劉新平

雞與蛋，孰先孰后？生命本源，出自何處？這一千古不解之謎，曾讓無(wú)數(shù)科學(xué)家空耗畢生心血。人們只知道，在“雞”與“蛋”之前，橫著一扇混沌的大門(mén)；那里面，便是“雞”與“蛋”的原始生命，藏著所有生命的根。但一直以來(lái)，卻沒(méi)有一個(gè)人能夠走進(jìn)那扇門(mén)，去破譯物種——生命的奧秘！

臺(tái)灣彰化，散發(fā)著泥土芳香的鄉(xiāng)間小路上，一個(gè)小姑娘背著書(shū)包向我們走來(lái)。將來(lái)的某一天，她會(huì)高高地站在生命科學(xué)金字塔的尖頂，她會(huì)讓整個(gè)世界都為之震驚——

預(yù)言

上帝說(shuō)：“我們要按照我們的形象，按照我們的模樣造人，讓他們統(tǒng)治海里的魚(yú)，空中的鳥(niǎo)，地上的牲畜，以及整個(gè)大地和大地上的一切爬蟲(chóng)?！保ā杜f約全書(shū)·創(chuàng)世紀(jì)》）于是，在創(chuàng)造了萬(wàn)物之后，上帝根據(jù)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?zhuān)腿祟?lèi)便是如此誕生的。

1859年，英國(guó)神學(xué)學(xué)士達(dá)爾文發(fā)表了他的《物種起源》，對(duì)人和生命物種的變易、遺傳及生存競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)行了開(kāi)創(chuàng)性的論述，其“適者生存”的中心學(xué)說(shuō)奠定了生物進(jìn)化機(jī)制的基礎(chǔ)?！吧裨烊f(wàn)物”的經(jīng)典受到毀滅性打擊。

從那以后，一代代科學(xué)家都將目光轉(zhuǎn)向了“生命起源”這一領(lǐng)域。應(yīng)當(dāng)說(shuō)他們的研究是卓有成效的，由此還誕生了生命科學(xué)史上最著名的兩大派別，即蛋白派與核酸派。前者認(rèn)為，組成生命的最基本和最主要的物質(zhì)是蛋白，先有蛋白后有核酸。蛋白是生命之源。而后者的論斷恰恰相反：先有核酸后有蛋白，核酸創(chuàng)造了生命。這兩派之爭(zhēng)，斷斷續(xù)續(xù)，綿延近百年。而他們爭(zhēng)論的實(shí)質(zhì)，東、西方哲人以一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(wú)奈的意味；而科學(xué)家的疑慮則要明確得多。美國(guó)知名學(xué)者、生物化學(xué)家瑪古麗斯曾憂心忡忡地說(shuō)過(guò)：在生命起源的化學(xué)進(jìn)化中，從無(wú)生命分子到核酸、蛋白這些有生命大分子之間，究竟存在著什么環(huán)節(jié)呢？這其間的混沌狀態(tài)究竟何年何月才能得到澄清呢？

確實(shí)，非止瑪古麗斯一人，有多少?gòu)氖律瘜W(xué)研究的專(zhuān)家、學(xué)者，皓首窮經(jīng)，終其一生，也未能走進(jìn)那扇混沌之門(mén)，未能真正解開(kāi)生命起源的奧秘。他們臨終前的悲慨與無(wú)奈，曾讓多少后來(lái)者陷入深深的迷惘中。

因此，便有預(yù)言家預(yù)言：這項(xiàng)世界科學(xué)史上的頂級(jí)難題，還將繼續(xù)困擾科學(xué)家們至少兩個(gè)世紀(jì)！

師恩難報(bào)

當(dāng)初，走在家鄉(xiāng)散發(fā)著泥土芳香的田塍上時(shí)，那個(gè)叫做趙玉芬的女孩心情一點(diǎn)兒都不輕松。那時(shí)，她不可能想到，在本世紀(jì)最后一個(gè)十年里，她將成為世界科學(xué)界最令人注目的人物；地球生命科學(xué)史，將由她來(lái)寫(xiě)上最有份量的一筆。對(duì)于科學(xué)家們而言，這不帝是一個(gè)新紀(jì)元的開(kāi)始——但那個(gè)時(shí)候，她心心念念，只是希望父親的病能盡快好起來(lái)，母親肩上的擔(dān)子能輕一些。除了完成課業(yè)，她還希望自己能多些時(shí)間幫幫母親，繡花，收麻，曬稻谷。

