[趙玉芬啟開生命的“混沌之門”] 趙玉芬手抄報
臺灣彰化,散發著泥土芳香的鄉間小路上,壹個小姑娘背著書包向我們走來。將來的某壹天,她會高高地站在生命科學金字塔的尖頂,她會讓整個世界都為之震驚——
預言
上帝說:“我們要按照我們的形象,按照我們的模樣造人,讓他們統治海裏的魚,空中的鳥,地上的牲畜,以及整個大地和大地上的壹切爬蟲。”(《舊約全書·創世紀》)於是,在創造了萬物之後,上帝根據自己的形象造了男人;又用男人身上的肋骨制造出女人。
按照宗教的解釋,生命和人類便是如此誕生的。
1859年,英國神學學士達爾文發表了他的《物種起源》,對人和生命物種的變易、遺傳及生存競爭,進行了開創性的論述,其“適者生存”的中心學說奠定了生物進化機制的基礎。“神造萬物”的經典受到毀滅性打擊。
從那以後,壹代代科學家都將目光轉向了“生命起源”這壹領域。應當說他們的研究是卓有成效的,由此還誕生了生命科學史上最著名的兩大派別,即蛋白派與核酸派。前者認為,組成生命的最基本和最主要的物質是蛋白,先有蛋白後有核酸。蛋白是生命之源。而後者的論斷恰恰相反:先有核酸後有蛋白,核酸創造了生命。這兩派之爭,斷斷續續,綿延近百年。而他們爭論的實質,東、西方哲人以壹句極形象的比喻早就作了概括:世界上究竟是先有雞還是先有蛋?
哲人的比喻頗有些無奈的意味;而科學家的疑慮則要明確得多。美國知名學者、生物化學家瑪古麗斯曾憂心忡忡地說過:在生命起源的化學進化中,從無生命分子到核酸、蛋白這些有生命大分子之間,究竟存在著什麽環節呢?這其間的混沌狀態究竟何年何月才能得到澄清呢?
確實,非止瑪古麗斯壹人,有多少從事生命化學研究的專家、學者,皓首窮經,終其壹生,也未能走進那扇混沌之門,未能真正解開生命起源的奧秘。他們臨終前的悲慨與無奈,曾讓多少後來者陷入深深的迷惘中。
因此,便有預言家預言:這項世界科學史上的頂級難題,還將繼續困擾科學家們至少兩個世紀!
師恩難報
當初,走在家鄉散發著泥土芳香的田塍上時,那個叫做趙玉芬的女孩心情壹點兒都不輕松。那時,她不可能想到,在本世紀最後壹個十年裏,她將成為世界科學界最令人註目的人物;地球生命科學史,將由她來寫上最有份量的壹筆。對於科學家們而言,這不帝是壹個新紀元的開始——但那個時候,她心心念念,只是希望父親的病能盡快好起來,母親肩上的擔子能輕壹些。除了完成課業,她還希望自己能多些時間幫幫母親,繡花,收麻,曬稻谷。
在臺灣,初中的物理和化學是連在壹起的,統稱理化課。趙玉芬的理化老師叫孔祥真,是孔聖壹脈的七十二代傳人。就是這位年輕的女教師,引領趙玉芬跨進了化學的天地。老師在課堂上做的化學實驗演示,使趙玉芬壹下子心醉神迷了。“分子的世界是多麽神奇呀!”13歲女孩這聲發自內心的贊嘆,猶如阿拉丁的神燈,從此照亮了她以後的人生道路。
高中時,化學有了較為嚴密的體系。教無機化學的張昭鼎老師對趙玉芬產生了極大的影響。這位曾留學德國的青年學子,以清新、活潑的教風,強化了趙玉芬對於化學的興趣。高中畢業後,趙玉芬能考入新竹清華大學化學系,張昭鼎功不可沒。
1992年,兩岸清華學人互訪。其時任職於新竹清華的張昭鼎率隊赴京,在清華園裏,張昭鼎見到了30年前的學生、當時已是清華大名鼎鼎的教授和中科院最年輕院士的趙玉芬。師生相見,那壹份銘心刻骨的激動,趙玉芬至今難忘。數年後,即1996年6月,應新竹清華大學校長沈石汕先生邀請,趙玉芬回到臺灣的母校講學。她見到了初中時的孔祥真老師;而4年前與她相晤過的張昭鼎老師已經不在了。音容宛在,而斯人已逝;在張老師的遺像前,趙玉芬熱淚長流,難以自制——此是後話!
