“分子已經(jīng)開始代替人來講故事了。”一位研究人員在談到蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域時表示,。
2010年10月,在佛羅倫薩勞倫提安圖書館的閱覽室里,,一位名叫阿爾貝托·梅羅尼(Alberto Melloni)的意大利宗教歷史學(xué)家站在一個櫻桃木小盒子前,。盒子很舊,有點磨損,,有些地方還涂有拉丁文字跡,。它被保存在圖書館的其中一張獨特的傾斜的閱覽桌里已經(jīng)好幾個世紀(jì)了,那些閱覽桌是米開朗基羅設(shè)計的,。梅羅尼把盒蓋從盒子上取下來,。里面是一條黃色的絲巾,裹在絲巾里的是一本來自十三世紀(jì)的《圣經(jīng)》,它沒有他的手掌大,,看起來破破爛爛,。
梅羅尼最近表示,那本《圣經(jīng)》是很破了,?!白舟E非常模糊,沒什么價值,?!钡幸欢畏欠驳臍v史。1685年,,一位到過中國的耶穌會牧師把那本《圣經(jīng)》送給了梅第奇家族,,暗示它曾歸屬于中世紀(jì)探險家馬可·波羅(Marco Polo)。馬可波羅在1275年前后到過忽必烈可汗的宮廷,。盡管這個故事不太可能是真實的,,但幾乎屬實的是,這本書曾經(jīng)被一位早期的傳教士帶到中國,,且在那里度過了幾個世紀(jì),,被學(xué)者和官員處理過。因而它成為了亞洲基督教史上備受矚目的一件物品,。
梅羅尼是約翰第二十三世宗教科學(xué)基金會的主任,,該組織位于博洛尼亞,致力于研究教會的歷史,。他聽說過《馬可·波羅圣經(jīng)》,,但直到2008年有位同事在圖書館的一次展覽會上發(fā)現(xiàn)了這本書,他才知道它的狀況很糟糕,。就像其他習(xí)慣于處理古老文本或珍貴歷史物品的人一樣,,梅羅尼特別重視那本被沃爾特·本杰明(Walter Benjamin)稱作“光環(huán)”的書:“時空的奇特交織”,可以讓人對他們所處的世界有所了解,。
那本《圣經(jīng)》的修復(fù)工作足足花費了十八個月,,包括修復(fù)處理了1萬個塊件。在這個過程中,,梅羅尼決心拿這本書去做最新的科學(xué)研究分析,。梅羅尼對他的同事們說:“我們應(yīng)該像對待《蒙娜麗莎》那樣對待這本《圣經(jīng)》?!彼?lián)系了意大利最大的科學(xué)院校米蘭理工大學(xué)的文化遺產(chǎn)中心,,征求科學(xué)分析方面的意見。除了用于研究色素的標(biāo)準(zhǔn)保護工具,,如紫外攝影和紅外光譜,,那里的專家還建議使用蛋白質(zhì)組學(xué)。“那是我第一次聽到‘蛋白質(zhì)組學(xué)’這個詞,?!泵妨_尼回憶說。
蛋白質(zhì)組學(xué)是研究生物中蛋白質(zhì)相互作用的一門學(xué)科,。如果說基因組學(xué)研究的是人類的大約二萬個基因,,那么蛋白質(zhì)組學(xué)就是研究那些基因所組成的蛋白質(zhì)的構(gòu)造變化。蛋白質(zhì)組學(xué)的目的是保證樣品的完整性,。單個人類細胞的蛋白質(zhì)組,,可能包含數(shù)十億的蛋白質(zhì),有時被比作地圖集,。它可以指引遺傳學(xué)家或制藥公司發(fā)現(xiàn)疾病的早期標(biāo)志物,、衰老的精確機制或者癌癥治療的潛在方向。數(shù)據(jù)分析和實驗室儀器的巨大進步使得這一領(lǐng)域成為可能?,F(xiàn)在,,最先進的質(zhì)譜儀可以讓化學(xué)家對樣品中的數(shù)千種蛋白質(zhì)進行分類,且可以一次研究一個分子,。
自2000年以來,,蛋白質(zhì)組學(xué)吸引了一小部分科學(xué)家的注意,他們認(rèn)為它有潛力極大地拓展我們對過往歷史的認(rèn)識,。在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下,,蛋白質(zhì)可以存活數(shù)百萬年。近年來,,對藝術(shù)品和考古遺跡的蛋白質(zhì)組學(xué)研究已經(jīng)產(chǎn)生了極其清晰的生物學(xué)信息,,揭示了十七世紀(jì)的宗教雕塑上薄如蛛絲的魚膠層,且從以前無法辨認(rèn)的新石器時代骨骼坑中發(fā)現(xiàn)了兒童乳牙,。2008年,,研究人員得以對在阿拉斯加北部因紐特人遺址發(fā)現(xiàn)的有600年歷史的炊具表面殘留的斑海豹蛋白質(zhì)進行了測序。3年后,,化學(xué)家在一頭猛犸象的股骨中發(fā)現(xiàn)了126種不同的蛋白質(zhì),。隨著新的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)層出不窮地涌現(xiàn),這一領(lǐng)域有著一種令人興奮的氛圍,,充滿著各種各樣的可能性。
在梅羅尼的安排下,,《圣經(jīng)》的一些片斷被送到了米蘭,。2011年秋,一些片段送到了化學(xué)家皮爾·喬治·阿列蒂(Pier Giorgio Righetti)的實驗室,。70多歲的阿列蒂身材修長,,留著一托洛茨基式的齊整胡須。阿列蒂因其電泳研究而聞名于蛋白質(zhì)組學(xué)界。電泳是一個幫助根據(jù)分子大小和電荷對分子進行分類的過程,。
