學達書庫 > 名人傳記 > 20世紀的科學怪傑:鮑林 | 上頁 下頁 |
六〇 |
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但是,在戰爭期間及戰後的許多年中,沒有人這樣做。儘管當時免疫學研究領域的頂尖科學家私下裡對鮑林的研究工作持批判態度,並且對他的執迷不悟大為不滿,但是他們都不願公開發表他們的觀點。只有一個初出茅廬的青年免疫學家埃爾文·卡巴特敢於發表文章,對鮑林的研究結果表示質疑。他在一篇評論文章中說,鮑林和坎貝爾觀察到的是抗原和球蛋白的非特定的結合;由於坎貝爾在實驗中使用了大量的球蛋白,這些蛋白質互相糾結在一起,同時將一些抗原也拖了下來。一些資深的免疫學專家在非公開場合對卡巴特的觀點表示贊同。那麼為什麼只有他公開地抨擊鮑林的觀點呢?後來卡巴特說道,「懾于鮑林的威勢,大多數不想對他表示異議。」 科學界的沉默使鮑林的聲譽不至於因人造抗體的失敗而受到過多的影響。只有對這一領域最為熟悉的免疫學家和洛克菲勒基金會的官員才明白,鮑林在這一研究上有誇大其辭的嫌疑。 就鮑林而言,他從不認為他和坎貝爾進行的工作是失敗的。五十年後,鮑林仍然堅持他的立場:「我們確實成功地製造出了抗體——儘管非常弱,但是仍具有特異性。」 為什麼那些神奇的東西只在坎貝爾的燒瓶中出現呢?在放棄研製人造抗體多年之後,坎貝爾對自己的密友,理工學院生物系教授雷·歐文提出了一種解釋。他說,一個過於積極的實驗室助手為了得到老闆們預期的結果,而對實驗做了手腳。整個事件是由於「一些技術人員為了討教授的歡心」而發生的。 * * * 在放棄了人造抗體的研究之後,鮑林得以重新將精力投入到更富有成果的其他免疫學研究領域。從1943年開始,他回到了對更為基本的問題的研究上,並與普萊斯曼和坎貝爾一起得出了一些實在的研究成果。在此之後的幾年中,三人小組發表了二十多篇論文,對抗體二價性以及特定分子形狀在抗體和抗原結合中的重要作用提出了有力的證據。他們比蘭德施泰納更為精確地設計了合成抗原,並運用新的定量技巧來測定抗原和抗體的反應。事實上,到了戰爭結束時,鮑林實驗室就證明了抗體和抗原形狀的互補性是其互相結合的根本原因。他們的成果支持並進一步發展了埃爾利希鎖和鑰匙的思想,確切地表明抗體和抗原就像分子拼圖遊戲一樣彼此吻合著。 然而是什麼力量使它們結合在一起的呢?在對打破抗體和抗原之間化學鍵所需的能量進行研究後,鮑林深信其中並未涉及強化學鍵——共價鍵或離子鍵。他的腦海中出現了一幅新的圖像。鮑林小組比較了抗體和具有特定變異的抗原之間的反應,發現抗原上哪怕是一個原子的變化也會對鍵合的力量產生顯著的影響。換句話說,這種吻合一定是極為精確的。 分子之間原子和原子的緊密接觸產生了另一種附著力,也就是原子間的範德瓦爾斯引力。範德瓦爾斯引力得名于一位荷蘭科學家,他研究了氣體中這種力的作用,並證明它非常弱——相當於共價鍵的十分之一到百分之——而且沒有針對性,幾乎任何一對彼此接觸的原子都會產生這種作用。弗裡茨·倫敦在1930年用量子力學理論解釋了這種現象,提出這是由於兩個靠近的原子干擾了彼此的電子雲造成的。鮑林在進行晶體衍射的研究時早已熟知這一種現象:共價鍵將兩個碘原子緊密地結成一個分子,而范德瓦爾斯力則將這些分子聯結成晶體。對抗體而言,相當重要的一點是,範德瓦爾斯力隨距離的增加而呈幾何級數遞減,這樣它只有在相當近的距離內才能產生作用。 鮑林意識到,如果只有幾個原子在一起,那麼範德瓦爾斯力沒有多少作用,但是如果像蛋白質這樣的巨型分子的表面互相接觸,那麼總的範德瓦爾斯力就足以將兩個分子結合在一起。假定範德瓦爾斯力是抗原一抗體作用的主要因素,也意味著如果使分子互相離開哪怕是一丁點兒——鮑林實驗室發現,如果在一個抗原的表面製造一個凸起,使抗體和抗原之間的距離達到一個原子直徑的幾分之——就能顯著地削弱它們之間結合的力量。如果這種不吻合的情況更為顯著的話,抗原和抗體就會彼此脫離。 鮑林發現,由於存在這種微弱而又不確定的力,再考慮到某些氫鍵的作用以及極性相反的分子間相互吸引的作用,抗體和抗原的結合一定會具有非常特殊的形式。