20世纪的科学怪杰鲍林-第25部分

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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上保持平衡。磁场可以从一块普通的马蹄形磁铁获得。将石英纤维穿过磁铁的两极。这样试验体周围空气磁性的任何变化都会使它在磁场中重新定位，发生旋转直到纤维的扭转使它处于新的平衡状态。旋转的程度可能非常小，也许可以通过将一束光射向试验体并反射到刻度盘上来放大这一变化。
　　他觉得这不是一个坏主意，特别对他这样一个没有制造实验仪器经验的理论家而言。回到帕萨迪纳之后，他将草图交给鲁本·伍德，一个更具机械才能的同事来完成这项工作。难点在于制作小的玻璃哑铃，并在纤维上将它平衡；在完成了这一工作之后，伍德在哑铃上粘了一小块玻璃以反射光束，将小哑铃穿过磁铁，整个设备被装入一个钟形玻璃罩内，用一个手电筒提供光源，在瓶壁上贴了一小张纸片作为刻度。他只花了几天时间就制作完成了样品。
　　几星期后，鲍林重新踏上去华盛顿的火车，随身携带着第一台鲍林氧气测量仪。他既骄傲，又有些不安。离开帕萨迪纳的第一个晚上，他突然惊醒，预感到自己的设计有可能失效。他拧亮顶灯，小心地取出测量仪，打开了手电筒。纸片上显示出的氧气水平显然太低了；在上车的拥挤中，仪器肯定给碰坏了。它过于精细，难以实用。“我最好还是下车回帕萨迪纳去，”鲍林想道。他绝望地向窗外望去。突然他长吁一口气。目力所及到处是山峰。列车正在翻越大陆分水岭。测量仪是精确的——它正确地反映了高海拔的低氧气水平。他把测量仪装了回去，如释重负地重新陷入了梦乡。
　　军官们看到这台仪器奏效之后，即刻向鲍林订购了几百台鲍林氧气测量仪。他申请了专利，然后让斯特迪文特在实验室里组织起一个小工厂。工人们将融化的玻璃吹成哑铃的小球，并将其平衡在几乎看不见的纤维上。这项工作难度极大。首先需要鼓足所有的气才能让融化的玻璃膨胀；而一旦玻璃开始膨胀，得马上停止吹气，不然玻璃球就太大了。他们只找到一个研究生高手，他能够咬住吹管，协调横隔膜、肺和口腔的动作，吹出一个像样的球体——大约每两百次中能够成功一个。
　　鲍林意识到这样做无济于事。他说服具有创新精神的理工学院化学系教授和仪器制造专家阿诺德·贝克曼——贝克曼pH计量器的发明人和贝克曼仪器设备公司的奠基人——来掌管生产。贝克曼雇佣了鲍林的工人，亲自设计了世界上最小的玻璃吹制机，并找到了一种能够拉出肉眼看不到的硅丝的方法——工人们只有通过将一张折叠的纸放到硅丝所在的位置才能找到它。他制造出的测量仪十分精确。尽管美国海军一直到战争结束还在就技术规格争论不休，从未成为大买主，但是英国海军定购了几百套。这一仪器还被用到航空医药、工业厂房和早产儿保育箱内。加州理工学院、鲍林、斯特迪文特和伍德分享销售的专利使用费——这项收入在许多年中成为加州理工学院专利使用费的主要来源。不过真正靠这项发明赚大钱的是贝克曼。他在50年代中期以一百万美金的价格出售了制造氧气测量仪的公司。
　　阿迪斯医生开出的饮食方案
　　1941年3月，鲍林40岁生日过后的一个月，他获得了继朗缪尔奖十年后的又一个重要的奖项：美国化学学会纽约分会的威廉·尼科尔斯金奖。鲍林——新闻发布中称他为“美国乃至世界杰出的理论化学家”——又一次成为获得这一奖章的最年轻的人。当时，这一奖项被认为是美国化学界最崇高的荣誉。
　　颁奖仪式成了纽约化学界的一次盛典，高潮是宾西法尼亚酒店的盛装晚宴。与会的化学家们啜饮着咖啡，而鲍林的老朋友、加州理工学院的室友埃米特则在台上讲述着他们早年学生时代的趣闻轶事。在埃米特之后上台的是伟大的哥伦比亚化学家约瑟夫·迈尔，他简要地介绍了鲍林的学术成就。
