20世纪的科学怪杰：鲍林(63)

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六三

一个月以后，即1945年12月，一份长达25页的资助申请报告放到了韦弗的办公桌上。这份报告由比德尔和鲍林两人署名，但实际上几乎是由鲍林一个人撰写的。　　报告阐述了“在未来20年中对一个重大的生物学问题”用分子生物学的方法展开协作攻关的行动计划，提出了迎接科学新纪元到来的鲜明口号。在起草报告时，鲍林使用了形象化的生动语言，这种语言也是韦弗在向他的董事们推销自己的主张时经常采用的。他写道，在强大的电子显微镜下还存在着一片难以分辨的“未知的黑色森林”，解决这些未知问题已经超出了晶体学家的研究范围。这里正是人类需要探索的蛋白质分子结构的未知领域，鲍林和比德尔正站在“这一支用Ｘ射线和类似设备武装起来的探险队伍的前列……生物学中的许多基本问题——生命过程的本质，大分子，基因和细胞的复制机理以及它们之间高度专一化的相互作用的基础原理，酶的作用方式，药物、激素、维生素和其他化学物质的生理活性机制，神经和脑组织的结构和活动方式——所有这些问题的答案都隐藏在这片广阔森林的未知区域里……只有深入这个未知区域，我们才有希望追根溯源，找出答案”。　　这支研究队伍将包括化学家，少数有关的物理学家，以及在加州理工学院培养起来的一类新型的分子生物学家，这些分子生物学家将自然地把生命科学看作是化学和物理学的推广。研究工作需要配备最新发展起来的技术和设备：超速离心机，色谱仪，光谱仪，电子显微镜，放射性示踪仪等“复杂而十分昂贵的仪器设备，能够制造出来的……最好的设备”，这些技术设备将有助于把生物学改造成为一门定量化的科学。“单靠某一种方法不能解决问题，而应把每种方法都发挥到极点。” 　　由此将会得到丰硕的回报：不仅将弄清蛋白质的结构和生物化学反应的分子机理，还将迎来生物学的新纪元。“我们相信，生物科学正在进入一个重大的革命性发展的时期，如同物理学和化学在过去35年里所经历过的发展时期一样，”鲍林这样写道。　　鲍林接着谈到了所需的经费。他们需要建造两幢新大楼，建设费用可以向理工学院的董事去筹集。然而，设备费、人头费以及长期管理费需要由洛克菲勒基金会提供。他估计每年所需的各种经费总额为40万美元，延续15年，总数为600万美元。　　这是加州理工学院建院以来所提出的最大一笔单项科研资助的申请，也是韦弗所见到的最大一笔申请。　　在资助申请到达韦弗办公室一周之后，比德尔怀着惴惴不安的心情拜访了韦弗，但他很快就感到释然了。他写信告知鲍林：“我不再需要对他作任何宣传。这家伙现在对加州理工学院赞不绝口，其热情程度超过了我见过的任何人。”600万美元的价格看起来“对他是真够昂贵的”。然而，在总体上，韦弗认为这是“一个宏伟的计划”。韦弗保证他将向基金会尽力说服，但同时警告理工学院的这对搭档：要取得这么一大笔资助，非短期努力所能奏效。在等待批准的日子里，比德尔和鲍林敲响了其他资助机构的大门。不久之后，支持这项研究的各种资助开始流入理工学院：全国救助小儿麻痹症基金会提供了五年30万美元的资助，公共卫生服务中心和其他一些团体也提供了各种较小额度的经费。　　尽管韦弗大力支持该项申请，但洛克菲勒基金会很难取得一致意见。在基金会就这一项目的得失进行辩论的过程中，韦弗争取到了一笔相当数额的临时性资助：在1946、1947两年内，每年拨款5万美元。有了这笔经费以及来自其他各种渠道的多项资助——政府的，工业部门的，基金会的，还包括一些用于癌症研究的资助，比德尔和鲍林终于有足够的钱像模像样地开张了。到1947年，化学系的预算总额比六年前翻了一番，而生物系则差不多翻了两番。　　在长达两年的时间里，洛克菲勒基金董事会一直就是否资助大经费项目举棋不定。