女科学家传奇（4）——晶体学领域闪耀的群星
上：多萝西·霍奇金；中：从左到右，伊姆加德·辛宁；埃莉诺·多德森；罗莎琳德·富兰克林；下：阿达·约纳特（左）；路易丝·约翰逊
马克斯·冯·劳厄于1912年，威廉和劳伦斯·布拉格于1913年分别进行X射线衍射实验，现代晶体学发轫，继而冯·劳厄于1914年、布拉格父子于1915年获得诺奖，晶体学几乎对科学每一分支都产生了影响。值得庆幸的是，晶体学领域平等协作的文化造就了两位女性诺贝尔奖获得者。
“我们需要一个特殊的群体……这是一个由女性主导的科学领域。”2004年，当著名的英国晶体学家朱迪思·霍华德（Judith Howard）被布里斯托大学授予荣誉学位时如是说。
大约15年前，霍华德受邀应聘英国杜伦大学结构化学研究职位时，曾遭人构陷，“女人天生就擅长做这种事，不是吗？”她之前的博士生导师、诺贝尔奖获得者多萝西·霍奇金（Dorothy Hodgkin）鼓励霍华德不要在意此类评论。霍华德获得了这一职位，建立了世界上领先的低温结构化学实验室，当选皇家学会会员，并成为杜伦大学生物物理研究院的创始院长。
无论存在怎样的差别，女性晶体学家事实上还是少数派。但是，当我们庆祝国际晶体学年时，这些杰出成就获得者的传承以及这个领域的文化和社会评价是值得我们探究的。我想说，这个曾经吸引、留住并鼓励女性成功的领域特色，将为未来女性在科学事业上的进步提供更普遍的经验。
在晶体学先驱中，女科学家也位列其中。一个世纪前，当威廉·布拉格（William Bragg）和他的儿子劳伦斯（Lawrence Bragg）发现X-射线衍射时，就在1922年邀请了凯瑟琳·朗斯黛耳（Kathleen Lonsdale）在其实验室工作。在皇家研究院时，朗斯黛耳证实了苯环的结构、进行了金刚石结构研究，1945年成为当选皇家学会会员的两个首位女性之一，并被任命为伦敦大学学院的首位女性终身教授。
上世纪30年代，霍奇金是加入英国剑桥物理学家约翰·德斯蒙德·贝尔纳（老布拉格的学生）实验室的几个女科学家之一，和贝尔纳一起，她拍下了首张蛋白质结晶衍射图像。霍奇金有关青霉素和维生素B12结构的解决方案为她赢得了1964年的诺贝尔化学奖。有两位女晶体学家获此殊荣：霍奇金和以色列科学家阿达·约纳特（Ada Yonath），后者在2009年获得诺贝尔奖。
罗莎琳德·富兰克林（RosalindFranklin）在詹姆斯·沃森（James Watson）和弗朗西斯·克里克（Francis Crick）发现DNA双螺旋结构从而获得诺贝尔奖的过程中应当首先被铭记，正是她的DNA纤维X-射线衍射图促成了这一发现。在她短暂的一生中（罗莎琳德30多岁时即英年早逝），罗莎琳德开展了煤、石墨中的碳，以及动植物病毒的重要结构研究。
美国海军研究实验室的伊莎贝拉·卡尔勒（Isabella Karle）开发了名为“直接法”的研究方法用于小于100原子的分子结构分析，这种基于估算X-射线反射阶段的应用统计研究大大拓展了可被分析物质的范围。虽然只是其丈夫杰罗姆·卡尔勒（Jerome Karle）与赫伯特·豪普特曼（Herbert Hauptman）因为发现“直接法”的理论基础而分享了1985年的诺贝尔奖，但更多的颁奖机构给予了她个人足够的嘉奖。
不朽的合作精神
女性的名字装点着这个领域的教科书和研究资源。多年来，朗斯黛耳一直编辑着《国际晶体学年表》，这些版本提供了晶格、对称性和空间群的信息，以及结构的数学、物理和化学数据。1965~1997年间，剑桥大学的奥尔加·肯纳德（Olga Kennard）建立了剑桥晶体学数据中心，一个国际公认的小分子结构数据资源库。美国宾州费城福克斯·蔡斯癌症研究中心的詹妮·匹克沃斯·格卢斯克（Jenny PickworthGlusker）与人合著的《晶体结构初级读本》于1971年出版，到2010年已再版到第三版。英国约克大学的埃莉诺·多德森（Eleanor Dodson），从霍奇金的技师做起，成为CCP4的主要策划者，从事着这个当前在世界范围内拥有250个软件工具的蛋白质结晶研究协同计算项目。
但是，普遍的猜测是，这些光辉形象在这个领域折射出的女性优势不过是一个假象。20多年前，美国布莱克斯堡弗吉尼亚理工大学计算晶体学家莫琳·朱利安（MaureenJulian）对《世界晶体学家名录》的统计发现，国际上女性晶体学家的比例为14%（美国稍低）。同时，美国物理学会女科学家的比例只有2%；朱利安推断说，数据表明这个领域遍布着女性研究者。
如今，国际晶体学联合会杰出晶体学家的在线名单中超过90%为男性，其著名的厄瓦尔奖自1987年每三年颁奖以来，14位获奖者中有多德森这么一位女科学家（占7%）。
然而，我们有充分的理由相信，100年前晶体学建立之初非常欢迎女性的到来。在朱利安1990年的一项研究中，追踪了从布拉格开始的科学谱系，透过这些男女同仁，共有50位女性晶体学家。布拉格的门生朗斯黛耳和贝尔纳，以及他们的学生哺育了包容和平等的实验室文化。
