
“分子已經(jīng)開始代替人來講故事了?!币晃谎芯咳藛T在談到蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域時(shí)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(diǎn)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(dú)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(jì)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(jià)值。”但它有一段非凡的歷史。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(xiǎn)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(shí)的,但幾乎屬實(shí)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(shí)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(fèi)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)》。”他聯(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(hù)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(xì)胞的蛋白質(zhì)組,可能包含數(shù)十億的蛋白質(zhì),有時(shí)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(jī)制或者癌癥治療的潛在方向。數(shù)據(jù)分析和實(shí)驗(yàn)室儀器的巨大進(jìn)步使得這一領(lǐng)域成為可能?,F(xiàn)在,最先進(jìn)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(jìn)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(shí)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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(jìn)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(shí),實(shí)驗(yàn)室可能要花費(fèi)數(shù)年時(shí)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(diǎn)點(diǎn)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(shí),我們的細(xì)胞會產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)。過去的蛋白質(zhì)則是特定時(shí)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(shí)候,阿列蒂夢想著學(xué)習(xí)文學(xué),但又害怕貧窮。除了進(jìn)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(jìn)行分析后,阿列蒂和他的團(tuán)隊(duì)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(xiàn)帶來補(bǔ)充。這些文獻(xiàn)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?!彼f。但阿列蒂總覺得這個實(shí)驗(yàn)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?yàn)檫@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)》??諝庥悬c(diǎn)潮濕。當(dāng)他打開書頁時(shí),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(hù)無價(jià)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(hù)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(shí),他的手機(jī)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(xiàn)的科學(xué)分析已經(jīng)有一段時(shí)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(yàn)來理解文化生活中的事情,”齊伯斯坦說,“而我的經(jīng)驗(yàn)就是分析化學(xué)的工具?!?/p>
那天早上看阿列蒂的論文時(shí),齊伯斯坦突然想到了一個主意。他最近啟動的一個項(xiàng)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(xì)菌。他想把這項(xiàng)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(shí)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。“你能夠查明你吃過些什么,你受到了怎樣的傷害,作者受到了怎樣的對待?!饼R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)?!袄蠈?shí)說,”阿列蒂說,“他比我厲害多了,他要聰明得多?!痹邶R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?!鞍⒘械俳淌谡f,‘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(yàn)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(jī);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(jì)了防彈背心,發(fā)明了一種用于碰撞測試的、可在碰撞時(shí)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(shí)間。“我認(rèn)為這對我來說是一個重要的成長期。”他說,他喜歡在國家圖書館度過下午的時(shí)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(jià)量產(chǎn)紙張改變了印刷出版業(yè)。但這種紙呈微酸性,時(shí)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(shí)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(qiáng)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(jià)值的一些文物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),他有時(shí)給人的印象是,這些文物的保護(hù)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(hù)員天生就厭惡風(fēng)險(xiǎn)。相反,他認(rèn)為他們大多數(shù)是孤立的、缺乏經(jīng)費(fèi)的,而且渴望更多地了解他們所照料的物品?!八麄兿矚g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。”
帶電塑料去除了布爾加科夫文書中的酸性殘留物,但同時(shí)也去除了其他的化學(xué)物質(zhì)。布爾加科夫年輕時(shí)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(jī)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(jià)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(jìn)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?!彼f。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(jìn)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(jìn)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(shí)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(shí)期的文獻(xiàn)),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(xì)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(shí)間仔細(xì)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。“感謝上帝,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?yàn)橛蚁陆鞘羌垙埍挥|碰最多的地方。阿列蒂的一位前同事、化學(xué)家阿方西納·達(dá)馬托(Alfonsina d’Amato)去年3月對這些樣本進(jìn)行了分析。“這次的收獲令人難以置信。”阿列蒂說。他們從腺鼠疫記錄文獻(xiàn)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(xì)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(dú)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(xì)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。“我們一遍又一遍地重復(fù)實(shí)驗(yàn),以確保這是真實(shí)的。”阿列蒂說。