在臺(tái)灣，初中的物理和化學(xué)是連在一起的，統(tǒng)稱(chēng)理化課。趙玉芬的理化老師叫孔祥真，是孔圣一脈的七十二代傳人。就是這位年輕的女教師，引領(lǐng)趙玉芬跨進(jìn)了化學(xué)的天地。老師在課堂上做的化學(xué)實(shí)驗(yàn)演示，使趙玉芬一下子心醉神迷了?！胺肿拥氖澜缡嵌嗝瓷衿嫜?！”13歲女孩這聲發(fā)自?xún)?nèi)心的贊嘆，猶如阿拉丁的神燈，從此照亮了她以后的人生道路。

高中時(shí)，化學(xué)有了較為嚴(yán)密的體系。教無(wú)機(jī)化學(xué)的張昭鼎老師對(duì)趙玉芬產(chǎn)生了極大的影響。這位曾留學(xué)德國(guó)的青年學(xué)子，以清新、活潑的教風(fēng)，強(qiáng)化了趙玉芬對(duì)于化學(xué)的興趣。高中畢業(yè)后，趙玉芬能考入新竹清華大學(xué)化學(xué)系，張昭鼎功不可沒(méi)。

1992年，兩岸清華學(xué)人互訪。其時(shí)任職于新竹清華的張昭鼎率隊(duì)赴京，在清華園里，張昭鼎見(jiàn)到了30年前的學(xué)生、當(dāng)時(shí)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(jiàn)，那一份銘心刻骨的激動(dòng)，趙玉芬至今難忘。數(shù)年后，即1996年6月，應(yīng)新竹清華大學(xué)校長(zhǎng)沈石汕先生邀請(qǐng)，趙玉芬回到臺(tái)灣的母校講學(xué)。她見(jiàn)到了初中時(shí)的孔祥真老師；而4年前與她相晤過(guò)的張昭鼎老師已經(jīng)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(zhǎng)流，難以自制——此是后話！

在彰化女子中學(xué)讀到高二的時(shí)候，發(fā)生過(guò)一件事，差點(diǎn)斷送了趙玉芬的前程：那年，父親病故，家里的生活更加拮據(jù)。親友中有人提議，要將趙玉芬送到天主教堂，原因是讀中學(xué)的修女可以免除學(xué)費(fèi)和生活費(fèi)。因?yàn)槟赣H的反對(duì)，趙玉芬才得以讀完高中，并以第一志愿考入新竹清華大學(xué)化學(xué)系。她是彰化女中考入新竹清華第一人。

留學(xué)美國(guó)

公元1971年，趙玉芬大學(xué)畢業(yè)，旋即考取了留美全額獎(jiǎng)學(xué)金。在紐約州立大學(xué)石溪分校入學(xué)測(cè)考時(shí)，總分第一，可以直接讀博士，趙玉芬便選擇諾米爾茲教授作導(dǎo)師。雖然她已經(jīng)聽(tīng)人說(shuō)起過(guò)，這位磷化學(xué)的鼻祖之一，是個(gè)極為嚴(yán)厲的老頭。而老頭子在看了趙玉芬的成績(jī)冊(cè)之后，立刻就決定收下這個(gè)女弟子。在諾米爾茲足可組成一個(gè)微型聯(lián)合國(guó)的學(xué)生中，趙玉芬是唯一的中國(guó)人。后來(lái)有人問(wèn)趙玉芬：“你怕那個(gè)老頭子嗎？”趙玉芬笑，很開(kāi)心的樣子：“干嘛怕！他夸我還來(lái)不及呢！”

如外人所說(shuō)，諾米爾茲老頭的嚴(yán)厲的確讓人生畏。趙玉芬剛到他的實(shí)驗(yàn)室不久，就親眼看見(jiàn)一位美國(guó)的博士后被老頭子一頓訓(xùn)斥，耷拉著腦袋離開(kāi)了實(shí)驗(yàn)室。以后，趙玉芬就沒(méi)有見(jiàn)過(guò)那位博士后“師兄”。一打聽(tīng)，才知導(dǎo)師已經(jīng)把“師兄”給辭了。

可令所有人驚訝不已的是，嚴(yán)厲的導(dǎo)師對(duì)他的女弟子卻是青眼有加。與他訓(xùn)人時(shí)的汪洋恣肆相同，他夸獎(jiǎng)趙玉芬

