。 」 鮑林 說 。 曾經 受教 於 老 布拉格 的 柏納 （ Desmond Bernal , __UNDEF__ 1901 - 1971 ） ， 是 第一 個 證明 像 蛋白質 這樣 的 巨 分子 也 可以 用 X 射線 繞射法 來 研究 的 人 （ 一九三四年 ） ， 他 在 多 年 後 寫道 ： 「 將 量子 理論 的 知識 傳播進 古典 化學 領域 ， 這 方面 再 沒有 人 及得上 鮑林 … … 他 在 早年 便 已 證明 ， 他 對於 能夠 應用 在 化學 方面 的 量子 事實 天生 就 很 敏感 ， 根本 不 需要 思考 一些 枝微末節 的 推導 過程 ， 而是 能 自動 以 量子 術語 來 思考 。 」 參透 奇妙 的 化學鍵 到 了 一九三○年代 中期 ， 生物 物質 的 化學鍵 可以 分成 強鍵 和 弱鍵 兩 類 。 強鍵 是 共用 電子 對 組成 的 化學鍵 ， 或 稱 共價鍵 ； 最 接近 正確 的 共價鍵 詮釋 是 由 路易斯 提出 的 ， 鮑林 覺得 這 項 詮釋 非常 令 人 興奮 。 共價鍵 可以 是 單鍵 也 可以 是 雙鍵 （ 或是 較 罕見 的 三 鍵 ） 。 若 為 單鍵 ， 則 化學鍵 兩 端 的 原子 （ 或 原子群 ） 可以 繞 著 鍵軸 旋轉 ， 形成 的 分子 結構 也 比較 有 彈性 ， 比較 無法 預料 。 若 為 雙鍵 ， 那麼 鍵軸 的 剛性 會 比較 大 ， 能夠 形成 的 分子 結構 也 很 有限 。 這 就 像 兩 個 人 手 牽 手 跳 土風舞 ， 要是 他們 互 牽 雙手 ， 所 能 做出 的 旋轉 舞步 種類 就 比不上 只 牽 單手 的 舞者 。 此外 ， 單鍵 和 雙鍵 的 長度 也 不 相同 ， 雙鍵 比較 短 ， 鍵結 也 比較 強 ； 這 還是 一樣 ， 很 像 兩 手 相 牽 的 舞者 。 兩 個 原子 （ 無論 是 同種 元素 或 不同 元素 ） 究竟 能不能 形成 共價鍵 ， 以及 該 鍵結 可 不可能 是 雙鍵 ， 要 看 這些 原子 是否 擁有 可以 共用 的 電子 。 如果 有 更多 個 原子 與 最先 的 電子 對 相連 ， 又 會 將 該 分子 變成 不 一樣 的 化學 物質 ， 而且 會 影響 彼此 的 鍵結 。 而 共振 的 概念 確實 能 預測 這 一切 。 初等 教科書 所 繪 的 環狀 結構圖 如 左 圖 上 ， 其中 C 代表 碳 ， N 代表 氮 ， H 代表 氫 ， 雙線 代表 雙鍵 。 也 可以 繪成 左 圖 下 ： 其中 有 個 地方 很 矛盾 ， 來自 與 常識 不合 的 共振 概念 ， 即 這些 鍵結 同時 存在 於 兩 處 。 共振 相當於 一 場 不停 跳動 的 方塊舞 。 物理學家 要 說明 這 件 事實 ， 可能 會 以 「 在 極 短 的 某 一瞬間 ， 發現 一 個 特定 分子 排列成 某 一 種 或 另 一 種 方式 的 可能性 」 來 描述 。 而 物理 化學家 關心 的 則 是 分子 的 穩定度 ， 他們 會 用 同 件 事實 的 另 個 面向 來 詮釋 ； 他 會 說 ， 像 這樣 的 鍵結 具有 某 個 確定 百分比 的 雙鍵 特性 ， 而 這 一 點 會 決定 此 化學鍵 真正 的 強度 、 剛性 ， 以及 它 與 其他 鍵結 可能 有 的 角度 。 鮑林 實驗室 之所以 領先 其他 人 ， 主要 在於 他們 計算出 好幾百 種 不同 分子 的 化學鍵 長度 和 角度 。 到 了 一九三○年代 末 ， 鮑林 知道 他 已經 將 這些 數值 精算 到 長度 誤差 只 有 幾百 埃 、 角度 誤差 只有 幾 弧 的 程度 。 