1978年度的诺贝尔化学奖授给了彼得 · 米奇尔(Peter Mitchell),这将使他的许多信徒欣喜,这将温暖爱国的英国人的心,这也将使这么一些人高兴,这些人把传统的浪漫主义的科学观点评价为本质上是小规模的智力活动,而不是依赖于企业技能和魄力的商业性企业。但这也将是一个有争论的抉择,因为米奇尔的领域——生物能学,一门有关活细胞内能量转化的科学——曾经是一个几乎持续了二十年的激烈争论的舞台。
在某段时间内,显而易见的是,诺贝尔化学奖和生理学奖委员会面临着一个十分难以决定的局面。在生物学中,动物和植物细胞从食物养料和阳光获得有效能量的机制是一个极为重要的问题。虽然在试图了解该体系方面已取得了很大的进展,但大多数人都会同意它尚未获得最后解决。许多研究人员作出了重大的实验和理论贡献。诺贝尔奖金委员会能从根本上作出裁决吗?如果能够作出的话,也该授奖给谁呢?米奇尔比许多其他对手胜过一筹,或许是最有希望获胜的人。诺贝尔化学奖委员会通过它的决议,绝对地肯定了,最重要的贡献是米奇尔的化学渗透假设,这个假设首先对问题的思考方法提出了异议,然后使这种思考方法发生根本性的变化。它还断言,现代科学未必是大研究集体、庞大仪器设备和巨额款项之类的事情。
米奇尔生活和工作的简史强调了这个。这对旧世界的好莱坞制片者来说,是很配胃口的。考虑一下这个情节吧。爱丁堡大学动物系的一个青年科学家在1961年发表了一个假设,这个假设很有希望回答生物学方面的一个最迷惑不解的问题……终于回答了这个问题,解开了谜底!这个理论涉及的范围很广,也很炫耀,但一般容易被人忽略或遭到怀疑。不久以后,这位主角有相当的私人财产,他辞去了他的大学职务,在偏僻的康沃尔(Cornwall)建立了他自己的私人实验室,在那里,他和少数同事一起,献身于做实验工作,以支持他提出的假设。他以自己的费用发表了内容充实、很有价值的理论。逐渐地这个理论赢得了拥护者,这个理论的几个比较令人吃惊的预言得到了证实。这个理论作为几个竞争性假设中的一个而出现在教科书中,而它显而易见的简捷明了,使它逐渐地赢得了头等重要的地位。公认的专家们一个个地改变了立场。(米奇尔本人扮演了这个角色;在他1974年所作的CIBA奖演讲中,他出示了一张绘有这个领域内的许多第一流研究人员开始转变的日期的图表。)最后,出现了冬天的斯德哥尔摩的胜利场面。
正如这篇报道所表明的,今年的诺贝尔奖金奖给了一个有创见的、杰出的人,奖给了一个具有罕见决心、创造性和诚心的科学家。《新科学家》在以前某个时间里赏识了这个人才,并在1974年要求他接受访问,但他不同凡响地婉转地谢绝了这个访问。在1975年,该杂志发表了一篇有关他工作的有分量的文章(65卷310页)、
米奇尔从根本上提出了一条研究细胞过程的新思路,借助这个思路,能量释放反应(例如阳光的吸收或化学物的氧化)与三磷酸腺甙(ATP)的合成相偶联,ATP是细胞的主要“燃料”,这种“燃料”是在需要能量的反应中耗用的。以前的表述看出了这种偶联,这种偶联涉及某些未定的化学中间体,但这些化学中间体从未分离出来。米奇尔解释了这个,论证了并不存在这些中间体:偶联涉及一个物理现象,也即膜两边的H+(质子)梯度。他认为,能量释放过程产生细胞内膜两边的化学梯度和电位,正是这促成了三磷酸腺甙(ATP)的合成。因此,能量偶联反应本质上是矢量的:它们涉及隔室之间的基团运动。
这种假设取得了很大的成果。它促进了大量实验工作的进行,并且改变了对待代谢能相互转化这整个问题的态度,也改变了对待代谢过程和输送过程这两者之间的相互关系的态度。但它仍然存在异议。
米奇尔把这种争论解释为顽固的保守主义的产物:“氧化磷酸化作用领域内的几个比较著名的权威不愿同意偶联……是由质子流引起的……为了保留他们对代谢概念这个传统的标量性起源的看法,他们宁可相信偶联是由某些富有能量的个体取得的……可以理解的是,某些杰出的生物化学家,他们始终支持比较传统的生物化学观点……他们不易感受或难于体验膜输送和矢量代谢这些具有相当生物物理性质的学科分支……”[《生物化学学会会报》(Biochemical Society Transactions)!卷412页]。
但还可以找到造成这种连续不断的争论的许多其他原因。首先是,业已证实整个领域要比大多数人预期的困难得多。埃斯雷姆· 拉克尔(Esraim Racker)——这个领域内最始终如一的富有创造性的实验家之一,在1963年所作的演讲中宣称,问题已处于它的最后阶段,到W69年可以得到解决。这在1979年仍将引起哄然大笑。其次是,米奇尔自己撰写的文稿是颇深奥费解的,有很长一段时间,他的观点在一篇由别人——剑桥大学的生物化学家盖伊 · 格雷维尔(Guy Greville)著作的综述文章中,得到了最鲜明的表达。第三是,米奇尔表述的详细化学内容一直是经常受批评的题目,特别是受到牛津大学威廉斯(R. J. P. Williams)的批评,威廉斯在1961年独立地提出了一个建议,这个建议既类似于但不又完全相同于米奇尔的建议。最后,尽管这个理论已取得了良好的记录,先兆性的成功,但它仍将不得不正视那些似乎是和它相矛盾的像流水般源源而来的实验结果。
(冯秋明译)