阿列蒂于1971年開始研究玉米的蛋白質(zhì),。那時,實驗室可能要花費數(shù)年時間才能完成對單個的蛋白質(zhì)的測序,?!艾F(xiàn)在,研究蛋白質(zhì)組學(xué)就像看繁星點點的天空一樣,?!卑⒘械僬f。與基因組基本保持不變不同,,生物體的蛋白質(zhì)組一直在變化,。當(dāng)我們睡覺、感到害怕和生病時,,我們的細胞會產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì),。過去的蛋白質(zhì)則是特定時刻的生物殘留物。
檢測《馬可·波羅圣經(jīng)》是阿列蒂第一次研究古老的東西,。不過,,他對于歷史和浪漫題材非常熱衷。他的父親是一名小學(xué)教師和詩人,。小時候,,阿列蒂夢想著學(xué)習(xí)文學(xué),但又害怕貧窮,。除了進行化學(xué)研究以外,,他還寫了兩本小說,目前正在寫第三本,,內(nèi)容是《圣經(jīng)》時代以來巴勒斯坦人的故事,。他的科學(xué)論文經(jīng)常使用頗為文藝的標(biāo)題,來讓人覺得論文內(nèi)容不那么深奧晦澀,。他2007年發(fā)表的一篇論文《夏洛克·福爾摩斯與蛋白質(zhì)組學(xué)》是關(guān)于六肽配體文庫的,。為了研究《馬可·波羅圣經(jīng)》,阿列蒂至少讀了六本關(guān)于馬可·波羅的書,。
在實驗室里,,他竭力去處理破爛的手稿。它們破損嚴(yán)重,,無法用常見的溶劑技術(shù)來提取蛋白質(zhì)。一天晚上,,絕望之下,,阿列蒂的一位同事用微波爐加熱了其中一塊片段,。沒想到這招竟然奏效了,。
通過質(zhì)譜儀對樣本進行分析后,,阿列蒂和他的團隊發(fā)現(xiàn)了那本《圣經(jīng)》中的8個生物分子,這些分子被認(rèn)為是由胎兒的羊皮紙制成的,。
阿列蒂很高興看到數(shù)據(jù)中清晰地顯示了750年前的蛋白質(zhì)。他在一篇論文中描述了這些發(fā)現(xiàn),,為有關(guān)中世紀(jì)手稿蛋白質(zhì)組學(xué)的文獻帶來補充。這些文獻雖少,,但在不斷增長,?!拔覀冇X得這是一個非常非常大的成就,。”他說,。但阿列蒂總覺得這個實驗可能是一次性的,。大多數(shù)歷史學(xué)家不僅沒有聽說過蛋白質(zhì)組學(xué),而且這種測試通常涉及到犧牲部分人工制品,,因而使得獲取研究對象變得困難?!皼]人會讓你這么做的,,”阿列蒂說,,“這些片段是從佛羅倫薩寄來的,,因為這本《圣經(jīng)》已經(jīng)支離破碎,?!?/p>
修復(fù)工程結(jié)束后,,梅羅尼飛到北京,在北京大學(xué)圖書館向觀眾展示《圣經(jīng)》,。空氣有點潮濕,。當(dāng)他打開書頁時,,它們顫動了一下,仿佛是在響應(yīng)一段記憶,?!八鼈冇幸环N動感,就像翅膀一樣,,”梅羅尼回憶說,,
2012年春天,阿列蒂的論文發(fā)表的那一天,,他正在西班牙北部的薩拉戈薩大學(xué)的圖書館里,。一位策展人邀請阿列蒂參觀圖書館的藏品,并討論可能的研究,。羊皮紙卷軸上有一些中世紀(jì)的《圣經(jīng)》和早期的《律法書》,。正如阿列蒂所擔(dān)心的,破壞性取樣的棘手問題出現(xiàn)了,。雖然蛋白質(zhì)組學(xué)分析所需要的樣本可能小到只有針頭那么大,但許多受委托保護無價之寶的人出于本能和職業(yè)素養(yǎng),,非常不愿意割舍,?!拔奈锉Wo者都非常保守,?!眲虼髮W(xué)古蛋白質(zhì)組學(xué)教授馬修·柯林斯(Matthew Collins)說道,。在薩拉戈薩大學(xué),阿列蒂告訴圖書管理員他很想研究《律法書》。
正當(dāng)阿列蒂穿過校園時,他的手機鈴響了。是格萊布·齊伯斯坦(Gleb Zilberstein)的來電,,他是一位在以色列雷霍沃特工作的發(fā)明家。兩人斷斷續(xù)續(xù)地合作了十多年,。49歲的齊伯斯坦用自有的方式思考文獻的科學(xué)分析已經(jīng)有一段時間了,。他崇尚翁貝托·艾柯(Umberto Eco)的符號學(xué)研究,后者提出了多種解讀文本的方法,。齊伯斯坦經(jīng)常想知道作者與他所寫的書頁之間的化學(xué)交互作用,?!懊總€人都想透過自己的經(jīng)驗來理解文化生活中的事情,,”齊伯斯坦說,,“而我的經(jīng)驗就是分析化學(xué)的工具,?!?/p>
那天早上看阿列蒂的論文時,,齊伯斯坦突然想到了一個主意,。他最近啟動的一個項目是開發(fā)表面帶有帶電離子的塑料,,這種塑料可以吸走其它物質(zhì)上的微生物和細菌。他想把這項技術(shù)用于食品和飲料的包裝,。齊伯斯坦想知道它是否也適合用在藝術(shù)品上面,。理論上,研究人員可以使用帶電塑料從人工制品中提取蛋白質(zhì),,事實上是提取幾乎任何的化學(xué)物質(zhì),,在此過程中不會對人工制品造成破壞,。再珍貴的文物,也能夠分析出它們表面或接近表面的蛛絲馬跡:汗水,、唾液或疾病跡象,;藝術(shù)家的飲食證明、藥物甚至DNA,?!澳隳軌虿槊髂愠赃^些什么,你受到了怎樣的傷害,,作者受到了怎樣的對待,。”齊伯斯坦說,。
