天才的童年
錢永健1952年出生于紐約,他的父親錢學(xué)榘與錢學(xué)森是堂兄弟,兩個人均畢業(yè)于上海交通大學(xué),并赴美國留學(xué)。錢永健生活在一個工程師輩出的家族,父親是波音公司的機(jī)械工程師,舅舅們則在麻省理工學(xué)院當(dāng)工程學(xué)教授。他常說他自己做的也是工程學(xué)——分子層面的工程學(xué),并且開玩笑地說:“我干這個純粹是遺傳?!?/p>
與很多獲得“炸藥獎”的科學(xué)家一樣,錢永健從小就喜歡擺弄瓶瓶罐罐。起初是因為他深受哮喘困擾,不能經(jīng)常出門和其他小朋友一起玩,只好待在家里的地下室自己設(shè)法消磨時間,而后來,從小就對科學(xué)感興趣的他越來越迷戀上了化學(xué),便貓在地下室里做各種各樣的化學(xué)實驗。有一次,他竟然還和哥哥一起偷偷制造炸藥,并且成功引爆,炸壞了家里的乒乓球臺。
錢永健的化學(xué)天賦很快便顯現(xiàn)出來。16歲時,憑借一項對金屬如何與硫氰酸鹽結(jié)合的研究,他獲得了專為中學(xué)生設(shè)立的西屋科學(xué)天才獎。這項比賽是美國歷史最久、最具聲望的科學(xué)競賽之一,得獎?wù)咄ǔ1灰暈槲磥碇Z貝爾獎的候選人。而他哥哥錢永佑(RichardW.Tsien)是神經(jīng)生物學(xué)家,曾任Stanford大學(xué)生理系主任。兩兄弟在大學(xué)時分別獲得Rhodes和Marshall獎(通常認(rèn)為是美國大學(xué)生最高榮譽(yù)的獎學(xué)金,克林頓曾獲Rhodes獎),到英國留學(xué),1990年代雙雙成為美國科學(xué)院院士。
發(fā)明鈣染料
1972年,憑借美國國家優(yōu)等生獎學(xué)金,20歲的錢永健獲得了哈佛大學(xué)化學(xué)和物理學(xué)學(xué)士學(xué)位。因為不太喜歡當(dāng)時學(xué)校里化學(xué)的教學(xué)方式,畢業(yè)后他轉(zhuǎn)而前往英國劍橋大學(xué),改讀生理學(xué)博士。在那里,錢永健開始研究如何觀察大腦的神經(jīng)信號網(wǎng)絡(luò)。
1980年,他發(fā)明了鈣染料,一種用于檢測鈣離子濃度的染料分子。這種有機(jī)染料在與鈣質(zhì)結(jié)合時,熒光顏色會發(fā)生奇妙的變化。第二年,他改進(jìn)了將染料引入細(xì)胞的方法,隨后有更多更好的染料被發(fā)明出來,并得到廣泛應(yīng)用。
饒毅對錢永健的這項研究評價極高,他對記者說:“鈣離子染料和綠色熒光蛋白是同一個領(lǐng)域的兩項重要的工作,光憑鈣離子染料的發(fā)明,錢永健就可以得獎。有趣的是,下村修第一個發(fā)現(xiàn)的水母素,也是檢測鈣離子濃度的一種方法。他們兩人可以因為發(fā)明高時間和空間分辨率的檢測鈣的新方法而共同獲獎。”
鈣離子在多種生理反應(yīng)中扮演關(guān)鍵角色。在錢永健的鈣染料出現(xiàn)以前,對鈣離子具有空間檢測能力的只有水母素,但當(dāng)時要使用水母素需要將其注射到細(xì)胞內(nèi),這種方法常常會破壞細(xì)胞,而錢永健的染料無需注射也可穿透細(xì)胞壁。他的這項研究后來被廣泛應(yīng)用于生物體內(nèi)成像技術(shù)。
為了內(nèi)心的快樂