这种谱系还在被发扬光大。例如，英国蛋白质晶体学家大卫·菲利普斯（David Phillips）1955~1966年间在皇家研究院与劳伦斯·布拉格一起工作。菲利普斯招收路易丝·约翰逊（Louise Johnson）做博士，当他1966年任教牛津大学时，路易丝也一同前往。在那里，菲利普斯团队与霍奇金国际化、性别均衡、思想进步的团队比邻而居。1990年，约翰逊继承了菲利普斯的结构生物学教授职位，并从2003~2008年担任英国国家同步辐射装置“钻石光源”的生命科学部主任。
苏珊·利（SusanLea）是牛津威廉·邓恩爵士生理学学院的微生物教授，她于上世纪80年代末师从该院结构生物学教授戴夫·斯图尔特（Dave Stuart）攻读博士学位。被众多的男士包围，她从没指望自己能成为女性的楷模，“路易丝是结构生物学的头，牛津有许多女性生物物理学家，”利说，“因此我从未想过此事。”她回忆道，“一个很好的氛围，”她援引实验室工作的孩子们的常态，“可以想象，只要足够聪明，你就能完成工作。”1995年，当利完成口蹄疫病毒结构研究获得博士学位时，第一个从皇家学会获得了旨在帮助青年科学家在家庭和事业上保持弹性的多萝西·霍奇金奖学金。一年后，她的第一个孩子降生了。
合作的精神气质归功于科学的本质，也同样归功于布拉格仁慈的遗赠。“一项科学研究，往往涉及6~8个学科，”利解释说，“一分钟前我还在和病毒学家交谈，下一分钟就是晶体学家，再接下来就是免疫学家。”对美国波士顿哈佛大学医学院利用结构技术研究先天免疫的吴皓来说，这种跨学科具有极大的吸引力，“刚开始时，我对其他女晶体学家一无所知，”她说，“吸引我的是，数学、物理和生物都在其中了。”
当吴皓在北京的医学院临近毕业，赴美国普渡大学西拉法叶校区访问期间，被一场迈克尔·罗斯曼（Michael Rossmann）的演讲深深吸引，罗斯曼是一位计算晶体学家，学生时代就与朗斯黛耳有过接触，师从J.M.罗伯森（J. M. Robertson，老布拉格的学生）攻读博士学位，与分子生物学家马克斯·佩鲁茨（Max Perutz）一起工作，探讨血红蛋白结构的解决方案。吴在罗斯曼的实验室获得攻读博士学位的机会，“从衍射到结构并没有直接的路径，”她说，“结构分析就像是一个侦探故事。”这吸引着她培养广泛的技能，从晶体生长到计算分析。
美妙的演进之域
曾几何时，晶体学作为一门技术科学并不利于其声望的形成，有时被认为是女人的事，一些科学家（尤其是化学家）把它看作是实验室服务，而不是一门像样的科学。当霍奇金的团队1955年在牛津最终解决了维生素B12复合结构时，《纽约时报》却把这项工作作为剑桥大学亚历山大·托德（Alexander Todd）的成就大加鼓吹，和他在《自然》杂志发表的有关B12化学分析的论文相比，霍奇金牛津团队的论文则更早一些。1955年，在英国埃克塞特大学召开的化学学会会议上，托德就结构问题最先发言，最终，霍奇金站起来澄清了到底谁做了什么。
作为霍奇金的博士后，格卢斯克承担了关键衍生品的分析，完成了最艰巨的任务，记得当时她们都是如何愤愤不平，“我们觉得，他只是把我们当作技术员，而没有看到是大量的思想才化作了电子密度地图绘制、参数修正和如何做到这一点。”
现代晶体学已经非常不同了，大部分的试错过程已经完结，几乎所有的X-射线衍射分析流程都可以自动完成，研究转而聚焦结构特征的意义和关系，而不只是结构本身。“现在，在高影响力杂志上仅发表一个结构已经不可能了。”德国海德堡大学生物化学中心生物化学和结构生物学教授伊姆加德·辛宁（Irmgard Sinning）说。
辛宁研究蛋白质靶系统，获得了刚刚揭晓的德国顶级研究大奖——戈特弗里德·威廉·莱布尼茨奖。“晶体学在过去20年里得到了飞速发展，”她说，“比起结构问题，破解分子机制要花更多的时间。”
如今，她的实验室招收更多的生物化学家而不是化学家，其中一半是女性。总体上，女性晶体学家的数量在攀升。从各种科学会议的演讲者名单分析：2013年8月召开的欧洲晶体学会议上，27%的发言者是女性。与之相比，2013年欧洲物理学年会高能物理会议有21%女性演讲者；2013年国际免疫学会议则占到43%。在物理学和生命科学领域，进入研究职业生涯的女性不断增长。但最近的证据也显示，比起他们的男同事，女性达到研究巅峰仍然更加困难。
“如今，人们对平衡家庭和职业生涯的要求更高，”刚刚获得了霍华德研究职位的吴皓说，“女性数量在博士后及以上就有所下降。”辛宁鼓励年轻女性在获得提升时要更加自信：“只管去做！一个男人从来不会说‘我够好吗？’他们自然而然认为他们是。”
晶体学领域成功女性的闪光榜样鼓舞和支撑着年轻同行，但年轻学者在她们向上进阶的过程中仍然面临太多的障碍。晶体学的目标应当是把布拉格机会平等的遗赠发扬光大。