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 注意 的 包括 阿斯特伯里 、 柏納 及 他們 的 學生 ， 之後 還 有 比魯茲 和 小 布拉格 。 他們 面對 的 第一 個 簡單 問題 是 ： 已 知 蛋白質 分子 是 由 數目 不 多 而 種類 多樣 的 單元 （ 二十多 種 胺基酸 ） 所 組成 ， 它們 究竟 是 像 一 整 袋 綜合 果仁 般 混成 一 團 ， 還是 結構 井然有序 ？ 柏納 在 一九三四年 發現 ， 胃蛋白 ?
 
的 晶體 如果 繼續 浸泡 在 長晶 時 的 母液 中 ， 就 可 拍攝出 清晰 、 典型 的 X 射線 繞射圖 ， 可 證明 所有 胃蛋白 ?
 
分子 都 具有 一模一樣 的 結構 。 柏納 一 做出 這 項 發現 ， 當下 就 明白 ， 這 將 開啟 一 條 研究 路線 ， 可以 直接 且 完全 決定出 蛋白質 的 結構 。 但是 在 下 一 個 決定性 的 發現 登場 之前 ， 要 想 根據 那些 清晰 的 繞射圖 來 研究 蛋白質 分子 ， 任務 還是 太過 複雜 。 十九 年 後 ， 比魯茲 做出 了 下 一 個 決定性 的 發現 ： 他 找出 一 種 方法 ， 可 控制 所 生成 的 X 射線 圖樣 ， 以便 進行 比較 分析 。 柏納 證明 了 蛋白質 的 結構 是 有 秩序 的 ，然 而 說到 這 種 秩序 ， 即使 最 普通 的 規則 都 仍 是 未知數 。 有 一 個 理論 認為 ， 蛋白質 就 是 長 串 的 胺基酸 ； 早 在 十九世紀 ， 大家 剛剛 了 解 蛋白質 分子 有 多 大 之後 ， 這 個 想法 幾乎 就 出場 了 ， 可是 沒法 證明到 人人 都 滿意 。 到 了 一九三○年代 末 ， 在 諸多 替代 長鏈 理論 的 說法 中 ， 最 新 的 是 「 環醇 理論 」 （ cyclol theory ） ， 認定 蛋白質 分子 是 由 胺基酸 組成 的 許多 環 ， 再 構成 籠狀 結構 。 一九三九年 ， 鮑林 和 同事 尼曼 （ Carl Niemann , 1909 - 1964 ） 及 其他 幾 名 化學家 差不多 同時 推翻 籠 結構 ， 並 證明 所有 證據 都 偏向 鏈 結構 。 蛋白質鏈 有 許多 重複 的 地方 ， 主要 是 兩 個 胺基酸 相連 之 處 ， 叫做 胜 ?
 
鍵 （ peptide bond ） ， 這 是 一 個 很 強 的 共價鍵 ， 具有 許多 雙鍵 特性 ， 位於 前 一 個 胺基酸 末端 的 碳原子 與 下 一 個 胺基酸 開端 的 氮原子 之間 。 胜 ?
 
鍵 是 按照 強而有力 的 消化 酵素 「 胃蛋白 ?
 
」 （ pepsin ） 來 命名 的 ， 因為 胃蛋白 ?
 
所屬 的 酵素群 可 將 胜 ?
 
鍵 打斷 ， 進而 分解 蛋白質 鏈 ； 事實 上 ， 「 pepsin 」 源自 希臘 文字根 「 peptos 」 ， 意思 是 烹煮 。 胃蛋白 ?
 
是 最早 純化 製備 的 酵素 之 一 ， 而 這 也 是 柏納 會 研究 它