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「把科學帶回家」 提供
參考資料 forgotten genius 等
編譯 七君
這是一個成長在說錯話就可能被殺的環境中，最後卻作出了吊打諾獎科學家的科研成果，並成為美國科學院院士的黑人的故事。美國化學學會稱他本應獲得諾獎。
1899年4月11日，Percy Julian 出生在美國阿拉巴馬州，他是奴隸的孫子。
Percy Julian
@wikipedia
當時，美國南部實行叫做吉姆·克勞法（Jim Crow ，1876年至1965年間美國南部主要針對非洲裔美國人實行的種族隔離法律）的種族隔離政策。作為黑人，你只要說錯話，從不該喝的水管里喝水，就可能會被白人用私刑處死，而私刑是受到法律保護的。
Julian 小時候曾經在阿拉巴馬的森林裡見到被死刑處決的黑人屍體，所以他後來回憶：「我小時候最害怕的東西是白人和響尾蛇。」
吉姆·克勞法也是納粹制定紐倫堡種族法的依據之一
@OSU
不過 Julian 的爸爸堅信，教育能夠帶給黑人更好的生活。因為公立圖書館不允許黑人使用，爸爸把所有省下的錢買書給孩子做了一個家庭圖書館。
到了該上學的年紀，Julian 的父母發了愁。當時在阿拉巴馬州，給黑人的教育很有限，專門給黑人開設的學校一般只教到8年級，後面就沒有了。畢竟，黑人的職業選擇也很有限，要麼做僕人，要麼做廚子或者苦力。
好在印第安納州的文理學院德葩大學（Depauw University）在美國內戰後接受少數黑人學生。所以在1916年，還沒有學到10年級的 Julian 來到了這所大學。
但是，接受少數黑人學生並不意味著黑人在這裡受歡迎。首先，他不能和白人學生一樣一起住在校園的宿舍里，只能住在校園外一間沒有馬桶只有痰盂的破爛房間裡。
宿舍都這樣了，吃飯的問題就更加嚴峻了。學校的老師明確表示，「我們不給你提供伙食」，鎮上的大多數餐廳也不賣飯給黑人。餓著肚子的 Julian 在街上找了一天半，好不容易才找到一個肯讓他吃飯的餐廳。
不過和精神打擊相比，身體所受的屈辱根本不算什麼。
由於所受的教育不同，班上白人同學上過的數學課比 Julian 多多了，他們的視野和見解也和他不一樣，他們看過的書，Julian 聽都沒聽過。因此 Julian 在常規課程之外，還在當地的一所高中補習自己沒有上過的數學課。
這樣的經歷，讓 Julian 感到非常自卑。在給父母的信中，他絕望地寫道：「我知道爸媽你們是為了我好，但是我認為你們讓我和白人同學競爭是個錯誤。白人同學真是太聰明了，我總是倒數。」
但是就在這種和自卑以及歧視的日復一日的煎熬中，Julian 挺住了。到了大二學年結束時，他的成績已經趕上了白人同學。日後成為 Julian 救星的化學教授 William Blanchard 給予了 Julian 巨大的鼓勵，Julian 開始形成了一個更大的夢想——做一名職業化學家。
在 Julian 之前，歷史上只有2位黑人拿到過化學博士學位，那就是 St. Elmo Brady 和 Edward M. A. Chandler。4年後，Julian 以第一名本科畢業，還拿到了美國大學最高榮譽——優等生榮譽（Phi Beta Kappa）。要知道，只有2%的學生能獲得這種榮譽，獲得者的GPA一般都超過了3.8/4.0。
獲得美國優等生榮譽時，會收穫這把鑰匙。
@wikipedia
但是，有學士學位並不意味著黑人就不是黑人了。幫 Julian 找願意接受他讀博的 Blanchard 教授給 Julian 看了當時有名的化學教授的回信。
信里寫著：「讓你的黑人小夥伴別太有自信了，我們不可能給他工作。你為什麼不讓他去南方的黑人學校做老師，他不需要博士學位就可以教書。」
1920年，Julian 心不甘情不願地回到南方，做對於受過教育的黑人來說最好的工作：老師。但是，他並沒有放棄成為化學家的夢想。他開始尋找讀博的機會。