阿列蒂很興奮,。他經(jīng)常將齊伯斯坦稱作天才,盡管后者沒有博士學(xué)位,,也從來沒有在大學(xué)里擔(dān)任過正式職務(wù),。“老實說,,”阿列蒂說,,“他比我厲害多了,他要聰明得多,。”在齊伯斯坦從薩拉戈薩大學(xué)打來的電話中,,他鼓勵齊伯斯坦去追逐那個想法,。“阿列蒂教授說,,‘好啊,,盡管去做吧?!饼R伯斯坦回憶說,。
齊伯斯坦決定去位于莫斯科的俄羅斯國家圖書館,檢驗一下自己的直覺,。他在哈薩克斯坦北部的一個蘇聯(lián)軍事工程師家庭長大,。他的祖母薩拉制造飛機;他的父親維克多制造魚雷,。在80年代末,,還是學(xué)生的齊伯斯坦在莫斯科服了兩年兵役。他設(shè)計了防彈背心,,發(fā)明了一種用于碰撞測試的,、可在碰撞時改變顏色的新型涂料,從而避免了大部分的步兵任務(wù)。他還經(jīng)常在城里的劇院和音樂廳消磨時間,?!拔艺J(rèn)為這對我來說是一個重要的成長期?!彼f,,他喜歡在國家圖書館度過下午的時光。
1994年,,從新西伯利亞州立大學(xué)獲得物理學(xué)學(xué)位后不久,,齊伯斯坦移民到以色列。但他經(jīng)常在莫斯科,,他知道圖書館收藏的十九,、二十世紀(jì)的手稿存在一個嚴(yán)重的問題。發(fā)明于十九世紀(jì)的廉價量產(chǎn)紙張改變了印刷出版業(yè),。但這種紙呈微酸性,,時間久了會變黑,且變得易碎,。2012年底,,齊伯斯坦參觀了俄羅斯國家圖書館,并提出用他的技術(shù)來給那里的檔案筆記本和信件去除酸性物質(zhì),。他只字未提歷史研究,。齊伯斯坦擁有推銷才華?!褒R伯斯坦會從他的20個發(fā)明中選擇你想要買的那個發(fā)明,。”一位前同事說,。當(dāng)時圖書館的館長是一位物理學(xué)家,,他同意讓齊伯斯坦試一試。
齊伯斯坦要求在現(xiàn)代主義劇作家和小說家米哈伊爾·布爾加科夫(Mikhail Bulgakov)的著作上展開嘗試,。齊爾伯斯頗為尊崇布爾加科夫,,1988年基于布爾加科夫的《狗之心》(Heart of a Dog)拍成的電視電影是他最喜歡的一部電影,他對他的發(fā)現(xiàn)感到非常失望,。圖書管理員們似乎無力阻止那些文本變破爛,。在接下來的兩年里,齊伯斯坦數(shù)次前往手稿部,,在布爾加科夫的筆記本和草稿上測試不同的塑料原型,。
齊伯斯坦擁有強大的氣場。他的棕色卷發(fā)一直垂到肩膀,。當(dāng)他解釋他是如何獲準(zhǔn)對現(xiàn)代俄羅斯文學(xué)中最有價值的一些文物進行實驗時,,他有時給人的印象是,,這些文物的保護人并不完全理解他在做什么?!拔液蛨D書館的人之間總是會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),。”齊伯斯坦說,。但是,,與其他從事蛋白質(zhì)組學(xué)研究的科學(xué)家不同,齊伯斯坦并不認(rèn)為大多數(shù)保護員天生就厭惡風(fēng)險,。相反,,他認(rèn)為他們大多數(shù)是孤立的、缺乏經(jīng)費的,,而且渴望更多地了解他們所照料的物品,。“他們喜歡你提出一些瘋狂的建議,,”他稱,,“每個圖書管理員都喜歡一些瘋狂的東西?!?/p>
帶電塑料去除了布爾加科夫文書中的酸性殘留物,,但同時也去除了其他的化學(xué)物質(zhì)。布爾加科夫年輕時行醫(yī),。1916年,,他被送往斯摩棱斯克附近的一家隔離醫(yī)院,在那里他對嗎啡上癮,。在生命的最后階段,,也就是他最著名的魔幻主義小說《大師與瑪格麗特》(the Master and Margarita)即將完工之際,布爾加科夫患上了腎硬化(一種痛苦的腎?。2紶柤涌品蚨啻沃貙懥诉@本小說,,而齊伯斯坦決定測試一下作者的筆記本和用打字機打出的紙張,,看是否有他生病或服藥的跡象。
齊伯斯坦從布爾加科夫的筆記中取樣十頁,,發(fā)現(xiàn)每一頁都含有嗎啡,。最嚴(yán)重的鴉片痕跡出現(xiàn)在1937年或1938年的《大師與瑪格麗特》的大綱上,那是一張廉價的方形信紙,。齊伯斯坦覺得自己好像是在用放大鏡尋找小說中隱藏的信息,。在一位老同學(xué)的幫助下,齊伯斯坦將毒品的痕跡與戰(zhàn)前莫斯科警察局檔案中的嗎啡樣本進行了比對,。
他把研究結(jié)果送到米蘭,。在過去的兩年里,,齊伯斯坦并沒有告訴阿列蒂多少關(guān)于他在莫斯科的工作的事情?!拔以囍o阿列蒂做份禮物,。”他說,。2015年夏天,,他和阿列蒂將圍繞布爾加科夫手稿的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《蛋白質(zhì)組學(xué)雜志》(Journal of Proteomics)上。一位評論家批評了齊伯斯坦的方法,。為了收集嗎啡殘余物,,他在手稿上蓋了一層塑料珠子。評論家指出,,可能會有珠子殘留在文稿上,。后來,齊伯斯坦改進了他的技術(shù),,磨碎了珠子,,把它們嵌入小片的乙烯-乙烯-醋酸酯(EVA)薄膜里。