　　轮到鲍林发言时，每个人都期待着这位著名的演说家再次用他的宏篇大论来征服听众，然而那些熟悉他的人很快就发觉情况有些不对劲。鲍林的脸看上去有些浮肿。他的声调平淡乏味。他说那天早晨他张开眼睛的时候惊奇地发现眼睛肿得睁不开，自我挪揄地说政治家总是盲目的。但是他看上去精疲力尽，这并没有什么好笑的。他的发言短得出奇，早早地就回到了旅馆的房间。
　　第二天晚上在莫斯基家举行的晚宴上，鲍林承认自己感觉十分疲劳，并在过去的几个星期里增加了20磅体重，连扣上衬衫领子和穿鞋都觉得困难。客人中间有一位是来自洛克菲勒医学研究院的心脏病专家。他将鲍林拉到一边，对他说像他这样的浮肿表明他的心脏可能有问题，并问他能否立刻给鲍林检查一下。他们躲进莫斯基的一间卧室，鲍林躺在地上，那位医生触诊了他的四肢，听了他的心跳。结果令人困惑。鲍林的心血管系统看来完好无恙，但是极端的浮肿肯定预示着某些疾病。医生让鲍林第二天到研究院自己的办公室来，为他作一次全面的检查。
　　爱娃忧心如焚，她陪着鲍林一起来到洛克菲勒医学研究院，让他作了那里医生能够提供的每一项检查。在进行了几小时的穿刺和抽血之后，鲍林和爱娃紧张地等待着化验的结果。最后他们被领进了一间屋子，里面满是神态严肃的医生。他们坐了下来。一位医生开口说，鲍林的情况看来非常严重。他的肾脏可能感染了布赖特症，使得肌体日渐丧失过滤血液中杂质的能力。结果液体就会郁积起来造成浮肿。但是问题可能比这更糟糕。化验显示他的尿液中排出的蛋白质数量异常地高，表明他的肾脏可能遭到了损害。这是布赖特症最严重的一种症状。鲍林沉默无语，试图理出个头绪。爱娃询问是否有人从这种状况康复过来。“有些人能够康复，”一位医生回答道。但是现在重要的是确定症状的性质，并找到发病的根源。
　　之后的所有事情如同一场梦魔。他们又待了一天，接受了更多的化验。结束之后，医生告诫鲍林必须取消剩余的讲演，即刻回家去。他们会帮助他在加利福尼亚找一位合适的专家。
　　在回程的火车上，鲍林表面上保持着镇静，但是内心百感交集。他的父母都英年早逝。外祖父莱纳斯·达令也是由于肾病而去世的。似乎他将随他们而去。回到帕萨迪纳，他一边等待着专家的建议，一边以他掌握的唯一方法来对付疾病的困扰：他埋头工作，完成了提交给洛克菲勒基金的又一项申请，并阅读所有有关肾病的文章。所有的文章都提到了一个事实：多数专家认为对布赖特症没有有效的治疗方法。
　　鲍林的心情抑郁起来，但是他将这种情绪深埋心底，继续工作。除了容易疲劳和长了20磅体重以外，他并没有生病的感觉。但是他遵照医嘱躺在床上工作。后来，有人安排他去见西海岸最出色的肾病专家。专家名叫托马斯·阿迪斯，是斯坦福大学肾病诊所的所长。
　　鲍林需要希望，而阿迪斯就是给他带来希望的人。他是一个高大、英俊、魅力十足的苏格兰人，看上去让人难以相信他已经60岁了。他和蔼可亲，令人信赖，有些心不在焉的样子，对布赖特症的分类和治疗有着丰富的知识。阿迪斯对于布赖特症二十年的研究使他确信，这一疾病不是单一的疾病，而是具有不同症状的几种疾病的并发症。在鲍林看来，他的诊断方法非常科学：他在一段时间里对尿样沉淀物进行定量分析（阿迪斯计数），这可以使他了解肾病的病因。他还测量尿样的尿素清除率（阿迪斯尿素率），这可以使他了解病情的严重程度。阿迪斯是世界上为数不多的几个相信布赖特症可以治愈的医生之一。他有一套理论，认为对这一疾病的治疗应建立在组织被破坏和再生的平衡之上。治疗的诀窍在于让肾脏得到充分的休息。阿迪斯对鲍林说，肾脏的主要功能是将尿素集中起来排出体外。尿素来源于蛋白质的新陈代谢。为了治愈这一疾病，鲍林的肾脏需要处理较少的尿素，这意味着需要减少蛋白质的摄入量。
