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老虎机和分子生物学(2)
送交者: 苦行僧 2018年10月28日07:08:15 于 [教育学术] 发送悄悄话

第一章 科学生涯中的几个重要的偶遇

      1912年8月13日,Salvador Luria出生在意大利的一个名为Turin的小镇的一个中产阶层的犹太家庭,父亲David Luria是一名会计。尽管Luria的母亲没有读过太多书,她任承担家务之余还负责几个孩子的教育任务。据Luria自述,他在中学期间写得最好的学习论文实际上就是他的本身没有受过太多教育的母亲的杰作。

      在读中学期间,Luria 的数学和文学成绩相当不错,而他的化学和生物成绩则很一般。并没有强烈的研究欲望的 Luria 在父母的建议下选择上了Turin医学院:因为医学院毕业后可以找到一份收入不错,且相对比较稳定的工作,这一点似乎与我们华人的想法很一致。尽管 Luria 在1935年以顶尖的成绩从Turin医学院毕业,但他似乎有点迷失了方向,他发现自己并不喜欢当一名执业医师。在1936 - 1937年间作为低级军医为意大利军队要求的短暂服役时,Luria 发现虽然自己已经医学院毕业,但还没有准备好去独立地治病救人。

      完成必须的兵役义务后,Luria 于1937年在儿时的朋友Ugo Fano的敦促下,进入罗马大学 Enrico Fermi 所在的物理系学习放射学:以期把他对生物学和物理学方面的兴趣结合起来。然而,Luria 很快就意识到,由于"数学不是他的天然语言",他可以把物理学作为一种业余爱好,但自己将研究物理学作为职业发展的空间很有限。尽管如此,这一段医生 (physician) 和物理学家 (physicist) 相处的经历至少从三个方面影响了Luria的科学生涯,使他有机会成为现代分子生物学的奠基人之一。

      首先,在这里学习到了关于物理学中关于粒子的一些基本的观点后,一位"百科全书"式的好老师 Franco Rasetti 将 Max Delbruck 和另外两位合作者于1935年发表的题为《关于基因突变的属性和基因的结构》的学术论文介绍给Luria读。除非收到 Delbruck 赠送的单行本,全世界的科学家里几乎没有什么人读过这篇在德国 Gottingen的《Nachrichten der gelehrten Gesellschaften der Wissenschaften》杂志上用德语发表的、被Delbruck自嘲为"一流的葬礼"的学术论文"über die Natur der Genmutation und der Genstruktur"。Delbruck在这篇论文里提出:基因是一种分子,当生物如果蝇受到X光的照射后,基因作为一个分子获得X光的能量后从低能量状态跃升至高能量状态,进而导致性状表现的突变。就是这篇几乎没有遗传学家们阅读过的论文大大激发了门外汉Luria学习遗传学的兴趣,成为联接这两位科学巨人之间的精神桥梁。

      其次,火车事故奇遇。在1938年的冬天,由于突然停电,不得不滞流在火车站的Luria 在攀读中结识了和他一样正在等车的细菌学家Geo Rita。听到他的新朋友Rita介绍关于细菌和一种他第一次听说、被称为噬菌体的细菌病毒后,满脑子关于Delbruck、基因和辐射的Luria受Rita的邀请,去他的实验室学习怎样培养细菌和噬菌体。在那里,Luria将刚刚从物理学家们那里学到的数学知识对生长的菌落进行记数和统计分析,并对这些小生物产生了"一见钟情的"感觉。Luria认为这种小得象基因(现在我们知道细菌和噬菌体都比基因大得多)、很容易生长成庞大数目的小生物可以用来研究Delbruck在他的"葬礼"文章中提出的关于基因突变的"量子跳跃"假说。也就是在1938年,在加州理工学院游学同时逃避德国纳粹政治打压的Delbruck开始把目光聚焦到了这两种微小的生物身上。可以说没有这两个偶遇,受训为医生的Luria和一个学有小成的理论物理学家Delbruck可能永远也无法聚集在一起,更不可能携手共创分子生物学发展的新编章。

      另外,在同物理学家们的交流中学到了与其他生物学家的不同的思维方法。譬如,他根据细菌体积的大小来估算一个菌落里细菌的数目,而不是将菌落用培养基稀释后涂在平板上,等第二天细菌长出来后再记算。

      最后,在1943年的那个晚上,Luria参加了印地安那大学 (Indiana Universiy) 的一次教师聚会。聚会中,如果Luria的同事没有因玩老虎机游戏中奖并白了他一眼;在同事中奖后,如果Luria没有去思考老虎机游戏的中奖机率的数学原理和细菌变异机率的相似性;如果Luria在做完细菌变异实验后不是首先想到同理论物理学家出身的Delbruck交流和讨论,也许他的关于细菌基因突变的文章不会产生那么大的影响力,分子生物学的发展可能会往后推迟很多年。


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