友情提示：如果本网页打开太慢或显示不完整，请尝试鼠标右键“刷新”本网页！
20世纪的科学怪杰鲍林-第26部分
快捷操作: 按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页 按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页 按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部! 如果本书没有阅读完，想下次继续接着阅读，可使用上方 "收藏到我的浏览器" 功能 和 "加入书签" 功能！
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。我们试图将讨论会继续下去，但是很难找到合适的题目。”许多研究课题都被列入了保密的范围。
在洛克菲勒基金会，韦弗和他的同事不安地注意到他们提供给鲍林的经费开始流向战争研究项目。由于科里和休斯将他们的注意力转向炸药和推进剂的研究上，最近一大笔经费资助的蛋白质问题被搁到了一边，而且有机化学项目大多也停顿了下来。
只有鲍林对于免疫学的研究未受到影响。由于这一项目对战争有着较为直接的作用，鲍林得以在华盛顿的支持下继续他的基础研究。鲍林个人对于这一领域的兴趣也日益浓厚。他甚至在多年以后重新开始涉足实验室，让坎贝尔教他如何给兔子接种，如何设法产生抗体凝结的反应。由于加州理工学院尚没有动物试验设施，鲍林在自家车库附近建起了一个五十只兔子的免窝，派小莱纳斯和彼得喂养和打扫。每天清晨去学校之前，他会给兔子注射抗原，有时还会亲自放血，收集抗体。
“我十分高兴地向您汇报，我们的免疫化学工作进展十分顺利，”鲍林在1941年年末给韦弗写信说。他的下一个目标是证明每个抗体分子有两个键合点，正如他在1940年关于抗体形成过程的论文中提出的那样，为此他设计了一种聪明的办法。兰德施泰纳将一个经过选择的有机分子和一个蛋白质结合在一起，完善了制造合成抗体的技巧；这样就可以根据已知的结构来培养抗体并进行研究。鲍林叫自己的助手制作了一系列这样的合成抗体，每一个蛋白质分别和一个、两个或三个同样的有机分子相结合。将这些有机分子培养出来的抗体进行各种反应，并对形成的合成物中的抗原和抗体的比例进行分析，他就能够估算出每个抗体分子到底与多少个抗原结合到了一起。研究结果有力地表明，正如他预言的那样，抗体是二价的，同时和两个抗原联结。他还发现，似乎抗体分子的两头能够与不同的抗原相结合，这又支持了抗体形成的模板理论。
但是，最令人激动的消息是，坎贝尔在1941年末成功地制造出了人造抗体。根据鲍林1940年论文中提出的理论，血液中任何一种球蛋白在变性之后都会形成一种特定的抗体，这样就能在某一抗原周围重新成形。鲍林在11月给韦弗的信中激动地写道，这正是坎贝尔对牛肉球蛋白进行试验得出的结论。他说，这标志着世界上首次人工合成了抗体。鲍林在信的结尾轻描淡写地说道，“我觉得在试管内合成抗体可以被认为具有相当的重要性。”实际上他认为这项发明相当重要，完全可以申请专利，不过他并没有将这一点告诉韦弗。
不过，坎贝尔的试验并没有像鲍林说的那么确定。坎贝尔制造出的东西只是有些像抗体——至少在他的手里，这种蛋白质确实能够专一地和一种目标抗原相结合——但是从牛肉球蛋白中得到的这一产品的产量很低，而且不稳定。在最理想的情况下，鲍林所称的“制造出来的抗体”中只有八分之一能够与抗原结合。而且抗体和抗原之间的结合力也比自然抗体要弱，沉淀物中抗体和抗原的比例也要低得多。
然而，这一切都可以用合成技巧的不完善来解释。证据也许不充分，但却是实实在在的，而且大致符合鲍林有关抗体形成和蛋白质构造的理论，符合他关于氢键连成的长链构成了各种形状的蛋白质的思想。这确证了他对世界的认识，当然也是正确的。
