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《輕舟已過萬重山:四分之三世紀的生命及思想》

Thus Skimmed the Sail Through A Thousand Folds, Ming-liang Lee: My Life and Thoughts
 
作者:李明亮
書系:Master 042
定價:450 元
頁數:384 頁
出版日期:2013 年 11 月 15 日
ISBN:9789866112850
 
 
英國劍橋MRC-LMB

劍橋(Cambridge)這個皇冠上的明珠,令陳之藩流連忘返、徐志摩帶不走一片雲彩的英國小鎮,永遠美得令人窒息。我三生有幸,一輩子有二、三年可以在這環境渡過。劍橋不僅有傲人的歷史,更有近代文明的精髓。小小幾萬個人的小城有不下一、二十個諾貝爾獎得主, 人文薈萃,歷史上多少名人出自這個小地方。我去的研究室,MRC- LMB可以說是二十世紀分子生物的發源地。1953年轟動古今DNA雙螺旋(double helix)構造就在此發現,開啟了近代遺傳學的研究。實驗室有四層樓,在劍橋南部近郊,每層樓都有諾貝爾得主(有人甚至得了二次),在那個地方博士後研究員是最小的小兵,待久了會有自卑感。每天可以見到這些超級巨星,上、下午茶時間都有機會同他們坐下來請益,甚至討論天下大事。

MRC-LMB本來依附於Cavendish物理實驗室,這個實驗室十九世紀及二十世紀前半期可以說是執物理界之牛耳。前後出過James Clerk Maxwell、Joseph John Thomson及Ernest Rutherford,以及父子共得諾貝爾獎的Lawrence Bragg爵士。現在Cavendish實驗室已經被其他諸多研究室取代,但劍橋大學還是擁有極為尖端的研究者,如Stephan Hawkin, 是宇宙黑洞(black hole)之創導者,他患有AMS(amyotrophic lateral sclerosis,進行性肌萎縮症),如今只能坐在輪椅上研究、講學,活躍不減。

我們是8月初到劍橋的。第一個晚上,因為時差的關係,很早就上床,醒來是白天,看看錶九點多,以為是隔天早上,後來天色漸暗,才知道是晚上,第一次領教到北緯度的可怕。在離開美國之前,我曾經去查劍橋這個地方之緯度,地球儀一轉,才知道與中國黑龍江同高。我不知道英國多冷,但最少可以想像黑龍江多冷,臉都綠了。隔天去看老闆Brian Hartley教授,他第一句話問我:「你8月來實驗室幹什麼?全英國人都出外旅行一個月,我們上班也沒人指導你。」他叫我們先去旅遊。我們很快就買部二手老爺車,開出劍橋,大英帝國繞了一大圈(其實英國是很小的,由倫敦到蘇格蘭的愛丁堡一個夜晚就到了)。我們經過華滋華斯(William Wordsworth, 1770∼1850)詩人的家鄉湖區(lake district),參觀了珍.奧斯汀(Jane Austen, 1775∼1817)、艾蜜莉和夏綠蒂.勃朗特兩姐妹(Emile Bronte, 1818∼1848; Charlotte Bronte, 1816∼1855)及Thomas Hardy之家,以及莎士比亞家鄉Straford am Avon,再往北蘇格蘭之Isle of Skys,愛丁堡而回劍橋。

我們在實驗室附近租了一個房子,床墊堶悸漯F西(粗羽毛、細木屑等東西)都會剉到外面來;最奇怪的是碗皿破破爛爛,瓷器很少成套。英國人洗澡的習慣很不好,Henry VIII皇帝八天洗一次澡。房東限制我們用水,浴缸內面刻一個高度,用浴桶裝水不可超過那個水位。英國人買的東西也很少,牛肉一小片、蔥二枝、香蕉二條,青瓜半條;我們吃多慣了,一買就買很多,肉一大塊、魚也一大條,買菜的人都認為我們有好幾個小孩子(其實還沒有)。他們請客簡單量又少,我們都不敢吃,怕別人沒得吃。英國人吃少的習慣大概是過去的糧食都來自殖民地,現在沒來源,只好一切從簡。英國人這種習慣我們很快就領教了。我們有一次星期日在家吃炒麵,衣服隨便穿,突然一對年輕夫婦來,我們因為穿著睡衣,沒禮貌,所以請客人先坐一下,上樓換衣服。等我們換了衣服下樓來,只看這對朋友已坐在我們餐桌上就我們的剩麵大吃特吃起來,且幾乎吃得精光,我們只好禮貌上告訴他們如果愛吃,通通把它吃完也沒關係。

