20世紀的科學怪傑鮑林

第38部分 (第1/4頁)

活體細胞的細胞質研究，期望從中發現新的物理定律。

鮑林認為這本書是“豬食”。沒有任何人能證明這種所謂的“負嫡”的存在。基因決不是薛定諤聲稱的那種“非週期性晶體”，而極可能是蛋白質鏈，這種結構能夠以若干種不同的形式穩定地存在於機體內。鮑林在評論《生命是什麼？》這本小冊子時說：“薛定諤的熱力學討論非常模糊和膚淺，即使作為通俗讀物也是有誤導作用的。無論是過去還是現在我都認為，薛定諤對我們正確理解生命現象沒有任何貢獻。”

鮑林對生命的本質有著他自己的更易為大眾接受的解釋。“薛定諤認為有生命的物質工作的方式不能用普通的物理定律來解釋，有機體內部原子相互作用的方式不同於無生命物質內部的作用方式，”鮑林在給朋友的信中寫道，“我並不認為這樣的差別會真的被發現出來。”在鮑林看來，生命可以歸結為“擁有一些具體的特徵並可把這些特徵遺傳給自己產生的後裔”，生命過程只不過是一種分子的特異性，完全可用化學原理把它解釋清楚。

在薛定諤熱衷於負熵的夢想時，鮑林卻從果醬中受到了鼓舞。在廚房裡孩子丟棄的一隻果醬瓶的外壁上，他看到了分子互補性理論的實實在在的證據。殘留在瓶裡的果醬經過幾天之後，周圍出現了少量酒石酸氫鉀的小晶體，這是葡萄醬的一種組成成分。這一難解之謎的焦點是，酒石酸氫鉀的分子怎麼知道從果醬千千萬萬顆分子中分離出來，然後僅僅跟同類分子聚集在一起，自行組成次序井然、純度極高的晶格？按照鮑林的觀點，毫無疑問這是分子的互補性結構在起作用。一種化學元素的少量分子堆集在一起將發揮晶種的作用，在晶種的表面存在很多空隙，留待新的分子去充填。但是隻有同種分子才能緊密地嵌人。酒石酸氫鉀的分子排列起來而形成的空隙只能由同類的分子去充填，其他元素的分子不是太大和形狀不對，就是太小，以至飄移不定，難以長時間作穩定停留。按照熱力學理論，應該存在如純晶體這樣的分子排列最為緊密的結構，而不大可能是分子隨機排列的結果。無需藉助新的自然規律，完美的晶體就能從葡萄醬中生成。這也是地面上、巖洞中和海洋裡各種晶體生成的方式，其生成條件比生命機體內的條件要平常得多。既然如此，在生命機體內高溫和奇特的化學環境裡，為什麼不能發生不同尋常的化學反應呢？

鮑林相信：“我們遠遠沒有達到平衡態，因此在不違反熱力學定律的情況下，那些看來很不可能的反應也可能發生。這類反應往往依賴於品種或模板的存在，它們決定著反應的方向。我們在無生命的世界裡已經看到了這樣的例子，其反應機制與生命機體內的反應機制是相同的，這就是絲絲入扣的分子互補性。”

鮑林認識到，沒有必要補充新的定律，他看到了一個偉大的新理論體系的雛形：將他關於無機晶體學的理論和觀點推廣到整個生物學中去，利用現代物理化學相結合而產生的那些概念和理論，可以把整個宇宙統一起來。鮑林認為：“我們可以這樣說，生命過程從無生命過程借用了同樣的基本機制，這就是用來生成晶體這種奇妙結構的機制，”這個化學大一統理論適用於從礦物到人體的各種物件，精妙絕倫。鮑林堅信，他正走在正確的軌道上；他的直覺告訴他自己沒有錯。

1945年以後，分子生物學對鮑林的重要性和吸引力已不亞於晶體結構和化學鍵理論，他把過去投入其他領域並使他取得突出成就的聰明才智和幹勁帶進了這個新的學科。他花費大量時間，廣泛閱讀內容涉及生物化學、生理學、遺傳學和酶學的各種雜誌，還讀一點細菌學和微生物學。他尋找突破口，即那些能夠應用結構化學理論來回答生物學問題的最易於突破的領域。

最初選擇的目標是酶。許多重要的生化反應似乎都發生在條件極差的環境裡，其反應速度難以用普通化學定律來解釋。人們認為這是由於酶的中介作用促成的。酶是一類可作為生物催化劑的蛋白分子，它能在保持自身不變的情況下加快反應程序。大多數化學反應的程序可以比擬為火車翻越山坡，首先注入一定量的能——活效能——用來啟用初始反應物到達山頂，這時反應物已吸收了足夠的能量發生化合或分解，或者產生其他各種變化，然後反應生成物沿著能量曲線的下降方向下滑到一種新的穩定態。催化劑的作用好比降低山坡的高度，即減少引發化學反應所需的活化能量。山坡越低，化學反應就開始得越快。當然，作用是兩方面的；較低的山坡也使得反應生成物更易發生逆向反應重新組成初始反應物。總效應依賴於雙方的相對濃度：如