科学家与政治：一位诺奖得主在纳粹时代的抉择
29年前的今天，德国生物化学家布特南特在慕尼黑去世，终年91岁。这位性激素研究领域的开拓者和奠基人，曾荣获1939年诺贝尔化学奖。然而，在纳粹党掌权后，面对德国日益高压的政治气氛，布特南特不仅没有接受美国知名大学的邀请，而且还加入了纳粹党。这成为科研成果累累的他日后备受争议的重要原因。二战之后，布特南特帮助重建德国科学，成为连接德国科研界与世界的重要人物。
作为成就卓著的科学家，布特南特在纳粹时期为何留在了德国？纳粹政权对于犹太人和犹太科学家的迫害，他作何感想？重建德国科学的过程中，他如何看待这个国家失去了世界科研中心的地位？这些问题，我们不能不去思考。
陈晓雪 ｜ 编辑
性激素（sex hormone）是由动物体的性腺、胎盘以及肾上腺等组织合成的一类化学物质，具有促进性器官成熟和维持性功能等重要生理作用。我们现在常见的女性避孕药和保胎药中都含性激素。但在一百年前，人类对这类化合物还几乎一无所知。它们的发现很大程度上要归功于一位出生于120年前的德国生物化学家——阿道夫·弗里德里希·约翰·布特南特（Adolf Friedrich Johann Butenandt）。
1903年3月24日，布特南特生于德国不来梅港（Bremerhaven）附近的一个小镇。早在少年时期，他就展现出对化学和生物学的浓厚兴趣，开始从附近的药店买来药品在自家的厨房里做各种实验，其中一次，因为需要进行某种定量检测，他甚至试图购买1克剧毒的氰化钾。这一消息一经传出很快在小镇上引发了恐慌，结果在当地警方的介入下，他才不得不中止了订购和实验。
中学毕业后，他考入历史悠久的马尔堡大学，之后又在名人辈出的哥廷根大学化学系攻读博士学位。布特南特的博士导师是阿道夫·奥托·赖因霍尔德·温道斯 （Adolf Otto Reinhold Windaus，1876-1959）。作为当时著名的化学家，他自1901年起对胆固醇的化学结构和生理特性进行了长达30年的深入研究。1919年，温道斯成功将胆固醇转化为胆烷酸，证明了这两种生物分子之间的密切联系。
我们通过比较胆固醇和胆酸的化学结构式，不难发现它们有相似之处，都属于一类被称为“甾体”的生物分子。用汉字“甾”字称呼这类化合物十分的形象：“田”代表了结构式中的4个环（A、B、C 和D），“巛”代表了3个侧链（R1, R2和R3），即4 个骈合的碳环上连接有3 个侧链基团。
对于今天的人来说，甾体化合物是一类常见的天然产物，已经发现了上百种之多，但对于20世纪初的科学家来说，甾体还是一类相当新奇而结构复杂的生物分子，是当时化学领域的研究前沿。布特南特的导师温道斯就因揭示了胆固醇结构与维生素D之间的关系，获得了1928年的诺贝尔化学奖。
1929年，布特南特经过不断改进提取方法，从大量孕妇的尿液中分离出一种具有雌性激素活性的物质——雌酮（Estrone）。而几乎在同一时间，两位美国科学家多西(Edward Doisy )和艾伦(Edgar Allen)用类似的方式也得到了相同的晶体。
虽然布特南特不是成功分离雌酮的第一人，但在接下来的结构鉴定中，他在读博期间积累的甾体分子研究经验发挥了重要作用。两年后，布特南特建立了雌酮的化学式C18H22O2 ，又率先在1932年得到了雌酮准确的结构式。这是最早被发现的具有激素活性的甾体化合物。取得这一举世瞩目的成就时，布特南特年仅28岁。
很快，另一种性激素雌三醇（Estriol）的化学结构也被布特南特解析出来， 他还阐述了胆固醇、胆甾酸与雌酮、雌三醇之间的关系，这是研究性激素成因和化学性质的关键一步。在女性怀孕期间起重要生理作用的激素孕酮（progesterone，也被称为黄体酮）,也是首先由布特南特从猪的卵巢提取物中分离出纯品，并在1939年由他从胆甾醇出发合成出来的。
雌三醇（左）与雌酮（右）的化学结构式。图源：维基百科