今年秋天,,齊伯斯坦帶著新的EVA薄膜回到莫斯科,,并重復(fù)進行了測試。這一次,,他還提取到29種人類蛋白質(zhì),,它們大部分來自汗液和唾液,包括1940年3月導(dǎo)致布爾加斯科夫死亡的腎臟疾病的三個生物標(biāo)志物,。在布爾加科夫去世75年后,,他的文稿上仍充斥著他的分子,齊伯斯坦發(fā)現(xiàn)了這些分子,,同時確保了文稿完好無損,。
2017年初,阿列蒂開始從米蘭的國家檔案館中提取腺鼠疫(俗稱黑死病,,是一種存在于嚙齒類與跳蚤的一種人畜共通傳染?。啔v山德羅·曼佐尼(Alessandro Manzoni)在十九世紀(jì)撰寫的小說《約婚夫婦》(The Betrothed)一直令他十分著迷,,該小說描述了1630年侵襲米蘭的腺鼠疫,。在針對布爾加科夫的文稿的研究獲得成功后,阿列蒂開始小心翼翼地接觸米蘭的藏品(包括鼠疫時期的文獻),,想看看是否有鼠疫耶爾森氏菌(Yersinia pestis)的蹤跡,。鼠疫耶爾森氏菌是引發(fā)腺鼠疫的細菌。最終,,阿列蒂意識到,,他可以直接去查看這座城市的死亡記錄,。
與《馬可·波羅圣經(jīng)》或者布爾加科夫的筆記不同,米蘭檔案館的紙張是用棉花制成的,,保存完好,。阿列蒂已經(jīng)從大學(xué)的正式職務(wù)上退休,他花了幾個星期的時間仔細研究死亡記錄,。該城市有半數(shù)人口死于腺鼠疫,。“我選擇了最臟的紙張,?!卑⒘械俜Q。一天晚上,,他回到自己的公寓,,發(fā)現(xiàn)自己的腿上有紅斑。他覺得染上鼠疫了,。阿列蒂的妻子阿德里亞娜(Adriana)也是一位生物化學(xué)家,,她還嘲笑了阿列蒂的擔(dān)心?!案兄x上帝,,她是對的?!卑⒘械僬f道,。
齊伯斯坦從以色列飛來幫助阿列蒂展開分析。他和阿列蒂把EVA薄片放在紙張右下角,,因為右下角是紙張被觸碰最多的地方,。阿列蒂的一位前同事、化學(xué)家阿方西納·達馬托(Alfonsina d’Amato)去年3月對這些樣本進行了分析,?!斑@次的收獲令人難以置信?!卑⒘械僬f,。他們從腺鼠疫記錄文獻中提取了600多種蛋白質(zhì),其中17種來自鼠疫耶爾森氏菌,。除了腺鼠疫的痕跡以外,還有老鼠和老鼠的蛋白質(zhì),,羊奶和炭疽細菌的痕跡,,以及少量煙草、鷹嘴豆,、大米,、胡蘿卜和玉米的痕跡,,這些揭示了記錄這場災(zāi)難的工作人員的飲食習(xí)慣。單獨來看,,從這些記錄中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)沒有一種是令人驚訝的,。(引起炭疽熱的細菌是穩(wěn)定的,而且是自然發(fā)生的,。)但是它們共同勾畫出了一個充滿了寄生蟲的城市,,在那里,害蟲從剛寫好的死者名字上爬動過,?!拔覀円槐橛忠槐榈刂貜?fù)實驗,以確保這是真實的,?!卑⒘械僬f。
阿列蒂和齊伯斯坦共同發(fā)表了一篇關(guān)于鼠疫結(jié)果的論文,,還一起上意大利電視臺的專題節(jié)目,。他們的蛋白質(zhì)提取方法也引起了人們的注意?!拔乙恢倍际志次匪恢痹陂_發(fā)的概念,。”劍橋大學(xué)教授柯林斯在談到阿列蒂時說,??屏炙故且晃豢脊艑W(xué)家,從八十年代開始研究貝類化石的蛋白質(zhì),?!霸谖衣殬I(yè)生涯的頭幾十年里,該類研究是一個相當(dāng)痛苦的過程,?!彼f道。但蛋白質(zhì)組學(xué)和質(zhì)譜學(xué)的出現(xiàn)徹底改變了他的工作,?!拔覀兺耆軌蛞蕾囉谶@項不可思議的技術(shù)?!彼f,,“阿列蒂一直是這方面的領(lǐng)導(dǎo)者,我們只是在跟隨他的腳步,?!笨铝炙挂彩褂靡环N無損技術(shù)從歷史文獻中提取樣本,但他的方法簡單得多:它依賴于從保護員通常用橡皮擦制成的拓片中獲取蛋白質(zhì),。自2011年以來,,柯林斯一直使用這些拓片收集中世紀(jì)歐洲的牛,、綿羊和山羊的生物學(xué)信息。他把他的工作稱為“生物手稿學(xué)”——物理手稿傳統(tǒng)研究的一種現(xiàn)代化形式,。
柯林斯警告說,,歷史上的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)仍處于起步階段?!拔覀?nèi)匀恍枰私膺@些東西究竟意味著什么,。”他說,。但當(dāng)你意識到任何舊物品的表面都有可能承載著新的,、可識別的生物信息的時候,你不僅僅手握著手稿,,也手握著手稿承載的故事,,你會重新審視這個世界的圖書館和檔案館,尋思它們背后蘊藏的秘密,。2015年,,華盛頓特區(qū)的福爾杰莎士比亞圖書館的研究人員從1637年的一本《圣經(jīng)》的表面發(fā)現(xiàn)了至少一名北歐人的DNA,還發(fā)現(xiàn)他患有痤瘡,。該圖書館沒有公布這項代號為Project Dustbunny的實驗,,部分原因是它花了一點時間來理解其中的意義?!拔覀兎浅G宄?,除了為人文主義者提供一個很棒的研究圖書館以外,我們還擁有一個生物檔案館,?!眻D書館館長邁克爾·威特莫爾(Michael Witmore)指出。
