對話諾貝爾獎得主弗朗西斯·阿諾德

編譯 王小雨

每位接受“科學(xué)的魅力”系列采訪的科學(xué)家都被要求在手上寫下他們研究的本質(zhì)，可以是一個公式，也可以是一個哲理的單詞，以詼諧的方式來反映他們孩童般的探索欲望

“我想知道他們?nèi)绾嗡伎?，以及他們影響我們生活和未來的見解是什么。”赫爾林德·克爾布爾（Herlinde Koelbl）在書的序言中寫道：“為此，我跨越了半個地球來‘研究’這些頂尖科學(xué)家，并傳播他們引人入勝的科學(xué)成果和生活經(jīng)歷——換句話說，就是將科學(xué)帶入生活?！?/p>

從克爾布爾與2018年諾貝爾獎獲得者弗朗西斯·阿諾德（Frances Arnold）的對話開始，她是“定向演化”領(lǐng)域的先驅(qū)，定向演化是一種加速隨機突變的基因工程技術(shù)。

阿諾德教授，在四個兄弟和一個核物理學(xué)家父親的陪伴下長大，您是如何鍛煉成一名科學(xué)工作者的？

我覺得是我鍛煉了我的兄弟們。我早年的家庭生活充滿了物理和數(shù)學(xué)，我只是認為我應(yīng)該用這些來做點什么。這是一場友好的比賽。當(dāng)然，我贏了。

20世紀(jì)60年代末，美國城市掀起了民權(quán)運動和反戰(zhàn)示威的浪潮。整整一代年輕人不再相信父母的話。我的家庭支離破碎，因為我的父母還有四個孩子，他們認為我對其他四個孩子的影響不好。我抗議、搭便車，還做了很多父母不想讓我的兄弟們效仿的事情。他們告訴我，要么規(guī)矩點，要么就離開。于是我說：“我離開！”

我喜歡冒險。我從不害怕一個人做事或一個人旅行，無論是19歲時一個人到意大利，還是后來在南美乘公交車旅行，住每晚1美元的酒店，吃街頭小吃。（我曾多次食物中毒。）我想去看看這個世界，好奇心和冒險精神驅(qū)使著我，但無所畏懼也很重要。

您是如何開啟職業(yè)生涯的？

我一開始學(xué)的是機械工程，因為它是普林斯頓大學(xué)要求最低的專業(yè)。很長一段時間，我都不知道自己想做什么。我并不打算成為一名機械工程師，但這個專業(yè)讓我進了一所很好的學(xué)校。我沒有理由換專業(yè)，因為我可以選修各種感興趣的課程，比如俄羅斯文學(xué)、意大利語、經(jīng)濟學(xué)、藝術(shù)史。

后來我拿到了機械與航空航天工程學(xué)士學(xué)位。那時，我開始意識到人們需要學(xué)習(xí)如何可持續(xù)地生活。20世紀(jì)70年代，美國發(fā)生嚴(yán)重的石油供應(yīng)中斷危機。許多工程師開始認識到，我們必須發(fā)明新的發(fā)電方式，同時減少浪費?？ㄌ乜偨y(tǒng)制定了到2000年可再生能源占比達到20%的國家目標(biāo)。我也想?yún)⑴c其中，并在太陽能研究所（現(xiàn)美國國家可再生能源實驗室）找到了工作。但那份工作只持續(xù)了一年時間，因為政府換屆，政府的關(guān)注點也隨之改變。里根總統(tǒng)當(dāng)選后，我去到更西部的加州大學(xué)伯克利分校讀研究生。

當(dāng)世界意識到另一個重要的事實：我們可以掌控生命的密碼，這成為DNA革命的開端。我成為一名生物化學(xué)家，實際上是一名生化工程師。但我從來沒學(xué)過化學(xué)，對生物也一無所知。因此，作為一名研究生，我全身心地投入到這些新領(lǐng)域。

