诺贝尔化学奖得主Hartmut Michel谈科研
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诺贝尔化学奖得主Hartmut Michel
中科院与德国马普学会“科学与社会”报告会实录
哈特姆特·米歇尔 ： 首先我想感谢这次讨论的组织单位给我这个机会来简单几句，并向诸位介绍一下我的看法。我要感谢陈教授，感谢您给我做的介绍，感谢你们组织了这次讨论，我想这对于中国的社会和对于两国今后的合作是非常重要的。我们也要和公众打交道，首先我谈一些基本的内容。也就是为什么要进行科学研究，我们总是告诉人们我们之所以做科学研究，是因为想了解事情的机制是怎样的？机理是怎样的？一个小孩把机器拆开，想了解机器是怎样运用的，工作原理是什么样的。我们作为科学家有一个很好的机会，在生命当中像小孩一样做，在这方面来讲是幸运的。因此，我们必须产生知识，形成知识。知识对于社会是有很大帮助的，我们看一看现在，我们现在身上带的东西都是科学技术的结果，比如建筑大楼、金属、塑料都是基础研究的结果，如果没有基础研究就无法生存。看一下信息技术，信息技术实际上是半导体基础研究的成果，正是半导体基础研究的成果构成了信息技术。我们看医学研究的人均寿命，从150年前的30岁，现在发达国家已经达到80岁的，它也是技术的一个成果。我们必须展望未来，我是搞生命科学的科学家，我感兴趣的是为了搞清楚人的有机体是怎样工作的？工作原理是怎样的？这方面的任务是巨大的，因为大家也许知道我们有基因，有四万多个基因，具体的数字还不清楚，我们还不知道每个基因是怎样表达的，蛋白质是怎样产生的，现在还不知道，我们必须把这些都搞清楚，我们必须搞清楚它的结构。在我们知道了每一个人体的每一个部分怎样运作的话，就可以开发新药品，开发新医药实际上是一项非常重要的任务，因为已知有三万多个疾病，目前只能治疗一万多个多种疾病，我们必须找到有效的方式，因为还有二万多个疾病有待于我们治愈，这样任务完成有利于社会，根据我的理解，我希望就像一个大孩子一样，我想搞清楚人的大脑是怎样的工作，知道大脑工作以后就知道人的自由意识是怎样工作的，在欧洲有讨论是否有自由意愿，这可能会产生争论的结果。如果有意志的话，就会有内疚感，如果没有意志的话也会有内疚感，因为惩罚是没有意识的结果，因此这种讨论不会产生有效的结果。
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因此，理解人的大脑来说是一个巨大的挑战。又回到一个老的科学家问的问题，中国三千年也有一个哲学家问了同样一个问题，有些人只是做了他们的任务，作为一个科学家，我还是希望搞清楚这个问题，谢谢。
提问 ： 哈特姆特·米歇尔教授，你认为中国科学家在哪个方面最容易获得诺贝尔奖。
哈特姆特·米歇尔 ： 这是很难回答的问题，如果我们思考这些诺贝尔获得者，有两种办法获得诺贝尔奖，一个是作出别人没有做出的科学发现，为了进行这种科学发现，你应该有自由做基本的研究，还有做你所需要做的一些研究。还有这些未待发展的科学有一个谨慎的研究，因为谨慎研究会使你获得重大的发现，获得诺贝尔奖。另外一个是你要做一些没有人认为你做不到的事，如果你想到一些事，而且每个人都认为你是不可能的，只有你认为这是可能的，而且表明这是可能的，如果你能做得出来就能获得诺贝尔奖。第三点，你需要资金，为什么最近几年的诺贝尔获得者是美国的科学家获得呢？因为美国科学预算大，和其他国家相比。另外，科学的体系使得年轻的科学家成为在年轻的时候很独立的开发他自己的思想和思考。
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提问 ： 刚才问了很多问题，对于诺贝尔奖非常感兴趣，怎么获得诺贝尔奖？我的问题是，请问一个非常好的科学家最重要的素质是什么？
哈特姆特·米歇尔 ： 我想人们思考了这个问题，有一位专家在医学方面的获得，通过创造新的医药来医治疾病，需要四个因素，需要运气，需要耐心，需要资金，另外还需要独立的思考，不要随波逐流。我想尽最大的能力思考这个问题，首先你必须努力的工作，与你的更加努力，才能获得杰出的成就。
