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读出生命的美丽

文 / 记者 宋先锋 摄影/赵 佳

    因为我是中国人,因为我是河南人,因为我的根在这里……因为特殊的背景,每到一地都会有人追问她一个问题“为什么回来?”于是她的回答简短又自然。她认为这是很自然的事儿。
    她就是我国改革开放初期归国的台籍女博士,她就是1991年当选的最年轻的女院士——赵玉芬。
    淡淡的叙述里,让我们领悟到一个学者的崇高。正是这种平静的心态,这种朴实无华的生活追求,才成就了她不平凡的事业。有如此境界者,其人生一定是美丽的,这种美丽是外在的,也是内在的。
    故乡的魅力
    发现微型活化酶的化学物质、创立“磷是生命化学过程调控中心”的学说、揭示磷酰化氨基酸是生命起源的种子……赵玉芬的一系列科学发现,在科技界产生了巨大反响,也填写了中国生命科学研究的空白。
    赵玉芬出生在汉口,不满周岁就随父母去了台湾,在彰化农村度过了童年。1971年,赵玉芬从新竹清华大学化学系毕业后,赴美国纽约州立大学攻读有机化学博士学位,后来又在石溪分校、纽约大学做博士后研究,并加盟纽约大学化学系夏皮洛教授小组,从事核酸化学研究,在有机磷化学研究方面崭露头角。
    1971年,美籍华人物理学家杨振宁回母校纽约州立大学石溪分校作有关中国见闻的演讲,在留美中国学生中激起了波澜。1972年,中国一个科学家代表团访问美国,赵玉芬作为台湾留学生代表向代表团团长、中国生命科学界元老贝时璋教授献花。这是她有生以来第一次与大陆同胞如此近距离的接触。“祖国”,这个既熟悉又陌生、既亲切又遥远的概念,在赵玉芬的心目中一下子真实而亲近起来。
    这两件事勾起了赵玉芬的思乡梦,也改变了赵玉芬的命运。玉芬的老家在河南淇县。祖父、外祖父两大家族的众多亲戚都在那里。河南,古老的中原文化发祥地;淇县,3000多年前的朝歌之地,是拥有灿烂的青铜器的商朝国都。县城边那道淇河,在《诗经》中已有记载。从小时候起,赵玉芬就常常听到妈妈讲述这条河清清的流水和岸边密密的杨树林。
    1978年的夏天,赵玉芬终于回到了魂牵梦绕的故乡。此次回国,赵玉芬不仅看望了自己的亲人,还访问了北京、上海、天津的化学研究机构。其时中国文革刚过,百业待兴,中国科学的春天来临了,祖国需要大批的科研人才。虽然当时中国科研条件十分简陋,国内生活水平比较低。但赵玉芬仍毅然做出了回国的抉择。1979年,她谢绝了美国一些科研机构的高薪聘请,回到了中国科学院化学所。
    而此时的她已经在化学生物研究领域中显示出了不可多得的潜质和科学素养,在与导师夏皮洛教授告别时,这位世界著名核酸化学家不无遗憾地说:“Chinese gain,American loss.”(你的决定很勇敢,但你的回去是我们美国人的损失。)
    在美国,这位世界著名的有机磷化学家给了赵玉芬一双慧眼和一把开启科学大门的金钥匙。赵玉芬回忆道:“夏皮洛先生非常重视我们的思维过程和思维方式,他要求我们千方百计用一切手段跟踪和监测化学反应的全过程。他特别强调,当某一个化学反应没有出现预测的结果时,不要认为这是失败;请注意观察,实际上出现的究竟是什么。这个不同于你按旧的思维方式预测所出的结果,很可能是一个创新。”
    生命的起源
    在祖国工作的日子里,她就像上紧发条的机器,在高效率地运转着、探寻着。
