20世紀的科學怪傑：鮑林(63)

六三

　　一個月以後，即1945年12月，一份長達25頁的資助申請報告放到了韋弗的辦公桌上。這份報告由比德爾和鮑林兩人署名，但實際上幾乎是由鮑林一個人撰寫的。

　　報告闡述了「在未來20年中對一個重大的生物學問題」用分子生物學的方法展開協作攻關的行動計劃，提出了迎接科學新紀元到來的鮮明口號。在起草報告時，鮑林使用了形象化的生動語言，這種語言也是韋弗在向他的董事們推銷自己的主張時經常採用的。他寫道，在強大的電子顯微鏡下還存在著一片難以分辨的「未知的黑色森林」，解決這些未知問題已經超出了晶體學家的研究範圍。這裡正是人類需要探索的蛋白質分子結構的未知領域，鮑林和比德爾正站在「這一支用Ｘ射線和類似設備武裝起來的探險隊伍的前列……生物學中的許多基本問題——生命過程的本質，大分子，基因和細胞的複製機理以及它們之間高度專一化的相互作用的基礎原理，酶的作用方式，藥物、激素、維生素和其他化學物質的生理活性機制，神經和腦組織的結構和活動方式——所有這些問題的答案都隱藏在這片廣闊森林的未知區域裡……只有深入這個未知區域，我們才有希望追根溯源，找出答案」。

　　這支研究隊伍將包括化學家，少數有關的物理學家，以及在加州理工學院培養起來的一類新型的分子生物學家，這些分子生物學家將自然地把生命科學看作是化學和物理學的推廣。研究工作需要配備最新發展起來的技術和設備：超速離心機，色譜儀，光譜儀，電子顯微鏡，放射性示蹤儀等「複雜而十分昂貴的儀器設備，能夠製造出來的……最好的設備」，這些技術設備將有助於把生物學改造成為一門定量化的科學。「單靠某一種方法不能解決問題，而應把每種方法都發揮到極點。」

　　由此將會得到豐碩的回報：不僅將弄清蛋白質的結構和生物化學反應的分子機理，還將迎來生物學的新紀元。「我們相信，生物科學正在進入一個重大的革命性發展的時期，如同物理學和化學在過去35年裡所經歷過的發展時期一樣，」鮑林這樣寫道。

　　鮑林接著談到了所需的經費。他們需要建造兩幢新大樓，建設費用可以向理工學院的董事去籌集。然而，設備費、人頭費以及長期管理費需要由洛克菲勒基金會提供。他估計每年所需的各種經費總額為40萬美元，延續15年，總數為600萬美元。

　　這是加州理工學院建院以來所提出的最大一筆單項科研資助的申請，也是韋弗所見到的最大一筆申請。

　　在資助申請到達韋弗辦公室一周之後，比德爾懷著惴惴不安的心情拜訪了韋弗，但他很快就感到釋然了。他寫信告知鮑林：「我不再需要對他作任何宣傳。這傢伙現在對加州理工學院讚不絕口，其熱情程度超過了我見過的任何人。」600萬美元的價格看起來「對他是真夠昂貴的」。然而，在總體上，韋弗認為這是「一個宏偉的計劃」。韋弗保證他將向基金會盡力說服，但同時警告理工學院的這對搭檔：要取得這麼一大筆資助，非短期努力所能奏效。在等待批准的日子裡，比德爾和鮑林敲響了其他資助機構的大門。不久之後，支持這項研究的各種資助開始流入理工學院：全國救助小兒麻痹症基金會提供了五年30萬美元的資助，公共衛生服務中心和其他一些團體也提供了各種較小額度的經費。

　　儘管韋弗大力支持該項申請，但洛克菲勒基金會很難取得一致意見。在基金會就這一項目的得失進行辯論的過程中，韋弗爭取到了一筆相當數額的臨時性資助：在1946、1947兩年內，每年撥款5萬美元。有了這筆經費以及來自其他各種渠道的多項資助——政府的，工業部門的，基金會的，還包括一些用於癌症研究的資助，比德爾和鮑林終於有足夠的錢像模像樣地開張了。到1947年，化學系的預算總額比六年前翻了一番，而生物系則差不多翻了兩番。