在彰化女子中學讀到高二的時候,發生過壹件事,差點斷送了趙玉芬的前程:那年,父親病故,家裏的生活更加拮據。親友中有人提議,要將趙玉芬送到天主教堂,原因是讀中學的修女可以免除學費和生活費。因為母親的反對,趙玉芬才得以讀完高中,並以第壹誌願考入新竹清華大學化學系。她是彰化女中考入新竹清華第壹人。
留學美國
公元1971年,趙玉芬大學畢業,旋即考取了留美全額獎學金。在紐約州立大學石溪分校入學測考時,總分第壹,可以直接讀博士,趙玉芬便選擇諾米爾茲教授作導師。雖然她已經聽人說起過,這位磷化學的鼻祖之壹,是個極為嚴厲的老頭。而老頭子在看了趙玉芬的成績冊之後,立刻就決定收下這個女弟子。在諾米爾茲足可組成壹個微型聯合國的學生中,趙玉芬是唯壹的中國人。後來有人問趙玉芬:“妳怕那個老頭子嗎?”趙玉芬笑,很開心的樣子:“幹嘛怕!他誇我還來不及呢!”
如外人所說,諾米爾茲老頭的嚴厲的確讓人生畏。趙玉芬剛到他的實驗室不久,就親眼看見壹位美國的博士後被老頭子壹頓訓斥,耷拉著腦袋離開了實驗室。以後,趙玉芬就沒有見過那位博士後“師兄”。壹打聽,才知導師已經把“師兄”給辭了。
可令所有人驚訝不已的是,嚴厲的導師對他的女弟子卻是青眼有加。與他訓人時的汪洋恣肆相同,他誇獎趙玉芬
時,從不吝惜溢美之辭。
諾米爾茲讓趙玉芬以壹個文獻為藍本做溴化鎂的實驗。按照規矩,她只需完成文獻上的結果就可以交差了。但她活躍的思維方式和女性可貴的敏銳與直覺,使她很快發現了文獻上只字未提、世界上也從未報道過的五種新的化學結構,她立即用X光衍射方法將其精確的絕對結構定下來,寫成壹篇高質量的論文,發表在美國的《化學會誌》上……類似的事情常有。她做的實驗也總是超出導師的預期結果。
諾米爾茲是五配位磷化學的創始人。徒從師道。趙玉芬的博士論文也是關於五配位磷的。她在論文裏解釋的是生命化學裏ATP(即能量貨幣,因為生物體內部的轉化都要依賴ATP)最重要的分子在變化過程中的過渡態。趙玉芬嚴謹的論述和大量的實驗結果,在導師的文本裏和已有的文獻記載中,是找不到任何出處的,新鮮而獨特。故論文發表後,立刻在磷化學界引起震動。美國出版的《五配位磷化學》壹書,將其引在前言上,指出論文對磷化學的發展“貢獻極大”。諾米爾茲後來在課堂上總是如此告誡他的博士和博士後們:“要跟蹤,要監測;當某壹個化學反應沒有出現預測的結果時,不要輕易認為這是失敗;要鉆進去,搞清楚這究竟是什麽。這個沒有依照妳舊的思維方式測出的結果很有可能就是壹個創新——妳們中間的趙,就是這麽去做的。她走到妳們所有人的前面。”老頭兒說到最後時,眼裏滿是笑意,為自己當初的慧眼識人而陶醉不已。