后來您得到了加州理工學(xué)院的教職。當(dāng)時，年輕女性進入這個領(lǐng)域是很不尋常的。您的同事對此有何反應(yīng)？

在加州理工學(xué)院的教職崗位上，我是少有的（但不是唯一）的女性?；瘜W(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域也有其他女教授。但我只是第九個被聘用的女性。我當(dāng)時很年輕（30歲）就獲得了助理教授的終身職位，也是化學(xué)工程領(lǐng)域的第一位女性。為留在加州理工學(xué)院，我像經(jīng)歷了一場戰(zhàn)斗，但我有足夠多的支持者來贏得這場戰(zhàn)斗——其余的都是歷史。

您曾公開說過想要“又快又便宜”地做實驗，這是什么意思？

令人沮喪的是，我的第一個實驗沒有成功。我以“紳士”的方式進行實驗，試圖推理出哪些改變是有益的。同事們嘗試通過細分科學(xué)的方法來理解生物學(xué)的運作方式，他們沒有做出任何更好的東西。這讓我有些絕望，因為我沒有任何進展，我決定讓系統(tǒng)告訴我什么是重要的。我做到了這一點，我的方法是隨機制造突變，并快速搜索它們。

當(dāng)時，您是夜以繼日地工作吧？

那時我工作很努力。但是在1990年，來到加州理工學(xué)院的四年后，我的大兒子出生了。任何有孩子的人都知道，你不可能一天工作20小時。我必須更有效地利用時間，我給研究組成員（那些簽約跟隨我工作的學(xué)生）更多的權(quán)限，這樣我才能回家看望丈夫和孩子，然后第二天早上回到實驗室。我發(fā)現(xiàn)待在家里比去工作更難。我總是在每個孩子出生后的一兩周內(nèi)，就抱著他們回到了辦公室。

20世紀(jì)80年代，人們對科學(xué)界的女性生育孩子的態(tài)度發(fā)生了變化。越來越多的女性在科學(xué)領(lǐng)域和其他關(guān)鍵崗位上參與競爭，傳統(tǒng)的婚姻模式也隨之減少。沒有妻子在家照顧孩子，男人們也很艱難。但這種情況也催生了更多可供選擇的兒童照管服務(wù)。

我們應(yīng)該歡迎女性進入科學(xué)和工程領(lǐng)域，如果你要歡迎女性，你就要歡迎母親，也要歡迎年輕的父親們。我認為這種態(tài)度對女性和男性都非常有益，因為與過去相比，養(yǎng)家糊口更像是一種伙伴關(guān)系。

您贏得了很多獎項。例如，您獲得了國家技術(shù)獎?wù)?，也是第一位獲得千年技術(shù)獎的女性。（千年技術(shù)獎由芬蘭技術(shù)獎基金會于2004年設(shè)立，獎金總額為100萬歐元，是當(dāng)今世界上單項獎勵金額最高的科技獎項之一。）2018年，您獲得了諾貝爾獎。這些榮譽對您的生活有何影響？

過去的九年如旋風(fēng)一般，但對我來說，這段時間并不以獲得任何獎項為標(biāo)志，而是以我們所做的科學(xué)研究和我個人生活中的事情為標(biāo)志。我還是那個人，我做著和得獎前一樣的事情：在加州理工學(xué)院工作、授課，負責(zé)一個研究小組，就像我以前所做的一樣。也許我旅行的次數(shù)更多了，但那是因為我的兒子現(xiàn)在都長大了。

您因在“定向演化”領(lǐng)域做出的貢獻獲得諾貝爾獎。能解釋一下那是什么嗎？

這就像育種，但是在分子水平上的。農(nóng)民可以培育出更好的蘋果品種，狗的飼養(yǎng)者可以培育出新品種的狗。在我的研究中，我們通過在試管中培育DNA來創(chuàng)造新的生物分子。定向演化利用分子生物學(xué)工具來創(chuàng)造更好的生物分子，例如酶。

以前，如果想培育出更好的賽馬，你就必須非常擅長挑選兩匹種馬，然后寄希望在它們的后代中有一個贏家。但在今天，如果我想在分子水平上繁育，我可以選三個父母，也可以混合33個父母的DNA；我可以混合物種，也可以制造隨機突變并控制突變的水平。我可以控制潛在的演化過程，而在這些技術(shù)出現(xiàn)之前，沒人擁有這種能力。那么問題就變成了：你如何做到這一點，并得到比你開始時更好的東西？你如何在一個重要的時間范圍內(nèi)完成？