一開始，他去了田納西州的給黑人開設的菲斯克大學（Fisk University）。2年後的1922年，他拿到了獎學金，轉學到了哈佛。當時在哈佛，還沒有任何黑人拿到化學碩士學位。
而且，當時美國的種族歧視達到了20世紀的頂峰。那時美國總統A·勞倫斯·羅威爾（Abbott Lawrence Lowell）公開表示不允許哈佛校園裡有給黑人提供的宿舍。
但是 Julian 再次頂住了壓力，順利地在1923年拿到了碩士學位。他又繼續在哈佛做了3年研究，但是可惜的是，他沒能拿到博士學位，因為他拿不到繼續研究所需的助教獎學金。而拿不到助教獎學金的原因，是白人學生不願意被一個黑人上課。
無奈之下，Julian 輾轉到了當時最好的黑人大學霍華德大學（Howard University）教書。但是不甘心的 Julian 繼續尋找讀博的機會。終於在1929年，30歲的 Julian 獲得了獎學金，來到了奧地利維也納大學。
奧地利維也納
@austria.info
在維也納，Julian 沒有受到在美國那樣的歧視。同學 Edwin Mosettig 帶他四處玩。Edwin Mosettig 的媽媽是一位有名的音樂家，因此 Mosettig 家經常有名人來來往往，Julian 也在這裡接觸到了在美國根本不能想像的世界。
而維也納也是一個重要的化學研究中心。在20世紀初，化學家們正在積極地研究植物中對人體有效的化學成分，當時這個化學分支被叫做 natural products chemistry（自然產物化學）。當時維也納是自然產物化學的研究中心。Julian 就在學術界大佬，奧地利化學家 Ernst Späth 手下做研究。
奧地利化學家 Ernst Späth
@wikepedia
Ernst Späth 對生物鹼很有興趣。生物鹼是植物為了自我保護而合成的物質，咖啡因、煙草的尼古丁、嗎啡、番木鱉鹼（劇毒，常用來做老鼠藥）、古柯鹼都是生物鹼。某些生物鹼只需要一丁點劑量就能放倒一頭大象。
當時，有一種叫做 Corydalis cava 的奧地利紫堇屬灌木的根可以治療疼痛，Späth 讓 Julian 分離和提取這種物質。
生物鹼是一大類化學物質，它們只有一個共同點：都有一個氮，其他方面則是天差地別。而且沒人知道這種紫堇植物的生物鹼的分子式是什麼，所以這個任務即使對於有經驗的化學家來說也不是一件容易的事。
Julian 只能讓分子分解，一步步地推導它含有什么元素。第二年，Julian 終於分離出了這種紫堇的生物鹼。
後來在別人問起時，導師 Ernst Späth 對 Julian 這樣評價：「一個優秀的學生，我從來沒見過這樣的學生。」（Ein ausserordentlicher Student wie ich in meiner Laufbahn noch nie gehabt habe）
2年後的1931年秋天，Julian 拿著博士學位回到了美國，回到了霍華德大學。
1932-1935年間的 Julian
@ACS
一開始在大學的研究生涯很愉快，他發表了論文，這是黑人科研歷史上罕見的，哪怕是第一個黑人博士 St. Elmo Brady 也沒有做到。但是接下來衰運如期而至。由於和同事發生了矛盾，他被迫在大蕭條期間辭職，失去了親手搭建的實驗室。
好在本科導師 William Blanchard 又救了他一把，讓他回到德葩大學做研究員。雖然從教授的寶座上喟然跌落，但是 Julian 卻又一次扼住了命運的喉嚨。
在接下來的3年里，他指導的學生科研項目中的11個發表在了頂級期刊《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）上。
不過，社會氛圍依舊沒有什麼變化。當地人發現學校雇了一個被霍華德大學開除的黑人，因此猛力抨擊大學。Julian 在研究經費用完後就得離開，他又一次面臨失業的局面。
這次，Julian 決定孤注一擲，搞個大事。他開始研究毒扁豆（Physostigma venenosum）的生物鹼。
