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閱讀書籍 - 活物:所謂生命,是什麼? 福岡伸一

活物:所謂生命,是什麼? 福岡伸一

狂熱的追求

[日期:2011-04-01] 來源:網友上傳  作者:福岡伸一 如佛友覺得此書不錯,請按

  狂熱的追求

  世紀大發現是科學史上的一樁剽竊案嗎?

  非常微妙的說辭

  一個有經驗的醫生,只要看看患者胸部X射線照片,就能從中看出結核或者是早期癌症之類的症狀來。而如果我們把它拿到手裏,就只能看到一塊塊模糊的像雲彩或晚霞一樣的東西。

  事實上,當醫生把X射線照片拿到燈光下的時候,與其說他是在分析手裏的X射線照片,還不如說他是在判斷提前在他心裏形成的“理論”與照片的異同點。如果患者患有結核病,那么,在他左右肺下方楔子狀的前端會出現一條水線,而如果患者得的是癌症,那么其毛細血管的走向就與一般人的不同。醫生在拿到X射線照片之前,腦子裏已經有了這樣的“理論”。

  數值、圖表、顯微鏡圖片、X射線文件……所有這些科學數據都是客觀的。但是,看到數據A的觀察者們,卻未必能看到對應的客觀事實A。俗話說,百聞不如一見,但是事實上,通過這一見,人們所看到的結果卻是不同的。也就是說,在關於這些數據究竟意味著什么這一點上,觀察者的視角是不同的。而出現這一現象,其實跟觀察者腦子裏預先形成的設想有著很大的關系。

  沃森通過不正當手段看到弗蘭克琳所拍攝的DNA的X光衍射照片的時候,他心裏有著怎樣的“反應”呢?從他的自傳《雙螺旋》來看,當他看到威爾金斯偷偷給他的X光衍射照片的時候,他就像受到了雷擊一樣,瞬間就領悟到了這照片的含義。“看到弗蘭克琳的X光衍射照片的時候,我驚呆了,嘴巴張得很大,心也在怦怦地跳個不停”這是真的嗎?無論他是有意識的,還是無意識的,這種心理無疑都是一次戲劇性的變化。當時,無論是沃森還是威爾金斯,他們都還沒達到看到圖片就能馬上對數據作出詳細解釋的境界,他們也不精通X射線結晶學。關於這一點,是毫無疑問的,我們只要看看威爾金斯的自傳就知道了。為了公平起見,讓我們來看看這個被描寫成負面形象的威爾金斯的說辭吧。

  在沃森的書中,關於盜用弗蘭克琳X光衍射圖片的事情被寫得冠冕堂皇,從中我們看不出他的一點兒羞恥之心。之後,遺傳基因的研究如疾風怒濤一般迎來了它的大豐收時期。那個時候,出現了一本描寫這一絢爛期而名聲大振的書《分子生物學的黎明前向生命的秘密發起挑戰的人們》。就連這本書的作者賈德森,也受到了沃森猛烈的抨擊。所有這些,威爾金斯都看在眼裏,他的心痛了,但是,他一直沉默著。直到最近,他才終於向世人敞開了他的心扉。他寫了一部書,書名是《雙螺旋第三人》。

  在這裏,威爾金斯說,關於“X光衍射照片盜用”這件事情,被世人說成很多版本,讓他受到了很大的傷害。他說,事實上,弗蘭克琳是同意把X光衍射照片拿給沃森看的。所以說,他們絕不是在盜用或者說無授權使用別人的照片,而是間接地得到了弗蘭克琳的許可。

  這是非常微妙的一段說辭。當時,弗蘭克琳與威爾金斯的關系搞得很僵,她甚至很頑固地堅持要換研究室。而在弗蘭克琳的手下,有個研究生叫高斯林,弗蘭克琳搬走之後,他就做了研究室領導威爾金斯的手下。因此,威爾金斯就有了閱覽弗蘭克琳與高斯林共同的研究成果的權力,而這一權力,也是弗蘭克琳所許可的。

  在《雙螺旋第三人》中,威爾金斯還對沃森看到X光衍射圖片時的場景進行了回顧。沃森看到圖片後,急著要回去,而威爾金斯也沒有想過要把這么重要的情報送給沃森。在書中,我們也看不到沃森看到圖片後大為震撼的一點兒蹤跡,我們感覺不到他內心裏的翻騰,至少在書中,沒有提到過沃森看到照片時“嘴巴張得很大”這一說法。