他认为这一实验是正确的。人造蛋白质的成功合成引发了各种有趣的可能性。在战争时期，人们迫切地需要各种药品，而人造抗体将称为世界上最有效的药品。鲍林为整个工艺申请了专利，这表明他深知自己这一发现的商业价值。他进而采取了一个不同寻常的举动。1942年3月，他在加州理工学院发表了一份新闻稿，宣布他的实验室成功地制造出了人工抗体。他在新闻稿中写道，尽管还不知道它的发现是否在医药上有用，这一研究为治疗疾病“开辟了新的可能性”。
对于如此重要的一项发明，未经科学杂志发表而首先向新闻媒体宣布，这闻所未闻，但给鲍林带来了立竿见影的效果。各界的反应迅捷而热烈。电讯社报道了这一发明，并广为传播。《科学》杂志在新闻栏目中进行了报道，对研究界人士说，“在医药史上第一次在烧瓶中人工合成了对抗疾病的物质，抗体。”《美国医药学会学报》的编辑用赞许的口气介绍了鲍林的发明，并期望有朝一日人造免疫血浆库能够出售鲍林的产品。医药公司的代表纷纷邀请鲍林签订合同，为他提供经费和技术上的帮助。
但是在完善实验技巧，最终将其商业化之前，鲍林希望得到更多的没有附加条件的赞助，为此他充分利用了新闻稿发布之后的知名度。有两家机构表示出兴趣，一个是科学研究和发展局的医学研究委员会，另一个是洛克菲勒基金会。鲍林在两家机构之间忸怩作态，一边通知委员会他的最新发现，同时又以开发出一种有价值的对付疾病的“相当大的可能性”来引诱韦弗。韦弗在激动之余中了鲍林的计。在很短的时间内，洛克菲勒基金会将为鲍林的免疫学研究提供三万一千美元的经费，其中包括用来完善人造抗体生产工艺的两万美元。
然而，并不是每个人都像鲍林那样信心十足。鲍林在4月份写道：“没有多少人写信来索取我们在试管中生产抗体的实验资料。也许他们满腹狐疑。”这话说对了。免疫界专家对鲍林这一成果一直保持缄默。8月份，鲍林在《实验医学杂志》上首次完整地发表了人造抗体的论文。论文表明，鲍林距离自己声称的研究成果还有相当大的距离。对于实验的描述相当粗略，根本无法精确地重复，而且他的对照实验也相当勉强。兰德施泰纳和其他一些人在试图重复这一实验时没有获得成功。
尽管人们的怀疑日益加深，鲍林仍然坚信自己是正确的。他发现了一些新的证据：他和坎贝尔人工合成了肺炎球菌抗原的抗体，发现其对感染的老鼠至少具有某种可以测量的保护作用。然而，其他的一些迹象则有些不妙。坎贝尔似乎是能够人工合成抗体的唯一的一个人。他指导的学生和博士后则运气不佳。在进行了三个月的努力之后，一位研究人员写信给鲍林说：“我祝愿您在人工制造抗体的工作中一帆风顺，但是我必须承认自己有些悲观……坦率地说，对于那些时而有效、时而无效的实验步骤，我并没有什么好感，而且我找不到任何失败的缘由。”
1943年初，洛克菲勒基金也开始紧张起来。弗兰克·布莱尔·汉森分担了韦弗自然科学部的一些职责，他对于鲍林不像韦弗那么迷信。随着免疫学资金延续期限的邻近，汉森征询了全国抗体专家对于鲍林理论的看法。专家们的反应并不积极。一位专家直截了当地说帕萨迪纳从来就没有制造出过人造抗体；另一位专家则担心鲍林“对自己的工作并不十分严谨”。兰德施泰纳对于鲍林抗体形成的一般理论仍持赞成态度，但是他告诉汉森，如果他下注的话，“他觉得鲍林生产出抗体的可能性小于百分之五十。”著名的微生物学家勒内·迪博总结说：“鲍林教授的观点之所以受到广泛重视，是因为他在化学领域的崇高威望，然而我们中许多人觉得其结论的基础非常不充分。”
汉森开始公开表示怀疑，问鲍林既然在一年的努力之后仍没有得到结论性的成果，是不是应该削减他的经费。鲍林无言以对。实验结果似乎预示着成功，然而过多的失败给整个研究蒙上了一层阴云。在向全世界宣布了他已经成功地人工合成抗体之后，现在他不得不承认这些抗体不能全面地保护动物，对此他深感“失望”。他进而降低了人造抗体在他整体研究计划中的重要性。接着洛克菲勒基金会将给他的专项研究经费削减了一大半。与此同时，鲍林悄悄地收回了对抗体生产的专利申请。此后他再也没有就此课题发表过一篇论文。
