20世紀的科學怪傑：鮑林(48)

四八

　　系主任一職在鮑林身上也產生了一種中和的作用。愛娃有了鮑林新的工資作後盾，更加刻意地將他打扮得符合他的新職務。她為鮑林買了更加昂貴的西服，把他打扮成加州理工學院的時裝模特兒。鮑林在講課的時候也不再斜依在講臺上。與路易斯在一起時，兩人也更加班配，令路易斯欣喜萬分。

　　鮑林渾身是勁。在36歲的時候，他在自己選擇的領域中成名，領導著世界上最強大、最有影響的化學實驗室。他靠自己的努力取得了這一切。他非常高興。

　　這種情緒洋溢在他的臉上，滲透在他走路的姿勢裡。從他的一位助手埃迪·休斯在30年代末拍攝的家庭錄像中，我們可以看到鮑林和朋友們在威爾遜山上，低著頭，兩手背在身後，陷入沉思，也許在思考著一個化學難題。但是沒有緊張的感覺；他自在地溜噠著，四肢放鬆，怡然自得。一般的科學家總是一本正經的，即使在最放鬆的時候，也讓人覺得有些滑稽。然而只要相機一轉向鮑林的方向，他馬上會咧開嘴，臉上綻放出燦爛的笑容，活像一個釣到大魚的中學生。這笑容已成為鮑林的「商標」。

　　§科裡

　　在等待系主任職位的一年中，鮑林沒有停止旅行、演講、教學，他以令人瞠目結舌的速度發表了一篇又一篇的學術論文，幾乎每三到四個星期就有一篇：對於血紅蛋白更進一步的磁性研究，對於有機和無機分子結構的更廣泛的涉足，關於染料色彩的新理論，還有對金屬結構的新認識。他與布萊特·威爾遜合著的量子力學教科書出版了。他還計劃寫一本關於自己的共振理論在有機化學上應用的書，並且與自己以前的一位學生韋蘭德已經完成了幾個章節，但是在其他瑣事的壓力之下，這本書最終沒有能夠完成。

　　然而，他的首要目標是解決蛋白質的結構問題。他開始在幾個層次上同時著手。阿斯特伯裡在1937年5月訪問了帕薩迪納。他同鮑林進行了探討，並給他看了角蛋白一些最新的Ｘ射線照片。兩人在蛋白質是一條長鏈這點上意見一致，然而對深層結構產生了分歧。鮑林說：「我當然瞭解利茲的阿斯特伯裡有關角蛋白結構的文章——毛髮、獸角、指甲等等。但是我知道阿斯特伯裡的觀點是錯誤的……因為我們通過簡單分子的研究獲得的鍵長、鍵角和氫鍵結構的知識足以讓我們推翻他的觀點。但是當時我還沒有找到正確的答案。」

　　同伯納爾和其他的英國蛋白質Ｘ射線晶體學家一樣，阿斯特伯裡試圖直接通過複雜的Ｘ射線衍射來解決蛋白質結構的問題。鮑林仍然喜歡他在研究矽酸鹽礦物時十分奏效的隨機法：儘量獲取有關物質大小和形狀的數據，推斷將其結合在一起的化學鍵形態，運用以上信息製作精密的模型，然後檢驗這一模型是否符合Ｘ射線數據。

　　他決定對角蛋白也採用這一方法。角蛋白是由氨基酸構成的，但是令人遺憾的是，對於這些相當複雜的分子，沒有像樣的Ｘ射線結構分析。鮑林認為，即使沒有理想的結構數據，他對於相關分子的認識也足以讓他推測出氨基酸是如何互相聯結在一起構成阿斯特伯裡的阿爾法角蛋白的。鮑林的假設中很重要的一條是基於他從前的一種觀點，即肽鍵具有相當程度的雙鍵特性，這樣就限制了其兩側原子的轉動，使它們處在同一個平面上。這一認識，加上對氨基酸大小的基本概念和對氫鍵重要性的認識，就構成了鮑林研究的起點。

　　1937夏天，鮑林一直被這個問題困擾著。他嘗試了一種又一種氨基酸鏈的排列方式，以符合阿斯特伯裡的Ｘ射線數據，並包含盡可能多的氫鍵。他試圖建立一種互相糾結在一起的平面帶狀結構，就像阿斯特伯裡提出的那樣；但是不管他怎樣排列，都無法滿足x射線的數據。他試圖將結構設想成是三維的；但還是不行。主要的問題是，阿斯特伯裡的數據顯示在氨基酸鏈上，每隔5.1埃（一埃等於一千萬分之一毫米）將會出現一個重複的構造。鮑林的模型無一能滿足這一條件。

　　到了9月份，鮑林放棄了努力。也許他對於氨基酸構造的設想是錯誤的。也許他從別的分子結構中借用的鍵長和鍵角不適用於蛋白質。也許肽鍵不是平面的，而可以扭曲。也許他對於氫鍵的認識是錯誤的。

