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20世纪的科学怪杰鲍林-第24部分
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两人之间的通信使鲍林认识到，他和自己免疫学的导师在思考问题上的方法并不一致。鲍林回忆说：“我发现兰德施泰纳和我在对待科学研究的方法上迥然不同。兰德施泰纳会问，‘这些实验观察到的结果会迫使我们如何认识世界的本质呢？’而我会问，‘哪一种最为简单、通用和令人满意的世界观可以涵盖这些观察结果，并与它们并行不悖？’”在这一点可以得到确认之前，鲍林决定暂不发表自己的论文。当验证工作被证明相当棘手时，他决定将研究工作继续深入下去，寄希望于新的实验会支持自己的想法。
第二项预测具有更为深远的意义。如果鲍林的理论是正确的，那么就有可能在实验室中人工制造出抗体来。先小心地将普通的血红蛋白变性，然后在抗原的作用下将其复原。由于动物和人的血清血红蛋白非常容易获得，有可能廉价、纯净、安全地大量生产针对任何危险病原的抗体来。面对一个垂死的患肺炎的病人，医生可以从冰箱中取出一小瓶针对这一特定细菌的抗体来，有效地治愈病人。鲍林想象着以工业规模制造出种种灵丹妙药。人造抗体将给医药行业带来一场革命。有人会因此而一夜暴富。他让坎贝尔同时对这一问题展开研究。
1940年春天，鲍林期待着实验的结果。他对发表自己的观点尚缺乏信心，因而开始在科学会议上分发阐述自己思想的论文手稿。每个人似乎都对他的理论很感兴趣，尽管在确切的实验结果出来之前没有人会完全接受他的思想，连兰德施泰纳对他的抗体形成理论也只是抱谨慎的乐观态度。
坎贝尔的研究工作于事无补。尽管他的实验证明了鲍林对抗体二价性的认识，但是最关键的部分——双重抗体试验和人造抗体——没有取得令人信服的结果。但是鲍林觉得自己已经等得够久了。实验结果并没有证明自己的理论，但是同时也没有推翻自己的理论。他的论文毕竟只是一篇理论文章，是对进一步实验的指导，而非最终的定论。1940年6月，鲍林将自己关于抗体形成的论文送交《美国化学学会学报》。
这篇论文看来是又一个令人振奋的成功之作。论文体现了鲍林惯有的简洁和自信的风格。文章一开始就回答了鲍林提出的几个问题：“哪一种最为简单的分子结构可以用来解释观察到的抗体的性质？形成这样一种分子，最简单、最合理的过程是怎样的？”鲍林令人信服地指出，两价的抗体分子，每一头与一个抗原的某一表面互补，对解释沉淀反应来说既是充分的，也是必要的。他描述了蛋白质链的折叠如何能使抗体获得具有某一特异性的形状。他解释说，通过几个相对较小的力的共同作用——带正电和带负电区域之间的静电引力，氢键，范德瓦尔斯力——就可以形成将抗体和抗原结合在一起的“胶水”。而这一点正是他的理论最令人着迷的一面。抗体，这些结构最为精确的蛋白质，是通过自然界中这种最弱和最不确定的连接方式获得其特异性的。
对于自己的理论在很短的时间内取代了以往的模板理论，并成为抗体成形最主要的理论，鲍林又惊又喜。他欣喜地收到几百封请求将他的论文复印的信函，这超过了他以往的任何一篇论文。
他再次进入了一个新的领域，将威力无穷的结构化学带进了免疫学研究中。他再次高奏凯歌。