我想我之所以獲得諾貝爾獎是因為我弄清楚了如何做到這一點。我們已經(jīng)制造了許多工業(yè)用酶，我小組的學(xué)生創(chuàng)辦了一些公司，致力于發(fā)展可持續(xù)化學(xué)，比如用可再生資源制造噴氣燃料；有的公司創(chuàng)建了無毒的農(nóng)業(yè)害蟲控制模式；還有公司生產(chǎn)有用的化學(xué)品，卻不會產(chǎn)生過多廢棄物。

世界上其他國家已經(jīng)采用這些方法來以更清潔的方式制造藥品，用更好的洗衣粉去除衣服上的污漬，降低紡織品生產(chǎn)的能源需求，并更好地進行臨床診斷。“定向演化”為這些應(yīng)用以及更多的新用途提供了更好的酶。

您為什么也要自己創(chuàng)業(yè)？

每個人都說：“哦，我的技術(shù)很有用。”但如果沒有人使用它，它就沒有用處。那如何讓人們使用你的發(fā)明呢？有一種方法就是把它們送到人們手中。如果沒有公司愿意這樣做，你就可以自己成立一家新公司，來提供這項技術(shù)。

我第一次涉足商業(yè)是與我的朋友皮姆·施特默爾（Pim Stemmer）一起工作，他創(chuàng)辦了麥克斯根公司，開展“定向演化”方面的研究。我是公司初期科學(xué)顧問委員會的成員，在那里我向那些知道如何創(chuàng)辦公司的人學(xué)習(xí)?，F(xiàn)在我創(chuàng)辦了自己的公司。我們于2005年啟動了第一個項目，此后又做了一些。

您應(yīng)該是一個很有條理的人吧？

我很有條理。我通常早上五六點起床，上午在家工作，盡量完成很多事情，打很多電話、編輯論文、寫郵件等。下午我去加州理工學(xué)院，和學(xué)生交流、召開研究小組會議、接待訪客、上課等。然后我回到家，如果有人在家，我就和家人一起吃晚飯，放松一下，聽聽有聲書籍、散散步、做做瑜伽。然后我上床睡覺。我晚上不工作。也許在有孩子之前的頭一兩年，我晚上還要工作。但自從1990年我有了孩子，就很少在晚上工作了。

在您個人生活中，遭遇過一些人生的悲劇時刻。您愿意詳細說一下嗎？

好吧，我們結(jié)婚五年后就離婚了。這段婚姻沒有持續(xù)多久，因為他不得不搬到瑞士，而我不想去瑞士。那是一段艱難的時期，因為我還帶著一個孩子。但不久之后我就遇到了一個很棒的男人，并且又生了兩個兒子。這段感情一直都很美好。他于2010年去世。

您的第二任丈夫自殺了。那一定非常艱難。

是的。他患有嚴(yán)重的抑郁癥。這是我不明白的事情。我上一次陷入嚴(yán)重抑郁還是在我12歲時。我現(xiàn)在意識到我可以控制自己，這是我唯一可以控制的事情。我們分手兩年后，他自殺了，留下我獨自撫養(yǎng)三個小男孩。

但悲劇再次發(fā)生——您的兒子在一次事故中去世了。

是的。這讓我心碎。我每天都想念他。他非常有愛心，很外向，是一個很棒很有才華的人。他當(dāng)時才20歲。

您有過快樂的時光來彌補這些嗎？

我的三個兄弟和他們的妻子、我的兩個兒子和兒子詹姆斯的妻子阿蘭娜都一起參加了諾貝爾獎頒獎典禮。我們在斯德哥爾摩待了整整一周。以前的學(xué)生，還有朋友和同事都來了，他們的臉上充滿自豪和幸福。我已經(jīng)很久沒這么開心了。

