钱永健:登上科学巅峰的华裔才俊

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摘要

他是我认识的最聪明的人。他拥有世界上最悦目的智慧,因为他不仅深刻地思考着如何填补科学界的空白,而且还极其善于发掘新问题。他深入挖掘,敏锐思考,采用各种方法将碎片拼凑起来,创造一种新手段,使成千上万的科学家发现

他是我认识的最聪明的人。他拥有世界上最悦目的智慧,因为他不仅深刻地思考着如何填补科学界的空白,而且还极其善于发掘新问题。他深入挖掘,敏锐思考,采用各种方法将碎片拼凑起来,创造一种新手段,使成千上万的科学家发现新问题成为可能。

加州大学圣迭戈生物结构研究中心主任马克·艾利斯曼

2008年10月8日,瑞典皇家科学院宣布,美籍华裔科学家钱永健与日本科学家下村修以及美国科学家马丁·沙尔菲共同获得今年诺贝尔化学奖。帮助他们获奖的是能发出鲜艳绿光的绿色荧光蛋白。钱永健获奖引起了华人世界的广泛关注。

钱永健:登上科学巅峰的华裔才俊

出自科学世家的快乐“顽童”

钱永健是美国科学院院士、医学院院士,现任美国加州大学圣迭戈分校化学及药理学系教授。这位祖籍浙江,1952年出生在纽约的华裔,是“中国导弹之父”钱学森的堂侄。

事实上,钱永健出生于“科学家之家”,除了堂叔是著名的导弹专家外,钱永健的父亲是机械工程师,舅舅是麻省理工学院的工程系教授,哥哥钱永佑则是著名的神经生物学家,曾任斯坦福大学生理系主任。兄弟俩不仅分别获得过美国大学生中竞争性最强的两个奖学金:罗德斯奖和马歇尔奖,而且还在上个世纪90年代,双双成为了美国科学院院士。

因为家里有“一堆”工程师,钱永健自称为“分子工程师”,对于自己的职业,他说,“我似乎生来就要做这样的工作,走这样的道路。”

钱永健从小就对化学很感兴趣。小时候他的身体不是很好,因为气喘病只能经常待在家里,当两个哥哥在室外进行户外运动时,钱永健就在家里的地下室里摆弄瓶瓶罐罐,做化学实验。实验产生的鲜艳色彩让他着迷。为此,父母还专门为他买了一套化学实验用具。

不过,很快钱永健就对这一套安全的化学装置感到了厌烦,“在学校的图书馆,我发现了一本老旧的化学课本,里面有一些更有意思的化学实验。”

于是,钱永健开始“玩”起更危险的化学实验,甚至还接触过火药。一次,他和两个哥哥用火药自制了一个手榴弹,不过手榴弹最后没有爆炸成功,只是把家里的乒乓球台的一部分炸坏了,弄得满屋子的烟。

出于对化学的热爱,再加上天资聪颖,钱永健很小时就是众人眼里的“天才少年”。16岁那年,凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目,钱永健在美国全国性奖项“西屋科学人才选拔赛”中获一等奖。这项比赛现名“英特尔科学人才选拔赛”,是美国历史最久、最具声望的科学竞赛,参赛者以高中生为主,又称“少年诺贝尔奖”。此时,童年时代的钱永健就显露出了过人的科学天赋。不靠来自父母的压力,依赖自身对于知识和未知世界的好奇和渴望,钱永健走上了一条让自己充满快乐和成就感的科学之路。

得了“西屋科学天才奖”的钱永健,也获得了西屋奖学金,并进入哈佛大学学习。不过,钱永健在大学并不是一个“乖学生”。虽然哈佛是世界化学研究的翘楚,哈佛的化学系是全美乃至全世界最强的,可是这位化学天才少年,却对传统的僵硬的化学课程感到忍无可忍,十分失望。他开始去探寻其他学科,终于发现神经生物学十分有趣和引人入胜。

从哈佛到剑桥的华裔才俊

不过,钱永健在20岁大学毕业时依然以最优异的成绩毕业,获得物理与化学学士学位,随后又获得了全美著名的马歇尔奖学金,像他的哥哥钱永佑一样,漂洋过海,来到剑桥大学。

在这里,钱永健最终厌倦了化学,他渴望进行一些更加激动人心的研究,最初他选择了分子生物学,而后是海洋学。“我梦想着在蓝色海洋上远航,那样一定很浪漫,但我最终发现它(海洋学研究)完全不是这样。我的研究只是在海湾中测量石油污染的程度,最终我发觉自己根本不关心藻海的高度。”就这样,钱永健转而开始专注于一项看上去永远充满神秘色彩的领域:人类大脑,他因此获得了一个生理学博士。“你的科学领域应该完美地契合你个性的深处,在你的沮丧时期不可避免地到来时,这样的契合则为你提供了最本真的愉悦。”

“浪漫”,是钱永健屡次转变科学研究方向时的梦想;“个性”,是这位华裔科学家在挫败科研疲惫感时的一剂良药。剑桥大学研究生期间,钱永健利用化学技术发明出了有机染料,这种染料与钙质结合时会戏剧性地改变荧光。此外,钱永健还找到了为钙质“上妆”的方法,使染料无须注射即可穿透细胞壁。