5月,,齊伯斯坦在圣彼得堡分析十七世紀(jì)天文學(xué)家約翰內(nèi)斯·開普勒(Johannes Kepler)的筆記,。齊伯斯坦在完成腺鼠疫研究后對開普勒產(chǎn)生了濃厚的興趣。在米蘭爆發(fā)疫情的原因之一是,,神圣羅馬帝國軍隊入侵意大利北部,,破壞了鄉(xiāng)村并帶來了病菌。
在腺鼠疫爆發(fā)的那一年,,開普勒作為數(shù)學(xué)家在領(lǐng)導(dǎo)帝國軍隊的統(tǒng)帥阿爾布雷希特·馮·瓦倫斯坦( Albrecht von Wallenstein)手下工作,。那年11月,開普勒在雷根斯堡去世,,齊伯斯坦想知道這兩件事之間是否存在關(guān)聯(lián),。今年早些時候,齊伯斯坦找到了曾供職于開普勒委員會的彼得·邁克爾·申克爾(Peter Michael Schenkel),該委員會自1934年以來一直在編輯這位天文學(xué)家的論文,。申克爾為開普勒現(xiàn)存的一萬二千頁著作編入了索引。齊伯斯坦在家里給他打了電話,?!八麊栁议_普勒是否去過米蘭,”申克爾笑著說,,“我不知道他是怎么找到我的地址的,。”
在波羅的海上的一個溫暖,、微風(fēng)習(xí)習(xí)的早晨,,齊伯斯坦穿著砂洗過的牛仔褲,一件淺紫色小花圖案的襯衫,,以及一件肘部有白色補丁的牛仔夾克,。他帶著自己的兒子羅曼(Roman)一起來的。羅曼20歲出頭,,負(fù)責(zé)為齊伯斯坦的發(fā)明編寫軟件,。除了蛋白質(zhì)研究以外,齊伯斯坦還制造了一系列的便攜式傳感器,。它們可以測量污染,、葡萄糖或水合作用的水平,而且與智能手機兼容,。2012年,,為了測試這項技術(shù)并引起公眾的注意,他和阿列蒂在倫敦泰特現(xiàn)代美術(shù)館展示達米安·赫斯特(Damien Hirst)作品的玻璃櫥窗旁測量了甲醛含量,。這兩位科學(xué)家稱該藝術(shù)家的雕塑釋放出的甲醛達到了危險的水平,,后來兩人在科學(xué)雜志上發(fā)表了他們的研究發(fā)現(xiàn)。
赫斯特?fù)P言要起訴他們,。阿列蒂承認(rèn)其中一些計算是錯誤的,,并撤回了論文?!拔覀冋f,,‘管他呢?!髞磉€是放棄了,。”阿列蒂說道,,“我是一個可憐的養(yǎng)老金領(lǐng)取者,。”齊伯斯坦拒絕在撤回聲明上簽字。為了開普勒的研究,,他帶來了自己設(shè)計的一種新的水銀傳感器,,看看能否在手稿上找到什么蛛絲馬跡?!皩ξ覀儊碚f,,開普勒不是達米安·赫斯特,”齊伯斯坦說道,,“他意味著更多,。”在酒店里,,羅曼展示了他戴著的黑色智能手表,,它與水銀傳感器相連,可顯示讀數(shù),。閃爍的黃色字母拼出了“Hg”(汞的化學(xué)符號)和“VOC”(揮發(fā)性有機化合物)字樣,。
開普勒是科學(xué)史上的一個謎。1571年,,他出生在斯圖加特附近,,生活在一個沖突不斷、宗教偏執(zhí)嚴(yán)重的年代,。在他去世五十年后,,他的行星運動定律幫助促成了牛頓的科學(xué)革命。1620年,,他的母親因巫術(shù)而受審,,他不得不上法庭為母親辯護。開普勒的著作充斥著幾何學(xué),、科幻小說,、占星術(shù)和驚人的推理。他發(fā)現(xiàn)太陽系的行星在橢圓軌道上運動,;他還認(rèn)為,,地球也會像我們?nèi)祟愐粯恿骱狗牌ā?601年至1612年間,他是布拉格魯?shù)婪蚨缹m廷的皇家數(shù)學(xué)家,。開普勒身材瘦小,,視力不佳,他的許多結(jié)論都是根據(jù)他的前任,、才華橫溢的丹麥天文學(xué)家第谷·布拉赫(Tycho Brahe)的觀察得出的,。但那些跳躍式想象都是來自開普勒的。為了證明地球繞太陽的運動速度并非保持一致——當(dāng)它離太陽越遠,,它的運動速度就越慢,,他測量了它的軌道,,仿佛自己站在火星表面上的“瞭望塔”一般?!疤觳挪庞羞@樣的想法,。”愛因斯坦說,。
俄羅斯的凱瑟琳大帝于1773年購買了開普勒的手稿,,并把它們帶到了圣彼得堡。自1938年以來,,這些化石一直保存在俄羅斯科學(xué)院(Russian Academy of Sciences)的檔案中。該院位于圣彼得堡動物博物館后面的一個安靜的院子里,?!澳切n案非常真實?!饼R伯斯坦點點頭說,。
一位圖書管理員拿出一卷開普勒的手稿,手稿用白色皮革裝訂著,。齊伯斯坦戴上一副藍色乳膠手套,。閱覽室里很安靜,坐滿了其他的研究人員,。開著的窗戶外面飄著棉絮,。齊伯斯坦把水銀傳感器放在桌子上,傳感器看起來像用來給足球打氣的針的加薄版本,。在與申克爾交談后,,齊伯斯坦決定測試開普勒基于古希臘數(shù)學(xué)家希帕克斯(Hipparchus)理論撰寫的一篇論文。開普勒斷斷續(xù)續(xù)地研究了這篇論文25年,,直到他去世時,,它仍未完成。齊伯斯坦翻著那幾頁又長又黃的紙,,上面密密地寫著開普勒的筆跡,、數(shù)字表、劃掉的橫線,,以及代表地球,、月亮和太陽的細長的幾何圖形?!斑@些問題非常棒,,”這位天文學(xué)家在1619年談到希帕克斯的研究時寫道,“這項工作本身是不可完成的,?!?/p>