既然有雌激素，那必然也会有雄激素。于是，布特南特又将柏林的警察动员起来，收集到了大量男性的尿液。1931年，他从中分离到一种男性激素“雄酮”（Androsterone）。此后，他又成功从睾丸的提取物中得到了另一种雄激素“睾酮”（Testosterone），并根据其化学结构，指出雄酮是睾酮的代谢产物。
雄酮（左）与睾酮（右）的化学结构式。图源：维基百科
根据布特南特的记载，以氯仿为萃取剂，从3960加仑（约15000升）尿液中只提取到15毫克雄酮激素，可见这是一项十分艰辛的实验。同时，由于性在百年前是相当敏感的议题，布特南特在早期研究过程中还面临着严重的世俗偏见，以及来自保守势力的反对，因此取得如此丰硕的成果实属不易。
值得一提的是，早在千年之前，中国人可能就已经尝试过甾体化学家在20世纪初完成的实验。
秋石，相传是中国古代从童男童女的尿液中炼制的一种药品。北宋政治家、科学家沈括在《梦溪笔谈》中不仅记载了毕升发明的活字印刷，也第一次详细记述了“秋石“的炼制方法，甚至提到他和他的父亲都服用过这种药物。李时珍在《本草纲目》中也有对“秋石”的点评:“古人惟取人中白、人尿治病,取其散血、滋阴、降火、杀虫、解毒之功也….“
1963年，英国著名的科技史专家李约瑟和其助手鲁桂珍在一篇Nature文章中认为，中医文献里提到的“秋石”实际上就是从大量人尿中提取的性激素。
遗憾的是，和很多中国古代药物的记载一样，古人对“秋石”的提取、用药和疗效都停留在经验性的总结，而易受主观因素影响，难以去伪存真。虽然成就或早于西方上千年，但因为没有现代科学理论作为支撑，也就没有获得广泛应用和国际上的普遍认可。这是值得深思的。
让我们的话题再回到布特南特。20世纪的30年代，正当他关于性激素的研究取得突破，科研事业进入巅峰时，纳粹党开始在德国掌权。面对日益高压的政治气氛，德国的科学家也难以独善其身，不得不做出自己的选择。
相比于爱因斯坦等一批挺身而出伸张正义的德国科学家，布特南特很少公开谈论政治，但从他当时的实际行动来看，他当时对纳粹政权不仅不反感，甚至对希特勒可能还有几分崇拜。1935年，他受到洛克菲勒基金会资助，访问了加拿大和美国，期间收到了哈佛和芝加哥两所大学的聘用邀请。这原本是一个逃离纳粹政权的好机会，但他仍然拒绝了邀请，坚持留在了德国。更为严重的是，布特南特还于1936年5月1日自愿加入了纳粹党。
布特南特的政治表态，很可能对他的职业晋升有重要帮助。就在加入纳粹党的同一年，他就得到了自己十分期待的职位——凯撒威廉生化研究所 (Kaiser Wilhelm Institute for Biochemistry)的主任。这可是当时世界上最有影响力的科研中心之一，而布特南特此时年仅33岁。值得一提的是，生化研究所的前任领导是卡尔·纽伯格(Carl Neuberg)，他因自己的犹太人身份在1936年被迫离职，并在次年逃离了德国。
然而，布特南特很快也为自己的抉择付出了沉重的代价。1939年，布特南特因其在性激素研究中所作出的卓越贡献，获得了诺贝尔化学奖。放在今日，这必然是一件令人喜出望外的事情，但在1939年，布特南特的心情却是相当的忐忑不安。
背后的原因还要追溯到1936年颁发的诺贝尔和平奖，获奖人是卡尔·冯·奥西茨基（Carl von Ossietzky），他是德国杰出的记者和政论家，也是著名的反法西斯斗士。这次授奖引起了希特勒对诺奖委员会的极大不满。于是，他在1937年颁布法令，禁止德国人领取诺贝尔奖，而且还新设立了个“德国国家艺术与科学奖”，以代替诺奖。
卡尔·冯·奥西茨基，1936年获得1935年度的诺贝尔和平奖。图源：维基百科
可到了1939年，偏偏又有包括布特南特在内的三位德国科学家获得诺奖，这简直就是存心和希特勒过不去。
三位诺贝尔奖得主中，格哈德·多马克（Gerhard Johannes Paul Domagk）是第一个接到瑞典方面通知的。或许是太过兴奋，他很快就给诺奖委员会回信表示了感谢，并请求当局允许自己前去瑞典领奖。为了表示忠心，他甚至许诺会将奖金中的10万马克作为捐款支持德国的战争。可结果呢，他还是因为擅自回信，被盖世太保警察抓走拘留，直到他“婉拒”了这份期待已久的殊荣后才被释放。
