千年绝症的掘墓人瓦克斯曼
50多年前,人们提起肺结核病,犹如我们今天谈论癌症一样令人谈虎色变。结核病是一种古老的疾病,似乎有了人类,就在肆虐横行,在埃及的木乃伊中,中国马王堆西汉女尸的肺部里,都可找到结核菌可恶的踪迹。这种可怕的疾病一直到20世纪40年代,都是人类无法征服的顽疾,19世纪中叶,欧洲有四分之一的人口死于结核病,人们恐惧地称它为“白色瘟疫”。许多著名的文学家、艺术家如鲁迅、肖邦、别林斯基等等,都是被这可恶的结核病过早地夺去了生命。结核病在人们的心里,无异于罪孽深重的恶魔。
塞尔曼·亚伯拉罕·瓦克斯曼勇敢地站到了和恶魔斗争的前列,他艰苦奋斗20年,终于发现和制成了战胜结核病的良药——链霉素,不治之症的治疗从此变得简单而有效。
1888年瓦克斯曼出生在俄国,他的家世代务农,所以瓦克斯曼从小就与土壤结下了不解之缘。1910年,瓦克斯曼一家移居美国,22岁的瓦克斯曼就读于拉特哥斯大学,攻读农学专业,他在这里获得了农学专业硕士学位之后,又转赴加利福尼亚大学专攻生物化学,并获得博士学位,此后他回到拉特哥斯大学担任土壤微生物课程的讲师。
从这时开始,瓦克斯曼开始研究土壤中的微生物。
1924年,瓦克斯曼在研究过程中,接受了美国结核病协会委托的一项科研项目。他们曾将结核病菌植入土壤,不久这些结核菌都消失了,结核菌到哪里去了呢?他们百思不得其解,便向瓦克斯曼所在的研究所求助。瓦克斯曼和同事们经过3年的研究,确定进入土壤的结核菌全部都死掉了。土壤中的什么东西能够消灭结核菌呢?瓦克斯曼估计一定是土壤中的微生物所为,如果将这种微生物从土壤中分离出来,然后加以分析提炼,不是可以攻克肺结核这种绝症吗?瓦克斯曼的想法看似简单,然而要实行起来,却无异于大海捞针。因为在一块土壤中,常常有几千种微生物存在,在地球上的土壤里,约有10万种以上的细菌在繁衍生息,每一种微生物都有一个微观的“王国”,每一个“王国”又拥有许多家族,每一个家族又有成千上万个子子孙孙……要想找到需要的那种微生物,研究人员必须有极强的耐心和一丝不苟的态度,将它们一种种分离出来,再在不同的培养基中单独培养,获得分泌物后,分别把它们放入病原菌或其他细菌中进行灭菌效果检验。
瓦克斯曼和同事们没有退缩,他们的回答只有一个字:干!
1930年,瓦克斯曼被提升为土壤微生物学教授,科学界逐渐认为:微生物学的研究,大有自成体系的必要。于是,拉特哥斯大学首创了微生物学系,瓦克斯曼义不容辞,担任了系主任。
瓦克斯曼有了优越的研究条件,他和助手们一起,开始系统地、有条不紊地从土壤中分离细菌进行研究。这时是1939年。
一年后,瓦克斯曼和助手们实验的细菌已达2000种,但没有一种能够消灭结核菌。1941年,经过实验的细菌已达到5000种,还是没有成功的苗头。又是一年过去了,实验过的细菌已经达到8000种。瓦克斯曼发现了一种链丝菌素,能够杀死结核杆菌,但遗憾的是,这种微生物毒性很大,将它注入实验动物身体后,动物都痛苦地死去了,当然无法应用于治疗。1943年,瓦克斯曼和他的助手们实验过的细菌已超过了10000种。
这天,像往常一样,瓦克斯曼把一种灰色放线菌的分泌液滴入结核菌中,几个小时后,结核菌全部被消灭了。瓦克斯曼非常激动,他将这种分泌液加入到蒸馏水中,然后给动物注射。接受试验的是一只活泼的兔子,这一针似乎对它没有任何影响,瓦克斯曼又加大剂量……兔子还是像原来一样活蹦乱跳。
成功了!这种灰色放线菌完全符合灭菌的要求:它对结核杆菌有抑制作用,但对动物却没有伤害,这不正是瓦克斯曼所要寻找的吗?