EVA薄片是暗綠色的,,帶有斑點。齊伯斯坦帶來了兩套EVA薄片(一套用于提取蛋白質(zhì))以及一個新的原型,。新原型包含能夠提取重金屬的化合物螯合劑,。2010年,布拉赫的骨骼在布拉格被挖出,,他的胡須,、骨頭和頭發(fā)被發(fā)現(xiàn)帶有金、銀和砷的殘留物,。布拉赫是一個熱情洋溢的人,,也是煉金術(shù)的擁躉。煉金術(shù)是十七世紀(jì)初王室普遍追求的一項實踐,。齊伯斯坦很好奇,,想知道開普勒的論文中是否會出現(xiàn)類似的金屬。他花了一個小時翻看希帕克斯的書,,尋找他所說的可疑的地方——唾沫或誤點的痕跡,,然后將它們放在EVA薄片上檢測。
在第32頁上,,在“solis longitudinis”一詞旁邊,,齊伯斯坦發(fā)現(xiàn)了一組看似屬于開普勒的指紋,上面是黑色墨水,,散布在紙張右邊的空白處,。他小心翼翼地在手稿上放了17張薄片。他不時地在桌子上方揮動水銀傳感器,。過了一會兒,,坐在齊伯斯坦旁邊的羅曼隨意地將他的iPhone對著他父親拍。當(dāng)齊伯斯坦翻到他覺得有趣的一頁時,,他輕輕地咳了一聲,,羅曼也隨之拍了張照片。
羅曼展示了一些水銀讀數(shù),,這些讀數(shù)在他的手表上劇烈波動,。齊伯斯坦很擔(dān)心手稿的狀況,因為它聞起來有點薄荷味,,這表明手稿已經(jīng)用百里酚(一種抗真菌的化學(xué)物質(zhì))處理過了,。“我對這份論文不太滿意,?!彼f。但希帕克斯的手稿似乎相對沒有受到影響,,這讓他松了一口氣,。根據(jù)書冊的封面說明,,自1972年以來只有16個人要過這本書。一個小時后,,齊伯斯坦回到他的辦公桌前,,拿出了EVA薄片。然后他填了張單子:“21/05/2018,。蛋白質(zhì)組學(xué)分析,。”
他解釋說,,在他成長的過程中,,蘇聯(lián)的教育體系在科學(xué)和人文學(xué)科之間劃了一條嚴(yán)格的界限?!岸咄耆蛛x開來,,”齊伯斯坦說,“但現(xiàn)在我們正試圖打破這一障礙,。他認(rèn)為,對古書和文物的蛋白質(zhì)組學(xué)分析,,是圖書館和博物館在一個大眾注意力分散,、內(nèi)容數(shù)字化的時代重新構(gòu)想自己的收藏品,并將其賦予生命的一種方式,?!霸趺窗讶藥Щ貋砟兀俊薄饼R伯斯坦說道,,“也許從另一個角度看現(xiàn)存的文物或文獻會很有趣,。”
第二天,,齊伯斯坦在艾爾米塔奇博物館開會,。會議大廳里擠滿了訪客,各種設(shè)備高高懸掛在空中,。在樓上的一間辦公室里,,齊伯斯坦與博物館自然保護部門的兩位科學(xué)家討論了蛋白質(zhì)組學(xué)。最終,,阿列蒂和齊伯斯坦希望將他們的技術(shù)商業(yè)化,,其中包括他們所需要的復(fù)雜分析技術(shù),并將其推向藏品和無法使用他們自己的光譜儀的研究人員,。(今年夏天晚些時候,,齊伯斯坦與艾爾米塔奇簽訂了一份初步合同。)齊伯斯坦說,,他和阿列蒂可以提供的針對歷史文物的研究服務(wù)類似于基因檢測公司23andMe的服務(wù),,只不過他們使用的是“來自已經(jīng)去世的人的樣本”,。
該領(lǐng)域的其他人也有自己的想法。在Project Dustbunny項目展開之后,,福爾杰莎士比亞圖書館的管理員們想知道什么是最好的文獻保存方法,,什么保存方法便于未來進行分析。其中一個問題是,,手稿紙頁上的灰塵和絨毛是否突然變得有價值了,,因為它們包含了大量關(guān)于近代早期的作家及其生活環(huán)境的信息?!拔覀儐栕约?,這片土地50年后會變成什么樣呢?”這些樣品能告訴我們些什么呢,?”導(dǎo)演威特莫爾說,。
新技術(shù)的迅速發(fā)展也引發(fā)了一些警告??铝炙狗窒淼淖罱膸灼鞍踪|(zhì)組學(xué)論文提出了令人驚嘆的觀點,,但后來遭到了質(zhì)疑。因為那些分析很敏感,,而且樣品有可能在實驗室里受過污染,。用于識別古代蛋白質(zhì)的數(shù)據(jù)庫也為食品和藥品行業(yè)所使用,也就是說,,被研究得最多的有機體——植物和動物,,或者病原體,經(jīng)常被認(rèn)為是匹配的,,即便有時候看似并不大可能匹配,。“我們經(jīng)常匹配一些超級有趣的東西,,”柯林斯稱,,“但之后你會開始對自己的實際發(fā)現(xiàn)感到緊張不安?!?/p>
大約20年前,,波爾多大學(xué)(University of Bordeaux)教授卡羅琳·托卡斯基對畫作進行了首批蛋白質(zhì)組學(xué)測試。托卡斯基正與大都會藝術(shù)博物館(Metropolitan Museum of Art)合作研究一種新的分析方法,,讓化學(xué)家能夠確定藝術(shù)品中的蛋白質(zhì)是如何老化并彼此結(jié)合的,。她從手提包里拿出一張玻璃片,上面好像有一?;覊m,。事實上,那是大都會藝術(shù)博物館的宗教杰作,、斯皮內(nèi)洛·阿雷蒂諾(Spinello Aretino)的《抹大拉的瑪麗婭手持耶穌受難像》右下角上的一個小顆粒,?!八?0到15微克,”托卡斯基說,,“真的很小,。”但托卡斯基每年能夠從更小的樣本中獲得更多的數(shù)據(jù),。四年來,,她在實驗室里一直保存著列奧納多·達芬奇(Leonardo da Vinci)的《最后的晚餐》的一份樣本,但她一直不敢碰它,?!皢栴}是:我們該現(xiàn)在就分析這個樣本呢?還是該繼續(xù)嘗試和推動這些分析技術(shù)的發(fā)展,?”托卡斯基說道,,“現(xiàn)在,它就在我的辦公室里,?!?/p>