毒扁豆（Physostigma venenosum）
@wikipedia
這種豆子在19世紀被英國殖民者發現。科學家們已經知道它能夠治療青光眼，有效生物鹼是毒扁豆鹼（physostigmine）。但是沒有人能夠合成這種複雜的分子。
在30年代，合成動植物的分子是非常困難的事，誰能辦到，誰就能出名。不難想像為什麼 Julian 要選擇這條道路。
Julian 決定從簡單的物質開始合成，通過中間體（類似於半成品）製造毒扁豆鹼，讓毒扁豆鹼的4個甲基逐一歸位。
為了確保每一步製造出來的物質都是理想的，Julian 還燃燒每一步的產物，然後對得到的氣體稱重，通過相對比重判斷合成的物質是否符合預期。
1934年，Julian 成功了，並且把論文投了出去。他在論文里還大力抨擊了當時牛津大學的有機化學界大佬，後來在1947年獲得諾貝爾化學獎的 Robert Robinson 的合成方法「產量低」。當然這麼寫的話，如果 Julian 的論文有任何問題，那麼他的職業生涯也等於報廢了。
英國化學家，諾獎獲得者 Robert Robinson
@wikipedia
但不幸的是，Robinson 也用了自己的方法搶先合成了毒扁豆鹼中間體。
但是，Julian 發現了不對勁的地方。Robinson 合成的毒扁豆鹼中間體要在90攝氏度左右的溫度下才會熔化，但是 Julian 合成的只需要39度，在嘎吱窩裡捂一會兒就好了。
物質的熔點不可能變來變去，如果 Julian 合成的是對的，那麼 Robinson 的就是錯的。他迅速寫了論文給英國的期刊。
全世界的電報撲面而來。Julian 在哈佛的導師寫道：「我希望你是對的，不然你就完蛋了。」
後來的實驗證明，Julian 是對的，Robinson 錯了。Julian 的毒扁豆鹼論文成了化學合成歷史上的里程碑，是化學家所說的全合成（total synthesis），也就是用簡單的分子合成複雜分子的典型案例。
1936年的 Julian
@wikipedia
有了這樣的成功，再次拿到教職應該是輕而易舉了吧。William Blanchard 又雙叒叕幫 Julian 申請德葩大學的終身教授職位。但奇怪的是，申請沒有得到批准。其他大學也是一樣。
對此，哈佛大學的化學家 James G. Anderson 評論道，大多數大學都不能忍受黑人進入教授隊伍。喬治亞理工學院的社會學家 Willie Pearson 則表示，當時科學界的種族歧視也非常厲害，哈佛大學甚至有科學家聲稱，黑人是劣等種族，因此不適合做研究。
懷著美好願望而孤注一擲的 Julian 雖然贏得了科學的認可，但沒有贏得科學家的認可。
1936年，Julian 不得不轉戰工業界。當時的美國化學巨頭杜邦給 Julian 以及他從維也納時期就開始搭檔的白人夥伴 Pikl 面試的機會。面試後，Pikl 拿到了工作，但是杜邦卻對 Julian 說：「我們不知道你是黑人。」
其他公司的答覆也差不多。威斯康星州的阿普爾頓的研究所 The Institute of Paper Chemistry 答應給他工作，但是這家公司收到了當地律師的信函，稱阿普爾頓是落日鎮（Sundown town，或者也叫日落小鎮），也就是只能由白人居住的小鎮，有古老的法律，黑人不能在當地過夜。
不過，命運又發生了急轉彎。後來成長為全球最大的塗料公司之一的 Glidden Company 給了他機會，讓 Julian 研究大豆蛋白質的合成。
Julian 合成了第一個植物蛋白，並設計建造了世界上第一個工業級的大豆蛋白提煉工廠。這種大豆蛋白被製造成了工業紙張覆膜、膠水、油漆，替代了更為昂貴的，用牛奶製造的酪蛋白。
接下來，他還用大豆油研發了卵磷脂，這種食品添加劑被用於製造巧克力、沙拉油還有人造黃油等食品。
但是，Julian 並不滿足於狗糧和黃油添加劑的合成。在公司業務之外，他還在按照自己的興趣做科研。他感興趣的一個物質，就是孕酮，也叫黃體酮（progesterone）。
