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第42章 不朽丰碑(15)

顾名思义,X射线晶体结构分析学是以晶体的结构作为研究对象的,这是一个令人望而生畏的领域,每一种晶体结构的确定,都需要研究者们拍摄上百张晶体的X射线衍射照片,根据这些照片进行复杂的数学推算和大胆合理的想象,从而得到晶体中原子或分子的具体位置。晶体越复杂,所付出的劳动就越多,因此,如果没有极大的耐心和深厚的知识,是无法涉足这一领域的。

在研究之初,多萝西碰到了许多意想不到的困难,她希望有成就的科学家能够帮助她,因为她确确实实感到了在这方面,她的知识是多么贫乏。

1932年,多萝西大学毕业后,她渴望到剑桥大学去深造,因为那里有结晶学的权威——贝尔纳教授。恰逢此时,她在苏丹认识的“约瑟夫叔叔”来到了英国,他对多萝西的成长又起了一次决定性的作用。在他的推荐下,多萝西的目的达到了,她因此走向了通往成功的大门。到剑桥后,她不放过任何一次和贝尔纳工作的机会。贝尔纳常常感到很惊讶:这个年轻姑娘怎么会有如此高涨的热情和充沛的精力!贝尔纳的研究范围极为广泛,对维生素B1、维生素D、胃蛋白酶和几种性激素的晶体都拍摄了大量的X射线照片。多萝西在他的身边,学习了许多分析、研究晶体结构的方法和理论。后来,多萝西曾充满感激地说:她的成功离不开两位科学家的无私帮助,一位是土壤化学家约瑟夫博士,他引导自己走进了化学神秘的殿堂;另一位就是结晶学化学家贝尔纳教授,他交给了自己开启奥秘宝藏的金钥匙。

在剑桥的一年,多萝西的知识极大地丰富了,知识结构也产生了质的飞跃,更为重要的是,她分析和解决问题的能力也大为提高,成了贝尔纳最得力的助手。

也许是她的发展之快引人注目吧,第二年,牛津大学萨默维尔学院邀请她回去任教。多萝西经过考虑答应了,但有一个条件:不中断她在贝尔纳研究小组的工作,她定期返回剑桥,参加那里的实验研究。萨默维尔学院同意了。

1937年,多萝西获得剑桥大学哲学博士学位,同年,她与青年学者托马斯·霍奇金结为良缘,可谓双喜临门。

多萝西——现在应该称为霍奇金夫人了,已经具备了丰富的结晶学知识,她永不歇止的思想又有了新的目标:在牛津建立自己的实验室。但牛津大学出于一种习惯势力的影响,对妇女能否在科研上做出成就一直持怀疑的态度,因此霍奇金夫人的建议被拒绝了。她没能得到自己想要的实验室,甚至连一分钱的科研经费都没有。霍奇金夫人感到愤慨,她发誓要做出成绩来,以此答复那些歧视妇女的习惯势力的卫道士们。

在大学博物馆,她找到了一间阴暗的地下室作为自己的阵地,开始了艰辛的研究。她既没有助手,也没有足够的实验设备,一切物品都是用她和丈夫的薪水购买来的,为此他们不得不省吃俭用,节省出资金来用于实验。他们的大儿子一年后也出生了,霍奇金夫人身上的担子更重了,她既要维持正常的教学工作,进行科研实验,还要担负起抚养孩子的重任。霍奇金夫人没有垮下来,她以顽强的毅力证明着自己的能力和价值。

开创新时代

在牛津大学,霍奇金夫人把青霉素的结构作为自己的研究课题。青霉素最早是由英国细菌学家弗莱明在1928年发现的,但他除了知道青霉素能够杀死其他细菌以外,其他就一无所知了。1938年,牛津的钱恩博士和弗洛里教授从青霉菌中提取了纯青霉素,经过反复实验,他们发现青霉素是一种杀茵能力极强的抗菌素,可以作为一种治疗疾病的最有效的药物。临床应用后,青霉素神奇的疗效果然大显神威,治好了许多在痛苦中挣扎的病人。很快,青霉素就风靡全球。但是,由于青霉素是从天然霉菌中提炼出来的,远远满足不了需要,所以人工合成并大规模生产青霉素就成了科学家们迫在眉睫需要解决的问题。

青霉素的结构分子式是什么?这是生物化学家研究的第一步。

钱恩博士就是一位生物化学家,但他用多种化学方法分析青霉素的结构都没有成功,于是他想到了霍奇金夫人和她的结晶学。利用X射线照射青霉素晶体,从图片上来分析它的结构,不是一切都迎刃而解了吗?但钱恩博士深知,这是一项艰难而复杂的工作,也许10年8年都不可能得出结果,霍奇金夫人能坚持下来吗?他试探地向霍奇金夫人提出了自己的请求,霍奇金夫人很爽快地答应了。她知道这项工作的巨大困难,尤其对自己来说,没有资金,没有设备,没有人力,一切都得靠自己。

霍奇金夫人没有在困难面前退缩的习惯。况且能否战胜困难正是一个人能力的体现。

她对青霉素晶体做了大量和细致的衍射实验,拍了数以千计的衍射照片,得到了许多有价值的数据。分析和处理这些数据时,由于条件限制,她用了一台老式的计算器,这台计算器的运算方法极为原始、缓慢,大大延长了霍奇金夫人的研究时间。经过近10年的艰苦努力,1949年,霍奇金夫人终于精确地测定了青霉素的分子结构,这是人类首次采用X射线结晶学的方法解析生物化学结构,她被认为“开创了结晶学的一个新时代”。