然而他也不愿意撤回自己的结论。他不明白为什么坎贝尔的实验看似成功，而带来的只是混乱。他觉得自己的理论是正确的。他看到的坎贝尔制造的少量人工抗体也肯定是正确的。如果这一切是错误的话，将会有人站出来证明这一点。
但是，在战争期间及战后的许多年中，没有人这样做。尽管当时免疫学研究领域的顶尖科学家私下里对鲍林的研究工作持批判态度，并且对他的执迷不悟大为不满，但是他们都不愿公开发表他们的观点。只有一个初出茅庐的青年免疫学家埃尔文·卡巴特敢于发表文章，对鲍林的研究结果表示质疑。他在一篇评论文章中说，鲍林和坎贝尔观察到的是抗原和球蛋白的非特定的结合；由于坎贝尔在实验中使用了大量的球蛋白，这些蛋白质互相纠结在一起，同时将一些抗原也拖了下来。一些资深的免疫学专家在非公开场合对卡巴特的观点表示赞同。那么为什么只有他公开地抨击鲍林的观点呢？后来卡巴特说道，“慑于鲍林的威势，大多数不想对他表示异议。”
科学界的沉默使鲍林的声誉不至于因人造抗体的失败而受到过多的影响。只有对这一领域最为熟悉的免疫学家和洛克菲勒基金会的官员才明白，鲍林在这一研究上有夸大其辞的嫌疑。
就鲍林而言，他从不认为他和坎贝尔进行的工作是失败的。五十年后，鲍林仍然坚持他的立场：“我们确实成功地制造出了抗体——尽管非常弱，但是仍具有特异性。”
为什么那些神奇的东西只在坎贝尔的烧瓶中出现呢？在放弃研制人造抗体多年之后，坎贝尔对自己的密友，理工学院生物系教授雷·欧文提出了一种解释。他说，一个过于积极的实验室助手为了得到老板们预期的结果，而对实验做了手脚。整个事件是由于“一些技术人员为了讨教授的欢心”而发生的。
在放弃了人造抗体的研究之后，鲍林得以重新将精力投入到更富有成果的其他免疫学研究领域。从1943年开始，他回到了对更为基本的问题的研究上，并与普莱斯曼和坎贝尔一起得出了一些实在的研究成果。在此之后的几年中，三人小组发表了二十多篇论文，对抗体二价性以及特定分子形状在抗体和抗原结合中的重要作用提出了有力的证据。他们比兰德施泰纳更为精确地设计了合成抗原，并运用新的定量技巧来测定抗原和抗体的反应。事实上，到了战争结束时，鲍林实验室就证明了抗体和抗原形状的互补性是其互相结合的根本原因。他们的成果支持并进一步发展了埃尔利希锁和钥匙的思想，确切地表明抗体和抗原就像分子拼图游戏一样彼此吻合着。
然而是什么力量使它们结合在一起的呢？在对打破抗体和抗原之间化学键所需的能量进行研究后，鲍林深信其中并未涉及强化学键——共价键或离子键。他的脑海中出现了一幅新的图像。鲍林小组比较了抗体和具有特定变异的抗原之间的反应，发现抗原上哪怕是一个原子的变化也会对键合的力量产生显著的影响。换句话说，这种吻合一定是极为精确的。
分子之间原子和原子的紧密接触产生了另一种附着力，也就是原子间的范德瓦尔斯引力。范德瓦尔斯引力得名于一位荷兰科学家，他研究了气体中这种力的作用，并证明它非常弱——相当于共价键的十分之一到百分之——而且没有针对性，几乎任何一对彼此接触的原子都会产生这种作用。弗里茨·伦敦在1930年用量子力学理论解释了这种现象，提出这是由于两个靠近的原子干扰了彼此的电子云造成的。鲍林在进行晶体衍射的研究时早已熟知这一种现象：共价键将两个碘原子紧密地结成一个分子，而范德瓦尔斯力则将这些分子联结成晶体。对抗体而言，相当重要的一点是，范德瓦尔斯力随距离的增加而呈几何级数递减，这样它只有在相当近的距离内才能产生作用。鲍林意识到，如果只有几个原子在一起，那么范德瓦尔斯力没有多少作用，但是如果像蛋白质这样的巨型分子的表面互相接触，那么总的范德瓦尔斯力就足以将两个分子结合在一起。假定范德瓦尔斯力是抗原一抗体作用的主要因素，也意味着如果使分子互相离开哪怕是一丁点儿——鲍林实验室发现，如果在一个抗原的表面制造一个凸起，使抗体和抗原之间的距离达到一个原子直径的几分之——就能显著地削弱它们之间结合的力量。如果这种不吻合的情况更为显著的话，抗原和抗体就会彼此脱离。
