20世紀的科學怪傑：鮑林(100)

一〇〇

　　歷史學家推測說，向鮑林拒發去英國皇家學會會議的護照，成了鮑林無法發現DNA結構的一個關鍵性事件。要是他出席了那一次會議，他就會看到富蘭克林的工作，因而就能在正確的道路上更有希望再次取得獲勝的良機。這一看法有力地印證了這樣的結論：官方不應當干涉學者之間正常的學術性交流。不過，真正的問題並不能歸咎於有關護照的政策。實際上，有三個因素聯合發生了作用，將鮑林引向了錯誤的方向。第一個因素是他將注意力完全集中在蛋白質結構上，幾乎忽視了所有其他方面的問題。第二個因素是他缺乏足夠的資料，他一直在運用的Ｘ光照片是對DNA的兩種形式混合體拍攝的，幾乎已沒有什麼價值。第三個因素是他過於自負了，他根本就沒有想到DNA需要他全力以赴去研究。在與佩魯茨和布拉格交談後，他好像已經瞭解到，克裡克和沃森在DNA結構問題上顯露了一次身手，但是失敗了；他也清楚地知道，威爾金斯正在煞費苦心地研究這一個問題。但是，他認為，這些人未必是他競爭的對手。是啊，他們怎麼有能力與他競爭呢？許多事實已經證明，他是世界上唯一能解決大生物分子問題的一個人。

　　「我一直在想，我遲早會找到DNA的結構的，」鮑林說。「這只不過是一個時間問題而已。」

　　鮑林錯過了查看富蘭克林所攝照片的機會，於9月回到加州理工學院。他又馬上投入了研究工作，以期最後完成對更高層次螺旋結構的研究。「現在，蛋白質結構的研究工作已經進入非常令人振奮的階段，」他寫道。「我很難不把自己的全部時間花在這個問題上，別的事情也就顧不過來了。」他找到了一種方式，使阿爾法螺旋本身就可以扭曲，就像一股紗線纏繞在一個手指上那樣，形成克裡克提到過的那樣一種呈盤繞狀的線圈，而且，這種形式可以顯示阿爾法螺旋本身無法看到的Ｘ光反射現象。接下去，他又向前邁出一步，為這些盤繞狀的線圈設想了相互纏繞的方式，因而可以形成股數各不相同的索帶。他在10月份發表了這些新的想法。

　　但是，在此之前，克裡克已經通過鮑林的兒子彼得瞭解到這些想法。彼得是在1952年秋天到達劍橋的，身份是肯德魯實驗室的研究生。那年他才21歲，生性活潑，愛玩。他很快就愛上了佩魯茨的「互稗」姑娘厄娜，對肌紅蛋白結構的研究卻不那麼放在心上——「性子有點野，」這是克裡克對他的評價。彼得不久就同克裡克和沃森，還有他們辦公室的新夥伴傑裡·多諾胡混得很熟了。多諾胡也是從加州理工學院移居此地的，曾為鮑林工作了好幾年，後來爭取到了古根海姆獎學金而於秋天來到了這裡。

　　他們的辦公地點成了劍橋和帕薩迪納之間進行非正式學術交流的一個中心。彼得和多諾胡都與鮑林保持著通訊聯繫，因此，在辦公室裡進行的交談，對於克裡克和沃森來說，至少也是一星半點地瞭解鮑林想做什麼事情的一個信息源。比方說，鮑林曾在給兒子的信中談到，他正在認真地探索天然角蛋白的結構，這種物質也是由一股股纏繞著的螺旋構成的。當彼得將這一點告訴克裡克時，克裡克頭腦中首先想到的是，鮑林剽竊了他與鮑林在一起乘車時自己不經意流露出來的想法。克裡克馬上又重振旗鼓，開始作出新的努力。經過幾個月時間，他終於解決了最後幾道數學難關。10月22日，他向《自然》雜誌寄去了一篇簡短的注記，概括地說明了自己的想法。雜誌編輯部收到這篇注記的時間，正好比收到鮑林在同一課題上撰寫的一篇較長的手稿遲了幾天。

　　不過，克裡克在這篇短文的封面上附上了一個說明，意思是要求迅速發表他這篇文章。在一般情況下，注記比長篇論文發表要快一些，因此，克裡克的注記發表的時間比鮑林的論文早得多。在幾個星期的時間裡，大西洋兩邊發生了雙方都標榜自己是首創者的爭吵。後來，還是卡文迪什的研究人員作出了讓步，承認鮑林的一整套想法遠比克裡克的想法更深入。至於鮑林，看到克裡克的短文見諸刊物時，並沒有感到吃驚，只是有一點惱火，責怪《自然》雜誌沒有同時刊出這兩篇文章。最後，雙方達成了君子協定，承認兩個人各自獨立地得到了相同的結果。