  做好准備的人

  弗蘭克琳拍攝的DNA結晶X光衍射照片後來被視為是DNA研究史上了不起的資料。但是,乍一看上去,這其實就是一幅很抽象的照片,上面到處都是黑色的斑點。如果要將其解析出來,這將是一個很龐大的工程,耗時間,耗精力,因為需要進行各種各樣的數學變換。所以,如果說這個是由沃森完成的,很難讓人信服。如果威爾金斯有一定的“理論”准備,並且能充分理解這些照片的意義,那么,他應該不會把這么重要的資料給自己的競爭對手看才對。

  其實,還有一個人,對X射線結晶結構解析比任何人都有更深厚的“理論”,並且他還有關於解析蛋白質X射線圖片的經驗,這個人就是克裏克。

  但是,克裏克就是克裏克,在他的自傳《狂熱的追求》中,他說:“我那個時候並沒有看到過弗蘭克琳拍的什么X光衍射照片。”實際情況應該不是這樣的。順便提一下,克裏克的自傳原名是《WhatMadPursuit》。他那“自由的靈魂的經曆”與沃森在他那語氣極度誇張的《雙螺旋》中的筆調是完全不同的,他只是做了淡淡的回憶,關於DNA螺旋結構分析部分也寫得小心翼翼。當然了,接下來,克裏克還做了一些預言性的思考。比如說,要將遺傳基因DNA與蛋白質的氨基酸排列這兩種不同的“密碼”聯系起來,就需要一座橋梁,關於這座橋梁的性質,則需要進一步的思考與實驗。

  之後,通過DNA進行信息複制以及搬運,以及使核酸的遺傳密碼與氨基酸進行配對,起著轉化作用的RNA相繼被發現,都毫不例外地證明了克裏克的預言說到了問題的關鍵。在生物學上,像這種理論性的預言最終通過實驗得到驗證的並且具有劃時代意義的例子,還是比較少見的。

  那安安靜靜的熱情

  克裏克在著手研究 DNA之前,對各種研究都沒有興趣,無論讓他做什么,他都是在懶散地應付。物理學家出身的他,到了倫敦大學以後,仍然是以這種態度在實驗室裏做實驗,實驗的主要內容是測定水在壓力以及高溫條件下的粘性變化。不久,第二次世界大戰爆發,他被分配到了海軍的一個部門工作,開始從事水雷方面的研究。

  後來,二戰結束,他終於來到了基礎研究的聖地--劍橋大學的卡文迪什研究所。在這裏,他的工作是從馬的血液中提取一種被稱為血色素的蛋白質,然後日複一日地對其結構進行研究。這其實不是他所想做的。他想從事一些比較大的挑戰,比如揭開人類曆史上一些未被破解的“神話”,等等。

  因為將“利己的遺傳基因”理論傳播到日本而名聲大振的竹內久美子在《真愚蠢啊!關於遺傳基因和神》中,對克裏克大為贊賞。我們暫且不說她的理論正確與否,就贊美克裏克這點而言,該書絕對稱得上是精品。她說,克裏克在走了很多彎路之後,仍然保持著最初的那份熱情,安安靜靜地做著他的研究。之前我們所提到的 “自由靈魂的經曆”這句話,就是從這兒來的。但是,文章中還有這么一段話:

  《WhatMadPursuit》這本書的書名如果直譯的話就是《你究竟在如此瘋狂地追求什么呢》。這句話出自濟慈的一首詩。但是很遺憾,卻被譯成了《狂熱的追求》。

  原本非常別致的一個標題就這么被意譯成了如此普通的一個短語。竹內久美子的這本書在非常長的一段時期內都相當暢銷,即使印了很多次,也從來沒有誰想過要換一下那書名。

  首先,從結構上來看,我們無論如何也想象不出這是個感歎句來。這句話的出處是濟慈一首非常著名的詩《OdeonaGrecianUrn》(希臘古瓷頌)。在詩中,詩人向古代的瓷發問,這是一首疑問詩。其意思是,究竟在如此狂熱地追求什么呢?對於克裏克來說,當然是生命最大的秘密--遺傳基因之謎了。如果句子變成What=Something的話,其意思就變成了狂熱追求的是什么呢?也許這樣,更能跟克裏克的處境相匹配吧。