　　在長達兩年的時間裡，洛克菲勒基金董事會一直就是否資助大經費項目舉棋不定。這方面的爭論與基金會在戰後科研中應擔負何種角色這一更加廣泛的問題有著緊密的聯繫。由於政府對戰時研究項目投入了大量資金，使得科研資助的大環境迅速發生了變化。政府對基礎科學的大規模支持無疑將以某種形式繼續下去，因此基金會不再需要像戰前那樣，對類似鮑林計劃那樣的大項目進行資助。而且，自從大蕭條時期出現所謂「人類科學」的觀念以來，基金會服務社會的目標也發生了變化。它的資助重點從基礎科學轉向了農業和社會科學，特別是那些能促進某些國家發展的研究項目，這些國家被認為是未來幾十年中的民主基地和反共前哨。

　　在這樣的大背景下，像鮑林計劃這種規模宏大的基礎科研項目，不管它有多麼好，獲得資助的希望都是非常渺茫的。在董事會一次次討論的過程中，資助數額不斷縮減，到1948年終於有了定論：資助十萬美金一年，總共七年。

　　這只是鮑林夢想的六百萬美元的一個零頭。儘管如此，這已經是加州理工學院歷來所獲得的最高單項資助之一，並且也是基金會在戰後給予基礎科研項目的最高資助額了。這些經費使得鮑林的化學系成為全國最富裕的化學系之一，並已足夠在一段較長的時期內支持鮑林計劃的實施。有這筆錢以及其他私人贊助，有鮑林和比德爾的親密合作和領導，有一批他們吸引來的傑出青年科學家的加盟，加州理工學院有望在隨後的十年內發展成為全美國分子生物學這一新興學科的搖籃，而且可望成為全世界最重要的基地之一。

　　取得這些業績的原因何在？韋弗認為，「這完全是比德爾和鮑林的功勞。他們兩人如同兩個凝聚核心，圍繞著他們，新思想不斷地產生和交流，如同一個分子系統中各種類型的共用電子圍繞著兩個中心旋轉，並以一定頻率相互換位一樣。就我所知，這種優勢是其他任何學校所沒有的。」

　　§果醬和豬食

　　然而，用化學鍵來比喻比德爾和鮑林兩人間的關係並不十分貼切。他們兩人相處得很好，並且在加州理工學院的化學系和生物系之間建立了一種緊密的合作關係。兩個系的教師相互參加對方的研討會，還常常打破學科界限相互提供諮詢和幫助。但是這種聯合陣線的出現，主要地不是出於聯合研究的需要，而是為了爭取更多的資助。等到洛克菲勒基金的資助一到手，鮑林和比德爾就基本上按照各自的方向相互獨立地開展研究了。他們之間的關係與其說是相互交流，倒不如用另外一個詞來描述更加恰當，這個詞就是「互補性」。在戰後的那幾年裡，分子互補性變成了鮑林的基本研究對象。

　　互補性是從鮑林的免疫學研究中引申出來的一個概念。鮑林把抗體和抗原之間的聯結解釋成某種精確的分子配合；一種相互補充、絲絲入扣的嚙合，使得兩者接觸面處的原子極端接近，從而形成微弱的範德瓦爾斯力。鮑林的解釋為理解其他生物學現象提供了一條途徑。鮑林開始意識到，生命在分子層次上看主要地就是一種特異性，就是體內的分子能夠辨認某些目標分子，並且只能和這些目標分子相結合。抗體與抗原之間酶與其作用物和基因之間，以及在它們相互生成的蛋白質衍生物之間，都以某種神秘的方式相互辨認並僅與特定的對象相聯結。形成這種精巧的生物特異性的機制尚不為人所知，但是鮑林認為，以精確的互補性形狀作為研究基點之一的思路為弄清這種機制提供了鑰匙。

　　鮑林認識到，他研究抗體的主要成果是顯示了分子結構與生物特異性之間的關係。蘭德施泰納在1943年逝世前，曾要求鮑林為他新版的免疫學專著撰寫一章關於特異性的化學基礎的內容。鮑林把這一章起名為「分子結構和分子作用力」，其中簡明地總結了他關於蛋白質分子能夠辨認和聯結特定的目標分子的機理，為希望瞭解有關理論的讀者提供了入門性介紹。鮑林強調指出，分子形狀是決定一切的。精確的、互補的、絲絲入扣的形狀使分子緊密嚙合在一起，並通過累積起來的弱鍵作用聯結成整體。而化學反應，正如大多數化學家所認為的那樣，都是通過分子間的特定反應而形成強力的共價鍵或離子鍵，因此與弱鍵機制是完全不同的。

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