錢學森之侄錢永健：點亮了科學世界，沒回過科學世家

知識 09-12

「其實，在科學的歷史上，到處都是科學家在一項研究上成功，而在另一項研究上失敗的例子。」

文 / 劉洋

8月24日，錢永健像往常一樣騎著自行車走出家門。不過這次，他沒再回來。

噩耗傳來已是一周之後。同他獲得諾貝爾獎時一樣，錢永健的離世在中國引發的影響超過了美國。他所在的加州大學聖迭戈分校發布了簡短的訃告，但中國幾乎所有媒體都宣布了他離世的消息，並簡要介紹了他的一生，其中重點當然是他和錢學森的關係——叔侄相稱但幾乎終生未能謀面，還有他諾貝爾獎華人得主的身份。

他從超市買的魚仍然游在家中的魚缸里。在被修改了部分基因之後，這些魚散發著不同顏色的熒光，向世界上的每個人展示著錢永健的工作。

天才進階路

錢永健屬於那個從北宋開始就聲名在外的「杭州錢家」。自清末開始，這個家族就不斷誕生可以影響中國社會的大家，錢穆、錢復、錢偉長、錢正英、錢三強、錢學森、錢學榘和更晚的錢永健三兄弟都是這個大家族的代表人物。

錢學森之侄錢永健：點亮了科學世界，沒回過科學世家

錢學森父親錢均夫與錢永健父親錢學榘

因為家道中落，錢永健的父親錢學榘自少年開始就一直在錢學森父親錢鈞夫的資助下讀書，他和錢學森年齡相近、興趣相投，又都十分聰明。後來，兩人一同考入國立交通大學(上海交通大學)學習機械，又分別在1934年和1935年考取清華大學「庚子賠款」留美官費生資格，學的都是當時最前沿的航天航空學。後來，錢學榘成了波音公司的總工程師，錢學森則在輾轉回國後，從零開始領導「兩彈一星」事業大獲成功。

作為錢學榘的第三個兒子，出生於1952年的錢永健遠沒有他的兩個哥哥那麼好的身體。因為哮喘，他小時候只能待在家裡，盡量避免一切耗費體力的勞動和活動。

錢學榘怕他寂寞，就給他買了一套化學實驗儀器，讓他可以在地下室做喜歡的實驗。結果，這些能夠帶來奇妙色彩變化的實驗完全迷住了年少的錢永健，他的人生軌跡從此改變。

2008年的諾貝爾獎頒獎典禮之後，錢永健在斯德哥爾摩一家電視台接受採訪時，還回憶起小時候那些震撼到自己的實驗。他尤其提到，把硫酸銅溶液滴入硅酸鈉溶液後出現的能發光的紫紅色，和把氫氧化鈉溶液與高錳酸鉀溶液混合後出現的美麗深紫色，「如果再把這種深紫色溶液流過一個紙做的圓錐形漏斗，溶液顏色又會變成漂亮的綠色，因為植物纖維具有還原作用」，他興緻勃勃地告訴觀眾：「正是這兩個實驗使我早年和此後一生鍾情於美麗的顏色。」

在因為沒操作好自製炸彈而毀掉了家中地下室的乒乓球桌後不久，16歲時的錢永健就獲得了人生第一個重要獎項，那也是美國給予高中學生完成科研項目的最高獎：西屋科學天才獎。當時，他研究的是金屬如何與硫氰酸鹽結合，這個獎項還幫助他順利進入哈佛大學。

同很多第二代華人一樣，錢永健一心想干點不同的事情出來。但因為「父母期許的正統專業已被兄長們佔盡」，他只能選擇有機化學。在哈佛大學，錢永健對呆板的課程設置頗為不滿，所以上了不少鋼琴課。就算這樣，他還是在20歲時獲得了物理學學士和化學學士。

錢學森之侄錢永健：點亮了科學世界，沒回過科學世家

1964年錢永健（前右）與父母、大哥、二哥在美國

拿到全美最難獎學金到劍橋大學後，他也沒有「珍惜」來之不易的學習機會，又把研究重心從化學轉到分子生物學，之後又轉到海洋學，「我總有一些關於在藍色大海上航行的夢想，但我的工作和這個美夢無關。而且最後，我終於明白，我根本不關心這些問題。」

後來，他又從海洋學轉到生理學，並獲得這個學科的博士學位。當時，他的研究領域是人腦，錢永健認為人腦就像織布機，「它需要更為熟練、更為精細、更有創造性的方法把碎片拼織起來。」但在陶醉過一把之後，他同樣沒有繼續這個研究，而是「回歸」化學。

結果，他在1980年就發明了檢測鈣離子濃度的染色分子，之後的科學家因此不必再用高超的技術將水母素注射到細胞中去，也能跟蹤鈣離子的流動並分析其濃度，這個成就讓錢永健在化學界聲名鵲起。也是在這時，他注意到了水母素的發現者——日本科學家下村修。