提问 ： 今天的题目是科学和社会，我们在科学方面讲了许多了，我想了解一下社会对科学的影响，或者科学对社会的影响，还有从历史角度和社会角度对科学的研究是什么样的？从社会角度你们是怎样看科学的。我是主修科学史的，所以对我来说，听取一下大家对从社会角度研究科学，我是非常感兴趣的。
哈特姆特·米歇尔 ： 我一开始没有想回答这个问题，我当时没有听明白你的意思，认为科学家之间相互有什么行为？我是这样理解的。我们一般不讨论科学家竞争的问题，很显然，科学发现的速度是科学家之间推动的，谁都不想失败，谁都想做第一个，这也就是科学家不得不工作得非常的刻苦，但必须有一个平衡开发新的方法，如果披露太多的话，就会失败。这就是两难的处境，必须提供信息，也必须拿到一些信息，如果披露信息太多的就会失败。最佳的平衡点在什么呢？对于社会学来说，这是社会学非常重要的任务。还有社会学另外一个问题，你讲的是这个意思，有关于和宗教之间的关系，我们科学家如果有新的发现的话，比如我们在可用粮食数量提高两倍以后，我们科学家并不满足于此，社会科学家，尤其宗教可以发挥作用，《圣经》里面有很多有关于这种。科学家，我认为应该向公众宣传宗教当中并不是所有的东西都适合我们的生活，对我们来说都是好的东西。
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诺贝尔化学奖得主Hartmut Michel小传
1948年7月18日我出生于联邦德国符腾堡州的路德维希堡。父亲叫卡尔·米歇尔，母亲叫弗丽达·米歇尔。我们祖祖辈辈几代人都在路德维希堡生活，从事农业生产。家族中不论男女，都可以平均分配到世代传下来的土地。到了我祖父母那一辈儿，留下的土地已经不够我们生活。为了养家糊口，我父亲白天给一家工厂做工匠活，母亲则在家里给人做衣服。到了晚上和星期六，他们还要到田里种地。
我小时候喜欢在外面玩，经常不回家，整日在田间地头闲逛，我那时非常调皮，还是当地的孩子头，有时经常被看地的人和建筑工头追来追去。尽管如此，我小学的学习成绩却非常突出，开始家里人本不打算让我继续读书，但在我母亲的据理力争下，我终于上了中学。
11岁时，我成了家乡那个流动图书馆的成员。从那以后，人们就很少在外面再看见我。不过尽管整天泡在图书馆，但我每周也只读2到4本书，考古、人类文化、地理、动物学，什么书都看。不用说，大家也清楚，我当时很少做家庭作业。上学时，我最喜欢的科目是历史、生物、化学和物理。当时那个物理老师教的非常好，我对物理这门学科的了解主要是在中学，而不是在大学。
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与此同时，我对分子生物学也越来越感兴趣。1969年，也就是我服完兵役的那一年，我申请到蒂宾根大学学习生物化学。蒂宾根大学当时是德国唯一一所从入学第一年便可以学习生物化学的高校。非常幸运，我被录取了。学习生物化学非常辛苦，除了要听大量的生物学课程和讲座外，我还必须上差不多与学化学的学生同样多的课程和讲座。
资格较老的教授与学生的关系非常冷淡，在大学期间，我只与生物化学系的正教授交谈过一次，那还是在期末考试。但是，如果在慕尼黑大学或马克斯-普兰克(Max-Planck)生物物理学院的生物化学实验室工作上一年，就有机会与教授进行交流，当然，如果继续在蒂宾根大学上实验课，或许根本不存在这种可能。我在1972年至1973年间得到了这样的一个机会，这时我认为，从事学术研究正是我追求的理想。
1974年在蒂宾根大学考完试后，我在蒂宾根的迪特尔·奥斯蒂希特(Dieter Oesterhelt)实验室做实验，这也是生物化学课程的一部分。在与沃尔特·斯托克尼斯合作过程中，迪特尔·奥斯蒂希特在盐杆菌中发现了细菌视紫红质，他后来提出可以将细菌视紫红质当作彼得·米切尔化学渗透理论框架的质子泵。在写毕业论文的过程中，我描述了盐杆菌ATP酶(腺苷三磷酸酶)活动的特点。1975年，我随同迪特尔·奥斯蒂希特一起去了维尔茨堡。在一篇论文中，我把二磷酸腺苷和三磷酸盐的细胞内水平与盐杆菌细胞膜的电化学质子梯度联系在了一起。在1977年6月获得博士学位后，为了研究胺基酸摄取，我试着将稀释后的细菌视紫红质与细菌囊融合在了一起。在储存到冷冻装置后，稀释后的细菌视紫红质就变成了像玻璃一样的固体混凝料。