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別鬧了,費曼先生

作者:理查.費曼
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第二部 誤闖普林斯頓 有沒有貓體構造圖?

第二部 誤闖普林斯頓

有沒有貓體構造圖?

第二篇指定給我的是艾吉瑞恩(Edgar Adrian)和布朗克(Detlev Bronk)的論文。他們證實了神經衝動是尖銳的單脈衝波現象。以貓為實驗對象,他們測量了神經間的電壓。
那傢伙就用他那單調無味的聲音說:「所有生物無論是動物或植物,都是由小小磚塊一樣的東西,叫做『細胞』所組成的——」「聽著,」我不耐煩地說,「你說的那些我統統知道,否則我也不會來聽課。卵磷脂到底是什麼?」
研討會上所發生的事,卻是很典型的——難以置信的典型,但千真萬確地發生了。首先,我安安靜靜地坐在那裡一句話也沒說,這也是很難置信的事,但也是真的發生了。接著一位同學就討論的一個章節發表報告。在這一章內,懷海德不停使用「本質物體」這個名詞,用法很專門,也許他曾在書中對這個詞下過定義,但我完全搞不懂那是什麼東西。
「貓體構造圖?」館員花容失色地說,「你指的是生物分類表吧?」從那時候開始,話就傳開了,說有一個生物系的笨蛋研究生,跑到圖書館去找「貓體構造圖」。
利用放射性追蹤劑,我們證實了RNA可以從核糖體分離出來,也可以被放回去。
這時,我的休假年快到了,我決定把這一年花在同一個生物實驗室上,但選擇不同的研究題材。我跟梅索森(Matt Meselson)做了一些研究,再和一位來自英國、人很隨和的史密斯(J.D.Smith)合作。我們的研究題目跟核糖體(ribosome)有關,那是一種在細胞內的雙球體,含有大約五十個蛋白質,能夠從「信使核糖核酸」(mRNA,messenger ribonucleic acid)製成蛋白質。
可是又有人說:「不,本質物體的意思並不是指個別的磚塊,而是指所有磚塊共有的普遍特性,換句話說,『磚性』才是『本質物體。』」另一個傢伙站起來說:「不對,重點不在磚的本身。『本質物體』指的是,當你想到磚塊時,內心形成的概念。」
如果我是個真正優秀的生物學家,那將會是一項十分驚人和重要的發現;可惜我不是一個很好的生物學家。我們的想法很好,實驗構想很好,設備也很齊全,卻全讓我搞砸了;因為我給她的是受到感染的核糖體,那是在這種實驗中所可能犯的最嚴重錯誤了。我們的核糖體放在冰箱裡將近一個月,早已被其他生物所污染了。如果我重新準備一些核糖體,很認真和小m.hetubook.com.com心翼翼地拿去給蘭夫羅姆,嚴格地控制一切,那麼實驗將會很成功;而我們也將成為首先證實生命的普遍性質的人。我們將證實了在任何生物中,製造蛋白質的機制——核糖體——都是一個模樣的。當時我們在恰當的時機做著正確的事情,可是我的做事方式和態度完全像個業餘的半吊子,愚蠢而草率。

實驗毫無所獲

「哦,」我說,「你們都知道?難怪你們念了四年的生物,我卻還是一下子便追上你們的程度了。」他們把所有時間都浪費在死背名詞上了,而這些東西只要花個十五分鐘便全部可以查出來。
現在,我能夠一手拿著牙刷,用另一手拿著牙膏,並把蓋打開、擠牙膏,再把它旋緊。
我不斷思考如何使噬菌更常發生突變,以及怎樣能夠更迅速地觀測到它們,但還沒有想到方法,暑假已經過完了,我也逐漸對這個研究題材失掉興趣。
在生物學這領域裡,我學到了很多,得到很多寶貴經驗。我甚至連那些古怪的生物名詞也會念了,更不用說寫論文或做演講時應該避免的錯誤,又或者是醒悟到某項實驗技巧的缺失等等。
輪到我做報告時,我先在黑板上畫了一隻貓,並開始將各部分肌肉標示出來。很多同學打斷我的動作:「那些我們都知道了。」

