用化学和物理学来研究生物分子，林纳斯 · 鲍林向我们指出没有哪一学科会是个孤岛。

林纳斯 · 鲍林（Linus Pauling）用物理学和化学的原理去研究生命，从而促进了现代生物学的确立。这位俄勒冈州一个药剂师的儿子，在1925年年仅24岁时便获得了加州理工学院化学博士学位。在求学于几位欧洲杰出的物理学家之后又返回到加州理工学院并且发表了一系列有关化学键方面的论文。这些便使得他最终获得了1954年的诺贝尔化学奖。鲍林为生物化学作出了许多重要的贡献，其中包括对决定蛋白质结构的因素的阐述和镰状细胞性贫血的分子基础的发现。鲍林还成为一名抵抗核武器的杰出的科学界代表人物并于1963年因促成阻止一项核试验而荣获诺贝尔和平奖。在这个高度专业化的时代，现在任职于加利福尼亚州帕洛阿尔托的科学和医学研究所的林纳斯 · 鲍林，仍出人头地地继续使他的这些贡献走向新的广度。

问：鲍林博士，我想许多人，尤其是学生们，会问您为什么现代生物学的课程中会包括这么多的化学？

答：噢，今天生物学正向着化学发展。这个领域中人们了解到的许多东西是建立在分子的结构以及与结构有关的分子的性能上的。如果有了这种基础，生物学就不会仅仅是一组互不联系的事实了。当然，化学本身在过去的60年中从一组互不联系的事实转变成为一门具有良好的理论和结构基础的科学。正像我们可以用组成生命体的分子的概念去理解生命体的某些性质一样，我们可以用组成分子的原子以及分子中原子的连结方式等概念来理解分子的性质。

问：您是作为一名化学家开始自己的生涯的，是什么把您吸引到生物学领域中来？

答：基本上来说，我是想了解整个世界。早在1919年，当我还是刚刚开始思考问题并且把愈来愈多的时间用到了解世界的时候，我就迫使自己钻研结构较为简单的分子。因此在1922年开始做研究生的时候就开始用X－射线衍射法来确定简单的无机化合物即矿物晶体的结构。到1930年，我开始对用同样的技术研究有机化合物产生兴趣，当时只研究较简单的只含有5 ~ 10个原子的分子。1935年，我便着手向更大的具有生命体特征的有机分子迈进。首先研究的是血红蛋白。我在蛋白质和氨基酸方面的这些工作使我对医学问题的分子学侧面发生了兴趣，其中包括镰状细胞性贫血和其他遗传学方面的疾病以及精神疾病。

问：有些化学家和物理学家认为生物学是门相当不严密的科学。生物学领域的这种印象是否正在消失？

答：哦，是的。分子生物学或者有人把它称作现代生物学在我还是学生的时候就出现了。当然，这种转变甚至在分子结构的概念产生之前就开始了。我可以这样说，遗传学是生物学当中首先变为一门相当好的理论性学科的一部分，它的基础就是特征继承的基因和模式理论。当然近年来这方面已变得更加严谨，并且由于DNA结构的发现而得到扩展。除了继承之外，现在对于许多其他的生物现象能够给予定量的讨论。然而分子生物学中依然存在着相当多的经验成分。由于生命体是如此错综复杂，我认为这种经验成分会延续到很远的将来。

问：生命体如此复杂，生物化学家的标准方法是将细胞粉碎以分出其中特定的亚细胞器或分子，然后在比较完整的细胞和机体中更为简单的条件下去研究它们。和研究整个细胞和机体中的过程相比，研究这些隔离开了的片断在何种程度上会使我们对一个生命体得以了解？

答：我想你必须二者兼顾。生命太复杂了，不允许你通过研究整个生物体来获得完全的了解。只有将生物问题进行简化即把它分解为许多单一的问题之后，你才能够找到答案。比如说，1935年我和查理 · 科里尔（Charles Coryell）发现血红蛋白中氧分子是如何与铁原子相结合时，并不是拿来一头牛放到我们有魅力的仪器上，而是用牛的一些血液来研究。我们除了对血液进行整体研究之外，还分离和分解了红细胞，这样便可以研究它的内容物。我们通过测量血红蛋白的溶液（实质上是红细胞的内容物）得出了有关氧的成键方式的答案，这和用牛的整个血液进行类似的测量结果一样。

当然，研究生物体的不同组成部分存在这样的问题：“各组分之间有无相互作用？”若将两个组分合在一起去考察组合后的性质和两个分立的组分的性质有何种程度的差异，那么，是否能对生命体得到更多的了解？这种方法可以使我们对生物体的了解更进一步。我仍然坚信可以通过在心目中将生物体还原成不同组分的某种组合而最终发现生物体的所有性质，而这些组分实质上是构成生物体的所有分子。

问：您最后的一点又提出另一个问题：如果生物体是由无生命的分子构成的，那么一个分子的聚集体和生命之间的分界限在哪里？

答：恐怕我得先对“无生命的分子”这种说法提出质疑。这只是个措词问题，有人会问：“如果我使一个病毒结晶以得到组成病毒的分子的晶体，这些分子是有生命的还是无生命的？”

问：看来这一界限带有相当的任意性，对吗？

答：对了，是带有相当的任意性的。生命体的性质决定于分子聚集体的性质。很难在分子之间划出一个有生命和无生命的界线。

问：前面您曾提到您在血红蛋白方面的工作。您是否证明了镰状细胞性贫血是有其分子基础的？

答：是的，不但证明而且还形成了这种思想。

问：好了。那么后来就继续对健康问题从化学的角度往下研究。近年来，您提出了原生分子医学这一思想。确切地说，原生分子医学指的是什么？

答：原生分子医学（Orthomolecular medicine）所涉及的是使用人体内正常存在的物质。可以通过改变这类物质的浓度以达到最佳健康状况。原生分子医学和毒性分子医学正好相反，后者是使用毒性物质即药物。许多原生分子物质不带毒性，其浓度在一万倍范围内均显示有益的效果。然而，举例来说，你若服用十倍于一般患者服用的阿斯匹林就会导致死亡；每年有数百人就因为阿斯匹林中毒而致死。同时，其他一些主要的药物亦都是剧毒的。