就在鲍林将抗体论文送交发表前，他在校园里散步时遇见了马克思·德尔布吕克，一个专攻生物学的物理学家。这位对新生物学的奥秘感兴趣的跨学科学者同样受到洛克菲勒基金的资助；鲍林十分欣赏这位德国移民，他认为德尔布吕克通过病毒这样最简单的生命形式展开生物学研究是“很有道理的”。德尔布吕克知道鲍林近来对抗体情有独钟，就建议他阅读一下帕斯卡·约尔丹最近几年的一些文章。这位德国学者在这些文章中提出，两个一样的分子在量子力学共振的作用下，会彼此吸引。他认为，这一现象可以帮助解释诸如基因和病毒——照他的说法，甚至还包括抗体——那样的分子为什么具有精确地复制自身的本领。鲍林对此产生了极大的兴趣，他和德尔布吕克一起到图书馆中将约尔丹的这些论文找了出来。德尔布吕克记得，在研究了五分钟之后鲍林就宣称，约尔丹的理论是“胡扯”。几天后，鲍林对德尔布吕克说：“我就此问题给《科学》杂志写了一个短笺；你我联合署名如何？”德尔布吕克对这篇文章没有做任何实质性的工作，但是他不想失礼，因而同意签上自己的名字。
鲍林的“短笺”后来被证明具有预言的性质。他和德尔布吕克合作的“生物工程中分子间作用力的实质”在1940年夏天发表在《科学》杂志的讨论栏中。文章首先用鲍林典型的直截了当的语言反驳了约尔丹关于共振是相同分子间引力基础的观点——“我们的结论为，约尔丹运用这一理论的方式是错误的，他以此为出发点来解释生物现象的做法是不可取的”——接着鲍林陈述了自己的观点：“我们……觉得在对分子间引力和分子的酶综合作用的讨论中，应当着重考虑互补性。”互补的形状就像冲模和硬币的关系，正是这种关系造就了生物学中的特异性。鲍林特别强调了在分子复制自身的情况下这样一个概念的重要性，即“互补性也许就是一致性”。
除了打击了约尔丹之外，这篇短文在浩瀚的文献中几乎没有泛起一丝涟漪。直到多年之后，它才被重新发掘出来，并被科学史专家颂扬为一门新科学的奠基之作，是“分子生物学的宣言”。DNA将成为互补性和一致性合二为一的一种分子。
连续几个月，鲍林向韦弗表达了自己对免疫学日益高涨的兴奋之情，特别还说明这是人工制造抗体的机会。鲍林在1941年初提出了一项非正式的资助申请：每年两万美金，用以全面开展免疫化学研究的一个项目。这笔钱将使加州理工学院能够雇用三个研究助理，三个研究生助手，一个访问教授，一屋子的实验用动物，一个用最好的仪器配备起来的实验室。这笔钱相当于鲍林为整个结构化学所作的预算，韦弗在2月份访问加州理工学院期间，告诉鲍林他的要求“太过分了”。鲍林将申请数额压缩了几乎一半。韦弗首先请教了这一领域内的一些知名学者。兰德施泰纳和其他人告诉他说，人工制造出抗体将具有“革命性”的意义。在韦弗的积极游说下，洛克菲勒基金同意在三年中每年向鲍林提供一万一千美金以资助他的免疫学研究工作。这笔钱使鲍林能够永久地雇用坎贝尔，给一位前途远大的青年博士后戴维·普莱斯曼提供资助，并添置了足够的设备、兔子和注射器以开展实验工作。
在韦弗接触过的众多科学家中，唯一的稍带警告口气的意见来自尖刻的英国生物化学家诺曼·皮里。韦弗在笔记中写道，皮里希望“鲍林不要在一些假设之上再堆砌另一些假设，不要坚持针对每一种可能的情况作出这一假设，现在应该静候实验的证据。”换句话说，皮里希望鲍林不要“重蹈林奇的覆辙”。
11 鹰
有序的世界
鲍林最早收到阿尔伯特·勋弗利斯的信是在1938年12月份。信是用德文写的，克制的语气中流露出一丝恐慌。勋弗利斯是犹太人。他的父亲是一位知名的德国科学家，一个X射线晶体学的开创者，也是劳厄的朋友。勋弗利斯本人在法律界工作，曾担任十年的德国法官，后来希特勒的纽伦堡法案剥夺了他的这一权利。他认为，这简直是在发疯，但是同许多德国人一样，他觉得一切迟早会过去。他将自己的无所事事看作是强制的休假，可以和自己的三个孩子多呆些时候，并上了几门化学课程。然后他被告知犹太人不可以读书。1938年11月的一个冰天雪地的夜晚，暗杀和殴打开始了，到处是破碎的玻璃和流血的头颅。勋弗利斯觉醒了过来。和成千上万的犹太人一样，他绝望地试图离开德国。劳厄关照他给美国的科学家写信，其中就包括鲍林，希望有人能够给他办理学生签证。