這種不確定性都無助于說服文物保護人員交出他們的文物?!八麄冎械囊恍┤藭タ?。”丹·柯比說,??卤仍荌BM的工程師,,多年來一直在為哈佛的藝術(shù)博物館開發(fā)一種蛋白質(zhì)測試技術(shù)?!澳愕寐齺?,慢慢說服他們?!痹S多文物保護人員認(rèn)為,,任何與歷史文物發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),即使是在分子層級上,,都是一種干擾,。齊伯斯坦和阿列蒂的EVA薄片要想變得可行,就必須稍微有點潮濕,,就像拇指印一樣?!啊疅o損’這個詞必須小心使用,?!蓖锌ㄋ够赋觥o論是在牛津大學(xué)的博德萊恩圖書館,,還是在倫敦的大英圖書館,他都被禁止使用橡皮擦法,。
更廣泛地說,,不難理解為什么蛋白質(zhì)組學(xué)可能會對人文學(xué)者構(gòu)成威脅。人文學(xué)者在手稿,、繪畫和古物解讀方面的權(quán)威早已受到挑戰(zhàn),。一些與過去有關(guān)的學(xué)科一直都具有科學(xué)化傾向,比如考古學(xué),。其他的一些學(xué)科則沒有這種傾向,,比如歷史和文藝評論。雖然從十九世紀(jì)起,,博物館就有化學(xué)家,但保護科學(xué)——分析顏料,,拍X光片,,在傳統(tǒng)鑒賞領(lǐng)域中通常都不那么重要。
從研究經(jīng)費和硬數(shù)據(jù)的潛在價值來看,,蛋白質(zhì)組學(xué)具有顛覆性,。在圣彼得堡,齊伯斯坦讓人感覺他不僅僅是想給歷史學(xué)家和文學(xué)學(xué)者帶來一種新的科學(xué)工具,,他感興趣的是獲得可改寫歷史記錄的化學(xué)數(shù)據(jù),。“你知道,,歷史學(xué)家和其他人給我們講了一些故事,,”他說,“而現(xiàn)在是獲取客觀信息的好時機,。分子開始講故事了,,不是人來講了。這很有趣,?!弊詮目铝炙惯M入這個領(lǐng)域以來,科學(xué)已經(jīng)徹徹底底改變了考古學(xué),通過從實驗室獲得的精細數(shù)據(jù),,它對過去的推論和廣泛理論進行了更深入的分析,。“這些新技術(shù)讓我們獲得了以前從未想過的細節(jié),?!彼Q。手稿的文字只是故事的一部分,?!皻v史是什么呢?”科林斯問道,,“當(dāng)科學(xué)家開始與歷史文獻互動時,,歷史何時結(jié)束,科學(xué)何時開始呢,?”
威特莫爾說道,,“在我們?nèi)绾闻c科學(xué)聯(lián)系的問題上,人文學(xué)科存在一種防御性的蜷縮狀態(tài),?!北M管如此,他預(yù)測關(guān)于蛋白質(zhì)組學(xué)的論文將在未來五年開始出現(xiàn)在文學(xué)和歷史期刊上,?!盁o論是數(shù)據(jù)挖掘、蛋白質(zhì)組學(xué)還是基因組學(xué),,人文學(xué)科界的人都有潛在的新伙伴,。”他說道,。
7月底,,記者飛往米蘭,了解開普勒手稿的調(diào)查結(jié)果,。他在一所大學(xué)的化學(xué)系遇到了阿列蒂。自開始研究《馬可波羅圣經(jīng)》以來,,他的實驗室里就源源不斷地出現(xiàn)了古物,。我們拜訪了一些同事,他們在處理一塊有四千年歷史的埃及紙莎草紙時遇到了麻煩,。這張紙莎草紙描繪了尼羅河上被毀的城市赫拉克里奧波利斯,,但在一次實驗中,它的顏色發(fā)生了變化,。一些化學(xué)家聚集在真空櫥柜周圍,,他們將紙莎草紙放在玻璃碗下面,試圖讓顏色變回來,。
開普勒研究也遇到了問題,。質(zhì)譜儀分析蛋白質(zhì)的第一次嘗試失敗了,,要么是因為在圣彼得堡的文稿處理,要么是因為在米蘭準(zhǔn)備樣品時出錯,?!耙恢芎螅覀?nèi)栽谇謇磉@臺機器,?!卑⒘械僬f,“我們無法識別任何的東西,,所以這是一場災(zāi)難,。”他希望不久后就能分析另一批樣品,,但假期即將開始,,預(yù)留時間處理儀器并不總是那么容易。
然而,,齊伯斯坦的金屬分析得出了更為有趣的結(jié)果,。螯合劑薄片在其放置的地方到處都吸附了微量的金、銀,、鉛和砷,,其含量是對照品的3到9倍。有的汞讀數(shù)甚至更高,。那些金屬讓人想起了布拉赫骨骼被挖掘出后的發(fā)現(xiàn),,在齊伯斯坦和阿列蒂看來,這表明開普勒和煉金術(shù)之間存在聯(lián)系,。然而,,與布拉赫不同的是,沒有開普勒采用煉金術(shù)或使用其療法的記載,。(十七世紀(jì)早期,,煉金術(shù)除了追求將金屬轉(zhuǎn)化為黃金之外,還被用于醫(yī)學(xué)目的,。)齊伯斯坦和阿列蒂非常激動,,對他們的發(fā)現(xiàn)充滿信心?!伴_普勒也是一位煉金術(shù)士,。”阿列蒂在發(fā)給記者的一封電子郵件中說,。記者上了他的車,,和他一起去見齊伯斯坦。阿列蒂搖下車窗,說道,,“我在科學(xué)領(lǐng)域工作了45年,,沒有人在乎我的研究。而現(xiàn)在,,我們每次寫論文,,都會有報紙給我們打電話?!?/p>
