就将它丢下了。“毫无价值，”他说道，“一堆垃圾。”里奇问是什么原因，他答道：“唉，我在30年代就曾苦苦追求，希望能找到精确的解，把这些方程解出，从而得到答案。我解不出来。从那时起，人们开始使用各种各样的近似方法，尝试着求解一个又一个问题。近似方法层出不穷，这与用鞭子抽打死马没有什么两样。”那天，里奇一直到开车下山之后，才意识到鲍林是在谈论他的未来。“既然莱纳斯也无法求解这些问题，”他对自己说道，“为什么我认为自己比他能做得更好呢？”就是这次旁敲侧击的谈论，促使里奇决定钻研X射线晶体学。也正是专业方向的这一改变，为他在麻省理工学院取得这一方面的卓越成就创造了条件。
梅塞尔逊将鲍林的风格与苏格拉底的名言相提并论：德性无法言传，但是可以身教。“我认为这就是莱纳斯对人施加影响的风格。”
50年代初期，在鲍林周围受到特别赏识的年轻人中，不少人后来在科学上显露头角。这些人聚集在鲍林身边，深受鲍林的影响。从30年代初鲍林带第一批学生算起，这些人与鲍林的关系最为密切。
生命的奥秘（续）
能为年轻有为的科学工作者充当父亲般的角色，鲍林感到非常高兴。不过，他生活的最大乐趣永远在于搞科学研究。1951年以后，鲍林开始将自己在蛋白质问题上的研究成果应用于其他长链生物分子的结构，其中就有淀粉和核酸。就人体功能而言，这些成分当然没有蛋白质那样重要，然而，它们的结构似乎更加简单，因而相对来说，借助于他的建模方法，也许更容易解决问题。
1951年夏天，鲍林开始深入钻研有关脱氧核糖核酸的材料，并且常常找人讨论。现在，大家都将这种成分称作DNA，它是染色体中核酸最常见的形式。阿斯特贝里在30年代就曾做过一些涂片的X光研究，表明DNA是具有重复结构的长链分子。这也可能是一种螺旋，但它只含有4个次级单元。这种次级单元称为核昔酸。这些核昔酸似乎在所有动物的DNA中都可以找到，而且各种核苷酸的数量都近乎相等，这与蛋白质的20种左右氨基酸不一样，它们在各种分子中的含量是很不相同的，每种核苷酸都是由核糖、磷酸和不同的碱基构成的。碱基是碳氮环结构，一共有4种：腺嘌呤，鸟嘌呤，胸腺嘧啶，胞嘧啶。鲍林在30年代初进行共振研究时，就有一个课题是在理论上总结鸟嘌呤的结构；这种结构具有平板的形状，其他三种碱基的形状似乎也一样。研究DNA的关键在于弄清楚每种碱基是怎样与核糖和磷酸连接起来构成核昔酸的，然后这些核苷酸又是怎样连成长链的。鲍林认为，与蛋白质的结构相比，弄清楚这一点不会很难。
不管是哪种情况，这算不上是一个最为紧迫的问题。DNA在重量上是染色体的一种重要成分，但蛋白质也是一样。大多数学者认为，蛋白质部分最有可能包含着遗传的信息。蛋白质有各种各样的形式和功能，其次级结构也品种繁多，因而在其复杂性背后就可能隐藏着遗传特性。相对而言，DNA似乎就比较简单，它很可能只是一种结构性的成分，只是用来帮助染色体折叠和打开。比德尔这样想，鲍林也这样想。在1952年初，几乎所有重要的遗传学学者都持这一种观点。
关于与此相反的观点，唯一的证据来自1944年发表的一篇很不起眼的论文，作者是洛克菲勒研究院学者奥斯瓦尔德·阿佛列。阿佛列发现，DNA本身就能明显地在肺炎球菌之间传递新的遗传特性。然而，多少年来，谁都没有留意阿佛列的工作。鲍林知道这一结构——他在第二次世界大战期间研究肺炎球菌抗原的人造抗菌素时，就与阿佛列有过接触——但认为这一点并不重要。“我以前就知道DNA是一种遗传物质的论点，”鲍林说道，“然而我没有接受这一论点。你们知道，那时我正热衷于蛋白质的研究，我认为蛋白质最有可能是遗传物质，不可能是核酸——当然，核酸也有作用。在我著述的有关核酸的文字材料中，我总会提到核蛋白的概念。当时，我考虑得更多的是蛋白质，而不是核酸。”