時(shí)，從不吝惜溢美之辭。

諾米爾茲讓趙玉芬以一個(gè)文獻(xiàn)為藍(lán)本做溴化鎂的實(shí)驗(yàn)。按照規(guī)矩，她只需完成文獻(xiàn)上的結(jié)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(jué)，使她很快發(fā)現(xiàn)了文獻(xiàn)上只字未提、世界上也從未報(bào)道過(guò)的五種新的化學(xué)結(jié)構(gòu)，她立即用X光衍射方法將其精確的絕對(duì)結(jié)構(gòu)定下來(lái)，寫(xiě)成一篇高質(zhì)量的論文，發(fā)表在美國(guó)的《化學(xué)會(huì)志》上……類(lèi)似的事情常有。她做的實(shí)驗(yàn)也總是超出導(dǎo)師的預(yù)期結(jié)果。

諾米爾茲是五配位磷化學(xué)的創(chuàng)始人。徒從師道。趙玉芬的博士論文也是關(guān)于五配位磷的。她在論文里解釋的是生命化學(xué)里ATP（即能量貨幣，因?yàn)樯矬w內(nèi)部的轉(zhuǎn)化都要依賴(lài)ATP）最重要的分子在變化過(guò)程中的過(guò)渡態(tài)。趙玉芬嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼撌龊痛罅康膶?shí)驗(yàn)結(jié)果，在導(dǎo)師的文本里和已有的文獻(xiàn)記載中，是找不到任何出處的，新鮮而獨(dú)特。故論文發(fā)表后，立刻在磷化學(xué)界引起震動(dòng)。美國(guó)出版的《五配位磷化學(xué)》一書(shū)，將其引在前言上，指出論文對(duì)磷化學(xué)的發(fā)展“貢獻(xiàn)極大”。諾米爾茲后來(lái)在課堂上總是如此告誡他的博士和博士后們：“要跟蹤，要監(jiān)測(cè)；當(dāng)某一個(gè)化學(xué)反應(yīng)沒(méi)有出現(xiàn)預(yù)測(cè)的結(jié)果時(shí)，不要輕易認(rèn)為這是失??；要鉆進(jìn)去，搞清楚這究竟是什么。這個(gè)沒(méi)有依照你舊的思維方式測(cè)出的結(jié)果很有可能就是一個(gè)創(chuàng)新——你們中間的趙，就是這么去做的。她走到你們所有人的前面。”老頭兒說(shuō)到最后時(shí)，眼里滿是笑意，為自己當(dāng)初的慧眼識(shí)人而陶醉不已。

博士生畢業(yè)，諾米爾茲將趙玉芬推薦給好友、紐約NYU私立大學(xué)著名的核酸化學(xué)家哈皮羅教授做博士后。哈皮羅交給趙玉芬的課題是核酸RNA與DNA的交聯(lián)反應(yīng)。在她之前，已經(jīng)有三任博士后做這個(gè)課題，結(jié)果卻都交了白卷。趙玉芬迎接了這一挑戰(zhàn)。為做好實(shí)驗(yàn)，她專(zhuān)程去華盛頓學(xué)習(xí)使用反相高壓液相色譜儀。實(shí)驗(yàn)中，她發(fā)現(xiàn)RNA與DNA聯(lián)接點(diǎn)的三種堿基可以被甲醛交聯(lián)、可自身和交叉交聯(lián)等7種交聯(lián)態(tài)。過(guò)去，國(guó)際上只發(fā)現(xiàn)了2種，現(xiàn)在新出現(xiàn)了5種，這一發(fā)現(xiàn)令她欣喜不已。她緊緊咬住不放，重復(fù)做了大量艱難而復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，終于做出了令人信服的論證。據(jù)此形成的論文，發(fā)表在美國(guó)最權(quán)威的生化雜志上。哈皮羅對(duì)諾米爾茲說(shuō)：“你就得推薦這樣的好學(xué)生來(lái)?！敝Z米爾茲說(shuō)：“老兄，這就是我最好的學(xué)生了?！眱蓚€(gè)老頭擊掌而笑。

博士后期間師從哈皮羅，對(duì)趙玉芬來(lái)講，意義非常。諾米爾茲在磷化學(xué)領(lǐng)域，當(dāng)然是公認(rèn)的一代宗師，其創(chuàng)見(jiàn)和學(xué)識(shí)幾無(wú)人可與匹敵。但這位導(dǎo)師或許是過(guò)于追求術(shù)業(yè)的專(zhuān)精了，他只是把他的專(zhuān)業(yè)當(dāng)成經(jīng)典來(lái)做。就像面對(duì)著一個(gè)已經(jīng)完美無(wú)缺的動(dòng)物標(biāo)本，他后來(lái)所做的，只是如何讓這具已堪稱(chēng)經(jīng)典的標(biāo)本更趨完善，卻沒(méi)有回過(guò)頭來(lái)考證一下這具標(biāo)本以前的形態(tài)，它所生存的環(huán)境，究竟是水草豐美的草原，還是一望無(wú)垠的戈壁大漠——老頭子似乎對(duì)此根本就缺乏興趣。這就使得諾米爾茲從未將他經(jīng)典的磷化學(xué)與生命化學(xué)聯(lián)接起來(lái)，做些旁瞻或他顧的研究工作。換句話說(shuō)，作為導(dǎo)師的諾米爾茲，其實(shí)是將一個(gè)最大的難題留給了他的學(xué)生。