外行人問內行話

我也必須提一提那次跟蘭夫羅姆(Hildegarde Lamfrom)一起嘗試的實驗。我們想研究的是,豌豆和細菌所使用的核糖體是否相同?換句話說,細菌的核糖體是否能製造出人體或其他生物內的蛋白質?
二次大戰後,每年暑假我都會開車到美國各地旅行。到加州理工學院任教之後,有一年我跟自己說:「這個暑假我不要換另一個地方玩了,不如試試換另一門的學問來玩玩。」
我始終沒有動筆把噬菌的實驗結果寫成論文,儘管艾德加不停催促,我卻一直抽不出空來。這也是從事跨行工作的毛病了:我不會認真地看待它。後來,我總算寫了個非正式的報告給艾德加,他一邊讀一邊笑了起來,因為我沒有依照生物學家慣用的標準格式——先寫實驗程序,再寫——等等,而寫了一大堆生物學家早已知道的東西。艾德加把我寫的改成較為簡潔的版本,我卻全看不懂。我想他們始終沒有拿去發表,我自己也從來沒有直接發表那些實驗結果。
連帶的,每個氨基酸的密碼有三個「字母」(即三個鹽基)的事實,也獲得證實了。
上第一課時,哈維教授首先在黑板上畫了一個很大很大的細胞圖,並且標示出它的內部結構,然後逐一講解。
「我不知道。」