在祖国工作的日子里,也是她才华尽绽、抱负得以实现、硕果频出的日子。27年里,她在国内学术刊物上发表300余篇SCI论文,出版著作5部,获得10项具有自主知识产权的国家发明专利。从她的简历上我们读出了她的忙碌与收获:1979年,赵玉芬回到祖国,成为中国科学院化学研究所的一名研究人员。1986年,她的研究论文《有机磷试剂在合成杂环化合物中的应用》获中科院科技进步二等奖。1988年,赵玉芬转赴北京清华大学担任教授。1990年,她的研究成果《N-磷酰化氨基酸的新性质》获中科院三等奖。1991年,赵玉芬以大量实验结果和严密的理论证明,氨基酸和磷的化合物——磷酰化氨基酸,是生命起源的种子,并提出磷元素是生命活动的调控中心的学说,引起国内外学术界的广泛关注。1991年赵玉芬当选为中科院院士,成为当时中科院最年轻的女院士。1993年赵玉芬任清华大学有机磷开放实验室主任,并于当年获得“中国青年科学家奖”。1995年,赵玉芬当选为俄罗斯国际科学院外籍院士。2000年,赵玉芬来到了与台湾有着相同气候条件的福建厦门,任厦门大学化学化工学院教授。
    生命的起源是什么,生命的起源和进化遵从什么规律,一直是科学家和哲学家共同关心和探究的重大问题。赵玉芬也不例外。许多年里,赵玉芬事业的核心、研究的中心就是用严密的理论和大量的实验结果去证明,氨基酸和磷的化合物——磷酰化氨基酸是生命起源的种子。
    清秀而聪颖的赵玉芬,一说起她的研究对象—磷,眉目之间都漾出笑意。
    那时,北京的科研和生活条件远不如美国,但这并没有影响赵玉芬锲而不舍地探寻生命奥秘的劲头。1988年调到清华大学化学系后,她选择了磷与氨基酸的联接这样一个课题,与她的学生一起,全力以赴地投入到实验之中。在实验中她们发现了一些有趣的现象:氨基酸原来是很稳定的,单个的氨基酸没有生命现象,但是当把它与磷联接起来的时候,它就被激活了,变成有生命力的化合物,可以长大,可以交换信息,可以跳来跳去地改变位置。氨基酸一共有20种,是否每种与磷联接起来,都会发生这种仿生化学反应呢﹖她和助手们连续做了7个都很顺利,但做到第8个时遇到了困难。
    这个叫丝氨酸的化学物质不加磷时乖乖的,一旦加上磷,它竟活泼得像大闹天宫的孙悟空,变化无穷,常常变得无影无踪,他们反复在实验中企图抓住它都未能奏效。这是赵玉芬最困难的时刻,足足花了一年的时间,她才找到了给这个“孙悟空”头上加紧箍咒的办法,终于使它老实下来,并观测到了它72变的规律。
    在10年之内,赵玉芬和她的学生们把20种氨基酸和磷的联接实验全都做完了,据此她发现了磷在生命进化中所起的作用,提出了“磷是生命化学调控中心”的学说,首次从磷化学的角度去破解生命的奥秘。
    为了让我们更加清楚,赵院士用通俗的语言解释了这一学说。她说,所有的细胞活动中酶的活动都必须靠磷来激活,核酸中9%的成分都是磷,没有磷,细胞就不能活动,包括能量也靠磷来激活,比如说,脑子里含有很多磷,思维、记忆等都跟磷有关,靠磷的信号传导来调节控制。
    众所周知,核酸和蛋白质是生命的存在形式,其中核酸是遗传信息分子,而蛋白质是执行功能的分子。只有当核酸-蛋白质系统获得信息贮存、自我复制、变异及在选择下适应进化的能力时,才可能出现生命。而在前生命的化学进化中,先有核酸还是先有蛋白质呢?世界上的科学家基本上持两种不同的观点,一种认为先有核酸,后有蛋白质;另一种认为先有蛋白质,后有核酸。到底是“鸡生蛋还是蛋生鸡”,这个科学难题一直争论不休。80年代末,赵玉芬与她的合作者提出并论证的“磷是生命化学调控中心”的学说为探究这些问题提供了一条途径,引起了学术界的关注。1991年当她们以大量的实验结果和严密的理论证明:氨基酸和磷的化合物——磷酰化氨基酸可以同时产生蛋白质和核酸,蛋白质是实现生命功能的物质,核酸承载着遗传基因,它们共同组成了生命的基础。至此这个多少年来一直争论不休的科学难题终于得到破解。中国科学家的独到见解,使生命化学这一前沿研究领域出现了重大突破。
    赵玉芬院士说:“我们建立这个系统,认为核酸和蛋白不能独立生存,一开始就必须是二合为一的,有个共同的起源或起始点,这个共同的起始点就是磷酰化氨基酸,它可以同时生成核酸、蛋白。1994年和1996年,我们先后在国际会议上发表这一研究报告,国际上认为是一个新的系统。”他们的研究被认为具有很高的理论价值,同时,其研究结果与创新方法又对生命科学的众多领域具有借鉴和带动作用,并在生物工程、医药、保健、防化等方面具有广阔的应用前景。