吉拉尔特·奥斯特来自布洛克林·波莱，他在加州理工学院担任客座教授。1951年夏，鲍林与他谈论他的研究工作，那时，DNA的结构还只是建模技术的一个有趣课题。奥斯特曾就所含水分对DNA的影响作过一些研究，在他回到美国东部以后，就向鲍林寄去了他在研究中得到的一些数据。在其中一封信的末尾，他突然想到一点意见。“我希望您写信给伦敦斯特朗德·金斯学院的J·T·朗德尔教授，”他这样写道。“他的朋友威尔金斯博士曾经对我说过，他有关于核酸的几幅非常清晰的纤维图形。”
DNA的清晰图形是很难获得的。随便取一根头发，就能用X射线拍摄到角蛋白的清晰图形，但DNA则需要从细胞核中分离出来，并旦要将它与粘附在一起的蛋白质分开，这一过程是非常困难的。那时，分离DNA的技术一般都会在某种程度上破坏分子，最终产品将是DAN的钠盐，全名为脱氧核糖核酸钠。但是，分离过程中分子结构是怎样改变的？仍然有人表示不解，即使是经过纯化的脱氧核糖酸钠用于X光衍射也是非常困难的。那时阿斯特贝里在30年代获得的最初几幅X光图形，还有他在1947年为了说明自己对DNA结构的新见解而公开的一张新照片，就是正式发表的文献中可以使用的全部资料。但是，这些资料并无多大的价值。从球蛋白中得到的X光图形提供的数据很杂乱，难以用于成功的分析，而阿斯特贝里的DNA照片提供的数据又太少。对于这些图形中循环段的尺寸和量级，鲍林可以得到一些粗糙的看法，但是这些图形尚不够清晰，从中无法归纳出更多的信息。
鲍林需要更加清晰的X光照片，因此，他打算给威尔金斯写信。一位学者，积极参与某个项目的研究，得到了一些原始的数据，还未用某种形式发表，就将其拱手让人，这种情况应当说是少见的。但是，奥斯特力图让鲍林相信，威尔金斯无意用他所掌握的照片做许多事情，何况奥斯特还认为这些照片拍摄的时间已经很久了。于是，1951年夏末的一天，鲍林利用机会致函朗德尔的实验室，问他能不能看一看威尔金斯保存的资料。
威尔金斯在读了鲍林的来信后，拿不定主意自己到底应当怎么办。
威尔金斯是一位身材瘦削戴着眼镜的物理学家，事业上至今尚未取得多大的成就。在此一年以前，他在一件事情上倒颇有收获：他找到了一种方法，可以用来拍摄世界上最为清晰的X光照片。这是他在研究脱氧核糖核酸钠溶液时无意中发现的。这种物质溶解于水时，形成了一种具有粘性的溶液。威尔金斯发现，用玻璃棒一端小心地蘸一下这种溶液，然后缓慢地拉起，这种物质就会被拉成像蛛丝那样精细的纤维。那些很长的DNA链显然顺着这些纤维排列起来了。威尔金斯想起，伯纳尔曾发现球蛋白处于潮湿的状态下拍出来的照片更清晰，因此，他将X光摄影机安置在湿度很高的地方，然后对着被拉起的纤维拍摄了X光照片，其结果比阿斯特贝里拍得的图形不知要清晰多少倍。照片上存在大量的亮点。威尔金斯的这一结果可以马上用来证实这样的结论：DNA具有循环有序的晶体结构，因而其奥秘是可以解开的。
但是，他一个人无法解决这一问题。威尔金斯是一位多才多艺的人物——他在开始自己的科研生涯时就为曼哈顿计划中铀同位素的分离作出了贡献——但是，在读互光照片的问题上，他没有受过良好的训练，况且在金斯学院，由于缺乏研究X光图片的设备，他的工作也受到影响。因此，他在1950年就决定暂不公开发表他拍到的照片，希望将来有机会时。再透彻地分析有关的数据，并要用更好的设备来重新拍摄这一类照片。这样，事情就搁了下来，而奥斯特却将其理解为威尔金斯缺乏兴趣。实际上，在这段时间里，威尔金斯一直在筹建更好的实验设施，并希望取得有关方面的帮助。
