结晶界

霍奇金

(首次出现在独立报上)

1964年10月,《每日邮报》刊登了一篇标题为“祖母获得诺贝尔奖”的文章。多萝西·霍奇金(Dorothy Hodgkin)因“通过X射线技术测定生物重要分子的结构”而获奖。

她使用了一种物理方法,X射线结晶学,首先由W·L·布拉格开发,来寻找简单盐和矿物中原子的排列。她有勇气、技巧和纯粹的意志力,将这种方法扩展到比以前尝试的任何化合物都复杂得多的化合物中。其中最重要的是胆固醇、维生素D、青霉素和维生素B12。后来,她因在胰岛素方面的工作而声名鹊起,但这在她获奖五年后才达到顶峰。

在四十年代早期,霍华德·弗洛里和欧内斯特·查恩从亚历山大·弗莱明的霉菌中分离出青霉素,当时英国和美国一些最好的化学家试图找出其化学成分。当一位年轻女性(她使用的不是化学分析,而是X射线分析,但仍然被怀疑是一种新兴的物理技术)竟然有脸告诉他们这是什么时,他们感到惊讶。当多萝西·霍奇金(Dorothy Hodgkin)坚持认为它的核心是一个由三个碳原子和一个氮组成的环时,一位化学家约翰·科福思(John Cornforth)愤怒地喊道:“如果这是青霉素的配方,我就放弃化学,种蘑菇”。幸运的是,他收回了自己的话,并在30年后自己获得了化学奖。霍奇金的公式被证明是正确的,并且是合成化学修饰的青霉素的起点,这些青霉素拯救了许多人的生命。

恶性贫血过去是致命的,直到三十年代初才发现可以通过肝脏提取物加以控制。1948年,活性成分维生素B12以结晶形式从肝脏中分离出来,化学家开始怀疑它的配方是什么。第一张X射线衍射图显示,维生素含有1000多个原子,而青霉素只有39个;霍奇金和一大群助手花了八年时间才解决了这个结构。与青霉素一样,维生素B12也显示出以前从未见过的化学特征,例如围绕其中心钴原子的一个奇怪的氮原子和碳原子环,以及一种从钴原子到糖环碳原子的新型键,为维生素的生物功能提供了线索。霍奇金获得诺贝尔奖不仅是因为他确定了几个至关重要的化合物的结构,还因为他拓展了化学本身的范围。

1935年,当时的多萝西·克劳福德(Dorothy Crowfoot)将胰岛素晶体放在X射线束前,并在其后面放置了一个照相底片。那天晚上,当她冲洗胶卷时,她看到了微小的、规则排列的斑点,形成了衍射图案,为解决胰岛素的结构提供了前景。那天晚上晚些时候,她在牛津的街道上闲逛,因为她可能是第一个确定蛋白质结构的人而激动不已,但第二天早上她醒来时却大吃一惊:她能确定她的晶体真的是胰岛素而不是一些微不足道的盐吗?她在早餐前冲回实验室。在显微镜上进行的一次简单的斑点测试表明,她的晶体带有蛋白质的染色特征,这让她重新燃起了希望。她从来没有想过要花34年的时间才能解决这个复杂的结构,也没有想过一旦解决它就会有实际应用。最近,它使基因工程师能够改变胰岛素的化学成分,以提高其对糖尿病患者的益处。

多萝西·霍奇金(Dorothy Hodgkin)的父亲,J.W.Crowfoot,是喀土穆的教育官员和考古学家;她的母亲也是一名考古学家,对编织史特别感兴趣。多萝西小时候,他们住在苏丹政府化学家a.F.约瑟夫博士的隔壁。正是“约瑟夫叔叔”早期的鼓励在很大程度上激发了她对科学的兴趣。后来,他把她介绍给剑桥大学物理化学教授T·马丁·劳里,后者建议她与J·D·伯纳尔合作。

当多萝西·克劳福特24岁时,他在剑桥与伯纳尔一起研究另一种蛋白质的晶体,即消化酶胃蛋白酶,伯纳尔对其丰富的X射线衍射模式做出了至关重要的发现。但是,就在他这么做的那天,她的父母带她去了伦敦,就她手上持续的疼痛向专家咨询。他诊断出她患了风湿性关节炎,导致手脚瘫痪,但这并没有减缓她对科学的坚定追求。