「這能讓科學家的心跳快三倍」

諾貝爾獎在20世紀錯過了太多偉大的科學家。

2008年，兩位法國科學家西諾西和蒙塔尼「因發現人類免疫缺陷病毒」獲獎，人類逆轉錄病毒研究的真正先驅蓋洛卻被忽略；2014年，三位日本科學家因為發明藍色發光二極體獲獎，但發光二極體的真正發明者赫倫亞克沒能獲得諾貝爾獎委員會的青睞；當然還有羅莎琳德·富蘭克林，她在全球率先獲得了DNA晶體衍射圖片，但當沃森和克里克根據她的圖片推出DNA雙螺旋結構並獲獎時，諾貝爾獎評選委員會甚至隻字未提富蘭克林的貢獻。

如果沒有錢永健，下村修極有可能成為又一個被遺忘的偉大科學家。在中國國內，以學識淵博而著稱的北京大學生命科學院教授饒毅，也是在2006年之後才向學生介紹下村修的工作。在2008年的一篇個人博客中，他還專誠為此向曾經的學生表達了歉意。

錢學森之侄錢永健：點亮了科學世界，沒回過科學世家

下村修（左一）與錢永健（右一）

相比錢永健，下村修的經歷太坎坷。16歲時，他在長崎附近的一家工廠兼職，結果原子彈的衝擊波讓他失明了好久。如果不是他的奶奶看到他一身「黑雨（放射性灰塵）」而催著他去洗澡，輻射性疾病可能在他開始科學生涯之前就摧毀了他的身體，他的妻子就是如此。

從1961年到1974年，下村修和普林斯頓大學教授弗蘭克·約翰遜捕撈了上百萬隻水母，他們從傘蓋邊緣提取到了一種被稱為水母素的發光物質。進一步的研究發現，這種發光物質是一種綠色熒光蛋白，這種熒光蛋白能「奪取」藍色熒光蛋白釋放的能量，把藍光變成綠光。

這是一個相當有趣的發現。以前，人們熟悉的生物，例如螢火蟲或者水母發出的熒光，都是通過「熒光素」這一「底物」分子，在熒·光酶的催化作用下發生氧化反應實現的。但是綠色熒光蛋白與這些都不同，它不需要底物，只是依靠蛋白質本身和氧氣的參與就可以發光。

不過，下村修沒能找到繼續這個研究的價值，他覺得這個實驗的價值已經被自己所在的團隊開採完畢。在接受日本共同社的採訪時，下村修略帶遺憾地說，對綠色熒光蛋白的研究已經告一段落，理由是這種能釋放美麗綠光的蛋白當然不可思議，但也確實「沒啥用處」。

中斷這個研究是下村修一生的遺憾。他33歲就已經做出重要發現，46歲時就完成了全部關鍵實驗。對於諾獎而言，這原本是一個非常黃金的節點——絕大多數諾獎得主都在45歲左右完成人生最重要的工作，下村修有足夠時間搭建一個完整的生命科學工具。

因為錯過這些，下村修到80歲時仍然默默無聞。他在漫長科學生涯中的大部分時間中都沒有個人實驗室，一直沒有當選美國科學院院士，更沒有申請足夠多的專利來獲得可觀的收入。約翰遜去世之後，他還被順帶著要求離開了普林斯頓大學，境況一度凄涼。在獲得諾貝爾獎之前，他只獲得過幾個很小的獎項。此外，他每年都會在伍茲霍海洋生物站的會議室里重複60年代創下的輝煌，但已無人關注。

在美國，下村修的知名度甚至不如兒子下村努。上世紀90年代，下村努協助美國聯邦調查局抓住了一個有名的黑客，這讓他在美國聲名大噪。1995年，他又和相熟的記者以此為基礎合寫了一本暢銷書《Takedown（駭客追緝令）》，這本書後來還被好萊塢拍成了電影。

在這個領域，下村修不是惟一一個人生境遇令人唏噓的科學家。1992年，在下村修工作的基礎上，普瑞澤原本已經測出了綠色熒光蛋白的基因。但當他據此申請美國國家科學基金時卻遭到了拒絕，因為評審們說從沒有過蛋白質發光的先例，這個蛋白質就算被找到也沒什麼實際價值。一氣之下，普瑞澤離開學術界，在馬薩諸塞州的一個空軍基地找了份工作。後來，他幾經輾轉竟然變成了巴士司機，時薪還不到10美元。幸運的是，在經過了相當長一段時間的窮困潦倒之後，他才重新回到了科學界，當時選擇接納他的正是錢永健。