在哈皮羅門(mén)下，趙玉芬拓展了自己的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，學(xué)術(shù)交聯(lián)與融合的結(jié)果，使她完成了從有機(jī)磷化學(xué)向生命化學(xué)的過(guò)渡，為她最后那最輝煌的一躍，打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

歸宗

趙玉芬祖籍河南淇縣。淇縣，3000年前叫朝歌，是商朝的國(guó)都。圍繞淇縣的淇河，在《詩(shī)經(jīng)》中也早有記載。翻開(kāi)“國(guó)風(fēng)”，在《桑中》一詩(shī)中，淇水岸邊相會(huì)的情人，正隔著千年風(fēng)塵，唱著兩情相悅、山盟海誓的戀歌：

yuan采唐矣？沫之鄉(xiāng)矣！云誰(shuí)之思？美孟姜矣！

期我乎桑中，要我乎上宮，送我乎淇之上矣……

是受了楊振寧博士的引導(dǎo)，趙玉芬回到了故鄉(xiāng)。當(dāng)她站在被母親提起過(guò)無(wú)數(shù)次的清清的淇河邊上的時(shí)候，那首叫

做《桑中》的古詩(shī)就在她的耳畔一遍遍響起。她的眼睛里漸漸地溢滿了淚水。作為一個(gè)生化科學(xué)家，她那時(shí)還沒(méi)有破譯出生命之源的奧秘；但作為一個(gè)人，她卻先一步尋到了自己的血脈之根。

告別了曼哈頓大廈年薪4萬(wàn)美元的差事（剛剛讀完博士后，就有這等美差，曾讓周?chē)娜肆w慕不已），她回到大陸，在中科院化學(xué)所從事研究工作。

以后的事實(shí)證明，找到了血脈之源，趙玉芬似乎也就為自己找到了一份好運(yùn)氣。因?yàn)樵?979年回國(guó)后，她接觸的第一個(gè)課題，是用三尖杉脂母核制作抗癌藥物。實(shí)驗(yàn)中，她首次使用了磷?；?，實(shí)現(xiàn)了最簡(jiǎn)單的氨基酸——甘氨酸的磷酰化。同時(shí)她敏銳地察覺(jué)到，本來(lái)很穩(wěn)定、單個(gè)的、化學(xué)性質(zhì)極不活潑的氨基酸，一旦與磷聯(lián)接起來(lái)，它立刻就被激活，變成有生命力的化合物，可以長(zhǎng)大，可以交換信息，可以跳來(lái)跳去地改變位置。這是任何教材上都不曾提及的一種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。電光火石般的一閃念，趙玉芬突然意識(shí)到了磷在生命化學(xué)進(jìn)程中的重要地位。直覺(jué)告訴她，如果沿著這條思路走下去，她將很快可以逼近生命化學(xué)要回答的那個(gè)爭(zhēng)論不休的生命起源問(wèn)題。

開(kāi)啟混沌之門(mén)

接下來(lái)她要搞清楚的最棘手的難題是：磷在生命化學(xué)進(jìn)程中，到底扮演何種角色。她開(kāi)始將磷與20種不同的天然氨基酸聯(lián)接起來(lái)，合成各種N——磷酰氨基酸。用兩年的時(shí)間，她將包括甘氨酸、丙氨酸在內(nèi)的7種磷?；蟮陌被岫ǔ隽私Y(jié)構(gòu)，它們獨(dú)特的仿生反應(yīng)，令趙玉芬驚奇不已。