在30年代末，鲍林收到过许多绝望的德国学者的来信，勋弗利斯只是其中之一；他的答复无一例外充满同情，彬彬有礼，然而他对移民局的繁文得节却无能为力。他对勋弗利斯的来信特别关注，因为劳厄亲笔给他来信请他帮忙。鲍林接洽了一些专门解决德国难民问题的委员会，但是发现这些机构效率低下。鲍林试图和勋弗利斯取得联系，但是杳无音讯。直到四个月后，鲍林才再次得到勋弗利斯的消息，这时他已经置身于荷兰的一个难民营里。勋弗利斯写道，他身无分文，且无法从德国银行中取出自己的积蓄，在移民美国的抽签中号码又非常靠后。“目前我住在这里，没有任何谋生的手段，我非常沮丧……我的三个孩子分别为6岁、8岁和10岁，在这里他们无法上学，我也没有机会获得任何一份工作。……我恳请您无论如何设法拯救我于水火之中。”鲍林立刻复了信，保证将尽力而为；他给国际教育理事会和帮助难民委员会写了信。然而，把老练的德国科学家弄进美国，相对来说要容易一些，至于前法官，那就是另外一回事了。鲍林提出寻找资金来源在帕萨迪纳安置这一家人，并设法首先将勋弗利斯的孩子接出来。但是，他无法让移民官员加快办事的进程。他在1939年春天给勋弗利斯写信，告诉他将继续努力。他的信被退了回来，上面敲了一个“地址不确”的章。
从30年代中期开始，许多来到美国的犹太科学家都讲述着诸如此类的恐怖故事。希特勒借口维护民族的纯洁性，驱逐或者监禁犹太教授和那些同情犹太人的德国学者，将德国的大学搞得支离破碎。在这一过程中，希特勒摧毁了德国科学的大部分。许多犹太学者仿效爱因斯坦，来到美国安家。许多非犹太科学家，包括索末菲，竭尽全力提供了帮助，并在早期公开谴责纳粹的行径。有些科学家，像海森伯，保持着沉默。还有一些人领导了清洗运动。这简直是一场恶梦，动摇了鲍林对于科学理性的信念。
到了1939年，鲍林觉得必须制止希特勒的罪行。他在9月份给一位英国朋友的信中写道：“全体美国人民都赞成英国反对希特勒的行动。我希望民主力量联合起来，尽快结束这一场灾难。”在1940年春法国沦陷后，鲍林的忧虑加深了。他深信，如果美国不直接干预的话，英国也将陷落，因为希特勒拥有世界上最强大的战舰编队，拥有绝对的制海权。
现在的问题是应该如何行动。从传统上来说，科学家对政治漠不关心，他们寻求的是可以求证的事实，而把世界大事留给政治家们去操心。不卷入政治旋涡是科学界一条不宣的定律，大家对此都采取默许的态度，因为这是科学态度的一种自然合理的延伸：多数科学家觉得他们在任何公共角色中应该保持公正和客观，就像他们在进行科学研究时那样，他们应该执着于对知识的追求，而将没有头绪或无可考证的政治问题留给政客们。这并不是说科学家们没有政治观点；只是他们并不张扬他们的观点。鲍林同样抱有这一态度。尽管在爱娃·海伦的影响下，他早在30年代初就偏向于左翼，但是在公众场合，他从未宣讲或者发表过任何政治言论。
然而，他对于科学家在公共事务中应该扮演的角色的认识正在发生着微妙的变化。1939年，他阅读了《科学的社会作用》一书，作者是约翰·戴斯蒙得·伯纳尔，一位英国晶体学家。伯纳尔在这部长篇大论中详尽而又严厉地批判了科学在对待世界事务方面的无能，彻底摧毁了科学是不受世俗杂务烦扰的理性圣地的观念：“过去人们总相信科学研究会导致生活水平的不断改善，”伯纳尔说道，“但是首先是第一次世界大战，接着是经济危机，表明科学可以同样容易地被用来达到破坏的目的。要求停止科学研究的呼声也日益高涨，并以此作为唯一的手段来维持一种可以忍受的文明。科学家们面对这些批评，不得不第一次认真地考虑，他们正在进行的工作如何才能有效地与身边发生的社会和经济发展联系起来。”伯纳尔是一名坚定的马克思主义者，也是一名世界统一政府的倡导者。