　　鲍林从阅读的有关肾病的文献中早已了解到，其他的一些肾病专家并不同意阿迪斯的观点。他们指出，在饮食中需要蛋白质以使肾脏得到最大限度的再生。而在另一方面，另外一些专家则照例会放弃对患布赖特症病人的治疗。阿迪斯至少作出了尝试来治愈这一种疾病。
　　一连好多天，阿迪斯跟踪分析鲍林的排尿量、沉淀物数量和尿素清除率，有时他把鲍林带到自己的实验室，亲眼观察尿样分析的结果。他每天都和这位明星患者进行交谈——有时他们一起喝茶，而喝茶是阿迪斯每日必不可少的一项仪式——两人发现他们有很多相似之处。阿迪斯相信科学的测量是进行诊断的基础，这正好与鲍林不谋而合。两人讨论肾脏的功能，讨论血红蛋白的新陈代谢，还讨论政治：阿迪斯是海湾地区最为激烈的反法西斯主义者，民权运动的支持者和苏维埃俄国的信仰者，他采用了社会主义的路线经营自己的诊所。
　　在阿迪斯的诊所里度过两周后，他俩成了好朋友。一天，阿迪斯走进病房告诉鲍林可以回家了。他的测试表明鲍林的病情可以通过低蛋白和无盐的饮食得到控制，这样可以减少尿素的产出，并降低组织的浮肿。爱娃将确保鲍林坚持这一饮食方案；阿迪斯已经给了她一些建议。他会在斯坦福继续关注鲍林病情的发展，每星期都会对他的尿样进行分析。他嘱咐鲍林说，躺在床上，注意饮食健康；不要过度劳累，以便让肾脏得到修补的机会。
　　这听起来十分在理。回到帕萨迪纳后，鲍林被安置到了书房的一张床上，开始按阿迪斯的嘱咐限制饮食，主要吃些水果、谷物、蔬菜，并补充适量的维生素、矿物质和大量的水。他将通信缩减到了最低限度，将大多数的行政职责委派给了斯特迪文特，并埋头于神秘小数，希望借此来暂时停止对科学的思考。爱娃成了他的护士和营养师，精心为他准备食物，在新买的天平上精确地称出每样配料的重量，计算总的蛋白质和盐的摄入量，并把所有的数据都记在本子上。如何让无盐、无肉的饮食有滋味成了向她本人的一项挑战。除了日常的香蕉和动物胶之外，她有时还从园子里抓几个蜗牛，用麦片喂养几日，然后清蒸，这对于饮食单调的鲍林而言不啻于一餐美食。爱娃对鲍林解释说，蜗牛的蛋白质非常低。
　　阿迪斯的食物疗法开始奏效。鲍林强迫自己呆在床上，起先是一整天，然后是半天。四个月之后，浮肿消失了；六个月之后，鲍林发现自己的精力和兴致恢复到了正常的水平。他经常和阿迪斯通信，偶尔去拜访他，并成为阿迪斯疗法的信徒。后来他提名阿迪斯为国家科学院院士，并确保了他的当选，并在战争期间帮助他获得政府资助以继续肾病的研究。他坚持低蛋白饮食达15年之久，并将他的生命和健康归功于阿迪斯的医学思想。而阿迪斯对鲍林说，是爱娃拯救了他：其他很少有病人能够这样做，这样虔诚地坚持这种饮食。
　　对鲍林的同事而言，他的康复被视为一种奇迹。一开始，甚至有人十分认真地在讨论化学系在失去鲍林之后将何去何从。现在不到一年，鲍林就恢复了健康，而且看上去比任何时候都更好。休斯回忆说：“我们原以为会失去他，然而此后的许多年中，我发现他痊愈之后一年比一年更加年轻了。”
　　1941年9月，鲍林的感觉十分良好，他决定去参加芝加哥大学的五十周年校庆，庆典的高潮是向五十个学术领域中五十名佼佼者授予荣誉博士的称号。鲍林高兴地接受了荣誉化学博士学位。他重新开始投入到科研项目中，包括他的抗体研究，并开始把他给一年级新生上课的备课笔记编成了一本教材。
　　然而，正在此时传来了日本袭击珍珠港的消息，这一科研项目连同其他许多项目一起被搁置了起来。
　　炸弹和火箭
　　美国在1941年12月7日正式加入战争，实际上证实了加州理工学院师生的预见。在珍珠港事件发生后的几天内，73岁的密立根就指派了一个委员会来保证学院的安全。人们主要担心日本人搞破坏和轰炸，而且委员会在珍珠港事件后的狂乱中有些神经过敏。战争初期的几个星期有些像一出喜剧，成队的学生手执斧头柄在重要的建筑周围巡逻。有人向鲍林建议说，在盖茨大楼和克莱林大楼的每个实验室外都配备武装警卫，但是他说服校方，只要晚间派一个巡夜人就足够了。学者们将他们的思想从宇宙的结构转向国产防毒面具的制作，以及在爆炸时防止玻璃四处乱飞的方法。鲍林和每一个接受军方合同的科学家一样，被取了指纹并接受了安全审查。