在牛津大学,多萝西·霍奇金(Dorothy Hodgkin)曾在牛津博物馆拉斯金科学大教堂(Ruskin’s Cathedral of Science)一角的一间类似地窖的房间里研究生活的结构。她的哥特式窗户高高的,就像在僧侣的牢房里一样,下面是一个只有梯子才能到达的画廊。她会把水晶放在上面进行X射线分析,然后摇摇晃晃地下降,一只手抓住宝藏,另一只手在梯子上保持平衡。尽管环境阴暗,霍奇金的实验室还是一个令人愉快的地方。作为萨默维尔大学(Somerville)的化学导师,她总是让女孩们在第四年学习晶体结构,还有两三名男女研究生在攻读博士学位。他们都很快乐,不仅因为他们年轻,还因为她温柔而深情的指导,使他们中的大多数人都获得了有趣的结果。然而,她最著名的学生是在化学以外的职业中成名的:玛格丽特·罗伯茨(Margaret Roberts),后来的玛格丽特·撒切尔(Margarte Thatcher),在多萝西·霍奇金(Dorothy Hodgkin)的实验室当了四年级的X射线晶体学学生。尽管存在政治分歧,但他们始终保持着深厚的感情。

1937年,多萝西嫁给了历史学家托马斯·霍奇金。他们有三个孩子,直到1982年托马斯去世,他们一直是一对忠实的夫妻。一些女性知识分子认为自己的孩子是事业上的障碍,但多萝西即使在从事科学工作时也散发出母亲般的温暖。她很容易集中注意力,一刻可以全神贯注于孩子的喋喋不休,下一刻可以转而进行复杂的计算。霍奇金的家混乱、欢快、热情好客,接待了许多来自第三世界的游客。

她曾告诉我:“有些信我害怕拆开,当我看到白金汉宫的一封信时,我把它封了起来,生怕他们想让我成为多萝西爵士。”这会让她觉得自己像个可怕的女人,但她很高兴自己并不是。她欣慰地发现女王授予她荣誉勋章,这是一种更大的荣誉。

她从事晶体学研究,并不是为了荣誉,而是因为这是她喜欢做的事。她的人格具有魔力。她没有敌人,即使是那些被她推翻的科学理论或她反对的政治观点的人也没有。正如她的X光摄影机揭示了事物粗糙表面下的内在美一样,她对待人们的热情和温柔也在每个人身上都显露出来,即使是最顽固的科学骗子,也隐藏着一些善良的内核。她曾在英国广播公司(BBC)的一次电台采访中被问及,作为一名女性,她是否觉得自己的职业生涯受到了阻碍。“事实上,”她天真地回答说,“男人总是对我特别好,特别乐于助人,因为我是个女人。”在科学会议上,她似乎陷入了梦乡,直到她突然说出一些尖锐的话,通常是用一种羞怯的语气说的,然后伴随着一点笑声,好像想为自己让其他人蒙羞而辩解。

无论是在苏联、中国还是越南,她都与丈夫一样相信社会主义天堂,并且往往对共产主义独裁的罪恶视而不见。1982年,她在苏联科学界的崇高地位被授予罗蒙诺索夫金质奖章。1987年,她被授予列宁和平奖,这无疑部分是因为她支持苏联事业,也因为她作为“帕格瓦什”科学与世界事务会议主席,为缓解东西方之间的紧张局势所作的努力。

1955年,这些会议中的第一次会议受到了《爱因斯坦-鲁塞尔宣言》的推动,该宣言提请人们注意热核战争的致命危险。自那以来,这些会议每年举行一次,汇集了所有国家的科学家,作为个人而不是政府代表开会,寻求裁军和减少国际紧张局势的合作解决办法。多萝西·霍奇金于1975年当选总统。面对来自东西方或南北方的科学家经常愤怒地表达的截然相反的观点,她用柔和的声音说了几句温和而深思熟虑的话,缓和了她的脾气,并阻止了危机的发生。她深切关注中东的阿拉伯事业、非洲较贫穷国家、中国和越南,并在紧张时期帮助他们与西方保持公开的科学对话。

1970年,霍奇金被选为布里斯托尔大学校长,她为这所大学带来了新鲜空气。她定期参加会议,经常充当学校的良知,关心个人,尤其是当她认为他们受到了严厉对待时。她是学校第一位经常访问学生会并与其官员共进午餐的校长,她对她的结晶学同事的研究非常感兴趣。她支持为一名来自第三世界的学生设立霍奇金奖学金,并支持霍奇金之家为海外学生设立霍奇金奖学金,这两人都是以她已故的丈夫(非洲研究专家)的名字命名的。

多萝西·霍奇金(Dorothy Hodgkin)解决复杂结构的神奇技巧来自手工技能、数学能力以及结晶学和化学的深厚知识。这常常让她和她自己认识到X射线分析中最初模糊的地图试图告诉我们什么。人们将铭记她是一位伟大的化学家,一位圣洁、温和、宽容的人民情人,一位致力于和平的主人公。

佩鲁茨