他提议科学家应当仿效一种运用自己的才能为大众服务的社会主义模式，而不是去为资本主义经济添砖加瓦。他还认为科学家们本身是创建一个社会主义乌托邦的障碍。照伯纳尔看来，一个科学家充其量不过是一个属于中产阶级者的顺民，而最糟糕的情况则会沦为资本家的附庸，“受雇于国家、企业或某些半独立机构，如直接或间接依赖国家或企业的大学。因此，出于谋生的需求，科学家的真正自由被局限于其雇主所能容忍的范围内。”伯纳尔继续写道，科学工作者必须组织起来掌握自己的命运，认清自己的社会责任，并采取相应的行动。“让科学获得自由，它将更加有效地为全人类的进步作出贡献，而不是像现在这样服务于少数人的利益。”
鲍林一口气读完了这本书，并将它作为自己在加州理工学院开设的讨论课上的一个议题。他赞同书中大多数观点。在爱娃的影响下，他对于世界的兴趣扩展到美国的基本权利和政治问题上；现在他开始相信科学家对于这些问题也许能够发表一些有用的言论。和伯纳尔一样，他认为现代世界的大多数发展扎根于科学进步，而科学家比其他人更加了解这些进步，因此他们在公共辩论中应该发挥非常重要的作用。科学家还拥有一项技巧——科学方法——可以对数据进行冷静和理智的分析。这样，只要有足够多的信息，他认为科学家完全可以运用自己的技巧对政治或者社会问题，如怎样对付希特勒，进行有益的思考。
接着爱娃又怂恿鲍林阅读《现代联邦》一书。美国政治记者克拉伦斯·斯特雷特描述了极权主义的危险并提出了与之抗衡的一种新的思想：按照美国联邦的模式，将世界各地的民主国家联合成一个整体。斯特雷特提出的将美国宪法的基本内容推广到全球的诱人前景引起了不大不小的轰动，引发了一场“现代联邦”的运动。到1940年，全国有六十个分会的三千名会员加入了这场运动。爱娃成了斯特雷特哲学思想的积极倡导者。夫妇两人都成了帕萨迪纳分会的创始成员，许多个下午，爱娃都坐在分会市中心沿街办公室的柜台后。
在妻子的敦促下，鲍林在1940年生平第一次作了政治演说。他的题目是“现代联邦”遏制法西斯和准备下一场战争的必要性。起初，就一个与科学无涉的题目发表演说，鲍林觉得有一些别扭，但是很快他就有些自鸣得意了。在初中礼堂或是起居室里，面对一小群听众，他会以一种与科学演讲不相称的激情发表讲话。这令他重温了在俄勒冈农学院作为高年级学生代表发表演说时的激动与满足。“敌人正在进攻英国，而且可能在击败英国后转而进攻我们，我国是否应该立即帮助英国打击敌人呢？”他询问自己的听众。“这意味着投入战斗，而我们是理想主义者，本性是和平主义者，反对战争。但是，反正我们都会被拖入这场战争——我们正在积极地备战，我们中间是否有人认为我们将永远不会陷入这场战争呢？……必须将恶性蔓延的法西斯主义——笼统地说就是独裁统治——从这原本有序的世界上彻底铲除出去。”在演说最后，他提出了一个动人的远景，一个稳定、民主的世界政府领导着一个平和有序的星球。
鲍林相信世界是“有序的”，而希特勒的罪孽在于打破了这种秩序。这一想法将鲍林萌芽的政治思想同他的科学观统一了起来：他认为，人类世界和分子世界一样，同样可以被认知和理性化。问题的关键又是结构。如果人类生活在一个结构正确的世界上——民族主义被世界政府所取代，资本主义被科学的社会主义所取代，独裁被民主所取代——那么人类的苦难将会减少，战争将会绝迹。世界将会变得健康美好。以上这些目标有些尚遥不可及，但是希特勒是一个迫在眉睫的威胁，必须马上采取必要的行动。