　　這不過是一個小小的插曲而已。具有重大意義的是，承認阿爾法螺旋的最後一個重要障礙終於被清除了。時值深秋，鮑林已經確信，他的結構及其各種各樣盤繞線圈的排列方式，同樣適用於頭髮、獸角和指甲中的基本物質。他對羽毛結構也有了新的認識。許多球蛋白存在阿爾法螺旋的證據也與日俱增。到了11月下旬，鮑林感到，他對阿爾法螺旋的信念已得到完全的證實，阿爾法螺旋已被證明是血紅蛋白、血清白蛋白、胰島素、胃蛋白酶、溶菌酶和十多種其他球蛋白結構的主要形態，他在給一位同事的信中高興地寫道：「事實上，現在已發現，所有研究過的球蛋白都以阿爾法螺旋作為其結構的主要形態。」

　　§美麗的結構

　　但是，阿爾法螺旋此時已不再是人們一度認為的那種驚人的發現。這是方法論上的一個突破，是對鮑林所採用的隨機研究的方法進行的一次檢驗，也是一系列重大成果的重要組成部分。不過，正如鮑林所說，歸根到底，阿爾法螺旋不過是「一種結構的形態」。看來，這是一種穩定的排序方式，借助於這一方式，就可設想多肽鏈具有怎樣的結構。分子生物學家岡瑟·斯登特後來說道：「不管鮑林的成果是多麼巨大，阿爾法螺旋的發現並不會馬上使人想到關於蛋白質的許多新的概念，比方說，蛋白質是怎樣發揮作用的，它到底是由哪些成分組成的，等等。這一發現似乎沒有引導人們去做許許多多頗有新意的實驗，也沒有為人們的想像留下廣闊的空間。」

　　此時，鮑林心裡已經明白，真正的收穫，或者說，生命的真正奧秘，在於DNA。正是這個問題成了他下一步考慮的焦點。

　　1952年11月25日，從英國回來後三個月，鮑林出席了加州理工學院舉辦的一次生物學討論班。講課人是伯克利教授羅勃利·威廉姆，他用電子顯微鏡幹出了一些令人吃驚的事情。舉例來說，他運用一種複雜的技術，可以拍攝到極為微小的生物結構。這可使鮑林著了迷。從威廉姆拍攝的一張照片上，可以看到核糖核酸鈉的扭結長鏈的圖形。這是具有核酸形式的鹽類，其陰影區顯示了三維立體的詳細情況。引起鮑林特別注意的是，這些鏈明顯地呈現出圓柱的形狀：它們並不是平面的帶狀結構，而是一段段細細的長管。

　　在討論班這個四面遮光的教室裡，鮑林一面觀看著這些幻燈片，一面在猜想，DNA很可能也是一個螺旋，因為其他構想不但與阿斯特貝裡的分子Ｘ射線圖不合，而且與他現在看到的照片也不符。更妙的是，威廉姆甚至能夠在他的照片上估算出有關結構的尺寸，根據他的計算，每股鏈的直徑約為15埃。鮑林對此非常有興趣，要求威廉姆重述一下這一個數字。威廉姆確認了這一數據的正確性，同時還說明了他在獲得這一精確數字時所碰到的困難。威廉姆顯示的分子還不是DNA，而是一個分子的近親——這就促使鮑林陷入了沉思。

　　第二天，鮑林坐在辦公桌旁，手持一支鉛筆和一把計算尺，桌上是一劄書寫紙。根據那年夏天從亞歷山大·托德的實驗室獲得的新數據，可以確定DNA中糖和磷酸之間連接點的位置；另外一些研究工作則表明了它們是在什麼地方與堿基連接的。鮑林根據自己先前的研究，確信不同大小的堿基必定位於分子的外側，磷酸則處在分子的內側。現在，他已經知道，分子很可能呈螺旋狀。這些結論就是他對DNA進行初步觀察的出發點。這是他研究DNA結構的第一次嘗試，還沒有把握自己到底能走出多遠，其中有一個特別的原因，就是他對DNA堿基一糖一磷酸結構的精確尺寸和鑄角大小仍缺乏明確無誤的數據，不過，觀察一下還是值得的。

　　為了確定分子量和每一循環段軸向距離的期望值，鮑林很快就進行了一些有關的計算。阿斯特貝裡的照片表明，每隔3.4埃就有一次強烈的反射——根據鮑林的計算，這大約等於他對纖維方向上一個核酸片段所估計尺度的三倍。三條不同的核酸構成循環組，這種可能性很小；三鏈結構似乎更容易解釋不斷循環的現象。他計算了密度，表明如果有三條鏈，那麼它們就一定要緊密地捆綁在一起，因為只有這樣才能符合觀測到的分子量數據。不過，這還是可能的。在鮑林研究DNA時所用的第一頁紙上，他一共作了五行簡單的計算，他寫道：「也許我們得到的是三鏈結構。」

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