瓦克斯曼将这种灰色放线菌命名为“灰色链霉菌”,经过提炼,研制出了治疗结核病的特效新药——链霉素。
瓦克斯曼非常谨慎,他深知一种新药的诞生,如果不经过反复的实验和长期观察,就很有可能成为贻害人类的毒药。因此他迟迟没有宣布自己的研究成果,而是在各种动物身上进行多次的试验。几个月后,瓦克斯曼终于把链霉素用于人体临床试验,结核病人在注射了链霉素一段时间后,奇迹般地康复出院了。链霉素的医疗价值被证实了,瓦克斯曼又扩大实验范围,将链霉素用于治疗结核性脑膜炎,也获得了令人惊喜的成功。
1944年1月,瓦克斯曼终于向学术界宣布了抗生素——链霉素的诞生。
世界都轰动了,肆虐几千年的绝症被攻克了,谁能够无动于衷呢?霎时,世界各地向瓦克斯曼表示敬意的贺电和贺信像雪片似地飞到他的办公室,各国的医学研究机构也争相邀请他前去访问和作学术报告。最令瓦克斯曼高兴的是,微生物学系如雨后春笋般在各大学纷纷成立。由于到拉特哥斯大学学习微生物学的青年人如潮涌,不久,拉特哥斯大学成立了微生物学院,瓦克斯曼当之无愧地成为院长。
瓦克斯曼是个勤奋而又热心的学者。成名之后,向他求教的人络绎不绝,美国政府所有关于微生物的研究与问题,也无不请教于他,瓦克斯曼总是认真对待,无论贵贱都给予热情的帮助。
时间又过去了7年,此时,如果有谁再得了肺结核病,再没有人感到绝望和悲伤,所有的医院或诊所都有治愈它的能力,他只需谨遵医嘱,接受治疗就可以了,生活的路还长得很呢!
瓦克斯曼对人类健康的巨大贡献,任何人都不会熟视无睹,权威评奖机构诺贝尔基金会当然也不例外。
1952年12月,瓦克斯曼在瑞典首都斯德哥尔摩接受了这一崇高的荣誉——诺贝尔生理学和医学奖。
有人曾说:自19世纪末叶以来,没有一个人像瓦克斯曼那样对土壤微生物进行过周密、精细的研究。这话很有道理,只有他破天荒地从土壤微生物中提炼出许多著名的抗菌素,就连“抗菌素”这一句词,也是瓦克斯曼首先提出并使用的。
链霉素的出现促进了放线菌素、土霉素、金霉素等抗菌素的发现,许多曾被认为是绝症的疾病,也因这些抗菌素的研制成功而被征服了。
瓦克斯曼是一个著名的微生物学家,除此之外他还有一个最大的爱好——写作。每天,瓦克斯曼都要记日记,闲暇时,他还经常写文章,他的文章文笔优美,思想深刻,篇篇可称得上是佳作。他曾写了一部自传,名叫《与微生物并存的一生》,1954年一出版,就立刻成为最畅销的一部传记体裁名著。瓦克斯曼曾对他的学生们说:“科学是没有感情的,但人是有感情的,要使人对科学发生兴趣,首先要激起他们的情绪,而后才能打动他们的心!”这大概是他教学与写作的心得吧。
链霉素的发现将当时最猖獗的肺结核病征服了,人的寿命大大地延长了,为此,有人曾开玩笑地对瓦克斯曼说:“这样下去,总有一天地球上的人会多得没有立足之地。”瓦克斯曼以科学家的睿智和远见回答说:“不必害怕,一旦人类进入其他星球,立刻就会觉得地球上的人口不见得多了!”瓦克斯曼沉思片刻,接着说:“我希望在月球登陆的梦想早日实现,要不然地球上还是免不了战争,让人成群地去送死!”
瓦克斯曼是一个乐观的科学家,他喜欢展望未来更甚于回忆辉煌的过去,对他来说,诺贝尔奖已成为历史,前面还有更多的事要做,他对青年们说:“如果一个国家的报纸终日把笔墨萦绕在既往的辉煌上,还有什么新鲜感呢?又何以进步呢?我希望年轻的一代,抬起头来,眺望未来要紧……”
研究宇宙的化学家尤里
阿波罗登月计划
1969年的一天。美国加利福尼亚州拉霍亚小城。在一所普普通通的公寓里,一位70多岁的老人正激动地在屋里踱步。他满头银发,精神矍铄,脸色红润,深邃的眼睛透着精明和智慧,使人无法相信他已是古稀之人。这位老人就是美国著名的物理化学家尤里。
尤里早已从加利福尼亚大学教授的位置上退休了,但由于他对太阳系及宇宙问题有深刻的见解,被美国国家宇航局聘为顾问,参与阿波罗宇宙飞船登月计划的工作。
阿波罗登月飞行计划早在1961年就开始实施了,到1969年,已经发射了10艘飞船:1~3号为模拟飞船,4~6号为不载人飞船,7~10号为绕地球或月球轨道飞行的载人飞船。
现在,“阿波罗11号”宇宙飞船正载人飞向月球,开始实现了人类登上月球、飞往太空的梦想。
作为阿波罗登月计划的参与者,尤里的心情是无法言喻的,激动、不安,甚至有些焦躁。
忽然,无线电波传来播音员兴奋的声音:人类征服宇宙的第一步已经实现了,今天,美国宇航局的“阿波罗11号”载人飞船已经安全降落在月球表面。
成功了!