鲍林日渐激进的左翼思想使他在加州理工学院和共和党占主导地位的帕萨迪纳都处于少数派的地位。1940年秋天，理工学院学生设法组织了竞选年的一次辩论，请持不同政见的教授为各自拥戴的总统候选人辩护。他们在寻找支持罗斯福的入选时碰到了麻烦，最后只得求助于鲍林，而鲍林同意试一下。拥护文德尔·威尔基的加州理工学院的经济学教授们毫无还手之力。约翰·埃德塞尔，一位当时正在加州理工学院访问的哈佛教授回忆道：“鲍林处处占尽先机，这是一场令人眩目的表演。”但是，威尔基最终在帕萨迪纳的选举中获胜，事实上，在罗斯福参加的每一年选举中，共和党候选人都在帕萨迪纳获得了胜利。不过，鲍林发现做一个反派角色同样是非常有趣的。
鲍林最为关切的仍然是即将来临的战争。有一阵子，他考虑参加全美科学工作者协会。这是一个左翼组织，属于伯纳尔在30年代晚期创建的一个英国组织的分支，旨在鼓励科学家思考其工作的社会影响，并动员他们将科学服务于社会福利，而不是为战争服务。全美科学工作者协会成员包括一些知名学者，但是在1940年协会在《科学》杂志上发表文章，敦促美国在欧洲战争中保持中立，这使它失去了鲍林的支持，因为他认为只有通过战争才可能打败希特勒。他公开抗议科学工作者学会“不惜一切代价维持和平”的计划，他还参加了帮助同盟国保卫美国协会和中国人民的美国朋友组织。
大多数美国科学家对法西斯主义的看法和鲍林相仿。当1940年春天闪电战横扫欧洲的时候，国家科学院院长、加州理工学院校友弗兰克·朱厄特开始游说华盛顿，动员科学家为战争服务。美国政府采纳了这项建议，设立了国家防卫研究委员会，旨在组织并资助全国的战争科研工作，这一机构相当于海耳在第一次世界大战期间成立的全国科学研究委员会。卡内基学院主席、麻省理工学院毕业的电气工程师几内瓦·布什受命领导这一组织，并在1941年将它与医学研究委员会合并，建立了科学研究与发展局。
这开创了美国科学界和政府合作的新纪元。随着战争的风声越来越紧，布什开始召集起一群顾问，来决定数百亿防卫开支的投向。加州理工学院的理查德·托尔曼受邀主持国家防卫研究委员会装甲和军械部的工作。他在1940年夏天来到首都上任，并推荐学院的核物理学家查尔斯·劳利森作副手。
鲍林也被请到了华盛顿，不过是请他出主意，而不是请他当官。1940年10月，他和另外叨名化学家一同在华盛顿参加了国家防卫研究委员会二处召集的战争需求讨论会。鲍林终于觉得自己可以为打击纳粹作些有益的工作了，他全神贯注地听一群军官向科研人员描述他们希望得到的一些突破，包括新的药品、威力更大的炸药以及更精确的监视和探测仪器。鲍林特别注意到了一名海军军官介绍的在潜艇中存在的一个致命的问题。那位军官说，没有简易的方法来测量那些锡罐中的氧气含量，因而很难在长时间的潜水航行中监测氧气是否处于安全和有效的水平。氧气过少的话，水兵会感到无力和困倦；而氧气过多，则会增加爆炸的危险。
在回程的火车上，鲍林思考着该如何来设计一个氧气测量仪。氧气具有与众不同的磁特性——它会被磁铁吸引，而大多数别的一般气体会稍稍受到排斥——在对血红蛋白的研究中，鲍林曾成功地利用了氧气的这一特性。也许通过这一点可以制作一个氧气测量仪。空气样本中的氧气含量越高，受磁铁的吸引就越大。但是你如何来测量呢？氧气含量的细微变化所引发的磁场变化非常小，特别是和转动刻度盘上的指针所需的机械力相比而言。
他忽然想到了阿基米德。两千年前，这位希腊哲学家通过在液体中悬挂一个固体测出了液体的密度：周围液体的密度越大，其中的物体受到的浮力就越大。通过测量物体受到浮力和不受浮力之间的差异，就可以计算出液体的密度。鲍林推理道，将液体换成空气，并在其中悬挂一个可以反映磁场变化的试验体，那么空气中氧气含量的变化将会使试验体发生变化。他开始描绘草图。试验体必须很小，并保持精巧的平衡，以测量细微的变化。鲍林设想出一个小的玻璃哑铃，两头充满空气，粘在一根极细的石英纤维
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