14 英国之旅
1962年诺贝尔医学奖。
在皇家科学研究院报告后一个多星期,鲍林病倒了。由于英国潮湿的天气,他患上了严重的骨窦炎,只得卧床休息了。他记得:“第一天我阅读侦探小说以便使自己不想倒霉的事,第二天依然如此。但第三天我就厌烦了,我于是想,“我为什么不能想想蛋白质的结构问题呢?”这样,他决定对角蛋白链的结构再进行一次研究的尝试。不过这次采用了螺旋模型的设想。他准备好铅笔、直尺和一些纸,然后开始描绘氨基酸链的草图。根据记忆,他勾画出原子键的长度和夹角。他采用了三步工作法:第一步,根据氨基酸的已知尺度把链画出来;第二步,把元素在空间按这样的方式排列出来,使氢键易于生成并使钛键处在同一平面内;第三步,检验这样得出的模型能否解释X射线衍射数据。他画出了每个氨基酸分子的基本碳一碳一氮骨架,然后用粗线表示肽键,将它们连结起来,这些肽键在纸页内保持平直。他又将那些区别不同类型的氨基酸分子的侧键画成由螺旋线中心指向外面的线段。通过这种表示法,这些侧键将不会对存在于中心部位的重复结构产牛干扰,
然后,他将纸张进行折叠。折叠时将肽键平直地保持在纸页上,而只在氨基酸骨架中与肽键相连的单个碳原子处折角,这是他认为可能发生旋转的地方。他设法将角度折得与四面体角大致相等,这样大小的折角对碳键来说是最自然的。他对纸张采用各种不同的折叠方法,力图把元素排成恰当的形式,以便形成尽可能多的氢键。没隔多久,他就得出了一种形状优美的螺旋结构。这使他大喜过望。这个结构具有平面性的肽键,大致正确的键角和长度,并可在拐弯处形成适当数量的氢键。“我一下子忘记了自己正患着感冒,我实在是太兴奋了,”他说。
这是一个典型的例子,能够很好地说明鲍林的随机方法的特点:采用少数几个起关键作用的限定性化学规则去构作合理的结构模式。然而,当鲍林意识到从他的模型所得出的X射线衍射图形很可能与阿斯特贝里和其他人得出的图形不相符时,他的兴奋情绪减退了。自然界的角蛋白分子显示出5.1埃的强反射,这一长度被认为是在链的轴向上两个重复单元之间的距离——在螺旋结构中,就是链的两个相邻螺圈之间的距离。为了在螺旋模式中验证这个可能的结果,需要花几个月的时间仔细地构作模型,但从他的简略草图似乎已可看出,他的螺旋模式将产生出不同的周期性间距。通过应用他自己提出的关于肽键和氢键的规则进行推算,鲍林发现:“我无法将我的结构伸长或压缩。”
鲍林又回到了床上。他并没有张扬自己涂抹的草图,甚至没有写信告诉科里。他只是把螺旋型构想存放起来,留待回到加州理工学院后作进一步探索。正如他所说,他所拥有的全部成果暂时“还只是一张纸片”。
龟兔赛跑
鲍林的骨窦炎持续了好几个星期,当他携家人到巴黎进行学术访问时仍未痊愈,鲍林安置好住处后,随即说服美国大使馆的医生给他配了一些青霉素,服用后炎症果然就很快消失了。爱娃和孩子们抓紧时间外出逛公园,参观博物馆和大教堂,到食品店购物,而鲍林则忙于参加法国科学界的各种社交活动。
在鲍林参加的一次科学研讨会上,会议组织者专门留出一整天时间来讨论、比较鲍林的分子价键理论和芝加哥大学马利肯①的分子轨道理论的优缺点。这次讨论成为与会者关注的热点。
①马利肯(Robert Mulliken,1896—1986),美国化学家,物理学家,提出不同原子结合成分子时电子轨道行为的量子力学理论,获1966年诺贝尔化学奖。
在人数日趋众多的量子化学界内,人们把这两种理论的争论看得有点类似于马丁·路德①教皇的挑战。从同一本“圣