鲍林发现，由于存在这种微弱而又不确定的力，再考虑到某些氢键的作用以及极性相反的分子间相互吸引的作用，抗体和抗原的结合一定会具有非常特殊的形式。而且发生这种作用的根本原因是分子结构。精确、互补的形状是至关重要的因素。鲍林相信，至少在免疫学中，分子结构决定了生物特异性。
这项研究成果具有非凡的价值和重要性，使鲍林在遭受人造抗体的失败之后仍能在免疫学研究领域保持领先的地位。他关于形成抗体的直接模板理论继续受到人们广泛的承认。这一理论非常简明易懂，尽管存在一些缺陷，仍将在以后的十五年中成为抗体成形理论中最具影响力的理论。甚至那些在私下里批评鲍林的免疫学家也不得不承认；他给这一领域带来了新的活力，作出了一些重大的发现，引发了许多有益的讨论。直到50年代中期，鲍林的直接模板理论才被一种基于一些令人惊奇的遗传现象的抗体成形理论所替代。直到那时他才最终被证明其抗体成形理论是错误的。不过他关于抗体和抗原如何发生作用的理论仍是正确的。
爱娃·海伦也在为战争操劳着。她在加州理工学院生物实验室里做了几个月的研究助理，帮助开发人工制造橡胶的方法。她受训担任了洛杉矶县的助理消防员和空袭警报哨，并在屋前开挖了一片战时菜园。她还从事政治活动：她认为1942年提出的拘留美籍日本人是对民权的粗暴践踏，并志愿为当地的美国公民自由协会服务以反对这项法令。
与此同时，她对自己贤妻良母的角色仍烙尽职守。她尽力使山间的居所能够远离战争忧患，尽管这并不容易。每天，孩子们都会听见山下加州理工学院一所炸药研究所传来的爆炸声。1942年一天深夜，全家人都被空袭警报惊醒。鲍林默数着高射炮的爆破声，爱娃则安慰着孩子们。
孩子们需要安慰。战争爆发时小莱纳斯16岁，照他后来的说法，是一个“在许多方面神经质的少年”。与父亲的关系使他伤透了脑筋。父亲高高在上，望子成龙，他永远也无法让父亲满意，同父亲在一起总是让他不舒服。鲍林对于父子关系的认识，是从学校里把一年级的化学题目带回家，让高中的小莱纳斯解答——当回答不出的时候，小莱纳斯总感到非常丢脸。尽管他的学习成绩还过得去，他在学校里总感到难以安心。他前后换了三所学校，最后才在弗林特里奇，一所距帕萨迪纳几英里之外的贵族寄宿学校安顿下来。暑假回家的时候，他总觉得自己像是一个陌生人，比二弟要大6岁，在年龄上更接近父亲叫来看孩子的研究生。他对自己的前程也感到困惑：尽管鲍林没有强求，年轻的小莱纳斯还是感到父亲希望自己能够从事科学事业，然而他无意同自己的父亲竞争。战争开始时，他决定学医，这一领域“和科学密切相关，可以让父母满意”。18岁刚从弗林特里奇毕业时，他加入了空军，离开了家。
别的孩子也让人操心。彼得也在很早的时候就被送到了寄宿学校，在战争期间，他开始表现出古怪的行为。一个学期他带回家的可以是弗林特里奇学校里最好的成绩，而下一个学期就会下降为B和C。尽管思路敏捷，口齿伶俐，他的学校评语千篇一律地为：“他应当而且完全能够得到全A……但是他的成绩与他的能力相去甚远。”鲍林和爱娃对他的成绩深感忧虑，最后在1945年让他从弗林特里奇转学到一所公立初级学校——他轻而易举地在核心课程中拿到了全A。
琳达长成了一个漂亮的孩子，是父亲的掌上明珠。小儿子克莱林很早就懂事了。但是山间的住处与世隔绝，琳达和克莱林不能和别的孩子玩耍。还有另一种孤独：父母经常外出。鲍林要么在路上，要么在学校里，要么就是关在八角形的书房里，那里是孩子们绝对禁止打扰的。尽管爱娃竭力想成为一个尽职的母亲，但她也同样喜欢旅行，利用一切机会陪伴自己的丈夫外出，一去就是几天，甚至几个星期。贝克讲座让他们在康奈尔大学一呆就是四个月，期间他们把婴儿克莱林和别的孩子托付给鲍林的秘书阿莱塔·汤森德照看。阿莱塔像母亲一样照顾着孩子们，和三个最小的孩子非常密切，特别是琳达。
鲍林履行着他认为是一个父亲应尽的职责：努力工作，为家庭提供像样的住所和几件贵重物品，在必要的时候管教孩子们。尽管他所有的孩子都煞费苦心地博取他的欢心，他们毕竟还都是孩子。他缺乏耐心，如果他们太调皮或者缺乏教养的话，他就会大发雷霆。
