文 / 胡雅茜
大約沒有任何一位女科學家，其人、其科研受到的爭議多於英國物理化學家與晶體學家羅莎琳德·富蘭克林。她憑藉對DNA結構解析做出的巨大貢獻為人們所熟知，但她對RNA的研究也同樣在分子生物學領域起到開天闢地的作用。
羅莎琳德·富蘭克林
學霸少女
富蘭克林1920年生於倫敦一個富裕、顯赫的猶太人家庭。其父親曾立志成為科學家，卻因為第一次世界大戰失去了更多的教育機會，最終只成為一名大學教師。富蘭克林自幼就讀於英國為數不多的教授物理與化學的女校，並在科學方面有著傑出的表現。十五歲時，她便立志成為一名科學家。然而，富蘭克林的父親起初十分反對她的志向。在那個年代，女性從事科研工作會受到很多方面的阻礙，很難成功。但最終他改變了主意，因為富蘭克林於1938年以出色的成績被劍橋大學紐納姆學院錄取，就讀化學專業。
1941年大學畢業後，她獲得了研究生助學金，並在R.G.W.諾裡什實驗室做實驗。然而，第一年的實驗並不順利，雖然諾裡什發現了富蘭克林的潛力，但作為導師他並沒有給這位女學生足夠的鼓勵與支持。所以在1942年，富蘭克林放棄了研究生助學金，離開劍橋大學，來到英國煤炭局（BCURA）擔任科研助理。
那時的BCURA是個十分年輕的機構，並且沒有對科研方法建立起十分完整的體系。儘管所有工作都要依靠自己的努力來完成，沒有經驗可以借鑑，這樣獨立工作的環境卻十分適合她的個性。富蘭克林在BCURA主要研究煤炭的多孔性及相對的氦氣密度。通過這些研究她發現了煤炭孔穴細微收縮及孔穴空間彌散性能的關係 —— 通過升溫，物質會按照分子大小順序從煤炭中釋放出來。根據測定不同溫度下被釋放出的物質，富蘭克林完善了煤炭分類體系，並能夠準確預測這些煤炭作為燃料的性能。1945年，她以《煤炭中固體有機膠體的物理化學性質》為題，獲得了劍橋大學授予的博士學位，並發表了多篇關於煤炭結構的文章。
1946年，富蘭克林的一位老朋友為她介紹了當年管理法國絕大部分科研工作的科學家馬塞爾·馬休。富蘭克林的科研工作給馬休留下了十分深刻的印象。馬休為她提供了位於巴黎的法國中央化學研究中心（CNRS）的工作。於是，1947年，富蘭克林離開BCURA前往CNRS，跟隨雅克·梅爾學習X光衍射技術。除去應用X光技術進行單晶體分析外，她還掌握了採集並分析複雜固態晶體與無組織的材料的技術。她將該技術應用於研究煤炭向石墨烯轉化過程的原子排列變化，並發表了多篇文章。隨後，應用X光衍射技術研究煤炭物理及化學性質成為當年的主流方法，而富蘭克林也順勢成為該領域的先驅。
工作中的富蘭克林
DNA結構解析的重要貢獻者
1951年，富蘭克林回到倫敦，以助理研究員的身份受聘於倫敦國王學院醫學研究中心，在約翰·蘭德爾的研究組幫助建立及改進該學院的X光晶體學研究技術，並應用於DNA結構解析。在此期間，她與學生雷蒙德·高斯林共同得到多張高解析度的DNA晶體X光衍射圖譜，包括後來幫助沃森及克裡克證實DNA結構的那張重要的X光衍射圖——「51號圖片」。這張圖是富蘭克林利用自己精細校準後的儀器，曝光100小時獲得的結果。根據這些晶體圖，她推測了DNA鏈的基本維度，並且認為磷酸位於一個可能是螺旋形的主體結構的外圍。
DNA晶體X光衍射「51號圖片」
喬治·德斯蒙德·伯納爾曾高度評價富蘭克林：作為一位科學家，富蘭克林小姐因為她對工作的一絲不苟而為科學界做出極大的貢獻。她的那些X光圖片可稱為史上最美的X光圖片。得到這般完美的X光圖片需要絕對精密的儀器、完美的樣品準備，以及高超的採譜技術。
儘管富蘭克林盡善盡美的工作態度為人們所稱讚，她的性格卻造成了與同事莫裡斯·威爾金斯的矛盾。在富蘭克林加入倫敦國王學院之前，莫裡斯·威爾金斯已經開始使用X光晶體學技術研究DNA結構。蘭德爾為富蘭克林分派了一個和威爾金斯不同，卻也與DNA結構有關的實驗課題。但她進入實驗室時，威爾金斯並不在場。所以當威爾金斯回到實驗室看到她在從事DNA工作時，誤以為她只是一個新的實驗助手，而非同事。由於態度及言語上的衝突，他們的關係越來越緊張。
1953年3月，富蘭克林選擇離開劍橋大學。由於蘭德爾要求所有結果都要留在劍橋大學，所以威爾金斯擁有了她的所有數據。在富蘭克林離開後，威爾金斯在未與她商量的情況下，將她的DNA晶體X光衍射結果展示給沃森與克裡克。此二人當即就確定這張光譜圖支持他們對DNA三維結構分析的假設。一個月以後，沃森與克裡克便在《自然》雜誌上發表文章宣布他們的發現。他們在文章中僅以角標形式註明，他們的推想是受到富蘭克林與威爾金斯所獲得的結果的啟發。然而事實是，此二人的結論完全是立足於富蘭克林的數據。威爾金斯和富蘭克林也分別在這期《自然》雜誌上發表了DNA的X光結果，但他們的文章看起來更像是在支持沃森與克裡克的結果。