尤里松了一口气。虽然飞行前大家已经做了大量精细的检查和计算,但尤里还是不由自主替宇航员们捏了一把汗。
全世界都轰动了。
宇航员在月球上做了短暂的停留后,取回一些月球上岩石的样品,顺利地返回地球。通过分析岩石样品的性质,就可以确定月球上是否有过生命存在。分析工作是极其复杂和困难的,它需要工作人员掌握丰富的物理、化学、生理、地质、天文等多门知识。分析结果稍有误差,就会导致错误的结论。谁能担负起这项艰苦而光荣的任务呢?科学家们不约而同地想起了一个人——尤里。
尤里确非等闲之辈,早在1946年,他就利用同位素的原理研究地质和宇宙了。1952~1963年,他依次写了《月球:它的起源和发展》、《陨石的成分和形成》、《陨石的起源和年代》、《金刚石、陨石和太阳系起源》、《一些宇宙化学问题》等书,在天文学家中引起了极大的反响。尤里的目光不仅注视着浩瀚的宇宙,他还把研究目标转向了自己脚下的地球。人类在不断发展的过程中,始终没有忘了追根溯源:在地球初期,生命究竟是怎样形成的?通过研究生命在历史上发展的“档案”——化石,人们知道,最早在地球上出现的生物是单细胞菌类,这是最低级的生物,之后经过漫长的演化,慢慢出现了鱼类、植物、哺乳动物,最后出现了猿人,这就是人类的祖先。但是,有一个问题困扰着人类:地球上最早的低级生物——单细胞菌类,又是从何而来的呢?
有些生物学家推测:地球在原始时期,大气中的成分主要是氨、甲烷、氮等气体,后来由于火山喷发、闪电等自然原因改变了气体中的成分,地球的自然条件发生了变化,水、空气和适宜的温度都适合生物的生存,因此,构成生命的最基本的单位——氨基酸就产生了,又经过漫长的过程,最简单的生物单细胞菌类就出现了。
尤里很赞成这种假设,他决定利用化学方法来模拟原始地球的条件,研究能否产生氨基酸。他和自己的助手米勒将氨、甲烷和氢气装在一个5升的大烧瓶中,然后将另一个装有一些水的小烧瓶和它相通。他们加热小烧瓶里的水,使灼的水蒸气进入大烧瓶中,模拟地球原始条件下的水及适宜的温度。大烧瓶里装有电极,他们给电极通电使它不断产生火花,模仿原始条件下的闪电。他们把这个实验进行了1周,大烧瓶中的气体经过水蒸气和火花的灼烤,产生物和冷凝的水一同回到小烧瓶,如此反复循环不止。
实验结束后,尤里对最后的产物进行分析,结果发现产物中果真含有多种氨基酸,如甘氨酸、丙氨酸等。实验证明假设是正确的。而尤里所采用的这一实验方法也因此闻名于世,被称做“尤里—米勒实验”。尤里可以说是研究宇宙的“化学家权威”,分析月球上岩石成分的任务,看来非他莫属了。
尤里取回样品,利用多种物理和化学方法,测得了月球岩石的年龄及含有的成分,证明月球从没有过生命。他的智慧和才能甚至连地质学家也敬佩不已,要知道,尤里当时已是76岁高龄的老人了。
“曼哈顿工程”的核心成员
尤里是一位化学家,他“转行”从事地质和宇宙研究时,已经年过半百了。究竟为什么改变自己的研究方向?我们无从知道,但从他参与“曼哈顿工程”之后写的《原子弹的社会影响》一文,我们或许能了解一些尤里伟大、仁慈的胸怀。
“曼哈顿工程”是美国研制原子弹的一项重要、机密的工程。“曼哈顿”不过是一个蒙蔽外人的代号。
第二次世界大战使世界各地狼烟四起,尤其是欧、亚大陆,更是生灵涂炭,一片狼藉。尤里身在美国,但强烈的爱憎感情使他痛恨德意日的那些法西斯匪徒,他渴望拿起枪,走上反法西斯的战场。这当然是不可能的,一方面他年龄偏大,另一方面,美国的“曼哈顿工程”需要他——他毕竟是一位知识渊博的科学家,在这里,更能发挥他的特长。尤里和费米、泰勒等人一起被任命为这个工程的领导小组成员。
作为一个科学家,尤里当然明白原子弹巨大的破坏力。但想到它可以彻底地打击法西斯分子,尤里干劲倍增,他一丝不苟地坚持自己的工作:分离铀的同位素、生产重水等,还帮助别人解决了许多重大的问题。原子弹终于制成了,像所有的科学家们一样,尤里为这一伟大的工程欢呼。