彼得·D·米切尔：孤军奋战并终获证实的人

1961年，彼得·米切尔提出假说，认为细胞通过将质子泵送穿过膜并让其流回膜内来制造ATP。这个观点与当时的生物化学主流相去甚远，以至于整个领域的大多数人都直接拒绝了它。两年后，在饱受体制反对和健康状况恶化的折磨后，他辞去了大学职务，修复了一座废弃的康沃尔庄园，并在里面建起了自己的实验室。十七年后，他获得了诺贝尔化学奖。

米查姆

彼得·丹尼斯·米切尔于1920年9月29日出生于萨里郡米查姆，父亲克里斯托弗·吉布斯·米切尔是一名公务员，母亲是凯特·比阿特丽斯·多萝西·塔普林。他的叔叔是建筑公司乔治·温佩的董事长戈弗雷·米切尔爵士——这种与雄厚资金的家族联系在后来至关重要，当时米切尔需要为一个无人肯资助的科学项目筹措资金。

他在汤顿的女王学院接受教育，随后进入剑桥大学耶稣学院，在那里攻读自然科学三一考试（Natural Sciences Tripos）并专攻生物化学。

剑桥与青霉素

1942年，米切尔在剑桥大学生物化学系担任研究职位。他的博士学位进展缓慢——直到1951年才被授予，其论文研究的是青霉素的作用方式，即分子如何在细菌膜上起作用。膜在此后的余生中一直是他的研究主题。

1955年，迈克尔·斯旺教授邀请他前往爱丁堡，在动物学系建立一个化学生物学部。他于1961年晋升为高级讲师（Senior Lecturer），1962年晋升为副教授（Reader）。1963年他辞职了。

化学渗透假说

他在1961年发表于《自然》杂志上的观点解决了生物化学中最大的未解之谜。每个人都知道ATP是细胞的能量货币，但没有人知道细胞是如何实际制造它的。当时流行的假设是，某种高能化学中间体必然将食物的氧化与ATP的合成偶联起来——世界各地的实验室都在寻找这种中间体，但都一无所获。

米切尔指出，根本没有这样的中间体。他认为，这种偶联不是化学的，而是空间的。呼吸作用将质子泵过膜，建立了一个电化学梯度——即膜两侧在浓度和电压上的差异。这种梯度就是储存的能量。当质子通过膜中的特定酶顺着梯度流回时，ATP便合成了。

这个提议在两个方面具有挑衅性。它将问题从可溶性化学转移到了膜结构上，而当时的绝大多数生物化学家都认为膜结构只是一个惰性的容器，而不是一台机器。而且，这是一个出版记录平平的人主要基于理论基础提出的观点。

格林庄园

1963年离开爱丁堡后，米切尔花了两时间监督康沃尔郡卡迪南格林庄园（Glynn House）的修复工作。在此期间，他与长期合作者珍妮弗·莫伊尔共同创立了格林研究有限公司（Glynn Research Ltd），以便按自己的方式和自费开展基础生物学研究。

这是现代科学中最字面意义上的案例：由于现有机构不愿容纳他，研究人员自己建立了自己的机构。从格林庄园出发，他进一步完善了这一理论，于1966年在《生物学评论》上发表了重大进展，随后又开展了关于电子传递链和Q循环（呼吸链内部的质子穿梭机制）的理论研究。

平反与证实

反对怀疑论者的证据不断累积。安德烈·亚根多夫对叶绿体的实验表明，人为施加跨膜的pH差异——除了质子梯度外别无他物——就可以驱动ATP合成。随后，ATP合酶被鉴定出来：即米切尔模型所需的膜酶，它作为一个通道，回流的质子通过该通道驱动ATP的产生。

皇家学会于1974年选举他为会士（Fellow）。1976年获得罗森斯蒂尔奖。1978年，他因“对通过阐明化学渗透理论来理解生物能量转移的贡献”而独享诺贝尔化学奖。同年，他获得了小汉斯·克雷布斯奖章，并于1981年获得皇家学会的科普利奖章。他于1992年4月10日逝世。

为什么米切尔如此重要

化学渗透如今作为事实被写入每一本生物学入门教材中，这掩盖了它当年是多么激进。米切尔解释了生命核心的能量转化过程——线粒体和叶绿体如何将食物和阳光转化为可用的能量——当几乎所有有资格评判的人都认为他大错特错时，他给出了正确的解释。

它的过程与内容同样具有启发性。他在一处经过修复的康沃尔房屋内的私人实验室里证明了自己是正确的，该实验室的资金独立于资助系统之外，并与一位主要合作者共同工作。他的职业生涯表明，共识只是描述了一个领域当前所相信的东西，而不是衡量真理的标准。