从幼年时摆弄化学试管里红红绿绿的试剂药水,到后来给细胞信号染上红红绿绿的颜色,钱永健的一生,就是这样斑斓多彩。回顾自己的成功之道,他把这一切归功于自己所受到的化学训练。大部分生物学家,并不真正懂化学,在遇到需要用化学手段来解决问题时,往往就避开或绕道而行了,而钱永健,则可以亲自动手设计合成自己需要的化学分子。钱永健曾开玩笑说,作为生物学家又能够亲自动手做化学,就像盲人世界里出了一位“一目了然”的独眼龙,自然就可以称王称霸了。

因为这些傲人的成就,钱永健于1998年当选美国科学院院士,2004年获得了有“诺贝尔奖指针”之称的沃尔夫奖。他年纪轻轻就已经是加州大学伯克利分校教授,上世纪90年代初又被加州大学圣迭哥分校重金挖去,成为那里的王牌之一。

尽管在科学上取得了卓越的成就,但在同事和学生眼中,钱永健外表实在很不起眼,“走在大街上,没人认为他是科学家”。他平素不拘小节,也不在乎衣着打扮,每天骑自行车上下班,拎着头盔进实验室。虽然他几乎不说汉语,但有时蹦出来几句却也让华裔同事们忍俊不禁。一次实验室里的华裔同事讨论枇杷这种水果怎么好吃,他很好奇地插话,“琵琶这种乐器怎么可以吃?”博士后李文红在做论文答辩时,钱永健一边介绍李文红,一边用中文把他的名字写在黑板上说,“你一闻到酒就脸红,所以叫李文(闻)红”。

水母借光,登上科学巅峰

瑞典皇家科学院公布化学奖获奖名单之时,钱永健居住的美国加利福尼亚州天还未亮,祝贺获奖的电话将他吵醒。

通过电话,钱永健对新闻界记者半开玩笑地说:“我很高兴,深感荣耀。我没预料到能获奖。在这之前我听到了一些传言,但来源可不是那么靠得住的实在人。”面对得奖后华人世界洋溢的赞誉之声,钱永健表现得十分冷静,“可能因为我是华裔,我确信很多中国人会受到很大鼓舞,会有更多的中国年轻人也投身到基础理论研究中来。”

在今年获得化学奖的3人中,钱永健走出的可说是绿色荧光蛋白开发历程的“最后一步”,他在下村修与沙尔菲研究的基础上进一步搞清楚了绿色荧光蛋白特性。他改造绿色荧光蛋白,通过改变其氨基酸排序,造出能吸收、发出不同颜色光的荧光蛋白,其中包括蓝色、青色和黄色,并让它们发光更久、更强烈。瑞典皇家科学院在公报上说:“这也正是研究人员今天能用不同的颜色标记不同的蛋白质、观察它们相互作用的原因。”

钱永健利用这些发现开发出各种荧光染料,广泛应用于生物和医学实验。使用这些荧光材料做出的最具代表性实验莫过于2007年的“脑虹”。哈佛大学的一个小组将红、黄、青3种荧光色素嵌入老鼠基因组,随着老鼠胚胎的生长而分裂生长。随后用来自细菌的重组基因激活这些色素基因。通过在老鼠不同部位或不同发育阶段使用色素基因,他们成功为老鼠的不同细胞涂上不同颜色。由于研究人员采用的3种基因色素相互组合形成多种颜色,因此最终展现在显微镜下的老鼠脑干组织切片上有近百种颜色标记,就像一幅色彩绚丽的抽象画。

而这一切的灵感都来自于20多年前,钱永健在水母身上发现的一种绿色荧光蛋白。通过改变绿色荧光蛋白氨基酸排序,钱永健造出了能吸收、发出不同颜色光的荧光蛋白,其中包括蓝色、黄色、橙色、红色、紫色等。科研人员使用光学显微镜,就可轻松确认基因或蛋白质活动的时间和位置。

如今,尽管钱永健在科学研究上硕果累累,他却丝毫不为任何赞许所动。对于科学界评价“他发明了多色荧光蛋白标记技术,为细胞生物学和神经生物学发展带来一场革命”,钱永健只是淡淡地说,“我只是将一本晦涩的小说变成了一部通俗的电影而已。最基本的想法其实不是来自于我们,但是我们帮助很多人理解了这一点。”实际上,钱永健对于颜色的迷恋为细胞生物学和神经生物学带来了革命性的变革,让其他科学家们得以“走进”活细胞,并实时观测细胞分子的活动。

“他是一个充满智慧的人,同时异常勤奋。”钱永健实验团队的学者对他如此评价。熊庆是钱永健实验室的工作人员,在钱永健手下工作了13年,对钱永健的科学精神由衷敬佩。熊庆说,他每天总是第一个到办公室,也经常是最后一个下班的人。他每周要工作6天。最不容易的是,每当圣诞节整个校园都空空如也的时候,实验室里仍能看到钱永健的身影。钱永健将每年这段时间的研究称为“圣诞节计划”。

对于实验的过程和结果,钱永健总是精益求精,这使得熊庆等实验室的工作人员不敢有一丝的马虎。在生物学领域也有研究人员为发表成果糊弄数据的事例,但这样的情况在钱永健身上绝不会发生。

目前,56岁的钱永健闲暇时弹钢琴,爱好潜水,刚参加了圣迭戈的半马拉松长跑比赛。他对荧光蛋白如何应用于神经生物学和癌症研究兴趣浓厚,因为他的父亲正是被癌症夺去了生命。“我父亲得的是胰腺癌,诊断出6个月后,他就去世了。这是一种可怕的癌症。” 他说,“我总是想在职业生涯中做一些与临床相关的事,如果可能,癌症是终极挑战。”

(摘编自新华网、南方都市报等)

(作者:宗 红 字数:4079)

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