而且發生這種作用的根本原因是分子結構。精確、互補的形狀是至關重要的因素。鮑林相信,至少在免疫學中,分子結構決定了生物特異性。 這項研究成果具有非凡的價值和重要性,使鮑林在遭受人造抗體的失敗之後仍能在免疫學研究領域保持領先的地位。他關於形成抗體的直接模板理論繼續受到人們廣泛的承認。這一理論非常簡明易懂,儘管存在一些缺陷,仍將在以後的十五年中成為抗體成形理論中最具影響力的理論。甚至那些在私下裡批評鮑林的免疫學家也不得不承認;他給這一領域帶來了新的活力,作出了一些重大的發現,引發了許多有益的討論。直到50年代中期,鮑林的直接模板理論才被一種基於一些令人驚奇的遺傳現象的抗體成形理論所替代。直到那時他才最終被證明其抗體成形理論是錯誤的。不過他關於抗體和抗原如何發生作用的理論仍是正確的。 * * * 愛娃·海倫也在為戰爭操勞著。她在加州理工學院生物實驗室裡做了幾個月的研究助理,幫助開發人工製造橡膠的方法。她受訓擔任了洛杉磯縣的助理消防員和空襲警報哨,並在屋前開挖了一片戰時菜園。她還從事政治活動:她認為1942年提出的拘留美籍日本人是對民權的粗暴踐踏,並志願為當地的美國公民自由協會服務以反對這項法令。 與此同時,她對自己賢妻良母的角色仍烙盡職守。她盡力使山間的居所能夠遠離戰爭憂患,儘管這並不容易。每天,孩子們都會聽見山下加州理工學院一所炸藥研究所傳來的爆炸聲。1942年一天深夜,全家人都被空襲警報驚醒。鮑林默數著高射炮的爆破聲,愛娃則安慰著孩子們。 孩子們需要安慰。戰爭爆發時小萊納斯16歲,照他後來的說法,是一個「在許多方面神經質的少年」。與父親的關係使他傷透了腦筋。父親高高在上,望子成龍,他永遠也無法讓父親滿意,同父親在一起總是讓他不舒服。鮑林對於父子關係的認識,是從學校裡把一年級的化學題目帶回家,讓高中的小萊納斯解答——當回答不出的時候,小萊納斯總感到非常丟臉。儘管他的學習成績還過得去,他在學校裡總感到難以安心。他前後換了三所學校,最後才在弗林特裡奇,一所距帕薩迪納幾英里之外的貴族寄宿學校安頓下來。暑假回家的時候,他總覺得自己像是一個陌生人,比二弟要大6歲,在年齡上更接近父親叫來看孩子的研究生。他對自己的前程也感到困惑:儘管鮑林沒有強求,年輕的小萊納斯還是感到父親希望自己能夠從事科學事業,然而他無意同自己的父親競爭。戰爭開始時,他決定學醫,這一領域「和科學密切相關,可以讓父母滿意」。18歲剛從弗林特裡奇畢業時,他加入了空軍,離開了家。 別的孩子也讓人操心。彼得也在很早的時候就被送到了寄宿學校,在戰爭期間,他開始表現出古怪的行為。一個學期他帶回家的可以是弗林特裡奇學校裡最好的成績,而下一個學期就會下降為B和C。儘管思路敏捷,口齒伶俐,他的學校評語千篇一律地為:「他應當而且完全能夠得到全A……但是他的成績與他的能力相去甚遠。」鮑林和愛娃對他的成績深感憂慮,最後在1945年讓他從弗林特裡奇轉學到一所公立初級學校——他輕而易舉地在核心課程中拿到了全A。 琳達長成了一個漂亮的孩子,是父親的掌上明珠。小兒子克萊林很早就懂事了。但是山間的住處與世隔絕,琳達和克萊林不能和別的孩子玩耍。還有另一種孤獨:父母經常外出。鮑林要麼在路上,要麼在學校裡,要麼就是關在八角形的書房裡,那裡是孩子們絕對禁止打擾的。儘管愛娃竭力想成為一個盡職的母親,但她也同樣喜歡旅行,利用一切機會陪伴自己的丈夫外出,一去就是幾天,甚至幾個星期。貝克講座讓他們在康奈爾大學一呆就是四個月,期間他們把嬰兒克萊林和別的孩子託付給鮑林的秘書阿萊塔·湯森德照看。阿萊塔像母親一樣照顧著孩子們,和三個最小的孩子非常密切,特別是琳達。 鮑林履行著他認為是一個父親應盡的職責:努力工作,為家庭提供像樣的住所和幾件貴重物品,在必要的時候管教孩子們。儘管他所有的孩子都煞費苦心地博取他的歡心,他們畢竟還都是孩子。他缺乏耐心,如果他們太調皮或者缺乏教養的話,他就會大發雷霆。 科學是他的摯愛,孩子們不能與科學相提並論。 |
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