錢永健因此是最幸運的人。他年輕，上世紀80年代初就已經成名的錢永健有足夠的時間等待科學界的認可；他聰明，對化學的深刻理解讓他在生物化學領域的研究能力無人能及；他是當代科學界最受歡迎的演說家，演講再長也很少讓人昏昏欲睡；他也足夠幸運，當他向前輩們索要實驗樣本時，幾乎總能第一時間獲得前輩們的支持；在錢永健的科研生涯中，他惟一的挑戰也許就是其第一篇熒光蛋白論文差點被《科學》拒收，但這本雜誌的拒稿率超過90%，而且在聽說《自然》子刊準備接收這篇文章後，《科學》馬上就同意刊發了。

錢學森之侄錢永健：點亮了科學世界，沒回過科學世家

瑞典國王為錢永健頒發諾貝爾化學獎

為了顯示這一研究的意義，當時的諾貝爾化學獎評選委員會主席海涅在宣布獲獎名單時，特意拿了一個裝有大腸桿菌的試管。因為用綠色熒光蛋白進行了標識，這些大腸桿菌在紫外線照射下散發著綠色熒光，海涅說：「這種級別的發現能讓科學家的心跳比平時快三倍。」

未竟的事業

錢永健的人生處在一個現代科學社會迅速膨脹的時代。上世紀50年代，在第二次世界大戰大獲成功後，現代科學研究才初具規模，然而那時它仍是少數人的消遣，全體科學家人數不過只有幾十萬。但此後，這個隊伍不斷膨脹，活躍的科研人員目前就有接近1000萬人。

競爭導致了一個奇怪局面的出現。一方面，科學界很早就意識到了標記細胞的重要性，因為只有這樣，科學家才能在緊密排列的細胞群中研究部分細胞的變化，這是生命科學研究的基礎。但另一方面，科學家們又忽略了熒光蛋白的價值，這在今天看來簡直不可思議，錢永健也說：「這些水母擁有綠色熒光蛋白已有數百萬年，卻沒有人發現，讓我們向水母致敬。」

在那前後的十多年時間中，錢永健圍繞綠色發光蛋白高效開展了一系列極具價值的工作。

他確定了氧氣是熒光蛋白髮光的惟一輔助因素。由於氧氣無處不在，他們進一步推斷出這個基因可以在任何有機生物的細胞中獲得表達。隨後，他的團隊先後製作了6000種突變點相同的基因模型，建立了一個完整的光譜，該領域一半以上的專利也都被他收入囊中。

1992年以前，關於綠色熒光蛋白的科研文章寥寥無幾。但現在，每年發表在各種學術期刊上的與綠色熒光蛋白或熒光蛋白相關的科研文章都超過了10000篇。其中，錢永健的文章被引用極多，以至於很多科學家都一度認為他才是綠色熒光蛋白的發現者。

錢永健長期的合作者、加州大學聖迭戈分校國家顯微成像與研究中心的主任馬克·愛利斯門說，錢永健是他見過的最聰明的人：「他擁有世界上最美麗的大腦，不僅因為他能夠深入思考如何填補已知科學領域的空白，更因為他知道如何發現新問題。他挖掘得很深，理解又快，還擅長把問題統一起來看，發現新的研究工具，幫助其他科學家挖掘其他新問題。」

錢學森之侄錢永健：點亮了科學世界，沒回過科學世家

錢永健比別人看得更遠，也想得更多，他希望能通過這些色彩識別出癌細胞。這樣一來，外科醫生就能更好地切除病灶處的腫瘤。多年來，他一直對癌症耿耿於懷，「我的父親得了胰腺癌，診斷出來6個月後，他就離開了我們。」錢永健非常希望可以在有生之年攻克癌症、動脈粥樣硬化和中風，或者至少為最終戰勝這些疾病找到方向、奠定基礎。

他對這個工作充滿渴望，但也坦言自己可能一無所成，這一點，在他前幾年輕微中風之後就變得更加明顯了。作為一個正在研究這種疾病的科學家，錢永健知道這對他意味著什麼。

過去幾年，他一直堅持鍛煉，還跑完了幾次半程馬拉松，每天拎著自行車頭盔進入實驗室甚至成了他的標誌。但在展望這項偉大計劃的未來時，錢永健還是不無感慨地說道：「其實，在科學的歷史上，到處都是科學家在一項研究上成功，而在另一項研究上失敗的例子。」

1962年

下村修首次發現「綠色蛋白質」

哈斯廷和莫林再次發現了「綠色蛋白質」並將其命名為綠色熒光蛋白

1969年

1991年

普瑞澤成功分離出綠色熒光蛋白基因

查爾菲實現了綠色熒光蛋白的異體表達

1993年

1994年

錢永健獲得了穩定性更好、亮度更高以及可以發出青色熒光的綠色熒光蛋白基因