愈偉大愈謙卑

研究室在研究大樓二樓,老闆Brain Hartley是劍橋大學三合院(Trinity College)生物化學科主任、英國皇家學院成員(相當於中央研究院院士)。二樓的樓主是頂頂大名的Fred Sanger,得過二次諾貝爾獎(我在的時候還沒有得第二次),是一位低調到不行的學者。我到實驗室不久,一個禮拜天回去工作,在電梯內碰到他,我因常看見他的照片,一下就認出來,伸出我的手,向他問候:「你一定是Sanger 教授。」他很親切地回我「叫我Fred(他的小名)就好」,令我非常震撼。這麼偉大的人這麼謙卑,世界重量級的人物,我們這種年輕小子算什麼?以後有人稱我什麼教授、什麼長,我都會想起電梯間的這一幕, 覺得自己是一多麼平凡的人。以後在研究室經常碰到他,他總是親手做實驗,我注意到他的雙手比農夫的手還粗。那時候電泳是一項常用的技術,實驗物質經常放在一大桶的有機物,叫toluene內分離,他的手就是天天泡在toluene內。他的最大成就是把生物體內蛋白質定其胺基酸順序,而第一個被定序的蛋白質是糖尿病有關之胰島素(insulin)。這一雙非常粗糙的雙手不知救活了世界上多少的人,他也因此得到第一次諾貝爾獎,並封了爵。據傳他封爵時還不知道如何打領帶。我離開劍橋不久,他又一次因為發明核酸定序的的方法,第二次得到諾貝爾獎。細胞內有二最重要的巨分子:蛋白質及核酸,而此二者結構之釐定竟然出於同一個人之手。歷史上得二次諾貝爾獎的只有少數幾個人,一個是加州大學的Linus Pauling,第一次得獎是他在化學上氫鍵的貢獻;第二次是和平獎,因為他一直反戰,宣導世界和平。若從科學角度來講,他其實只得一次。所以劍橋之Fred Sanger教授可以說是人類史上極少數在專業上獲二次諾貝爾獎的人(另外得過二次科學諾貝爾獎的有居禮夫人之物理獎及化學獎,以及物理學家J. Barden之二次物理獎)。

研究生物高分子的鐵三角

英國人做研究也有值得一提的地方。有一次我看到一些報告很有興趣,想在自己的酵素上試試看,我去問老闆值得一試嗎?他只簡單地告訴我一句:「我們劍橋不做人家已經做過的東西。」換句話說沒有「me too」的研究工作,令我當頭棒喝。有一天閒聊的時候,他告訴我英、美做研究基本態度之不同,他說美國人做研究如同散槍打鳥,閉著眼開槍,再看什麼鳥掉下來就撿什麼鳥。英國人子彈不多,先找一隻要的鳥,把有限的子彈打出去,再看有沒有打到。他還說:「你回到台灣,子彈非常有限,應該用英國式的思維。」因此,我們經常在討論的是什麼實驗不要做,為什麼不要做,而不是要做何種實驗。良師教誨一句話可以使你受益終身。