在青霉素研究成功之后,霍奇金夫人又把目光转到了对维生素B12的研究上。

当时,维生素B12的分子式已为人类所知,但它的分子是如何排列的,一直是科学界探讨的话题。霍奇金夫人运用一种新的实验方法,根据结晶学的原理,清晰地将B12的分子结构表达了出来。这是她对人类的又一个巨大贡献。贝尔纳曾盛赞她的成就是“结晶技术迄今为止所取得的最伟大成就”。

霍奇金夫人没有为取得的成绩沾沾自喜,60年代初期,她又开始了对胰岛素三维结构的分析研究。

她作出了杰出的贡献,受到了科学界乃至全人类的重视和尊敬,荣誉的桂冠一次次戴在她的头上。

她告别了自己那个阴暗的地下室,因为有一个现代化的实验室可供她支配了,她用行动证明了自己的能力。

1964年,霍奇金夫人获得了当年的诺贝尔化学奖。

科学的道路是没有止境的,霍奇金夫人没有把诺贝尔奖的获得当做自己的最终目标,她仍在孜孜不倦地追求着。

“不务正业”的化学家福井谦一

令人陶醉的世界

“在微妙而美丽的大自然深处,蕴藏着绝妙的合理性。人就是因为被大自然的魅力所吸引,从而对它的深奥产生了求知的欲望。”这段话是日本物理化学家福井谦一说的。

福井谦一出生在日本奈良一个人烟稀少的小山村,后来随父母移居到了大阪。也许是出生在农村的缘故吧,福井自小就对大自然有着浓烈的眷恋之情,那里的一草一木都让幼年的福井激动。他喜欢静静地蹲伏地草地上,盯着不知名的小草在微风中摇曳,在他的潜意识里,翠绿的小草似乎在传递着一种生命的信息,是那么神秘,引人遐思。在福井的眼中,自然界春夏秋冬,四季轮回,就像是一曲生命之歌,激昂的高音和浑厚的低音都同样让人着迷。每逢春暖花开的季节,福井都被一股不可遏止的好奇心驱使,独自跑到深山幽谷,采集奇异的花朵,捕捉色彩斑斓的蝴蝶,常常到夜幕低垂时才回家,第二天一早又迫不及待地投入那令人陶醉的世界。

移居到大阪后,喧闹的城市生活更增添了他对大自然无限的思恋。福井这时已经上学了,他勤奋好学,天资又不错,所以学习成绩一直保持优秀。但美丽的大自然却始终让他魂牵梦绕,因此,在学校里,福井最盼望的就是假期了。一到假期,福井就把书包扔到了一边,然后坐上长途客车,赶回自己的故乡——奈良。故乡的一山一水、一草一木在福井看来,都充满着强烈的生命感。后来福井回忆说:每次回故乡,我的心都非常激动……那种接近大自然时产生的快感,至今仍在我胸中荡漾。

福井能够尽情嬉戏于大自然,应归功于他父亲的开明。他的父亲是东京高等商业学校的毕业生,在大阪从事外贸工作。他对大自然的兴趣不亚于自己的儿子,他尤其擅长钓鱼。在他那里,福井学会了一种钓鳝鱼的特别方法。夏天,是福井钓鱼、游泳的黄金季节,在故乡的外婆家,他几乎天天都在海湾里划船、游泳,和小朋友们比赛钓鱼。结果一个假期下来,皮肤晒得黝黑,功课却一点儿也没做。爸爸对此没有横加指责,他认为:亲近大自然是人类的第一大特权,不应该干涉孩子的自由。

福井虽然贪玩,可他在学校里总是保持着充沛的精力,对老师所讲的知识,他是领悟最快的学生。他用5年的时间读完了六年制小学的课程,又用4年的时间学完了五年制中学的课程,而且始终是班级里学习最优秀的一个。在中学读书时,他最喜欢数学和物理,因为这两门课程都给他留下了足够的思考和想象空间。福井酷爱大自然,但在大阪,他的兴趣是无法如愿以偿的。还是爸爸了解他,为了满足他对大自然的热爱心情,特地为他订了一份杂志——《全国地理杂志》。《全国地理杂志》是一本介绍世界各地风光的专业期刊,福井最喜欢的是上面登载的美丽的彩色照片。在这本杂志上,福井见到了非洲及东南亚繁茂的原始森林,澳洲大草原珍贵的袋鼠及羚羊,寒冷的北极和在那里生息的企鹅、海豹……他陶醉了,原来外面还有如此丰富多彩的世界!

以后,福井千方百计找来有关自然界的书籍阅读,这些书他都百读不厌。在读书的过程中,他的心与大自然更贴近了。上中学时,他读了一本名叫《法布尔昆虫记》的书,这本书的作者法布尔将多年观察的昆虫习性、特征整理成集,创作了这本驰名世界的科普作品。《法布尔昆虫记》是福井年轻时最喜爱的一本书,书中对昆虫栩栩如生的描写深深印在了他的脑海中。特别是法布尔的一句话:我还要工作啊!常常让福井的心灵产生无法言喻的振撼。福井把精力都花在他感兴趣的问题和科目上,却从来没有想过研究化学——这门使他后来获得诺贝尔奖的学科。