时间到了1951年1月，威尔金斯已经搞到了新的设备，并且找到了一个能使用这种设备的人，她就是才能出众的青年晶体学家罗莎琳德·富兰克林。富兰克林曾对难以研究的煤制品一丝不苟地用X光作过精细的研究，并且因此而出了名。遗憾的是，威尔金斯和富兰克林两人之间的关系一开始就磕磕碰碰不和谐。威尔金斯认为富兰克林是他雇来协助他工作的，因此，他马上就把他的X光照片以及他的互光纤维摄影室全部交给了她，同时还将自己的一名研究生分配给她当助手。但是，在富兰克林方面，她以为自己是受雇来展开独立的研究工作的。收到鲍林的来信时，这两个人已经闹翻了，如何进行DNA研究，一时还理不出头绪，因此要回答鲍林的请求就更加困难了。此时富兰克林本人拍摄了质量更高的X光照片，并且以照片主人的身份展开乃DNA结构的研究。威尔金斯也有志于研究这一种结构——他希望得到富兰克林的帮助。威尔金斯心里明白，要是他将照片送给鲍林，他和富兰克林两个人都可能被鲍林打败。他开始注意到，DNA也许是一种螺旋，鲍林已经用过这一种形态的结构使英国人处于尴尬的境地，因此，威尔金斯越想越担心。整整一个星期里，他将鲍林的来信拿起又放下，默默地思考有没有其他对付的力法。最后，他提起笔来回信称，他非常遗憾，他本人希望更加仔细地看一看他保存的资料，然后才能公开这些X光照片。
鲍林并没有灰心，他又写信给威尔金斯的上司朗德尔，提出了同样的要求。朗德尔爱莫能助，回信说：“威尔金斯和另外一些人都忙着要弄清楚如何读懂脱氧核糖核酸的X光照片。无论考虑到他们的研究，还是考虑到我们整个实验室所作的努力，将这些照片交给您，恐怕都是不妥的。”
这已是8月份的事。鲍林将DNA问题放了下来。到了11月，《美国化学学会学报》上刊登了一位名叫爱德华德·朗温的人撰写的一篇论述DNA结构的文章。鲍林一下子就看出这篇文章的结果是错误的。根据鲍林的观点，DNA分子中的磷酸应当有一个磷原子，周围是4个氧，围成一个四面体，这就意味着每个磷连结着5个氧原子。鲍林为了写一篇论文，刚刚复习过一遍磷的化学特性。在他看来，朗温的模型完全是胡编乱造的结果。他向《美国化学学会学报》发出一封信谈论了这一点。事实证明，鲍林是正确的。
更为重要的是，这使鲍林开始思考DNA是如何构筑起来的问题。朗温将磷放在分子的中央，相应的平面碱基伸向四周。这完全是可能的——阿斯特贝里拍摄的X光照片并没有排除这样一种排列的方式——而且这还有助于解决一个重要的问题：DNA的四个碱基有两种大小，也就是两个双环嘌呤和两个较小的单环嘧啶。比方说，这就是一个螺旋，阿斯特贝里的照片已经表明可能就是这一种结构。如果设法将不同大小的碱基排列在一个长螺旋分子的内侧，那就存在如何装配和堆放的问题。将这些碱基朝外放置，就比较容易设想出分子的模型。这与蛋白质螺旋分子的情况正相似，让各个氨基酸侧链在螺旋的中心朝外放，就比较容易得到阿尔法螺旋的模型了。
鲍林设想，如果碱基朝外，那么螺旋的内核就应当是由磷酸堆积起来。的。磷酸聚集在中间，碱基就朝外。这与X射线的资料是吻合的。在读到朗温的论文后，在鲍林的头脑中，DNA结构的问题就已转化为如何将磷酸堆积在一起的问题了。
鲍林再次放下DNA问题而重新回到蛋白质研究的时候，上面叙述的情况就是他已经达到的水平。1951年秋天，他收到了一封邀请信，要他去参加英国皇家学会的一次特殊的会议，专门讨论英国学者就他设想的结构而提出的许多问题。日期定在1952年5月1日。
鲍林非常想参加这一次会议。1951�
