阿诺德：历经坎坷，终成酶的“导师”

苏更林

随着2018年诺贝尔化学奖的揭晓，一个传奇女性科学家的名字迅速进入了公众视野——弗朗西斯·阿诺德，她是一个科学上的胜利者，身上无数的光环令全世界瞩目。从一个无拘无束的小女孩，到驾驭进化力量的大科学家，阿诺德到底走过了怎样的人生历程呢？

天马行空的女孩

1956年，阿诺德生于美国，在宾夕法尼亚州匹兹堡的郊区长大。阿诺德的家庭背景优越，她的父亲是核物理学家，兄弟们也都是科学家。在这样自由、宽松的家庭氛围中，阿诺德可以根据自己的兴趣做任何事情，因此从小就养成了独立的性格。即使后来经济一度困难，她也没有选择向他人求助。为了解决房租和生活费的问题，她曾经在一家出租车公司开过出租车，甚至还在一家俱乐部当过调酒师。

少年时期的阿诺德对于人生并没有特别的规划，只是一个有着天马行空想象力的女孩。虽然不羁的性格让她的学习成绩受到了一定的影响，但她没有放弃过自己，一直渴望能够进入一所好的大学继续学习。后来，她申报了普林斯顿大学的机械和航空航天工程专业，成了当时班里唯一的女生。

改变从化学开始

阿诺德此前的人生轨迹似乎与化学并没有太大的关系，用她的话来说，她最初的设想并不是当一名科学家，而是成为一名外交官，或者某个跨国公司的CEO。

20世纪70年代，石油危机以及三里岛核泄漏事故引发了她的思考。20世纪80年代，生物燃料的发展使她对可再生能源产生了浓厚的兴趣。阿诺德选择到加州大学伯克利分校学习化学工程，而这也是改变她人生轨迹的一次重要选择。1985年，她获得化学工程博士学位;1986年，她转至加州理工学院继续进行博士后科研工作，后来留校任教。

阿诺德的研究侧重于蛋白质的定向进化及其在替代能源、化学和医学方面的应用。20世纪80年代，阿诺德又在生物技术和工程方面取得了数十项专利和多项专业荣誉，并且获得了国家技术和创新奖章。

然而，在由男性主导的工程领域，阿诺德的工作并没有受到重视。

有人质疑阿诺德研究的不是科学，还有人指责她傲慢自大。但是阿诺德根本不在乎这些，她仍然坚定地走着自己的路。她说：“我不是科学家，也不是绅士，所以他们的说法不会困扰我……要说我傲慢，我从来都不否认，但我从不怀疑我所做的研究的实用性和重要性！”自信已经成为她性格中的一部分，这对于她在科学研究中保持独立性和创造性是至关重要的。

把悲伤留在过去

科学家也是普通人，他们的成就自然离不开家庭的支持。对阿诺德来说，在她的职业生涯走向辉煌的时候，接连不断的家庭变故无疑是沉重的打击。

2001年，她的第一任丈夫詹姆斯·贝利因癌症去世，两人育有一子。

阿诺德是一个工作狂，在加州理工学院的27年里，她只休过一次假。2005年，她与家人一起到澳大利亚、马达加斯加等地休假。休假回来后，阿诺德被诊断出罹患乳腺癌。她勇敢地接受了抗癌治疗并最终康复——是她的乐观态度，增强了她战胜疾病的信心。

2010年，她的第二任丈夫兰格自杀身亡，两人育有两子。作为一个单亲妈妈，她不仅要照顾3个孩子，还要进行创造性的工作。2016年，厄运再次降临，她的一个儿子在一场事故中意外身亡。

这对她的打击实在是太大了。

2017年，在加州理工学院的一次公开演讲中，她提到自己的人生波折时几度哽咽。

她曾这样安慰自己：“总有比我更不幸的人。我感谢每天都能做自己喜欢的事情。”是的，穿行在逆境之中，要懂得把悲伤留在过去，过好每一天，做好每一件事情。

试管里的“进化论”

进化创造了这个复杂而美丽的世界，其中生物酶扮演了极其重要的角色。而生物酶是一种极为特殊的高效催化剂，其化学本质是具有催化活性的蛋白质或核酸。

自然界的氮循环离不开固氮酶的催化作用，它能以极其温和的方式把分子氮还原为氨，并在整个过程中对环境都是友好的。而工业上合成氨，需要在高温、高压的条件下才能实现，并且需要消耗大量的能源，同时产生大量的污染物。

我们需要向大自然学习，从进化中获得灵感，进而来改进我们的工业生产方法。阿诺德认为应当模拟自然的进化过程，用进化的力量来造福人类，获得人类所需要的酶，这是她不懈努力的方向。

自然界中蕴藏了极其丰富的酶，但有些酶并不能为我们所用。阿诺德作为“定向进化”的先驱，在驯化酶的研究中做出了开创性的贡献。而所谓“定向进化”，就是在试管中模仿达尔文“进化论”的过程，从而改良或创造新的酶类蛋白质。

对蛋白质进行有目标的进化选择，在自然界中可能需要数千年的时间，而在试管里只需要几个小时就能实现了。然而，要获得符合我们意愿和要求的生物酶，并不是一件容易的事情。阿诺德曾说：“我不在乎999999次的实验是否有用，我只想找到100万次里面成功的那一次。”

阿诺德在自然进化的启示下，在试管中通过“定向进化”繁殖出了更好的生物酶。利用这些酶可以生产生物燃料、环保塑料、药物以及其他特殊化学品，从而利用进化的力量来解决人类的生态问题。

阿诺德说：“定向进化让我们能够重写生命密码，特别是用它来解决人类的问题。”同时她还说：“我希望我的获獎能证明，女性可以把科学研究做得很好，并且同样可以为世界做出贡献！”