这方面的争论与基金会在战后科研中应担负何种角色这一更加广泛的问题有着紧密的联系。由于政府对战时研究项目投入了大量资金，使得科研资助的大环境迅速发生了变化。政府对基础科学的大规模支持无疑将以某种形式继续下去，因此基金会不再需要像战前那样，对类似鲍林计划那样的大项目进行资助。而且，自从大萧条时期出现所谓“人类科学”的观念以来，基金会服务社会的目标也发生了变化。它的资助重点从基础科学转向了农业和社会科学，特别是那些能促进某些国家发展的研究项目，这些国家被认为是未来几十年中的民主基地和反共前哨。　　在这样的大背景下，像鲍林计划这种规模宏大的基础科研项目，不管它有多么好，获得资助的希望都是非常渺茫的。在董事会一次次讨论的过程中，资助数额不断缩减，到1948年终于有了定论：资助十万美金一年，总共七年。　　这只是鲍林梦想的六百万美元的一个零头。尽管如此，这已经是加州理工学院历来所获得的最高单项资助之一，并且也是基金会在战后给予基础科研项目的最高资助额了。这些经费使得鲍林的化学系成为全国最富裕的化学系之一，并已足够在一段较长的时期内支持鲍林计划的实施。有这笔钱以及其他私人赞助，有鲍林和比德尔的亲密合作和领导，有一批他们吸引来的杰出青年科学家的加盟，加州理工学院有望在随后的十年内发展成为全美国分子生物学这一新兴学科的摇篮，而且可望成为全世界最重要的基地之一。　　取得这些业绩的原因何在？韦弗认为，“这完全是比德尔和鲍林的功劳。他们两人如同两个凝聚核心，围绕着他们，新思想不断地产生和交流，如同一个分子系统中各种类型的共用电子围绕着两个中心旋转，并以一定频率相互换位一样。就我所知，这种优势是其他任何学校所没有的。” 　　§果酱和猪食　　然而，用化学键来比喻比德尔和鲍林两人间的关系并不十分贴切。他们两人相处得很好，并且在加州理工学院的化学系和生物系之间建立了一种紧密的合作关系。两个系的教师相互参加对方的研讨会，还常常打破学科界限相互提供咨询和帮助。但是这种联合阵线的出现，主要地不是出于联合研究的需要，而是为了争取更多的资助。等到洛克菲勒基金的资助一到手，鲍林和比德尔就基本上按照各自的方向相互独立地开展研究了。他们之间的关系与其说是相互交流，倒不如用另外一个词来描述更加恰当，这个词就是“互补性”。在战后的那几年里，分子互补性变成了鲍林的基本研究对象。　　互补性是从鲍林的免疫学研究中引申出来的一个概念。鲍林把抗体和抗原之间的联结解释成某种精确的分子配合；一种相互补充、丝丝入扣的啮合，使得两者接触面处的原子极端接近，从而形成微弱的范德瓦尔斯力。鲍林的解释为理解其他生物学现象提供了一条途径。鲍林开始意识到，生命在分子层次上看主要地就是一种特异性，就是体内的分子能够辨认某些目标分子，并且只能和这些目标分子相结合。抗体与抗原之间酶与其作用物和基因之间，以及在它们相互生成的蛋白质衍生物之间，都以某种神秘的方式相互辨认并仅与特定的对象相联结。形成这种精巧的生物特异性的机制尚不为人所知，但是鲍林认为，以精确的互补性形状作为研究基点之一的思路为弄清这种机制提供了钥匙。　　鲍林认识到，他研究抗体的主要成果是显示了分子结构与生物特异性之间的关系。兰德施泰纳在1943年逝世前，曾要求鲍林为他新版的免疫学专着撰写一章关于特异性的化学基础的内容。鲍林把这一章起名为“分子结构和分子作用力”，其中简明地总结了他关于蛋白质分子能够辨认和联结特定的目标分子的机理，为希望了解有关理论的读者提供了入门性介绍。鲍林强调指出，分子形状是决定一切的。精确的、互补的、丝丝入扣的形状使分子紧密啮合在一起，并通过累积起来的弱键作用联结成整体。而化学反应，正如大多数化学家所认为的那样，都是通过分子间的特定反应而形成强力的共价键或离子键，因此与弱键机制是完全不同的。

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