  與一心走在科學行政的道路上,並且在基因工程上也有著很大成績的沃森不同,克裏克一生都只是個研究者。而這個20世紀最偉大的科學家,這個有著傳奇故事的偉人克裏克,我只見過一次。

  拉荷亞是距離洛杉磯南部大約兩個小時車程的一個小城,位於太平洋沿岸的一個小丘陵上。這裏一年四季鮮花盛開,即使是冬天,也能看到蝴蝶翩翩起舞,無數功成名就的大人物彙集於此,度過他們的餘生。同時,海浪拍打著拉荷亞海灘,這裏也是個沖浪的好地方。

  拉荷亞在西班牙語裏面是“寶石”的意思。它享受著陽光的沐浴,有一種硬質的美感。拉荷亞北邊臨海的小山丘上是薩爾克生物研究所。這是世界上最好的生物學研究機構之一,過去曾經是個私立機構,其周圍是荒地,到處都是沙子和岩石,突然出現在這裏的到訪者會給人一種出其不意的感覺。

  路易斯•卡恩設計的這座建築物是由混凝土建成的低層研究大樓,就好像中世紀的研究院一樣,以中空的球場為中心,呈回廊狀。球場上沒有任何植物,鋪的全是石頭。只有朝向太平洋的那一側,才有條通道,貫穿球場中央的水路經過通道一直延伸到海邊。卡恩稱其為“空中的門臉”。而那些聚集到薩爾克研究所的頂級學者們,則就7 是通過這個門臉,夜以繼日地向全世界傳遞著他們的研究成果。

  有一次,我去薩爾克研究所訪學,在建築物裏面繞了一圈後,來到一個自助餐廳裏休息。我坐下後,往旁邊一瞅,就看到了克裏克。他跟我隔著一個人坐著,靜靜地在那兒喝咖啡。餐廳裏面,研究員們三三兩兩地湊在一起,談笑風生,誰也沒有注意到克裏克。也許,這是他們對克裏克表達敬意的一種方式吧。

  他在離開英國之前很久就移籍到了薩爾克。在那裏,他開始著手他年輕時候的夢想之一--他希望能揭開人類大腦之謎。分散的神經是怎樣協調工作的,即大腦的結合問題,這是個非常難的課題。對於揭開了DNA之謎的克裏克來說,這又是一大挑戰。這涉及生命現象裏的同步調問題,即共時性,以後有機會我們再說。

  當然,我也沒有和當時就在我身邊的克裏克說上一句話,但是我覺得跟他的邂逅是一種不可思議的偶然的榮幸。2004年,克裏克就是在這裏,永遠地離開了我們。

  偉大發現的內幕

  那么,讓我們再一次回到我們的主題上來吧。有一個事實我們需要注意,那就是,克裏克在他的自傳中,極力地避開了一些事情,而這對揭開螺旋結構至關重要。另外,書裏還細致地描寫了評價科學者的科學者們所設的陷阱。克裏克在弗蘭克琳完全不知情的情況下,盜用了她所研究出的關於DNA的資料。

  1952 年,弗蘭克琳將自己的研究結果整理成年度報告提交給了英國醫學研究機構。該機構是一個公開地為她提供科研經費的組織。作為研究者,弗蘭克琳有義務將自己的研究成果向其彙報,然後該機構才能以此判斷是否要繼續為她提供經費,這在當時是很普遍的做法。所以,弗蘭克琳就很用心地將自己的研究成果盡可能詳細地整理到報告中去。

  但是,她所提交的報告,並不是什么學術論文,所以也就沒有必要去通過什么專業科學者的審查,也無須進行發表。報告裏都是一些未經發表的研究數據,擁有預算權的英國醫學研究機構的成員們都能看到這份報告書。這就意味著,弗蘭克琳的這份報告與研究論文一樣,可能被那些專業科學者們看到。

  在那些科學者們當中,有一個人叫馬克斯•佩魯茨。這個人是英國醫學研究機構的成員,在克裏克所在的劍橋大學研究所裏擔任克裏克的指導員。弗蘭克琳提交到英國醫學研究機構的那份報告書,在到了馬克斯•佩魯茨那兒之後,又到了克裏克那兒。於是,克裏克得以看到弗蘭克琳的研究資料,就這樣,悄悄地,而且很順利地就看到了。