錢永健非??粗貎?nèi)心的快樂。他認(rèn)為科學(xué)研究也應(yīng)該是一種快樂。他曾經(jīng)說:“你的科研領(lǐng)域應(yīng)滿足你的個性,為你內(nèi)心提供快樂,這樣當(dāng)你在科研中的沮喪時期不可避免地到來時,才能安然度過?!?/p>
在劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)生理學(xué)的過程中,錢永健忽然對浩瀚的海洋產(chǎn)生了浪漫的遐想,于是轉(zhuǎn)而去學(xué)海洋學(xué)?!拔铱倝粝胫谒{(lán)色海洋上遠(yuǎn)航,覺得那樣一定很浪漫,但我最終發(fā)現(xiàn)它完全不是這樣。我的研究只是在海灣中測量石油污染的程度,最終我發(fā)覺自己根本不關(guān)心藻海的高度?!庇谑牵X永健重新回到了生理學(xué),開始專注于一項永遠(yuǎn)充滿神秘色彩的領(lǐng)域:人類大腦。在他看來,大腦就像一部讓人心醉的織布機(jī),“它需要更熟練、更精細(xì)、更有創(chuàng)造性的方法把碎片拼織起來?!?/p>
然而在1977年,當(dāng)錢永健因為研究大腦而獲得生理學(xué)博士學(xué)位的時候,神經(jīng)科學(xué)剛剛起步,人們對大腦的研究方法往往“簡單粗暴”。比如要檢測大腦神經(jīng)元的活動,醫(yī)生就會在病人頭骨上打洞,把線直接連到大腦中。錢永健形容這和因紐特人在冰層上打洞釣魚差不多。
如何才能更加精細(xì)地研究大腦呢?為了制造合適的工具,錢永健最終回歸化學(xué),開始了他對于綠色熒光蛋白的研究。
綠色熒光蛋白之路
最初發(fā)現(xiàn)綠色熒光蛋白的是日本海洋生物學(xué)家下村修。1962年,他在研究水母素的時候發(fā)現(xiàn)了一種副產(chǎn)物,將其命名為綠色熒光蛋白。然而下村修本人只是對生物發(fā)光現(xiàn)象感興趣,對這種蛋白到底有什么樣的應(yīng)用則完全不予關(guān)心。1994年,美國科學(xué)家馬丁·查爾菲通過線蟲實驗,證明了綠色熒光蛋白作為一種生物示蹤分子的應(yīng)用前景。“對于有些研究來說,熒光蛋白的作用可以形容為‘起死回生’:原來有些方法,需要把生物變成死物才能研究一些現(xiàn)象和過程,而熒光蛋白為主要支柱之一的現(xiàn)代成像技術(shù),使科學(xué)家在活的細(xì)胞中觀察和研究這些過程,使一部分‘死物學(xué)’變成‘生物學(xué)’?!别堃氵@樣評價道。他對記者解釋說,比如說要研究果蠅體內(nèi)的一種蛋白質(zhì),這種蛋白質(zhì)在它出生2天的時候還沒有,到它出生10天的時候才有,對此,以前人們的研究方法就是把2天的果蠅打碎,測蛋白質(zhì)的含量,再把10天的果蠅打碎,測蛋白質(zhì)的含量,這就是把“生物”變成了“死物”。而現(xiàn)在有了熒光蛋白就不一樣,它可以讓你在活的生物體內(nèi)進(jìn)行觀察,把“死物”重新變成“生物”。
然而,綠色熒光蛋白雖然好用,但它只能發(fā)出綠光,如果要研究多個目標(biāo)該怎么辦呢?這時候,生性浪漫的錢永健開始將目標(biāo)瞄準(zhǔn)了彩色熒光蛋白。通過對熒光蛋白發(fā)光原理的研究,錢永健不僅找到了讓綠色熒光蛋白發(fā)光更強(qiáng)、時間更久的辦法,并且成功地制造出不同顏色的熒光蛋白,甚至還有可以變色的熒光蛋白。