1953年，有位美國(guó)的科學(xué)家曾將磷和氨基酸結(jié)合過(guò)，也發(fā)現(xiàn)過(guò)化合物會(huì)變化的奇怪現(xiàn)象。但他只做過(guò)一次實(shí)驗(yàn)，發(fā)表了一篇論文。此后就自以為“功德圓滿”地放棄了。趙玉芬卻堅(jiān)持了下來(lái)——她又深入地作了絲氨酸、天冬氨酸和組氨酸的磷?；瘜?shí)驗(yàn)，再次發(fā)現(xiàn)這3種氨基酸加入磷以后的奇特反應(yīng)：非?；顫姡兓瘶O快，而且，這些N——磷酰氨基酸和生成的小肽還具備特有的自身活化現(xiàn)象——可自身成肽、成脂、磷上脂交換等。同時(shí)，她還發(fā)現(xiàn)了磷?；拇嬖趯?duì)氨基酸細(xì)微結(jié)構(gòu)所體現(xiàn)出的顯著化學(xué)放大效應(yīng)。這正是生命化學(xué)的基本反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)自此進(jìn)入氨基酸的磷?；瘷C(jī)制。

在實(shí)驗(yàn)室里，趙玉芬完成了最重要的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：磷?；被嶙陨斫M裝成了蛋白，與核苷合成了核酸。

生命起源的混沌之門(mén)，轟然開(kāi)啟。

1991年，趙玉芬完成了她科學(xué)生涯中最重要的一篇論文《生命化學(xué)的基本元件：磷?；被崾呛怂岷偷鞍椎墓餐鹪础?。1992年，在法國(guó)召開(kāi)的第12屆國(guó)際磷化學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)上，趙玉芬又作了《磷酷基的參與是生命化學(xué)的關(guān)鍵》的報(bào)告，她明確提出：“磷酰基的參與是通過(guò)六配位的過(guò)渡態(tài)體現(xiàn)出來(lái)的，調(diào)控生命化學(xué)的基制是六配位的磷?！眳⒓哟髸?huì)的眾多學(xué)者，包括一些獲得過(guò)諾貝爾獎(jiǎng)的知名科學(xué)家，紛紛認(rèn)為，“這是整個(gè)大會(huì)最具創(chuàng)新意義、也是最有價(jià)值的一個(gè)報(bào)告”，“趙的突出貢獻(xiàn)，預(yù)示著生命化學(xué)領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)一個(gè)全新的學(xué)派”。

此后數(shù)年，趙玉芬有關(guān)生命起源的研究成果，被世界上越來(lái)越多的科學(xué)家們所認(rèn)識(shí)和接受。她在生命化學(xué)領(lǐng)域里不可替代的地位，從此奠定。

1996年7月9日下午，法國(guó)奧爾良，第11屆國(guó)際生命起源大會(huì)。趙玉芬以大量、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)成果和化學(xué)、數(shù)學(xué)、動(dòng)力學(xué)三種模型，令人無(wú)可辯駁地證明了一種磷和氨基酸的化合物——磷?；被崾巧鹪吹姆N子；這種最小的有生物活性的分子能同時(shí)產(chǎn)生蛋白和核酸。而生命，正是在此基礎(chǔ)上形成的。

臺(tái)下是雷鳴般的掌聲。這至少表明，作為一個(gè)科學(xué)家，她已經(jīng)完成了她生命史上一次最輝煌的創(chuàng)建。

趙玉芬屬于那種有條不紊的人，但其思維和行事方式，絕對(duì)與眾不同。到抽屜里找一份材料，沒(méi)有，她會(huì)在用腿關(guān)上抽屜的同時(shí)，用手打開(kāi)上一層抽屜。中新社的一位記者采訪她，她為記者講解分子具有生命現(xiàn)象的4個(gè)必要和充分條件：自我長(zhǎng)大，能夠復(fù)制，物質(zhì)與信息交流，自我進(jìn)化。記者在采訪本上龍飛鳳舞地記著。突然，趙玉芬探過(guò)身去，用筆在記者的采訪本上點(diǎn)了一下：錯(cuò)了，不是復(fù)印，是復(fù)制！科學(xué)家的敏銳和驚人的洞見(jiàn)，讓記者敬服不已。

趙玉芬當(dāng)然不是那種一味鉆進(jìn)自己的專(zhuān)業(yè)里出不來(lái)的人。同桌吃飯時(shí)，她談鋒甚健。營(yíng)養(yǎng)保健、時(shí)裝首飾、社會(huì)治安，包括氣功和特異功能，大家提出的任何一種話題，她都顯示出極大的興趣，而且，每每出語(yǔ)驚人。

趙玉芬1991年當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士，1995年當(dāng)選國(guó)際科學(xué)院院士。現(xiàn)任生命有機(jī)磷化學(xué)國(guó)家教委對(duì)外開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室主任，清華大學(xué)生命科學(xué)與工程研究院副院長(zhǎng)；全國(guó)政協(xié)委員，全國(guó)青聯(lián)副主席。