您曾經(jīng)被形容為固執(zhí)己見和咄咄逼人的人，而男性通常不需要這樣。

我是有些固執(zhí)己見和咄咄逼人，但我不得不這樣做。有一次，加州理工學(xué)院的校長問我：“你為什么這么傲慢？”我說：“哦，天哪，校長先生，如果不是這樣的話，我就活不下去了。”這在當(dāng)時是一種生存技能：我相信我正在做的事情，即使其他人不相信，我也不會讓他們左右我。這種態(tài)度在我人生的那個階段對我很有幫助，但現(xiàn)在不一定了。也就是說，我不用再為自己辯護，我嘗試變得更加圓滑。當(dāng)然，那時我必須固執(zhí)；否則我只能放棄。我有點缺乏耐心，但我也在努力改變這一點。

堅強的棱角是由韌性構(gòu)成的。我不為自己感到難過，那是沒有用的。因此，當(dāng)我得了癌癥，或者我兒子死了，我本可以說：“嗚嗚，我真可憐?！钡炊視f：“好吧，可憐的我，但讓我們繼續(xù)前進?！?/p>

我喜歡生活，喜歡我的家人，喜歡我的學(xué)生，喜歡我的工作。我認為重要的是不要過多地關(guān)注壞的事情，而是要關(guān)注好的事情，我經(jīng)歷了很多這樣的事。沒有人能保證一生一帆風(fēng)順。當(dāng)你活到了一定年齡時，你就會經(jīng)歷這一切。你失去了所愛的人，失去了對你來說很重要的東西。你會放棄嗎？不。如果你有孩子在看，如果你有學(xué)生在看，你怎么能放棄呢？

有些女性不得不面對性騷擾。您是怎么處理的？

當(dāng)然我也會碰到一些令人厭惡的挑逗，但我總覺得一切都在掌控之中。如果我不喜歡某個老教授對我說的話，我會叫他去跳湖。當(dāng)然，作為一個女人，我也得到了更多關(guān)注。因為從事科學(xué)研究的女性太少了，這可能是一個好處。所以我會反過來說:“我要把它變成我的優(yōu)勢，而不是讓它成為一個負面因素。”例如，當(dāng)我面對一群以前從未見過工程學(xué)女教授的聽眾而不得不發(fā)表講話時，他們會自然而然地想知道，“她在這里做什么？”所以，是的，我必須做得更好。我必須比男性表現(xiàn)得更好。我確信當(dāng)我開口說話時，男人們會聽我說，而且除了最初的好奇，他們還會繼續(xù)聽。

如果年輕人，尤其是女性，正在考慮學(xué)習(xí)科學(xué)，您會告訴他們什么？

做他們想做的事。我要告訴他們，科學(xué)是一個偉大的事業(yè)。它具有靈活性，尤其是從事學(xué)術(shù)研究，如果你想要孩子，這是很好的職業(yè)。事實上，這種靈活性是我非?？粗氐?，但不是每個人都適合學(xué)術(shù)研究。例如，作為一名學(xué)者可能會有壓力。不是每個人都想負責(zé)管理一個團隊，提出想法并獲得資金。

每個人都不同——這也是我所強調(diào)的。如果你和別人走同樣的路，也不要忘記你自己的路。缺乏多樣性阻礙了創(chuàng)新。演化論告訴我們，沒有生物多樣性，我們就會滅絕。創(chuàng)新的方法或者找到你喜歡的做事方法就是嘗試不同的東西。嘗試不同的東西對我很有幫助。

您想向世界傳達什么信息？

照顧好身邊的人，它會給你帶來力量和快樂，然后推動你去做創(chuàng)造性的事情。另外還要保持好奇心。

我見過許多人來了又走了。我希望我給那些仍在身邊的人留下美好回憶。我希望別人記得我，就像我記得我的祖母一樣。我希望別人記住我，就像我記住我兒子一樣。給別人留下一些積極的影響，讓別人更快樂。

您從大自然中學(xué)到了什么？

生物學(xué)無所不能。大自然是地球上（或許是宇宙中）最好的化學(xué)家。她不僅發(fā)明了所有這些奇妙的生命形式和構(gòu)成它們的化學(xué)物質(zhì)，而且還發(fā)明了演化的設(shè)計過程。這就是賦予大自然巨大優(yōu)勢的魔術(shù)?，F(xiàn)在我也有了。

我不是創(chuàng)造者，我是演化者、培育者。大自然創(chuàng)造萬物。我只是利用大自然創(chuàng)造的東西，做出我們想要的新事物。

資料來源TheMITPressReader