根据这次发现，我相信，应该有可能将细菌视紫红质一样的膜蛋白变成晶体，而在当时，这种理论被认为根本不可能。在奥斯蒂希特的帮助下，我开始进行实验，4周后，我们得到了一种新的两维细菌视紫红质膜晶体。虽然这不是我们所要的三维晶体，但这起码让我得到了前往英国医学研究理事会(MRC)，与理查德·亨德森一同研究电子显微镜检验的机会。返回维尔茨堡后，我们于1979年4月发现了第一个真正的三维细菌视紫红质膜晶体。这次成功使我的信心倍增，我也因此取消了进行博士后研究的计划，没有去美国加州德瓦安蒂市与苏苏姆·奥伊诺进行哺乳动物性差异方面的研究。相反，我又一同与奥斯蒂希特去了慕尼黑附近马丁斯里德的马克斯-普兰克(Max-Planck)生物物理学院。后来，奥斯蒂希特成了该学院一位系主任。在前往慕尼黑以前，我与伊诺娜·利格尔结了婚。她的理解和耐心对我以后的成功帮助非常大。
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前往马丁斯里德的积极方面在于，我们可以有机会与罗伯特·胡伯及其同事合作。胡伯在马克斯-普兰克(Max-Planck)生物物理学院创立了一个学系，进行X射线结晶蛋白结构分析。虽然我们的细菌视紫红质膜晶体被发现可以分散X射线，但由于太小太混乱，而无法进行结构分析。我们尽力去改善细菌视紫红质膜晶体的大小和质量。虽然所有的X射线检晶仪都可以分散可溶蛋白质晶体的光线，但我接近这种X射线设备的机会非常有限，不过这也可以理解。结果，为了进行X射线实验，我1980年在英国医学研究理事会(MRC)与理查德·亨德森呆了4个月的时间。但这一段时间对改善结晶化方法极为关键。在我返回德国后，奥斯蒂希特决定购买一台X射线发生器，为正在进行的细菌视紫红质研究工作提供了便利。这台X射线发生器就安装在罗伯特·胡伯的学系，这样，我们就可以经常使用这种设备，了解X射线检晶仪的技术。后来，我使用这台发生器进行反应中心的研究工作。
由于对细菌视紫红质的实验总不能成功，我决定试着去把其他几种膜蛋白(光合作用蛋白质)变成晶体。在开发了一种新的隔离程序后，我在1981年7月底终于从视紫红蛋白中获得了第一个光合作用反应中心晶体。一周后，我的女儿安德里亚也降生到这个世界。在1981年9月，我和沃尔夫拉姆·伯德用X射线发现了第一个反应中心晶体，而且品质极佳。因此，1981年是我一生中最快乐也是最成功的一年。
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迪特尔·奥斯蒂希特(Dieter Oesterhelt)立即同意反应中心应该是一项年轻人的工程。1982年2月，我开始X射线结构分析收集数据。在那年在4月或5月，我在罗伯特·胡伯(Robert Huber)的系举办了一次研讨会，正式提出合作事宜。
在经过几次内部讨论后，胡伯同意乔安(汉斯)·戴森霍费尔(Johann Deisenhofer)——我选择的合作伙伴参加反应中心工程。在工作期间，汉斯和我成为最好朋友。1982年8月，汉斯和在胡伯系的日本博士后同行Kunio Miki开始分析成堆的X射线胶片。我则继续实验工作，有时候胡伯也来帮一下忙，向我展示了一个有希望的衍生物的衍射图形态应该是个什么样子。
我不仅要做X射线的工作，还要做整个的生物化学特征和序列确定的工作。乔安·戴森霍费尔对缩氨酸链进行了初步立足点跟踪后，在迪特尔·奥斯蒂希特的支持与帮助下由卡尔·维耶尔(Karl A. Weyer)、黑迪·格鲁恩伯格(Heidi Gruenberg)和我所做的序列确定成了我们把工作向前推进的一个瓶颈。在这个繁重的工作期间，我的儿子罗伯特·乔亚奇姆于1984年出生了。
我成功的结果之一就是收到了很多邀请，我接受了其中一个，成为西德美因河法兰克福的马克斯-普兰克(Max-Planck)生物物理学院一个独立系的系主任。自1987年10月我一直在那里工作。
由于我成功地获得了世界上第一个膜蛋白晶体—紫色光合细菌的光合作用反应中心的晶体，并以3埃的高精确度确定了该反应中心的三维结构，所以获了许多奖。其中包括美国物理学会生物物理奖(与戴森霍费尔分享)、欧洲光生物学会奖章以及诺贝尔奖。
摘自《诺贝尔奖得主演讲录(化学卷)》，新加坡世界科学出版公司出版, 百拇医药