據馬多克斯回憶：富蘭克林並不知道這些人在《自然》雜誌上發表的文章是基於自己的研究，並且也從未有所抱怨。事實上在威爾金斯私自給沃森、克裡克展示富蘭克林的結果之前，她已經在一次倫敦國王學院的會議上展示了她的結果，而沃森當時就在現場。但後來在《雙螺旋》一書中，沃森承認，他當時並沒有仔細聽富蘭克林的演講，所以也沒能夠將講座的全部內容複述給克裡克。這進一步證明，沃森與克裡克是通過其他途徑接觸到富蘭克林的實驗結果的。
病毒結構學的奠基人
富蘭克林於1953年3月離開劍橋大學，由物理系主任、傑出的的晶體學家喬治·德斯蒙德·伯納爾招聘進入伯克貝克學院。作為愛爾蘭共產黨人，伯納爾推動並提升了女性科研工作者在晶體學領域的地位。由於伯納爾的否決，富蘭克林放棄了對DNA結構的研究，轉而從事菸草花葉病毒與RNA結構的研究，並獲得農業研究委員會（ARC）的資助。
1955年，富蘭克林於《自然》雜誌上發表文章，描述了一個與當時權威的病毒學家諾曼·皮裡埃的結論相矛盾，但最終被證明正確的現象：所有的菸草花葉病毒顆粒都是同樣的長度。1956年，富蘭克林與博士生肯尼斯·福爾摩斯發表文章，闡述包裹菸草花葉病毒的螺旋狀蛋白結構。隨後，她與一位長期致力於球形病毒研究的化學與生物物理學家亞倫·克魯格合作，自1956年開始，發表多篇具有開創性意義的論文，將菸草花葉病毒，黃瓜花葉病毒4號及芫青花葉病毒的研究推上一個新的高度。
菸草花葉病毒晶體
富蘭克林的另一位科研助理是被國家煤炭局資助的詹姆斯·瓦特。瓦特當時是伯克貝克學院ARC的領導。伯克貝克學院的成員們繼續對其他多種影響植物生長的病毒進行研究，包括：土豆，芫青，西紅柿以及豌豆。1955年，美國學生唐納德·卡斯帕以博士後的身份加入伯克貝克學院。他的課題是研究RNA在菸草花葉病毒中的精確位置。一年後，他與富蘭克林同時在3月10日的《自然》雜誌上發表文章，證明病毒RNA纏繞病毒中空結構的表面。由於卡斯帕並不喜歡寫作，所以整篇論文的寫作都由富蘭克林完成。
1958年，由於ARC的經費到期，富蘭克林又從美國國立衛生研究院申請到一萬歐元，作為3年的研究經費。這筆經費是伯克貝克學院當時得到過的最大的一筆經費。
1957年，富蘭克林被邀請製作一個5英尺高的菸草花葉病毒，用於在1958年在布魯塞爾召開的國際博覽會上展出。她用桌球和自行車塑料把手製作了一個菸草花葉病毒。然而她並沒能親自目睹展覽的盛況，因為她於展覽前一天—— 1958年4月16日因卵巢癌去世。
菸草花葉病毒模型
4年後，因為對DNA結構解析做出的極大貢獻，沃森、克裡克和威爾金斯共同分享了當年的諾貝爾生理醫學獎。在從事病毒及RNA結構研究的5年中，富蘭克林共發表17篇文章。她的實驗組為病毒結構學研究奠定了踏實的基礎。
受歧視的女性科研工作者
性別歧視在科研界一直十分嚴重，尤其是二十世紀中期。在國王學院，女性不允許在食堂與男性共同用餐。在這些生活瑣事上尚且如此區分對待，可想在科研工作中女性的地位有多麼卑微。
1953年威爾金斯曾寫信給沃森與克裡克，抱怨富蘭克林獲得DNA的X光衍射圖9個月後仍然未能解析出DNA的結構。因此，威爾金斯才將富蘭克林的結果展示給了沃森與克裡克。那時的富蘭克林總是在等待，她根據自己的結果推測出了結構，但總認為應該得到更多、更直接、更有力的證據之後再將結果公之於眾。這種思維方式除了她本人的治學嚴謹，還與當時的性別歧視密切相關。由於性別歧視，外界評估女性科研工作者成就的標尺總是高於男性。女性科學家必須擁有無可爭議的證據才能避免外界的質疑以及人身攻擊。富蘭克林在等待中錯過了發表文章的最佳時機。
對於富蘭克林未能與其他三位共同分享1962年的諾貝爾生理醫學獎，外界普遍認為是由於諾貝爾獎從不頒發給已故科學家。然而，在女性科學家地位十分卑微的二十世紀中期，即使富蘭克林未因病逝世，她能否與其他三位男性科學家共同被提名仍然難以預料。還有人認為，若是富蘭克林沒有因病逝世，或許她在病毒與RNA研究方面取得的成果也可以獲得諾貝爾獎，但是歷史並不能假設。
作者簡介
胡雅茜，北京人，加拿大英屬哥倫比亞大學食品科學博士生，本科畢業於中國農業大學生物科學專業。
參考資料
關於「理工女」
我們是理工女，一個旨在促進女性在理工領域的學業和職業發展的非營利組織，講述和分享女性在理工領域的求學、科研、職業經歷。希望每一個喜歡理工科的女生，都不會因為性別放棄自己的理想。
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