孕酮
1934年發現的孕酮也叫做孕激素，是一種甾/zāi/體（固醇），由女性的卵巢分泌。它和女性的生殖有關，是保證胎兒孕育的要素之一。在30年代，美國六分之一的妊娠最終以流產結束，Julian 的妻子也遭遇了同樣的問題。這讓 Julian 對合成孕酮興致勃勃。
化學家們曾嘗試從動物製品（比如馬尿）中分離類似孕酮的甾體，但是這樣的產量很低。
當時的科學研究發現，可以用豆固醇（stigmasterol）合成孕酮，而大豆油里就有豆固醇，但問題在於還沒人知道怎麼從大豆油里提取豆固醇。也有人曾用墨西哥菝葜（sarsaparilla）的根合成了孕酮，但是成本非常高昂，也不適合工業化生產。
墨西哥菝葜的根常被製成黑松沙士啤酒root beer
巧的是，Julian 的工廠突然出了事故，37萬升的豆油摻了水，造成了20萬美金的損失。火速趕到現場的 Julian 卻發現了意外之喜。油罐底部出現了豆固醇晶體。他意識到，原來可以用水分離豆固醇。
正是這個意外，讓 Julian 悟到了用大豆油工業化合成孕酮的方法。1940年，Julian 製造出了45千克用大豆製造的固醇，用這批固醇製造出的孕酮價值63500美金，相當於現在的53萬美金。
雖然 Julian 不是發現用豆固醇合成孕酮的第一人，但卻是實現孕酮工業化生產的第一人。而他所在的公司，也從油漆製造企業搖身一變成為人工激素生產商，賺到了數百萬美元的意外收入。而人造激素的工業化生產，讓一系列甾體藥物，比如避孕藥成為可能。
到了40年代，Julian 的研究終於變得家喻戶曉。在二戰中，美軍就用了Julian 提取的大豆蛋白 Alpha protein 製作了著名的防火材料 bean soup，挽救了士兵和水手的生命。大豆蛋白里提煉的蛋白質的水解產物遇水會形成泡沫，是很好的防火劑。
也是因為這個貢獻，1947年，美國科學促進會旗下的全國有色人種協進會（NAACP）才會授予他斯平加恩獎章（Spingarn Medal）。他還上了美國家喻戶曉的雜誌——美版讀者。
此後，許多大學邀請他做董事。美國國立衛生研究院的有機化學家 Bernhard Witkop 說，許多大學都想讓 Julian 成為名譽博士。
不過，學術之外的世界依舊沒有什麼變化。終於擺脫貧民身份後，Julian 一家人搬到芝加哥的中產階級居住區奧克帕克，卻遭遇了人為縱火。有些不歡迎黑人的人，還在他家門口丟炸彈。
當時報紙對 Julian 一家的房子被暴徒襲擊的報道
@NOVA
就在這樣的氛圍下，Julian 又在科學上有了大突破。
當時，有6千年歷史的類風濕關節炎是一個醫學難題。病人的關節軟骨和骨頭髮炎，疼痛異常。注射金子、注射眼鏡蛇的毒液、用蜜蜂叮，什麼樣的療法都有，但就是沒有特效藥。
類風濕關節炎患者扭曲的關節
@mayo clinic
1949年，情況出現了轉機。梅奧醫學中心的風濕病學家 Philip Hench 發現，可的松（也叫皮質素，屬於腎上腺皮質激素之中的糖皮質激素）對類風濕關節炎有奇效。注射12-24小時後，病人就能自如行動了。
實際上，可的松是一種天然激素，由腎臟上方的2個腎上腺分泌。人體的血液里有微量的可的松，不過風濕病人的需求是人體自產所不能滿足的。
2個腎上腺（黃色）
@NIH
病人當然個個都想要這個藥，問題在於，買不到啊。
可的松是默克藥廠的化學家 Lewis Sarett 發現的，他從牛的膽汁酸中合成了這種藥物。但是，可的松的化學合成需要36步，是最複雜的合成反應之一。況且原料也來之不易，需要幾千頭牛才能製造出供一個病人一年使用的劑量。
由於風濕病的普遍，全世界的化學家都在日以繼夜地合成這種神藥。Julian 也參與了進來。
Julian 想用大豆來合成，因為可的松和孕酮一樣，都有叫做甾核的碳環。不過，可的松的一個氧原子在11號碳上，這個位置的碳非常難對付。