　　比这些表面上的变化更为重要的是战争给学院带来了大笔的金钱。在华盛顿，加州理工学院的查理·劳利森成了军用火箭的狂热推动者，他让军方确信，尽管学院在战前对火箭的研究甚少，但是可以成为全国火箭研究的中心。在日本人进攻珍珠港后三个月，帕萨迪纳收到了联邦政府用于火箭研究的第一笔二十万美元的拨款——相当于学院战前年度预算总额的六分之一。劳利森在帕萨迪纳附近的丘陵中建立起了一个火箭推进剂工厂，并在鲍林系里的一位教师、化学工程师布鲁斯·塞奇领导下彻夜不停地开展工作。一位项目参加者回忆说：“没有什么人知道，在山上的高性能炸药足以将帕萨迪纳从地图上抹掉。”到1944年，单是给火箭项目的经费一个月就达到了两百万美元，雇佣的工人成千上万，分包商有上千个，在南加利福尼亚创建了一个全新的工业。正如劳利森的得力助手所言，“加州理工学院的一大部分实际上成了军械局的一个分部。”
　　火箭的一大问题是不可靠。劳利森观看海军的射击演习，看见火箭一个接一个，不是提前爆炸，就是偏离目标。他相信这是推进剂的问题，美国产的火药燃烧不规律，比他看见在英国使用的火药差得多。他认为使用更好的推进剂和更为科学的设计，火箭可以更精确，更可靠，成为战争的一样利器。
　　鲍林也对推进剂和炸药发生了兴趣。美国宣战之后，他将自己的才能运用于火药的研究之中。他成为国家防卫研究委员会炸药部的一个成员——这个委员会和新成立的医学研究委员会一样，是科学研究与发展局的一个下属机构——并主持火箭项目内部弹道特别委员会的工作。他几乎每个月都要到华盛顿去，和操纵战争机器的那些人制定研究规划并讨论研究目标。政府的拨款也开始流向他的实验室，主要是用于炸药分析，并开发更为稳定的推进剂。鲍林很快成了一名专家，他广泛地阅读各种资料，并在1942年春夏之交参观了东部一些火药和炸药工厂。海军开始经常性地将得到的德国和日本燃料送到帕萨迪纳，让加州理工学院的科学家进行分析。在鲍林指导下创造出来的新的色谱法，可以对协约国的火箭成分进行快速准确的分析——哪怕只是从炸弹碎片上刮下来的一些碎屑。将泽希迈斯特的分离法扩展到对炸药的分析，使色谱法成为化学家的一项重要工具。鲍林说：“引进色谱分析，我们可以说是对现代化学进行了一场革命。”
　　1942年春天，已经康复的鲍林急切地想为战争作贡献，一头扎进了国防研究中。他发明了一种改进的火箭炸药稳定剂，这一化合物能够使炸药燃烧得更稳定，火箭飞行的弹道也更理想。有好事者昵称它为“莱纳斯”，这一名称在第二次世界大战期间流传甚广。鲍林开始研究用合成物质来替代军事观察仪器上急需的石英晶体，并合作研制了一种穿甲弹，后来还申请了专利。
　　只要有可能，爱娃仍坚持让鲍林在床上躺上半天，但是要让他减缓工作的节奏几乎是不可能的。他本来的想象力就如天马行空，现在更有许许多多问题需要他思考。而且，他选择的每一个课题，似乎都有源源不断的联邦经费。他就如同一个手执一张空白支票的男孩，闯进了玩具店。他在1942年6月写道：“这里的实验室已经失去了往日的悠闲。我们有数不清的战争研究项目，每个人都全力以赴。”他巡视兵工厂，对炸药的生产提出建议。他分析制造氧气的化学系统。他负责一个生产烟雾剂的生产项目。他还设计了一个测定溶剂中分子量的仪器，并在空余时间发明了一种他自认为不可破译的密码（他将这一发明送交陆军部，之后就杳无音讯了）。他每月一次都要登上“超级首领”列车去华盛顿，路上要用三天时间，在那里呆上一两天开会或讨论，接着就回家。他非常喜欢这一段旅程，因为他可以一边望着车窗外的群山和平原，一边安静地进行思考，觉得正在为战争贡献自己的力量。