    闪光的生活
    成为院士以后,赵玉芬的社会活动多起来了,但她无论走到哪里,她的关注点还是她的研究领域,并把她的学术思想、学术成果带到哪里。
    成为郑州大学的双聘院士后,她就尽职尽责地在实验室建设、教学及科研成果产业化方面做了大量工作。几年下来,她也是收获颇丰。
    在河南省政府、郑州大学的支持下,她主持建立了河南省重点化学生物重点实验室,并且招收博士生和博士后开展工作,她的计划与设想是把这个实验室建设成为具有国际水平的世界上最好的实验室之一,为此她与法国院士弗朗斯瓦·马蒂教授联合,开始筹建中、法、美联合的国际性的磷化学研究中心或研究所。如今,在硬件设施上,国内已经不像当初她归国时那样寒酸,科研设备的差异已经几乎消失殆尽,广泛的学术交流、国际会议已经从我们从前的走出去变为请进来,除使用英文的水平还有待提高,直接用外语做报告的能力有差异外,几乎看不出差别了。而且让我们自豪的是,赵玉芬她们的某些软件更加厉害,因为该软件是她们自己首创的。
    另外让她引以自豪的是培养了一大批的博士,她亲切地将他们称之为“博士后妈妈”或“博士后爸爸”。在她的带领下,郑州大学的科学研究在国内外都有着举足轻重的地位,每一个研究周期,她们都能在国际化学刊物上发表论文10~20篇,目前已在《质谱快报》等高影响的国际质谱类杂志上发表文章40~50篇,此外《生物有机质谱》一书被列为国家新闻出版署“十五”规划重点图书,获得全国优秀论文奖。如今这些学有所成的博士后,大多已成为学院的顶梁柱,有些更是到世界上的知名学院去继续深造。如今,在河南的药物化学、生命科学、分析化学、材料科学等诸多领域活跃的领军人物大多是她培养的博士。
    她根据自己的成长经历深知遇到好老师是多么重要的事情,所以,她希望自己的学生能够像自己一样的幸运,能高起点地接受好的教育。她认为中学教育是关键,不能给学生过多的压力,重要的是培养兴趣。大学时期就要学会思考和掌握解决问题的方法。所以,她在辅导学生时,总是把夏皮洛先生传授给她的科学思维方式又教给她的学生们。
    作为一名女科学家,赵玉芬能取得成功,创出国际一流的科研成果,靠的是才华、勇气、毅力和双倍的付出。但她同时也希望女孩子们不要怕科学,其实深入进去,科学是非常有趣和美丽的。
    她认为,创新难,难的是需要一代一代的努力。赵玉芬指着她出版的几本著作说,这薄薄的几本书,就是不下100人的心血,这是她的导师、她、她的学生三代人接力的结果。但创新也不难,只要专心致志,对每一个数据都认真思考、仔细琢磨,一旦有了想法就马上进行实验、分析。化学家经常要做的事就是反反复复地做实验。她说:“化学是一门实验的科学,没有实验的结果就没有发言权。在做实验发生困难的时候,有人可能中途放弃了,而我坚持下来了,得到了结果,因此取得了成功。”
    所以,她一直不断地在磷的领域里探索,至今已有35年,虽然各种荣誉加身,但她依然平静、朴实地生活着。当年留在海外的同学大多都过上了更舒适的生活,但赵玉芬依然淡淡地说:“总要有人做基础理论研究,这是一个国家科学事业的基础。”
    赵玉芬院士的日程表依然满满的,她告诉我们,明年4月她与郑州大学出版社合作的《磷与生活》要出版,那是一本带有科普性质的书籍,希望借此能够让更多的学生对化学产生兴趣,了解生命化学;明年,在她的努力下,世界第17届国际磷化学大会要在我国的厦门大学举办,这样高层次的学术会议还是第一次在我国举行……
                                            (创新科技  2006年第10期总068期)
 
 
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