  這份報告書對於沃森和克裏克而言,是一份非常寶貴的資料。這不簡簡單單是一份數據,是經弗蘭克琳的雙手親自測定出來的數值和解釋,這跟戰爭的一方拿到了敵國的絕密檔案沒什么區別。這份報告明確記載了關於DNA結晶的分析數據,看到它,就能知道DNA螺旋的直徑是多少,以及這當中有多少堿基成階梯狀分布。另外,報告書上還寫著最關鍵的東西:“DNA的結晶結構是C2空間群。”

  這就如同給克裏克之前的猜測狠狠地潑了一盆涼水。所謂的C2空間群,是指構成DNA的兩個單位必須方向相反,成點對稱排列。7 之前,克裏克一直以為血紅素的結晶結構是C2空間群,他已經對血紅素的結構研究徹底厭煩了。

  “Chance favours the minds that are prepared.”這句名言的意思是:機會只眷顧時刻做好准備的人。而在這裏,還真有這么一件事情應驗了這句話。

  兩條DNA鏈是繞在一起的,並且其方向是相反的!對此,克裏克作出了有力的解釋。A與T,G與C這兩組堿基對與DNA鏈的走向成90度角,並且完美地鑲嵌於 DNA螺旋內部;彼此配對的DNA的複制方向也是相反的;PCR也是在這個基礎上成立的。所有問題的關鍵都在於此。

  也許,克裏克與沃森在看到弗蘭克琳的這份報告書之前,對自己搭建的模型是充滿信心的。不久,他們就把論文提交到了《自然》雜志那裏。

  在雜志組織同行對一篇論文進行評審的過程中,如果評審者在原著者不知情的情況下,將含有未經發表的報告書信息擅自透露給原著者的競爭對手,這是極度違反關於重大研究的評審規則的。那么,這份資料究竟是佩魯茨主動送給克裏克和沃森的呢,還是他們去向佩魯茨要的呢?1969年,佩魯茨在《自然》雜志上這么說: “那個時候我還太年輕了,對於工作上的一些程序問題也不是那么很在意。另外,我覺得那份報告書又不是什么很絕密的東西,所以沒有什么不可以給他們看的。”

  1962 年,也就是在DNA雙螺旋結構被發現之後大約10年,在斯德哥爾摩舉行的諾貝爾獎頒獎儀式上,沃森、克裏克、威爾金森,這三位在DNA雙螺旋結構發現方面作出貢獻的科學家神采飛揚。他們被集體授予諾貝爾生理學或醫學獎。同時,頒獎台上還出現了另外一個人--馬克斯•佩魯茨,諾貝爾獎評定委員會認為,馬克斯 •佩魯茨也對這一發現作出了一定的貢獻,他被授予了諾貝爾化學獎。從另外一個角度上我們可以說,“所有的罪犯都到場了”。

  而在這裏,我們卻沒能發現對於DNA雙螺旋結構的發現作出最大貢獻的弗蘭克琳的身影。也沒有人告訴她這三個人在斯德哥爾摩領獎的事情,她甚至一輩子都不知道自己的研究成果被別人盜用了,並且幫助別人拿到了諾貝爾獎。1958年4月,與癌症頑強鬥爭了很久的弗蘭克琳,永遠地離開了我們。那一年,她才37歲。弗蘭克琳後期的研究課題從DNA轉為煙草病毒,直到她去世。7 她基本上解開了其立方體結構之謎,並且是通過完美的歸納過程來完成的。那是弗蘭克琳所獨有的思考方式。病毒以成螺旋狀的RNA為中心,以此為基礎的蛋白質則纏繞在上面,以螺旋狀上升,呈圓弧形,最終形成一個圓柱形結構。

  其實,X光衍射照片在弗蘭克琳不知情的情況下被盜用與她的英年早逝,還是有著一定關系的。

  “薛定諤的貓”

  無論是沃森,還是克裏克,或者威爾金森,大家開始研究生命奧秘的契機都源於一本書,這就是奧地利物理學家薛定諤的《生命是什么》(WhatIsLife,1944)。這本書的日文版於1951年出版,之後就成為了日本經久不衰的暢銷書。現在我手頭的這本非常的薄,甚至都可以叫它小冊子了。

  請讀者們把記憶停留在1944年吧。正好是10年後,沃森和克裏克發現了雙螺旋結構。而也正是在這一年,紐約洛克菲勒研究所的奧斯瓦爾德•艾弗裏發表了一篇關於遺傳物質即為DNA的論文。只是那個時候,這一理論還未能得到世人的認可,當然了,物理學家薛定諤也不例外。

  毫無爭議地,薛定諤與愛因斯坦並稱為20世紀初理論物理學上的兩大天才。1926年,他以《量子化就是本征值問題》為題發表論文,那年他才38歲,他和他的 “薛定諤波動方程式”一起名揚世界。今天,理科系的大學生都要從他的基礎理論開始學起。那么,他是怎樣著手對生命現象進行考查的呢?

