科学和日常生活不能也不应该分开。
Rosalind Elsie Franklin 1920年7月25日-1958年4月16日是一位英国化学家和X射线晶体学家,她的工作对理解DNA(脱氧核糖核酸)、RNA(核糖核酸)、病毒、煤和石墨的分子结构至关重要。尽管她在煤和病毒方面的工作在她生前得到了赞赏,但她对DNA结构发现的贡献在很大程度上是在她去世后才被认可的。
Franklin在伦敦西部的私立日校Norland Place、位于Sussex的寄宿学校Lindores School for Young Ladies和伦敦的St Paul's Girls' School接受教育。随后她在Cambridge的Newnham College学习自然科学三科考试,并于1941年毕业。她获得了研究奖学金,加入了Cambridge大学的物理化学实验室,师从Ronald George Wreyford Norrish,但他缺乏热情让她感到失望。英国煤炭利用研究协会(BCURA)在1942年为她提供了一个研究职位,开始了她对煤炭的研究工作。这帮助她在1945年获得了博士学位。她在1947年前往Paris,在Laboratoire Central des Services Chimiques de l'Etat的Jacques Mering手下担任博士后研究员,在那里她成为了一位卓越的X射线晶体学家。她在1951年成为King's College London的研究员,从事X射线衍射研究,这最终促进了DNA双螺旋结构的发现。1953年,在两年后,由于与她的主任John Randall以及更重要的是与她的同事Maurice Wilkins的分歧,她被迫转到Birkbeck College。在Birkbeck,物理系主任John Desmond Bernal为她提供了一个独立的研究团队。她在1958年因卵巢癌去世,享年37岁。
Franklin最著名的是她在King's College London期间拍摄的DNA X射线衍射图像,特别是第51号照片,这导致了DNA双螺旋的发现,Francis Crick、James Watson和Maurice Wilkins因此共同获得了1962年的诺贝尔生理学或医学奖。Watson建议Franklin本应与Wilkins一起获得诺贝尔化学奖,但尽管当时还没有禁止追授的规则,诺贝尔委员会通常不进行追授提名。
完成DNA工作后,Franklin在Birkbeck主导了病毒分子结构的开创性工作。她的团队成员Aaron Klug继续了她的研究,并在1982年获得了诺贝尔化学奖。
早年生活
Franklin于1920年7月25日在伦敦Notting Hill的Chepstow Villas 50号出生,出身于一个富裕且有影响力的英国犹太家族。
家庭
Franklin的父亲是Ellis Arthur Franklin(1894–1964),一位政治上开明的伦敦商人银行家,在该市的Working Men's College教书,她的母亲是Muriel Frances Waley(1894–1976)。Rosalind是长女,也是这个五口之家中的第二个孩子。David(生于1919)是最年长的哥哥;Colin(1923-2020)、Roland(生于1926)和Jenifer(生于1929)是她的年幼兄妹。
Franklin父亲的叔叔是Herbert Samuel,后来成为Viscount Samuel,他在1916年担任内政大臣,是第一位在英国内阁中任职的犹太信徒。她的姑姑Helen Caroline Franklin,在家中被称为Mamie,与Norman de Mattos Bentwich结婚,后者是英国委任统治下Palestine的检察长。Helen活跃于工会组织和妇女参政运动中,后来是London County Council的成员。Franklin的叔叔Hugh Franklin是参政运动中另一位杰出人物,尽管他的行动让Franklin家族感到尴尬。Rosalind的中间名"Elsie"是为了纪念Hugh的第一任妻子,她在1918年流感大流行中去世。她的家族与Working Men's College积极合作,她的父亲在晚上教授电力、磁力和第一次世界大战历史等科目,后来成为副校长。
Franklin的父母帮助安置了逃离纳粹的欧洲犹太难民,特别是来自Kindertransport的难民。他们在家中收留了两名犹太儿童,其中一名是九岁的奥地利人Evi Eisenstädter,与Jenifer共用一间房间。Evi的父亲Hans Mathias Eisenstädter曾被监禁在Buchenwald,解放后,全家采用了姓氏"Ellis"。
教育
从幼年起,Franklin就表现出了非凡的学习能力。六岁时,她和哥哥Roland一起进入了伦敦西部的私立日校Norland Place School。当时,她的姑姑Mamie Helen Bentwich向她的丈夫这样描述她:"Rosalind聪慧得惊人——她整天乐此不疲地做算术,总是算得完全正确。"她还早早对板球和曲棍球产生了兴趣。九岁时,她进入了位于Sussex的寄宿学校Lindores School for Young Ladies。学校靠近海边,家人希望为她脆弱的身体找到一个良好的环境。
11岁时,她进入了位于伦敦西部Hammersmith的St Paul's Girls' School,这是伦敦为数不多的教授物理和化学的女校之一。在St Paul's,她在科学、拉丁语和体育方面表现出色。她还学习了德语,并且流利地说法语,这是她后来会发现有用的一种语言。她在班级中名列前茅,获得了年度奖项。她唯一的教育缺陷是音乐,学校音乐主任、作曲家Gustav Holst曾因此找她的母亲咨询,询问她是否可能患有听觉问题或扁桃体炎。她以六个优异成绩通过了1938年的会考,赢得了大学奖学金、学校离校展览奖£30/年(三年)和祖父的£5。她的父亲要求她把奖学金给一位值得的难民学生。
Cambridge和第二次世界大战