面對這些絢爛的色彩,喜愛色彩的錢永健別出心裁地將它們分別命名為蜂蜜黃,香蕉黃,桔子黃,番茄紅,橘子紅,草莓紅,櫻桃紅,葡萄紫,紅莓紫和李子紅?!拔铱偸潜簧仕?。”正是色彩,讓他的工作更加有趣?!叭绻姨焐莻€色盲,估計就不會取得今天的成就了?!卞X永健說。
為癌癥作點(diǎn)貢獻(xiàn)
錢永健是一個極其聰明的人。在接受美國媒體采訪時,他的同事、美國加州大學(xué)圣迭戈分校國家顯微成像與研究中心主任馬克·愛利斯門說,錢永健是他見過的最聰明的人。“他擁有世界上最美麗的大腦,不僅因為他能夠深入思考如何填補(bǔ)已知科學(xué)領(lǐng)域的空白,更因為他知道如何發(fā)現(xiàn)新問題。他挖掘得很深,理解問題又快,還擅長把問題的各部分統(tǒng)一起來看,發(fā)現(xiàn)新的研究工具,以此幫助其他科學(xué)家挖掘其他新問題。”
錢永健說,他今后不會再花太多時間在熒光蛋白上。他將把自己的時間投入到改善人類生存狀況,尤其是希望能為治療癌癥、中風(fēng)和動脈硬化作點(diǎn)貢獻(xiàn)。因為他的父親和導(dǎo)師都死于癌癥,“我一直想在臨床方面做一些與我事業(yè)相關(guān)的事,”錢永健說,“如果可能的話,癌癥就是終極挑戰(zhàn)?!?/p>
“今天不如昨天聰明”
其實,早在獲得諾貝爾獎之前,錢永健就已經(jīng)拿到了很多有分量的大獎,其中包括2004年獲得的有“諾貝爾指針”之稱的沃爾夫醫(yī)學(xué)獎。此外,他還擁有不少于60項的美國專利發(fā)明。在他實驗室中工作的博士舒校坤說,錢永健可能是全美國擁有專利最多的科學(xué)家之一,可能也是世界上被邀請做學(xué)術(shù)報告最多的科學(xué)家,因為化學(xué)界和生物界都愛聽他的報告,其中既有技術(shù)應(yīng)用、又有一些很有趣的現(xiàn)象。多年來很多人都相信錢永健會得諾貝爾獎,或者是化學(xué)獎、或者是生理學(xué)獎。
熟悉錢永健的人都對他出色的鋼琴技藝印象深刻。錢永健在哈佛大學(xué)求學(xué)時,因為厭倦了當(dāng)時的化學(xué)課程,自己主動去修了不少鋼琴課。
此外錢永健還酷愛運(yùn)動,他每天騎自行車上下班,有時候去潛水,前不久還參加了圣迭戈的長跑比賽。
在他獲獎后,祝賀和采訪的電話從世界各地潮水般涌來,錢永健有點(diǎn)招架不住。他對記者說:“我感覺自己有點(diǎn)像被汽車大燈照著的鹿,我今天肯定不如昨天聰明。”另外他還特意感謝了一下水母:“盡管我們不明白它們?yōu)槭裁匆l(fā)光,但上千萬年來它們一直在發(fā)光。要是沒有水母,今天這一切都不會發(fā)生。”
作為華裔科學(xué)家,錢永健希望他的獲獎可以激勵中國年輕人,“當(dāng)然,我希望各個國家的年輕人都能受到激勵,但我知道,中國人對此會尤感驕傲”。(來源:南方周末)
檔案:
錢永健,2008年度諾貝爾化學(xué)獎獲得者之一,美國生物化學(xué)家。美國國家科學(xué)院院士,美國國家醫(yī)學(xué)院院士,美國藝術(shù)與科學(xué)院院士。圣迭戈加利福尼亞大學(xué)生物化學(xué)及化學(xué)系教授。1952年生于美國紐約,祖籍浙江杭州,是中國導(dǎo)彈之父錢學(xué)森的堂侄。