Brian Hartley教授對我說的另一句話是:Alexander Fleming爵士與盤尼西林(penicillin)的故事只發生一次。A. Fleming是一蘇格蘭籍的英國細菌學家。在一、二次世界大戰期間,他一直在倫敦St. Mary's Hospital醫學院做研究。在一個非常偶然的機會,他注意到他培養的葡萄菌(staphylococcus)外圈居然長不出細菌,一查才知道原來他使用的培養劑有污染到一種菌類(fungus),使細菌不能繁殖。Fleming注意道這個偶然的發現,由此分離出盤尼西林,開啟了其後半個世紀抗生素研究之門,使細菌的治療進入新紀元,他在1943年封爵,1945年獲諾貝爾獎。Hartley教授的意思是這種天大的運氣是可遇不可求的。如果執迷於這種哲學,以為做研究時任何意外的發展都要分心分身去探討,到頭來什麼都沒有,所以他一直教我們不要隨便分心,好好在本分堣u作。

Hartley雖然這麼嚴苛,要砸大錢的地方毫不手軟。我一直有一大心願,想探討polypeptide跟polynucleotide這二個細胞內的巨分子是怎麼在互動的。剛好我手上二個東西都有,但都要有相當的量才做得出來, polynucleotide我要用的是tRNA,要大量分離出這個東西已有人造出來,所以不難。但我想用的polypeptide是胺基酸活化酵素(amino acid activating enzyme)。這類酵素小量的,我做過很多,但要做我想做的研究,要先結晶這個酵素。要結晶,液體內的濃度要很高,換句話說需要有大量的酵素。與Hartley教授商量後,我們決定以超大量的方法去製造,他到別的研究室請別人培養了超大量的大腸菌,拿回來二個水桶, 的滿滿像冰淇淋的固體細菌,幾十公斤幾兆細菌我忘了。我捲起袖來開始動工,當時要用的分離容器都是用水桶及垃圾桶裝的。我用了近半年不分晝夜去開闢這個疆域。將近完成時,有一天獨自在冰凍室工作的我,一不小心把分離將近完成的酵素打翻落地,幾十萬英磅的細菌酵素分離工作一夕告吹。一切努力及時間,不用說投入的資金,瞬間歸零。心理之痛之懊惱是無法形容的。我硬著頭皮到Hartley教授辦公室請罪。他問我:「你還活著嗎?」我答是,他說:「只要你還活著就沒關係, 因為你可以再試。」遺憾的是我再也沒有機會再試,因為只有我一個人,沒有助理,沒有幫手,要投資那麼多的錢,要付那麼大體力的大工程我是沒有辦法的。我離開劍橋不久就聽到有其他單位的人在做了,而且頗為成功。

在劍橋研究室,我學到研究生物巨分子(macromolecule)的三大原則,也是三個層次,到現在我還是常常提醒我學生。這研究的層次是對任何高分子,無論是蛋白質、核酸或多醣類,都要先知道它的結構(structure),這也是為什麼上述Sanger教授為什麼那麼了不起。生物界二大高分蛋白質及核酸結構之測定都是他研發出來。知道了結構之後才可好好探討其功能(function),知道了功能就要更進一步知道這些功能是如何被調控的(regulation)。因此structure、function 及regulation就成為研究生物高分子的鐵三角,未來總還有更高層次研究,不過在可預見的將來要克服這三層次的困難還是有一段距離要走。

在劍橋我們碰見了一位研究中國科學史的大師Joseph Needham(李約瑟教授,1900∼1995)。1970年夏天,我們在一台灣人集會的場合, 他坐在我們鄰桌,聽到我們講台語,主動來找我們談,並介紹他的華人妻子魯桂珍(1924∼1987,Needham學生)。他們二人都是學生物化學的,早期曾在劍橋大學教過胚胎學(chemical embryology)。英國人這一點令我非常折服,用最近代的知識去解釋最古老的學問。另外一個人是Francis Crick教授。他是DNA構造發現的人,是學物理的,我在劍橋的時候他也是在大學教胚胎學。我在台大醫學院時,胚胎學教得是百分之百形態學(morphology),教我們胚胎第幾週、第幾週哪一個器官會形成。英國人那麼早就以分子生物觀點在研究器官之形成,真是遠遠地走在我們的前面。

 
 
 
 

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