  1933 年,薛定諤拿到了諾貝爾物理學獎,但是這個時候,他已經離開了理論物理學的“磁場”。對於這一基礎的量子力學以後的發展,他內心充滿了不確定性,於是他產生了懷疑,最終背離了研究軌道。他提出的逆說被稱為“薛定諤的貓”,就是他自己提出的以不確定性為基礎的關於自然理解的反命題。

  20世紀 30年代末期,他隱遁到了愛爾蘭的都柏林,完全脫離了學術界的主流。1943年2月,第二次世界大戰正打得激烈,在都柏林的高等學術研究所主辦的面向公眾的連續講座中,他發表了“生命是什么”的演講。在這裏,這種孤獨的認識得到了認可。這為以後物理學關於最複雜、最不可思議的現象的解釋,指明了道路,而這一最複雜、最不可思議的現象,指的就是生命。他采取了立論這種形式來做證7 明,但是,他的本意其實是相反的。生命現象並不神秘,也不特別,而是可以通過物理、化學語言來解釋得清清楚楚的。如此大膽的宣言出自一本書,而這書就是《生命是什么》。薛定諤的那股靜靜的熱情,被年輕的沃森、克裏克還有威爾金斯感應到了。

  薛定諤在他的《生命是什么》中,提出了兩個非常重要的問題。首先,他預言,遺傳基因也許是非周期性結晶。第二個問題是個很有意思的問題:“原子為什么這么小呢?”

【書籍目錄】
第1頁:作者簡介 第2頁:內容簡介
第3頁:目錄 第4頁:序言 生命的鑰匙藏在哪裏?
第5頁:紐約,紐克大道,66街 第6頁:鮮為人知的英雄
第7頁:四種字母 第8頁:絕處逢生
第9頁:沖浪者拿到了諾貝爾獎 第10頁:世紀大發現的前夜
第11頁:狂熱的追求 第12頁:原子愛運動
第13頁:動態平衡
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第 3 楼
匿名 发表于 2014-9-20 15:40:58
晚上鍛練等於惹病上身 http://tw.gigacircle.com/2264008-1

只要溺水不超過一個小時就可以救活!
從河裡救出兩名溺水幼兒。孩子已沒呼吸,村民就用當地特有的急救法,攥著孩子雙腳,倒背著孩子跑步。幾分鐘后,小男孩吐出幾口水來,哇地一聲哭了。又跑了起碼十分鐘,小女孩也從死神的手中被拉扯了回來。暑假到了,不知多少孩子要下水游泳,分享,說不定可以救人。
第 2 楼
匿名 发表于 2014-9-20 14:42:14
想知道自己有沒有宿便嗎?一分鐘檢查教學!輕鬆防治大腸癌 http://tw.gigacircle.com/2269283-1

毒排乾淨多活20年。如何排毒?快來看【找到身體的“排污口”,養生就成功了一半
http://tw.gigacircle.com/2269016-1

【怪癖】十二大強迫症排行榜,你符合幾種了!http://tw.gigacircle.com/2268617-1
第 1 楼
匿名 发表于 2014-9-20 14:23:41
12種天然防蚊http://tw.gigacircle.com/2265118-1

一根金屬熱湯匙就可止蚊叮癢。
以熱水加熱;不必用煮沸的滾水,從水龍頭流出的熱水即可。
再將加溫的湯匙直接貼著紅腫的「蚊子包」一分鐘,之後搔癢感慢慢消除。
是藉由湯匙的溫度破壞蚊子悄悄注射進人體的蛋白質,這種蛋白質會引起皮膚的過敏反應,造成搔癢感。儘管蚊子叮咬後的紅腫仍會持續,光是「不癢」就讓人感覺得救了。