　　只有通過精確地確定單個氨基酸的結構並確認它們互相聯結的方式才可能回答這些疑問。鮑林已經讓一個研究生加斯·埃爾布萊希特培養供分析用的氨基酸晶體。但是僅靠一個研究生的才能是遠遠不夠的：氨基酸比用Ｘ射線分析過的任何有機分子都大得多，複雜得多——甚至連甘氨酸，最簡單的氨基酸，也含有排列複雜的十個原子——而且成功需要遠見、技巧以及多年的辛勤勞動。他上哪裡去尋找這樣一位既有技巧又有毅力的人呢？

　　＊＊＊

　　命運將身材瘦削、其貌不揚的羅伯特·科裡帶到了鮑林身邊。科裡是全國為數不多的精通蛋白質晶體衍射的科學家之一。1924年他在康奈爾大學獲得博士學位，接著在洛克菲勒醫學研究院協助拉爾夫·威科夫用Ｘ射線來分析從豪豬刺到結晶血紅蛋白的形形色色的蛋白質。當威科夫的實驗室由於機構調整被取消後，科裡拿到了一年的工資、從威科夫那裡要來的所有儀器和一封推薦信。1937年4月，鮑林收到科裡的一封信，詢問能否自帶儀器和薪水到帕薩迪納來工作一年。鮑林當然不會反對，但是告誡科裡說，很有可能沒有足夠的經費永久性地雇傭他。

　　當鮑林遇見科裡時，他可能有些遲疑。科裡看上去不止40歲，身材瘦長，頭髮稀疏，留著一撮胡髭。他小時候患過嚴重的小兒麻痹症，沒能很好地恢復；他的腿瘸得厲害，要靠拐杖才能走路。他性格靦腆，超過了鮑林喜歡的程度——鮑林後來說他是「一個沒有脾氣的好人」——但在交談了一會兒之後，鮑林就發現科裡對Ｘ射線晶體學了如指掌。科裡還有另外一些特殊的品質：他含而不露，實際知道的比他說出來的要多得多。他告訴鮑林，他已經開始對甘氨酸結構作第一步研究。鮑林後來回憶道：「他和我共同決定，他將研究確定某些氨基酸晶體和簡單的縮氨酸的結構。」接著他更正了自己的說法。「說是他和我共同作出這一決定並不正確。很有可能他早已下定了決心，只不過他巧妙地讓我同意了他的觀點，讓我覺得這是我們共同的決定。後來我瞭解到他精於此道。」

　　兩人從此將開始一段長期卓有成效的合作。

　　§絕對正確的帕薩迪納研究

　　科裡來校後不久，鮑林就接受了康奈爾大學的邀請，以喬治·費希爾·貝克講座主講人的身份前往康奈爾大學作為期4個月的訪問。這一身份具有崇高的聲望，講課人要對某一專題舉行一系列講座，並由康奈爾大學出版社作為貝克系列叢書中的一種出版。鮑林選擇的題目是化學鍵的本質。他在9月底和愛娃一起來到了伊薩卡，將孩子們——12歲的小萊納斯，6歲的彼得，5歲的琳達和3個月前剛剛出生的愛德華德·克萊林——託付給朋友們照管。他們住進了康奈爾大學的泰魯菜得樓。愛娃慶倖自己能夠暫時擺脫一幫孩子的糾纏，這也是他倆十年前第一次去歐洲之後她和丈夫單獨在一起最長的一段時間。鮑林夫婦盡情享受這段美好的時光，出席招待會和晚宴，還不時到紐約去聽一場最新的音樂會或是去跳舞。

　　躲開了系主任的日常事務，鮑林有充裕的時間來完成一個已經醞釀了很久的大項目——將自己有關化學鍵的所有思想寫成一本書。貝克講座是他的出發點，但是最終的內容將更為廣泛。在伊薩卡逗留的幾個月時間裡，他寫出了初稿，並在1938年回到理工學院之後對手稿進行了擴充。

　　《化學鍵的本質和分子及晶體的結構：現代結構化學入門》在1939年出版，立刻成為一部經典的著作。它的讀者對象是高年級的化學專業研究生，但是其影響遠遠超出了教科書的範圍。這部著作將改變全世界科學家對化學的認識。以往，化學被視作以一些實用公式描述的經驗數據的大雜燴，但鮑林在此書中首次用一種物理理論——鮑林對於化學鍵的量子力學思想——統一了這一切。闡述化學鍵的性質如何決定分子結構，分子結構又如何決定化學性質，按照馬克思·佩魯茨的說法，鮑林首次「使人們理解了化學，而不用死記硬背」。在書中，鮑林還向化學家們介紹了Ｘ射線和分子衍射這兩種確定原子鍵長和鍵角的重要工具，並通過這些工具來揭示化學鍵的本質。在這本書出版之前，很少有化學家注意到神秘的晶體學；在這本書出版之後，沒有化學家再敢忽視其價值。

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