這兩位科學(xué)家和他們的妻子在米蘭的一家餐館共進午餐,。這家餐館位于米蘭一家露天廣場的上層,可以看到大教堂,。自圣彼得堡之行以來,,齊伯斯坦就一直在計劃對開普勒的手稿進行更有野心的研究。通過開普勒的手稿,,可推斷出行星表面金屬的濃度以及這位天文學(xué)家計算和書寫的模式,。齊伯斯坦拿出手機,開始翻看檔案里的秘密圖像,。他被開普勒書寫的規(guī)律性驚呆了,,同時也想知道它是否包含編碼信息?!拔艺J(rèn)為人們必須重新認(rèn)識開普勒這個人,,”齊伯斯坦說道,“人們必須要得到這種圖像信息,,這種化學(xué)信息,,這種生化信息。這將比丹·布朗(Dan Brown)的杰作更令人好奇,?!?/p>
齊伯斯坦和阿列蒂都很高興。他們走到陽臺上,,在大教堂前拍照,。然而,他們對開普勒手稿的研究分析,,是他們在工作中第一次去試圖挑戰(zhàn)歷史記載,,而不是去試圖豐富歷史記載。當(dāng)被問到學(xué)者們最初對于開普勒可能是煉金術(shù)士的想法是否有什么反應(yīng)時,,兩位科學(xué)家有些難為情,?!八麄兎浅J?。”阿列蒂喃喃地說。那天早上,,齊伯斯坦收到了一封來自開普勒委員會的申克爾(Schenkel)的電子郵件,。“他在郵件中說他不相信我們的發(fā)現(xiàn),?!饼R伯斯坦說。
看到阿列蒂的論文草稿后,,在研究開普勒的生活和著作上堪稱權(quán)威的劍橋大學(xué)歷史學(xué)教授尤林卡·羅布萊克(Ulinka Rublack)也表示不相信,。不像出身富有貴族的布拉赫,開普勒一直都生活拮據(jù),,他不大可能是煉金術(shù)士,。“他是帝國數(shù)學(xué)家,。他是最有抱負(fù)的科學(xué)家之一,。”羅布萊克說道,,“他需要有個大的實驗室和基礎(chǔ)設(shè)施才能做出令人滿意的工作,。”此外,,透過開普勒的著作,,可以看到一種豐富多彩的學(xué)術(shù)生活?!八娴臎]有把自己當(dāng)做煉金術(shù)師,,他也沒有做那方面的事情?!绷_布萊克說,。(相比之下,牛頓寫了大量關(guān)于煉金術(shù)的文章,。)面對齊伯斯坦和阿列蒂的發(fā)現(xiàn),,申克爾親自去調(diào)查開普勒所有關(guān)于煉金術(shù)的著作。他分享了他的研究報告,。該天文學(xué)家的參考資料很簡單,,且不大明確?!拔也皇腔瘜W(xué)家,。”開普勒在1604年寫道,。
然而,,只要這些金屬痕跡是來自開普勒的,,他使用煉金術(shù)法的可能性就依然存在?!澳阒?,這是一個很大的謎,”申克爾坦言,,“我自己也很好奇,。”斷言開普勒使用煉金術(shù),,顯然比尋找捕捉他的生活細節(jié)的證據(jù)更能引起人的興趣,。”但那可能是對舊文書進行蛋白質(zhì)組學(xué)分析和化學(xué)分析的主要價值所在,?!皻v史具有諷刺意味的地方在于,最明顯不過的事情卻被談?wù)摰米钌??!痹鴮戇^一本關(guān)于開普勒占星學(xué)的書的美國天主教大學(xué)訪問學(xué)者帕特里克·博納(Patrick Boner)說道,“人們概念化時間,、療法,、健康甚至洗澡的方式,所有這些都是非常日常的事情,,都受到占星術(shù)和煉金術(shù)等知識的影響,。”
對于阿列蒂和齊伯斯坦對開普勒的手稿研究,,伯納表示,,他已經(jīng)從兩人關(guān)于腺鼠疫的論文中了解到了他們的工作?!霸撗芯空诖蜷_一扇門,,”他說,“我欣賞這個項目的地方在于,,它遠遠超越了任何一種書面記錄,。”開普勒曾寫道,,“我仿佛讀過一個神圣的文本,,它被寫進世界本身,是用必需品而非文字書寫的,,它說:‘男人,,擴展你的想象力,你才能夠理解這些事情,?!边@一領(lǐng)悟是他自己在尋找星體,、物質(zhì)和無法想象的事情的運動的知識的過程中得到的,而不是從印刷文字中得出的教訓(xùn),。
齊伯斯坦和阿列蒂還談到了他們之前計劃的巴黎之行。他們想去那里研究卡薩諾瓦的淋病,。他們在拱廊的入口處分手,,記者和阿列蒂穿過廣場。他想帶記者看看米蘭的二十世紀(jì)藝術(shù)博物館,。那是一個酷熱的下午,,阿列蒂看起來就像一個普通的游客,脖子上掛著一根吊索,,掛著相機和手機,。在一樓,他們站了一會兒,,看著阿列蒂非常欣賞的未來主義畫家安貝托·波西奧尼(Umberto Boccioni)的畫作,。最后,他們來到了一幅名為《米歐港》(Port Miou)的美麗小風(fēng)景畫前,。這幅畫是喬治·布拉克(Georges Braque) 25歲時畫的,。大海是紫色的,巖石是橙色的,,樹木是紅色的,。阿列蒂靠過去看?!拔蚁胝{(diào)查一下這些畫,。畫家們在創(chuàng)作它們的時候肯定服用了可卡因和海洛因?!彼f,,然后大笑,“總有一天,,我們會做這件事的,。”