问：医学只是科学和技术在这种程度上影响着我们的生活的一个例子。您认为为使我们在这个技术的社会里生活，我们的教育制度正在做出什么样的事？

答：我认为它所做的事很糟。这么多的人不懂得科学，这太遗憾了。三十年前，我曾发表过一篇有关科学教育的文章。在这篇文章中我说，科学应该像今天的数学那样被教授。科学教育应当从幼儿园做起。一年级学一点，二年级学一点，依此一直往下坚持。所有学生都应当接受这种基本的科学训练。

问：现在我想回到关于生命化学的基本特征的一些问题上来：在这样一个含有九十多种元素的行星上，为何只有少数几种元素，尤其是碳、氧、氢以及氮，在生物分子中如此广泛存在？

答：因为这些元素尤其是包括碳在内，可以形成很大的稳定的化合物。这是由于碳 - 碳键的稳定性所致。为了达到生命体所特有的多样性，必须具备复杂性。通过碳或者硅来形成分子骨架便可达到这样的多样性 · 我想正如许多科学幻想小说里所描写的那样，很可能有这样一些行星，其上面的生命体就是以硅为基础的。例如有一部科幻小说描写到一个与呼吸相类似的过程，它用废旧物二氧化硅来制砖。

问：您提到由碳原子形成的分子的复杂性。您是研究生命的最复杂的分子 - 蛋白质的一位先驱。今天，在蛋白质以及生命体内存在的其他许多大分子的结构和性能方面人们已经有了许多了解，您是否对过去的几十年中分子生物学的突飞猛进的发展感到惊奇？

答：分子生物学比想象发展得更快。1937年，我开始试图发现蛋白质的结构，但终未成功。因此我便着手和同事们一起测定氨基酸和简单的肽链的三维结构。那时，还没有任何人测定过哪种氨基酸或简单肽链的三维结构。到1948年，已经有十几种结构被确定下来而且都是由我们设在帕斯德纳的实验室完成的。当时我意识到在我们的研究中并未出现任何结构化学领域的新东西。1937年我曾认为对于氨基酸来说，可能会存在某些我不了解的奇怪的方面，因为我无法解析α角蛋白的X - 射线衍射图，也没有哪个人能够解释。这样我就无法得出其结构。现在看来，我那种认为涉及某些新的结构特征的想法是错误的。然后到1948年，我发现了蛋白质的α螺旋和折叠片结构。本来在1937年就同样可以发现过这样的结构。奇怪的是其间十一年谁也未做这项工作，在某种意义上讲，1937年虽然我的思路完全正确，但并没有做出这一发现，这只是因为我没有好好地去干。我感到奇怪的就在于此。

当然，一个问题在解决之前谁也不会知道它有多难。你花了较多的精力和时间，但你并不一定知道你是否会成功；你可能就此而放弃它，认为问题太难了。

因此我对为何有时候进展是慢的能够理解。但是后来终究会有这样的时机到来：人们接受了某种新的思想并且看到了从中可利用的方法。而且由于该领域的工作者人数愈来愈多，进展亦快起来。蛋白质结构的研究就是如此。目前可能有300来种蛋白质的结构已被详细地确定，这使得对于蛋白质的性能有了更深的了解。

问：鲍林博士，您一生中曾好几次改变自己的研究方向，预示生物学发展趋势并且为这些方向的改变做出了贡献。按照您的预测，是否可预言一些生命化学中可能再一次改变您的研究方向的新问题？

答：我想我要是知道了，现在就会改变我的研究兴趣的。我总是力图使我获得的知识用于了解世界当中去。我所掌握的许多新的信息与我对世界的现有的认识是相一致的，每当出现一些我所不理解、不适应而且使我困惑的事的时候，我就对之思考，并且可能最终要做些这方面的工作。这也许是我之所以在生物学上，比如说在这一学科还未形成的早期，能够做出一些发现的原因。

我常常对那些刚被发现了的事物不感兴趣。尽管这是些新事物，但我并不觉得奇怪。因为对我来说，它完全适应了，使我惊异并能激起我的兴趣的是那些我所不了解的事。比如，我曾在马萨诸塞总医院任职约十年。在1952年的一次会议上，亨利K · 比彻（Henry K. Beecher）教授做了一个关于麻醉学的报告。他指出惰性气体氙在两次人体手术中曾被用作麻醉剂。我对我的儿子（他是那里的一名医学生）说：“氙这种化学上惰性的元素何以会成为一种麻醉剂？”我便思考这个问题，并且于1959年发表了一篇关于一般麻醉理论的论文。因此，正是我所不能理解的为什么氙能用作麻醉剂这一事实导致了我的这些思想。

问*：鲍林博士，如果我以前没有理解错的话，您曾经说过，您坚信总有一天我们在分子水平上对生命的彻底了解会到来。您是否认为这一水平上的了解会限制进一步的探索？

答：不，我不这样认为。有些科学家认为很可能有这样一个时代会到来，那时生命将是一个空空的洞。我认为这将永远不会到来。我想总有一些有趣的事等待着被发现。

[Bio Science，1986年12月]

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* 译注：这句是Wayne Oler（出版者）问的；其余都是作者本人提问的。