　　随着滚滚而来的拨款，鲍林实验室的规模也日益膨胀。单是火药项目就集中了大约五十个青年化学家，占满了实验室和办公室的每一个空间。他们由科里领导，科里是不可或缺的。这位生性腼腆的人原来只习惯和一两个助手共事，战争使他成了一个高效的经理。他设计的一整套汇报和规划体系使加州理工学院成为其他战时实验室效仿的榜样。
　　1943年年初，鲍林的老朋友奥本海默来到加州理工学院，给鲍林带来了为战争作贡献的更好机会。自从奥本海默在十五年前试图说服爱娃到墨西哥“度假”之后，他们两人没有说过几句话；但是鲍林跟踪着这位物理学家在伯克利的学术生涯，并且通过秘密情报网得知他正在参与一项极端机密的武器项目。奥本海默仍然那么憔悴瘦削，仍然烟瘾十足，仍然自以为是。他向鲍林解释说，他正领导一个小组利用铀的同位素裂变来制造一种炸弹。他说他们正在和海森伯领导的德国人竞赛，因而至少从理论上来说，纳粹面前没有什么障碍。但是这里涉及的不光是理论。一个月前或更早的时候，费密和西拉特在芝加哥成功地控制了一次裂变连锁的反应。现在看来，肯定能够制造出一种核裂变炸弹，爆炸时，将原子核结合在一起的巨大能量就能够释放出来。
　　奥本海默解释说，政府正在把巨额资金投入到这一炸弹的研制中。这将是一个巨大的项目，将涉及上千名科学家。他们都集中在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯镇一处山顶上改建的一所小学里，保安措施非常严密。大多数工作将由物理学家完成，但是也会涉及到相当多的化学工作。他问鲍林是否对领导这一项目的化学组感兴趣。他说，参加这个项目一个额外的好处是能够得到珍稀的放射性示踪剂氖，鲍林在化学生物学的研究中非常需要这一种物质。
　　鲍林很快就作出了答复。做一群物理学家的下属——特别是直接在奥本海默的领导下工作——令他反胃。将自己的妻子和孩子带到新墨西哥州荒漠极端保密的新兵训练营中去也丝毫提不起他的兴趣。他拒绝了这一邀请。他说：“并不是因为我觉得发展核武器有什么不对，而是我手头还有别的工作。”
　　鲍林有很多事情要操心。战争初期他就成为科学研究和发展局西部医药研究委员会的一名成员，成了帮助军方解决最紧迫的医疗需求的顾问。他获悉成千上万名士兵由于休克而死亡，原因仅仅是因为得不到血浆。而战时的血浆供应极端匾乏。医学研究委员会紧急设立了一个项目，旨在开发廉价、可靠的人造血浆替代品。鲍林由于在血红蛋白和抗体的研究上积累了丰富的经验，因而赢得了这一项目。他拉起了一支队伍，其中包括阿迪斯，由他负责测试肾脏对人造血浆的清除率，还包括免疫学专家坎贝尔。他们共同尝试了许多化学方法，试图制造出能够骗过肌体的人造血浆。他们一直没有任何进展，直到鲍林想出一种化学方法，改变了动物胶的性质，使它不仅能够模仿血浆的一般特性——其浓度和粘度——而且成本低廉，易于储藏。他将这一方法称为动物胶氧化法。在志愿人员身上进行的早期试验相当成功，鲍林为这一配方申请了专利，并无偿提供给政府使用。他通过各种媒体广泛宣传了这一发现，公开宣布了他的成功，并收集了全国各地电讯稿的剪报。由于这一配方中分子大小的差异极大，政府拒绝批准动物胶氧化法，这令鲍林十分失望。接着在1943年，整个血浆替代品的项目下马了，因为已有众多的志愿人员纷纷捐献出真正的血浆。
　　“在医药史上第一次……”
　　到了1943年，鲍林的化学和化学工程系完全变了一个样：托尔曼去了华盛顿，尼曼研究着化学战，布赫曼和科普弗利试图合成抗疟疾药，卢卡斯研究塑料，雷西专攻火箭项目。所有学生几乎都上了战场，代替他们的是进修炸药或者火箭课程的军事人员。鲍林在1943年给一位朋友的信中写道：“这里的事情确实发生了巨大的变化。我