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?!眲虼髮W(xué)教授柯林斯在談到阿列蒂時(shí)說。科林斯是一位考古學(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。”他說道。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。“我們完全能夠依賴于這項(xiàng)不可思議的技術(shù)。”他說,“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。”柯林斯也使用一種無損技術(shù)從歷史文獻(xiàn)中提取樣本,但他的方法簡單得多:它依賴于從保護(hù)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?!彼f。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(shí)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(yùn)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(xiàng)代號為Project Dustbunny的實(shí)驗(yàn),部分原因是它花了一點(diǎn)時(shí)間來理解其中的意義?!拔覀兎浅G宄藶槿宋闹髁x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(duì)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(duì)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(shí)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(bǔ)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(jī)兼容。2012年,為了測試這項(xiàng)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(dá)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(dá)到了危險(xiǎn)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(jì)算是錯誤的,并撤回了論文?!拔覀冋f,‘管他呢?!髞磉€是放棄了?!卑⒘械僬f道,“我是一個可憐的養(yǎng)老金領(lǐng)取者?!饼R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(jì)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。“對我們來說,開普勒不是達(dá)米安·赫斯特,”齊伯斯坦說道,“他意味著更多?!痹诰频昀?,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(jī)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(yùn)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(hù)。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(yùn)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(yùn)動速度并非保持一致——當(dāng)它離太陽越遠(yuǎn),它的運(yùn)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?!睈垡蛩固拐f。
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(shí)?!饼R伯斯坦點(diǎn)點(diǎn)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(lán)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(shí),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(xì)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(shí)寫道,“這項(xiàng)工作本身是不可完成的?!?/p>
EVA薄片是暗綠色的,帶有斑點(diǎn)。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(xiàng)實(shí)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(shí)翻看希帕克斯的書,尋找他所說的可疑的地方——唾沫或誤點(diǎn)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(shí)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(shí),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?yàn)樗勂饋碛悬c(diǎn)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?!拔覍@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(shí)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(shí)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(xiàn)會很有趣?!?/p>
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(hù)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(shí)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(xiàng)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(xiàn)保存方法,什么保存方法便于未來進(jìn)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(jià)值了,因?yàn)樗鼈儼舜罅筷P(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(diǎn),但后來遭到了質(zhì)疑。因?yàn)槟切┓治龊苊舾?,而且樣品有可能在?shí)驗(yàn)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(jī)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(shí)候看似并不大可能匹配?!拔覀兘?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(shí)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(jìn)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(shí)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?!钡锌ㄋ够磕昴軌驈母〉臉颖局蝎@得更多的數(shù)據(jù)。四年來,她在實(shí)驗(yàn)室里一直保存著列奧納多·達(dá)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(hù)人員交出他們的文物?!八麄冎械囊恍┤藭タ??!钡ぁた卤日f。柯比曾是IBM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(hù)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(diǎn)潮濕,就像拇指印一樣。“‘無損’這個詞必須小心使用。”托卡斯基指出。無論是在牛津大學(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(hù)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(fèi)和硬數(shù)據(jù)的潛在價(jià)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(shí)機(jī)。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(jìn)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(shí)驗(yàn)室獲得的精細(xì)數(shù)據(jù),它對過去的推論和廣泛理論進(jìn)行了更深入的分析?!斑@些新技術(shù)讓我們獲得了以前從未想過的細(xì)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(xiàn)互動時(shí),歷史何時(shí)結(jié)束,科學(xué)何時(shí)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?!彼f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(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)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?yàn)樵谑ケ说帽さ奈母逄幚?,要么是因?yàn)樵诿滋m準(zhǔn)備樣品時(shí)出錯。“一周后,我們?nèi)栽谇謇磉@臺機(jī)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(shí)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?!卑⒘械僭诎l(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(bào)紙給我們打電話。”
這兩位科學(xué)家和他們的妻子在米蘭的一家餐館共進(jìn)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(jì)劃對開普勒的手稿進(jìn)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(jì)算和書寫的模式。齊伯斯坦拿出手機(jī),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(shí)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(shí),兩位科學(xué)家有些難為情?!八麄兎浅J??!卑⒘械汆卣f。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?!八卩]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?!八堑蹏鴶?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(shí)驗(yàn)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。“他真的沒有把自己當(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(bào)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?!遍_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?!澳阒溃@是一個很大的謎,”申克爾坦言,“我自己也很好奇?!睌嘌蚤_普勒使用煉金術(shù),顯然比尋找捕捉他的生活細(xì)節(jié)的證據(jù)更能引起人的興趣?!钡强赡苁菍εf文書進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析和化學(xué)分析的主要價(jià)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?。”曾寫過一本關(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(shí)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?!?/p>
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(xiàng)目的地方在于,它遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jìn)世界本身,是用必需品而非文字書寫的,它說:‘男人,擴(kuò)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(yùn)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(jì)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(jī)和手機(jī)。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(shí)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(shí)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?!?/p>