業餘的半吊子

沒有人曉得答案。後來我才知道,https://m.hetubook.com.com這在當時還是個未解之謎。就這樣,我學到一點關於生物學的特性:你可以很輕易便提出一個非常有趣的問題,而沒有人知道答案。
「還不錯,」我說,「唯一沒聽懂是有關卵磷脂(lecithin)的部分,什麼是卵磷脂?」
我很小心地進行每個步驟、測量數據,盡力控制所有可能影響實驗結果的因素;可是過了八個月之後,我才想到其中一個步驟做得太不周密了。在那個年代,從細菌取得核糖體的方法,是將培養好的細菌跟鋁氧土(alumina,又稱礬土)放在研缽內研磨。其餘的步驟都是跟化學作用有關的,全都在控制之下;但重點是我們研磨細菌時,推動研杵的動作是無法重複的,因此我的實驗什麼成果也沒有。
梅索森和我為了其他實驗,曾經從大腸桿菌(Escherichia Coli)提取了大量的核糖體。我說:「算了,我就把我們的核糖體拿給你吧,我們實驗室的冰箱裡多的是。」
我不認為自己有足夠能力應付真正的生物研究,因此,當我計劃將那個暑假花在生物學上時,我只不過打算在生物實驗室內走動走動,幫他們「洗洗碟子」,在一旁看看他們做些什麼,可是,等我跑到生物實驗室向他們說明意願時,一位年輕的博士後研究員、同時也是實驗室的主管艾德加(Robert Edgar),說他不會讓我那樣游手好閒。
艾德加建議我做個實驗,看看反突變是不是在DNA螺旋結構中的同一位置上發生。我非常小心地做了很多繁複實驗之後,找到了三個反突變的例子,發生的位置都很接近——事實上,比大家曾經觀測過的例子都更為接近——噬菌原有功能也回復部分。這是一項冗長的研究工作,整件事情也要靠點運氣,因為你必須耐心等待二次突變的出現——而那是十分罕見的。
他們一個接一個地起立發言,我發現這是我出生以來,第一次聽到那麼多關於磚的天才說法。後來,就像所有典型的哲學家一般,場面一片混亂。好笑的是,在先前那麼多次的討論中,他們從來沒有問過自己,究竟像磚塊這類簡單物體是不是「本質物體」?更不要說電子了!
我開始研讀這篇論文。它不停地提到伸肌屈肌或腓腸肌等等。這個肌那個肌我都念得出口,可是我完全不曉得它們位於貓的什麼部位,或者跟其他神經線的相關位置。因此,我跑到圖書館放生物圖書的部分,隨便抓著一個館員,請她替我找一幅貓體構造圖。
另一方面,華森認為我的噬菌實驗頗有價值,因此邀請我到哈佛大學去一趟。我在哈佛生物系做了一次演講,討論位置十分接近的突變及反突變。我告訴他們,我的想法是:第一次突變使蛋白質發生變化https://www•hetubook.com.com,例如改變了某個氨基酸的酸鹼度;而第二次突變則改變了同一蛋白質內的另一個氨基酸,但酸鹼度的改變跟第一次突變時剛好相反,因而抵消了第一次突變的部分效應——沒有完全抵消,但足以讓噬菌恢復部分的功能。用另一種說法,我覺得那是在同一蛋白質內出現的兩次變化,它們的化學效應卻剛好有互補作用。
他說:「你應該跟其他研究生一樣,做些實實在在的研究工作,我們也會給你一個題目去研究。」這樣的建議,我當然樂於接受!
那時蘭夫羅姆已經設計出一套方法,能夠從豌豆分離出核糖體,加入信使核糖核酸,讓核糖體利用信使核糖核酸製造出豌豆蛋白質。我們意識到,「把豌豆的信使核糖核酸加到細菌核糖體中時,究竟製造出來的會是豌豆蛋白質還是細菌蛋白質?」這將是個眾所矚目、意義重大的問題;而我們的實驗也同樣會是眾所矚目,將對遺傳生物學的基礎帶來巨大影響。
我跟其他人一樣讀論文、做報告。第一篇指定給我讀的是壓力對細胞的影響,哈維教授特別挑了這篇論文給我,因為其中牽涉到一點物理。我完全理解這份論文的內容,可是當我在班上宣讀我的讀後心得時,卻把所有的專有名詞都念錯了;當我心中想的是「分裂球」(blastomere),口中卻念出「胚球」(blastosphere)時,班上同學簡直是笑得人仰馬翻,直不起腰來。
在哈佛大學的那個星期裡,華森提出了些構想,我們一起做了幾天的實驗。那個實驗沒有做完,但我已從這位生物界的頂尖高手那裡,學到了許多實驗新技巧。那也是我很得意的時刻!我居然在哈佛大學的生物系裡發表演講呢!事實上,這可以作為我一生中的寫照:我永遠會一腳踏進某件事情中,看看到底能做到什麼地步。
他們的研討會很像在上課,每週固定一次,討論《過程與實相》的其中一章,方式是由某些人報告讀後心得,之後再進行討論。在參加這個研討會之前,我拚命提醒自己,我只不過是去旁聽,千萬別開口亂說話;因為我對他們的題目一無所知。
然而事實卻不是那樣。幾年之後,有人發現——很顯然這些人找到了能迅速引發和觀測突變的技巧——真正發生的是,在第一次突變中,整個DNA鹽基不見了,如此一來DNA內的密碼順序與前不同,而無法「解讀」了。第二次突變則有兩種可能的情況:一是一個鹽基被嵌回去,否則就是另外兩個鹽基又被拿走了,總之結果是密碼又可以解讀了。因此,第一次和二次突變發生的位置愈是接近,DNA內被破壞的信息便愈少,噬菌的功能就回復得更完整。
他說的我大部分都聽得懂。
那時候剛好是華森(James Dewwww.hetubook.com.comey Watson)和克裡克(Francis Crick)發現去氧核糖核酸(DNA)之後不久,而由於戴爾布魯克(Max Delbruck,著名的物理兼生物學家)的實驗室就在加州理工學院,許多極為優秀的生物學家都聚集在那裡。華森也應邀到加州理工演講,討論DNA的密碼系統;他的演講我都去聽了,也參加了生物系的許多研討會,對生物充滿濃厚興趣。對生物學而言,那是個很令人興奮的年代,而加州理工則是做生物研究的極佳所在。
蘭夫羅姆說:「我需要大量的細菌核糖體。」
很快我就發現,由於懂得物理和數學,學習生物時輕鬆多了。例如,我知道液體中的原子如何運動,因此離心機的工作原理對我而言,不算高深莫測。又由於具備了統計學上的知識,我很清楚在盤點培養皿上的斑點時,所牽涉的統計誤差。換句話說,正當其他生物系的同學努力瞭解這些「新」觀念時,我卻可以專心學習真正跟生物有關的學問。
但在物理學,你必須先稍微深入學習,才有能力問一些大家都無法回答的問題。
當我轉到哲學家的小組時,聽到他們很嚴肅地在討論懷海德(Alfred North Whitehead)所著《過程與實相》(Process and Reality)一書。他們的用語很奇怪,我不大聽得懂他們在說些什麼,但我不想打斷他們的談話,嘮嘮叨叨地要他們為我說明。其實有幾次當我真的問問題,而他們也試著解釋,我還是摸不著頭緒。最後他們乾脆邀請我去參加他們的研討會。
略為討論過「本質物體」的意義之後,主持研討會的指導教授講了一些話,意圖澄清觀念,又在黑板上畫了些像是閃電的東西。「費曼先生,」他說,「電子是不是一種『本質物體』呢?」
下課之後,邀我旁聽的同學問:「怎麼樣?你喜歡這堂課嗎?」
在普林斯頓研究院的餐廳裡吃飯、聊天時,大家總喜歡物以類聚地坐在一塊。開始時我也跟物理學家坐在一起,但不久我就想:看看世界其他人在做些什麼,一定也很好玩。因此,我輪流和其他小組的人一起用餐,每一二星期轉移陣地一次。
你可知道這件事讓我想起了什麼?我想到福樓拜(Gustave Flaubert)書中包法利夫人的丈夫,一個呆頭呆腦的鄉下醫生。他想出一套如何醫治畸形足的方法,可是結果卻只令人活受罪罷了。我就像那位沒經驗的醫生!
在實驗室裡,我學會了一項很有用的技巧,到今天還經常用到。他們教我們如何單手拿著試管,而同時用中指和食指把管蓋打開,讓另一手自由活動,做其他事情——像拿著吸量管,小心翼翼地把氰化物溶液吸進管中——等。
我選了一門討論噬菌(ph和*圖*書age)的課。噬茵是一種含有DNA的濾過性病原體,它會攻擊細菌。而在這門課中,我們學習如何做有關噬菌體(bacteriophage)的研究。
當時,生物學家已經發現,噬菌可能發生突變,以致影響到它們攻擊細菌的能力;我們的任務就是研究這些突變。不過,部分噬菌會發生二次突變,重新恢復攻擊細菌的能力,其中一些經歷兩次突變的噬菌跟突變前一模一樣,好像什麼突變都沒發生過一樣。另外一些卻有不同的變化:它們攻擊細菌的速度比正常時較快或較慢,因此細菌的繁殖也較正常速度稍快或略慢。換句話說,「負負得正」的「反突變」(back mutation)會發生,但噬菌恢復正常的情形不一定很完美,有時候它們只能恢復一部分的能力。