Julian 決定先不管這個氧原子，首先合成一個極為類似的分子——脫氧可的松（Reichstein's Substance S），然後再想辦法。他成功地合成出了脫氧可的松，卻不知道怎麼在11號碳上掛上氧原子，把它變成可的松。
脫氧可的松以及11號碳的位置
@EBI
在人體內有在11號碳上添加氧原子的酶。可是在實驗室里卻需要高溫高壓和反應試劑。在這樣的條件下，分子中其他的碳原子可能也會掛上氧原子，實驗過程不可控。
化學家們始終無法解決這個問題，因此可的松的價格也漲到了每盎司4千美金的天價，相當於同等重量黃金的100倍。
不過，在大量研究團隊的湧入後，1951年，密西根製藥公司普強（Upjohn）的研究者找到了一種毛霉目（Mucorales）的常見真菌，它可以輕而易舉地在11號碳上插入氧原子，可的松要多少有多少。所以，不需要化學合成，只需要養點微生物就可以得到可的鬆了。
一種毛霉目的真菌
但是現在的問題就在於，拿來喂給真菌的脫氧可的松去哪兒找？而這個關鍵的脫氧可的松，卻是 Julian 眼前唾手可得的果實。
就這樣，只要把用 Julian 發明的方法合成的脫氧可的松，丟到普強發現的真菌培養罐里，困擾人類6千年的類風濕關節炎就被打敗了。
但是，東家卻對 Julian 感興趣的類固醇研究不感興趣，因此不再支持他的研究。
1953年，在為 Glidden 工作了18年後，心灰意冷的 Julian 決定辭職， 放棄了5萬美金的年薪（相當於現在的47萬美金）。離開前，他給公司貢獻了包括脫氧可的松在內的109項專利。
但是離開舊主未必不是件好事。Julian 開了自己的化學公司 Julian Laboratories, Inc，專心做自己喜歡的研究。
他的商業計劃是用更低的價格製造類固醇的中間體，賣給大製藥廠。但是新的難題出現了，他需要用墨西哥的一種多花薯蕷巴巴斯可（barbasco）。
墨西哥多花薯蕷巴巴斯可
@wikipedia
因為銀行不肯借錢給有色人種，Julian 只能拿出自己的錢和投資人的錢，在墨西哥建造了巴巴斯可的農場。可是採收的時候，卻被告知沒有執照無法操作。原來，另一家生產類固醇中間體的醫藥公司辛泰克斯已經和墨西哥政府串通，壟斷了市場，不讓 Julian 進來。
可是奇蹟再一次出現了。一個叫做 Abraham Zlotnik 的男人找上了門來。原來，猶太人 Abraham Zlotnik 是 Julian 在維也納大學的同學。二戰期間，Julian 曾經幫他逃離納粹德國。Zlotnik 說，中美洲的瓜地馬拉也能種巴巴斯可。他願意免費去瓜地馬拉跑一趟，報答當年的救命之恩。
就這樣，Julian 的化學公司一步步扎穩腳跟，更多的類風濕病人得到了價格合理的藥品，不再承受刻骨的病痛。他的公司也同時變成了平權之前美國高學歷黑人的庇護所。
因為 Julian 對科學以及美國社會的貢獻，他一生獲得了18個榮譽學位和一打科學以及公民勳章。
而美國國家科學院（NAS）最終在1973年，也就是 Julian 去世前的2年授予 其院士榮譽。他成美國歷史上第一位成為院士的黑人化學家。
1993年，美國郵政總局發行了 Julian 的紀念郵票。
1999年，美國化學學會（ACS）將 Julian 的治療青光眼的藥物毒扁豆鹼列為美國化學史上頂尖的25項發明之一。
2016年，美國化學學會旗下的周刊《化學與工程新聞》稱，Julian 本應獲得諾獎。
Percy Julian
@Bettmann / Getty Images
就這樣，一個出生在在黑人因為說錯話隨時可能被殺的年代，由於不能獲得良好的教育導致到了大學還要再補中學課程，研究成果吊打諾獎科學家卻得不到教職的小伙子，最終解放了無數的病人，不同膚色的同胞，以及他自己。
但是對於被膚色褫奪的機會，Julian 還是感到惋惜：
「我自己的國家剝奪了我想要體驗的人生。我或許是個好的化學家，卻沒能成為我夢想成為的化學家。」
不過癮，請戳
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