如果 要 了 解 蛋白質 的 結構 ， 鍵結 的 細節 是 很 基礎 的 資料 ， 而且 最 令 人 驚訝 的 是 ， 這些 細節 對 DNA 也 非常 重要 。 在 前面 兩 個 圖 中 ， 碳 和 氮 所 跳 的 特定 舞步 正 是 DNA 兩 種 鹼基 的 結構環 ， 即 胸腺 嘧啶 和 胞嘧啶 。 胸腺 嘧啶 長 得 如 左上 圖 。 嘌呤類 則 是 雙環 結構 ， 腺嘌呤 的 長相如 左下圖 。 這 種 「 在 環 裡 繞圈圈 」 的 部分 雙鍵 特性 ， 還 造成 一 個 很 符合 直覺 的 結果 ： 嘧啶 和 嘌呤 都 是 平面 的 分子 。 這 個 事實 對於 DNA 結構 可 重要 了 ， 因為 它 使 華森 做出 DNA 模型 的 難度 降低 ： 只要 用 剪刀 裁剪 平面 紙板 ， 做出 四 個 鹼基 的 形狀 就 行 了 。 另外 有 一 種 化學鍵 來自 靜電 ， 只 存在 於 具有 相反 電荷 、 但 不 具 共用 電子 對 的 原子 之間 ， 強度 範圍 可 從 微弱 到 極 強 。 其中 最 微弱 的 一 種 與其 說 是 鍵結 ， 不如 說 是 逢場作戲 ， 稱為 凡得瓦力 （ van der Waals force ） ， 這 是 根據 荷蘭 物理學家 凡得瓦 （ Johannes Diderik van der Waals , 1837 - 1923 ） 來 命名 的 ， 他 率先 在 一八七三年 描述 這 種 作用力 。 凡得瓦鍵 之所以 會 形成 ， 是 因為 任 兩 組 原子 彼此 靠近 到 一定 程度 時 ， 便會 引發 彼此 電荷 的 輕微 波動 。 此外 ， 凡得瓦 這 個 名字 還 與 同種 現象 的 另一方面 相連 ， 即 兩 個 原子 開始 互相 影響 的 距離 ， 也 就 是 所謂 的 凡得瓦 距離 或 凡得瓦 接觸 ； 如果 你 想 定出 生物 大 分子 的 模型 ， 它 會 是 不斷 出現 的 限制 條件 。 在 生命 現象 中 ， 最 重要 的 弱鍵 是 氫鍵 。 氫原子 在 某 個 分子 內 產生 共價鍵 時 ， 由於 它 在 外層 方向 還 有 剩餘 的 電荷 （ 雖說 它 只 有 一 個 電子 ） ， 可以 和 另 一 個 具 相反 電荷 的 原子 輕微 相連 （ 該 原子 也 與 其他 原子 形成 共價鍵 ） ， 這 就 是 氫鍵 ； 氫鍵 有 個 比較 老舊 卻 比較 符合 實際 的 名稱 ， 叫做 「 氫橋 」 。 氫鍵 的 形式 就 像 「 — N — H … O — 」 及 「 — O … H — O — 」 的 「 … 」 點線 ， 顯示 氫鍵 將 左右 兩 邊 的 共價 鍵 拉 在一塊 ， 可 使 大 分子 的 結構 更加 穩定 。 在 室溫 下 要 形成 或 打斷 氫鍵 所 需 的 能量 相當 低 ， 差不多 只有 形成 或 打斷 共價鍵 所 需 能量 的 十分之一 。 如果 大 分子 有 幾 個 表面 之間 需要 形成 互補 的 結構 ， 這些 弱 鍵結 的 力量 最 是 有效 ， 它 會 使 許多 要 互相 作用 的 化學 基拉 近距離 ， 如同 鑄模 與 錢幣 之間 的 關係 。 開始 著手 蛋白質 結構 問題 到 了 一九三○年代 中期 ， 鮑林 從 鍵結 成形 的 「 基礎 文法 」 轉向 「 句子 」 與 「 文章 」 。 他 說 ： 「 我 在 一九三四 及 三五年 研究 血紅素 時 ， 開始 對 生物體 內 大 分子 的 特性 及 蛋白質 結構 問題 進行 比較 通盤 的 思考 。 」 其他 科學家 也 開始 思索 同樣 的 問題 ， 最 值得