最愛的還是物理

他們替我問主講教授哈維(E.Newton Harvey),他曾經做過很多關於「發光細菌」的研究。哈維答應了,條件是我必須跟班上其他同學一樣,完成所有的作業及論文報告。
我想弄明白的,是他們會不會將理論上的構想歸為本質物體。其實電子只不過是我們使用的一種理論,但對於幫助我們瞭解宇宙運作十分有用,有用到我們簡直認為電子是真實無訛的。而我當時是想用對比的方法,來說明「理論」這個概念。在磚塊的例子中,接下來我要問的是:「磚塊的內部又如何呢?」然後我會指出,從來沒有人看過磚的內部!每當你劈開一塊磚,你看到的只是另一個表面,「磚塊有內部」只不過是個可以協助我們瞭解事物的簡單理論。電子理論也有類似之處。因此我問:「磚塊算不算是一種『本質物體?』」答案傾巢而出。有人站起來說:「一塊磚就是單獨的、特別的磚。這就是懷海德所說的本質物體的意思。」
於是,我又惹上麻煩了。我解釋說,由於我沒有讀過那本書,因此我壓根兒不曉得懷海德所指為何,而且我只是來旁聽的。「不過,」我說,「如果你們先回答我一個問題,讓我多瞭解『本質物體』這個概念,我就可試試回答教授的問題了。請問磚塊算不算是一種『本質物體』呢?」
可是我真正熱愛的是物理,我總是會回到物理的世界裡去!
上第一堂課之前,邀我聽講的幾位同學要我看一些植物細胞。透過顯微鏡,我看到許多不停在移動的綠色斑點,那是在光照之下製造出糖的葉綠素。我抬起頭問:「它們如何運行?是什麼力量在推動它們?」
之後,在吃晚餐時,我轉移到生物學家那一組去。我一向對生物學深感興趣,而他們的話題也十分有趣。其中一些人還邀我去旁聽即將開講的「細胞生理學」。雖然我學過一點生物學,這卻是研究院程度的課呢!

到加州理工洗碟子

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