科学是他的挚爱，孩子们不能与科学相提并论。
12 宏伟计划
漫游分子世界
鲍林介入战争早，退出战争也早。1943年，德军第六军团在斯大林格勒投降。鲍林获悉此消息后，确信盟军不久将赢得胜利。其时他正在考虑与联邦政府续签另一份对一种氧气即时生产系统进行化学分析的战时研究合同。“1943年7月份发生了这样一件趣事，”鲍林研究该项目的助手休斯回忆说，“鲍林和我都很清楚，我们所做的基础性研究在两年内绝对不可能进展到战场上实用的程度；根据各种迹象判断，战争在两年内必将结束。因此我们拒绝续签该项合同。我们觉得，续签合同无异于浪费纳税人的钱。”
那时候离开盟军在法国北部的大反攻还有一年，鲍林却提早考虑战后的研究计划了，其中包括一项宏伟的研究课题，其规模比他以前做过的任何项目要大得多。
由于战争，那些十分庞大的科研计划也似乎变得可行了。政府拨巨款支持大学研究中心进行武器研究。在大战的四年中，加州理工学院获得的联邦资助超过4000万美元，在各大学中位居第二，仅次于麻省理工学院。到战争结束时，加州理工学院的教职工人数比战前增加了十倍；而麻省理工学院赫赫有名的放射学实验室（后来以“放射实验室”著称于世）所拥有的研究人员，从战争开始时的15名扩充到了4000名以上。该实验室在年轻的物理学家兼管理专家李·杜布里奇的领导下，制造出了十分急需的称为雷达的新设备。然而，最为庞大的战时研究项目是研制新型炸弹的绝密的“曼哈顿计划”，它是由奥本海默负责的。到战争结束时，投入这一项目的资金累计超过了20亿美元，这也是人类历史上耗费最大的单项科研项目。
放射实验室和曼哈顿计划的巨大成功对战后科学的发展有着重要的意义。这两个项目以及其他一大批研究计划的成功实施向政治领导人证明：集中大量资金和大量人才的研究项目——后来被人们称为‘大科研“——不仅是可行的，而且能取得丰硕的成果。
就鲍林的本性而言，他并不喜欢大科研——他喜欢独自思考，并亲自挑选少数几个助手作一些试验——然而他对加州理工学院在科里领导下由50名杰出的青年化学家组成的研究小组很满意，他们在炸药研究方面取得的成就使他惊喜不已。他觉得，如果由于自己的战时资助终止而使这个小组解体，那将是一件憾事。尽管在战后和平时期，炸药分析可能不再是优先考虑的项目，但是其他许多问题仍需要有一支相当大的化学分析队伍去攻克。
1943年末，鲍林开始向洛克菲勒基金会的官员暗示，现在是考虑对蛋白质结构进行新一轮大规模研究的时候了。十年前，韦弗推动他进行此项研究，后来完全是由于战争的原因，研究工作停顿了下来。现在，重新开始这一研究项目，其重要意义丝毫不亚于十年之前。况且，现在有了这么一支现成的、组织良好的化学分析家队伍，他完全可以卷土重来，并有望取得成功。
1944年1月，基金会官员汉森访问加州理工学院。鲍林向他提交了自己的计划。汉森，这个曾经削减鲍林的人工抗体研究项目资助的当事人，对鲍林采取了敷衍态度。他说，基金会对他的研究计划很感兴趣，但要在战后某个适当的时候才能进行讨论。鲍林并不气馁，继续进行游说。同年夏天，他又写信给汉森力陈己见：“虽然蛋白质的结构非常复杂，以致我们无法指望完全彻底地解决这个问题，但是我确信，在我们的有生之年能够对蛋白质结构的一般原理取得相当深刻的认识。”8月份，理工学院规划全院未来的重点研究项目�
快捷操作: 按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页 按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页 按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部!
温馨提示： 温看小说的同时发表评论，说出自己的看法和其它小伙伴们分享也不错哦！发表书评还可以获得积分和经验奖励，认真写原创书评 被采纳为精评可以获得大量金币、积分和经验奖励哦！