Franklin于1938年进入Cambridge的Newnham College,在自然科学三科考试中学习化学。在那里她认识了分光学家Bill Price,他作为实验室讲师与她一起工作,后来成为她在King's College London的高级同事之一。1941年,她从最终考试中获得了二等荣誉。这一等级被接受为就业资格的学士学位。从1947年起,Cambridge开始向女性授予名义上的学士和硕士学位,之前的女性毕业生遡及地获得了这些学位。在Cambridge的最后一年,她认识了法国难民Adrienne Weill,后者是Marie Curie的前学生,对她的生活和事业产生了巨大影响,并帮助她改进了法语口语。
Franklin获得了Newnham College的研究奖学金,并加入了Cambridge大学的物理化学实验室,在Ronald George Wreyford Norrish手下工作,后来他获得了诺贝尔化学奖。在她在那里一年的工作中,她没有取得很大的成功。根据他的传记作者的描述,Norrish"在辩论中固执己见且几乎很任性,傲慢且对批评敏感"。他无法为她决定研究什么,而且当时他沉溺于酗酒。Franklin写道他让她完全鄙视他。从Norrish的实验室辞职后,她通过在1942年在英国煤炭利用研究协会(BCURA)担任助理研究官的职位来满足《国防役法案》的要求。BCURA位于Kingston upon Thames附近Coombe Springs庄园,靠近伦敦西南边界。Norrish担任BCURA的军事顾问。John G. Bennett是主任。Marcello Pirani和Victor Goldschmidt都是逃离纳粹的难民,是BCURA的顾问,并在Franklin工作期间在那里讲课。在她的BCURA研究期间,她住在Cambridge的Adrienne Weill的寄宿公寓,直到她的堂姐Irene Franklin要求和她一起住在她叔叔在Putney的一所空着的房子里。与Irene一起,她自愿担任防空巡查员,定期巡逻以查看空袭期间人们的福利。
她使用氦气研究煤的孔隙率以确定其密度。通过这一点,她发现了煤的孔隙中细小收缩与多孔空间渗透性之间的关系。通过得出结论,随着温度升高,物质按分子大小顺序排出,她帮助对煤进行分类并准确预测其燃料用途的性能以及战时设备(如防毒面具)的生产。这项工作是她博士论文《固体有机胶体的物理化学及其在煤中的特殊应用》的基础,Cambridge大学为此授予她1945年的博士学位。它也是多篇论文的基础。
职业生涯和研究
Franklin在伦敦和Paris的职业生涯中工作。
Paris
第二次世界大战在1945年结束后,Franklin请Adrienne Weill帮助她并告诉她有关"一位物理化学家的工作机会,他对物理化学知之甚少,但对煤中的孔洞知之甚多"的职位空缺。在1946年秋季的一次会议上,Weill介绍她认识了Marcel Mathieu,他是法国国家科学研究中心(CNRS)的主任,该中心是由法国政府支持的主要科学研究实验室的网络。这导致了她与Paris的Laboratoire Central des Services Chimiques de l'État的Jacques Mering的合作。她在1947年2月14日作为Mering员工所称的"labo"中的15位研究员之一加入。

Mering是一位X射线晶体学家,他将X射线衍射应用于人造丝和其他非晶体物质的研究,与许多年来已被该方法研究过的数千种规则晶体相比。他教了她将X射线晶体学实际应用于非晶体物质的实践方面。这在进行实验和解释结果的进行中提出了新的挑战。Franklin将它们应用于与煤和其他含碳材料相关的进一步问题,特别是当这些物质转化为石墨时原子排列的变化。她发表了几篇关于这项工作的进一步论文,这已成为煤和碳的物理和化学主流的一部分。她创造了"石墨化"和"非石墨化碳"术语。煤炭工作包含在1993年的专著中,以及在定期出版的教科书《碳的化学和物理学》中。Mering继续使用X射线衍射和其他方法研究各种形式的碳。
King's College London
1950年,Franklin获得了在King's College London工作的为期三年的Turner & Newall奖学金。1951年1月,她开始在由John Randall主任领导的医学研究委员会(MRC)生物物理学部门担任研究员。她最初被任命从事蛋白质和脂质在溶液中的X射线衍射研究,但Randall因为该领域的新进展将她的工作改为DNA纤维,而她是当时King's唯一有经验的实验衍射研究员。Randall做出这一重新分配是因为DNA研究员Maurice Wilkins的开创性工作,他甚至在Franklin开始在King's工作之前就做出了这一决定,并将一直与Wilkins一起工作的研究生Raymond Gosling重新分配为她的助手。
即使使用简陋的设备,Wilkins和Gosling也获得了DNA的杰出衍射图,引发了对这一分子的进一步兴趣。自1950年5月以来,他们一直在该部门进行DNA的X射线衍射分析,但Randall没有告知他们他已要求Franklin接管DNA衍射工作和Gosling论文的指导。Randall在这次重新分配中的沟通不足大大加剧了Wilkins和Franklin之间形成的有据可查的摩擦。
Franklin现在与Gosling一起工作,开始将她在X射线衍射技术方面的专业知识应用于DNA的结构。她使用了由Wilkins订购的新型微焦点X射线管和显微相机,但她细致地改进、调整和对焦了它。利用她的物理化学背景,她还巧妙地操纵了样品的关键水化。当Wilkins询问这项改进的技术时,她的回答方式冒犯了Wilkins,因为Franklin带有"冷漠优越感"。
Franklin在1951年11月在King's College London的讲座中介绍了他们的数据。在她的讲座笔记中,Franklin写道:
"这些结果表明一种螺旋结构(必须非常紧密),每个螺旋单位含有2、3或4条同轴核酸链,磷酸基团靠近外部。"
Franklin习惯性地紧盯着人们的眼睛,同时言简意赅、不耐烦和直率,这让她的许多同事感到不安。相比之下,Wilkins非常害羞,说话缓慢计算周密,同时避免直接看任何人的眼睛。尽管气氛紧张,Franklin和Gosling发现DNA有两种形式:在高湿度潮湿时,DNA纤维变得又长又细;当它干燥时,它变得又短又胖。



