多萝西·霍奇金：拍摄分子的晶体学家

玛格丽特·撒切尔（Margaret Thatcher）曾在牛津大学师从多萝西·霍奇金（Dorothy Hodgkin）学习化学，后来她在唐宁街10号的办公室里挂了一幅霍奇金的肖像。对于一位政治立场几乎在各个方面都与其前老师毕生倡导的核裁军运动背道而驰的首相来说，这是一个奇怪的致敬。这幅肖像之所以能挂在那里，说明了霍奇金的地位：即使是政见不同的对手也承认，她完成了一项地球上几乎无人能及的工作——当X射线轰击分子时，直接从其投下的阴影中解读出分子的三维形状，并先后成功解析了青霉素、维生素B12和胰岛素的结构。

喀土穆的鹅卵石

多萝西·玛丽·克劳福特（Dorothy Mary Crowfoot）于1910年出生在埃及开罗。她的父母约翰（John）和格蕾丝·克劳福特（Grace Crowfoot）都是在北非殖民地工作的考古学权威；她的父亲曾担任学校督察。多萝西在苏丹喀土穆度过了大部分童年时光，大约在14岁时，在土壤科学家A. F. 约瑟夫（A. F. Joseph）的鼓励下，她开始使用一套便携式矿物分析工具来分析当地的矿物和鹅卵石。两年后，母亲送给她一本物理学家威廉·亨利·布拉格（William Henry Bragg）所著的《事物的本质》（Concerning the Nature of Things），书中描述了如何利用X射线“观察”晶体内原子的排列——这份礼物确立了她整个职业生涯的方向。

牛津、剑桥与一门新科学

霍奇金18岁时进入牛津大学萨默维尔学院（Somerville College）学习化学，并于1928年获得学士学位，毕业研究课题选择了X射线晶体学。随后，她在剑桥大学师从晶体学家J. D. 贝尔纳（J. D. Bernal）继续深造，并于1937年获得博士学位。在剑桥期间，她见证了研究人员于1934年拍摄到首张蛋白质晶体X射线照片，这一里程碑式的示范证明了大型复杂生物分子也可以通过这种方式结晶并进行研究——这为她随后的整个职业生涯提供了概念验证。

与她抗衡的身体与无关紧要的方法

霍奇金在24岁时被诊断出患有类风湿性关节炎，这是一种慢性且逐渐致残的疾病，最终使她的手部和关节变形。她没有放弃实验室工作，而是改进了设备和技术，在几十年的身体痛苦加剧的情况下坚持工作，并继续在牛津大学管理自己的实验室。选择X射线晶体学作为研究方法在某种程度上与她的疾病几乎没有关系：该技术依赖于精密的计算和模式解读，而非其他实验室科学所要求的精细且重复的手动操作，这使她即便在身体机能下降的情况下，仍能保持高水平的贡献。

解读青霉素、维生素B12，继而胰岛素

1942年，曾协助将青霉素开发为可用药物的生物化学家恩斯特·钱恩（Ernst Chain）向霍奇金发起了挑战，请她确定其精确的化学结构——医生需要这些信息来确切了解药物的作用机理并制造相关化合物。在战争期间，霍奇金将青霉素分子结晶并使X射线穿过它们，在照相底片上记录衍射图样，并手工辛苦计算出这些图样所隐含的原子排列。到1945年5月，她解决了这一难题，证实了钱恩怀疑但尚未证明的β-内酰胺环结构，这一结果为开发头孢菌素和阿莫西林等相关抗生素打开了大门。随后她转向维生素B12，这是一个体积大且复杂程度约为其十倍的分子，经过八年的工作，她在1954年解析了其包含181个原子的结构，并在此过程中成为早期将电子计算应用于晶体学的先驱，使用艾伦·图灵（Alan Turing）的Pilot ACE机器来处理手工难以完成的计算。她最宏伟的目标是胰岛素，一种她断断续续研究了34年的激素，最终在1969年解析了其788个原子的排列结构——这一项目涵盖了她从首次尝试到完成的整个科学职业生涯。

诺贝尔奖与双职业婚姻

1964年，霍奇金被授予诺贝尔化学奖，以表彰她“通过X射线技术测定了重要生化物质的结构”，这使她成为继玛丽·居里（Marie Curie）和伊雷娜·约里奥-居里（Irène Joliot-Curie）之后，第三位获得任何科学类别诺贝尔奖的女性。她于1937年与托马斯·L·霍奇金（Thomas L. Hodgkin）结婚，后者成为非洲历史领域的著名权威，她在专业上一直使用婚前姓发表论文直到1949年；这对夫妇在从事学术工作的同时抚养了三个孩子，并得到了大家庭的支持以应对两项繁重职业的需求。她于1947年当选为英国皇家学会会员。

为什么多萝西被称为天才

称霍奇金为天才的理由在于她对一种极其困难的方法展示了不断提升的精通：X射线晶体学需要从间接、数学上模糊的阴影模式中推断出不可见的原子三维结构。霍奇金在职业生涯中一再成功解析了体积和复杂程度不断增加的分子——从青霉素的17个原子到胰岛素的788个原子，而在此期间，大多数必要的计算工具尚不存在，迫使她多年来一直坚持手工计算。她在数十年的类风湿性关节炎恶化中坚持这项工作，为她的智力成就增添了一层纯粹的毅力维度，尽管需要明确的是，她的残疾本身并没有带来科学洞察力；诺贝尔委员会及其科学同行所认可的，是潜在的晶体学推理，而不仅仅是毅力。诚实的复杂之处在于，晶体学本质上是一门建立在工具和前人基础上的协作式、迭代式科学——布拉格的基础X射线技术、贝尔纳的早期蛋白质晶体学，以及最终由他人机器提供的计算能力——因此，霍奇金的天才与其说在于单一的原创理论闪光，不如说在于将无可比拟的、持续的技术精通先后应用于生物化学界最艰巨的结构难题。

遗产

霍奇金曾于1976年至1988年担任帕格沃什科学和世界事务会议（Pugwash Conferences on Science and World Affairs）主席（在此之前她已在组织中活跃了十多年），在冷战最紧张的岁月里，她致力于倡导核裁军和国际科学合作。她培养了一代研究学生，其中许多是女性，而在她之前，这个领域几乎没有女性榜样。她于1994年在寓所中因中风去世。她对青霉素、维生素B12和胰岛素的结构测定至今仍是现代药理学和结构生物学的基石，为抗生素的设计和糖尿病治疗提供了支撑。