有了前车之鉴，布特南特收到获得诺贝尔奖的消息后自然不敢乱说乱动。之后，布特南特和同获诺奖的里夏德·库恩（Richard Kuhn）都被叫到教育部，他们被要求各自签署一封已经准备好的给瑞典方面的回信，信的大意就是态度强硬地拒绝接受诺贝尔奖。两人起初并不情愿，但被告知内容是经过元首亲自审核的，不能有丝毫改动。威逼之下，二人只好无奈地在信上签了自己的名字。
当时的美国《时代周刊》报道：“预计布特南特和库恩也会像多马克一样拒绝领取诺奖，除非他们打算到集中营里做实验”。参考文献7
直到1948年纳粹政权倒台，布特南特才有机会前往瑞典拿到自己的诺奖奖章和证书。但按规定，奖金逾期一年不领就要退回诺贝尔基金会。于是，布特南特因其当初的政治选择，成为了少数没有拿到诺贝尔奖金的诺奖得主。
这是一个极为超前的研究方向。实际上，布特南特在二战期间苦心寻找的激素，正是促红细胞生成素（EPO）。直到1985年，人类才在基因工程技术的帮助下首次合成。只不过此时人们已经不再关注飞行员的缺氧问题，而是试图利用EPO提高竞技场上运动员的成绩，使其一度成为一种难以检测的体育兴奋剂。
重组人促红细胞生成素分子结构式
尽管布特南特艰难维持着实验室的运转，但生物化学的研究从理论探索到实际应用的转化周期很长，不像研究航天、火箭那样能对战争有立竿见影的支持，所以他领导的很多课题或因为政府支持力度不够、或因为课题本身太过超前，在当时几乎没有取得什么有意义的成果。
比劳而无功更为严重的是，布特南特还被怀疑在二战期间违反科研伦理，使用奥斯维辛集中营囚犯的血浆做实验，甚至有人认为他参与了生化武器的研发。这些指控虽然至今没有确凿的证据，但成为其后半生遭受非议的重要原因。
战争最后两年，为了躲避盟军的轰炸，布特南特不得不将研究所从柏林迁至位于德国西南角的小城图宾根（德语：Tübingen）。1945年，图宾根市也被盟军占领。布特南特因服务纳粹政权，一度被盟军拘捕，但很快又恢复了自由。
维他命研究所设备先进、资金充裕，从职业发展角度无疑是一个诱人的选择。在布特南特犹豫不决时，巴塞尔大学甚至同意他不需要辞去德国的职位就可以担任新职。然而，布特南特最终还是放弃了这一机会，决定将全部精力投入到德国的科研重建中。布特南特的爱国主义情怀一时间触动了德国的科学界，一些图宾根大学的学生甚至举着火把从学校走到布特南特的家，以表达他们对布特南特不离不弃的感激。
1956年，布特南特成为慕尼黑大学教授，并在原凯撒威廉生化研究所基础上牵头组建了马克斯·普朗克生物化学研究所（Max-Planck-Institut für Biochemie）。目前，该研究所已成为国际知名的病毒学研究中心。他还接替奥托·哈本（Otto Hahn），在1960-1972年担任了马克斯· 普朗克学会的主席。期间他主持了对德国科研制度的改革，改革措施对马克斯· 普朗克学会的发展产生了深远的影响。
布特南特在从事科研管理工作的同时，也继续活跃在生化研究领域的一线。1959年，他领导的研究小组在昆虫的性信息素探索中取得突破，发现了蚕蛾醇（Bombykol）。只需要极微量（纳克级别）的这种物质，成年雌性蚕蛾就可以吸引雄性前来交配。这是人类首次成功鉴定昆虫间气味交流的有效化学成分。
1978年，在布特南特75岁生日时，马克斯· 普朗克学会再版了他的三本长篇著作《性激素》、《基因化学》和《昆虫生理学》，以表达对他研究成果的敬意。
1995年1月18日，布特南特在慕尼黑离世，享年91岁。
回顾二战时期的科学史，我们往往会关注那些旗帜鲜明地主持正义、反对暴政的科学家，但也有很多德国科学家或是出于对祖国的感情，或是由于对纳粹的错误认知，选择坚持留在祖国，然后在动荡时局的裹挟下被迫服务于一个发动侵略战争的野蛮政权。可以说，布特南特就是后者中的典型代表。
遗憾的是，关于布特南特在纳粹执政期间的想法，以及战后重建德国科学的思考，我们能查到的相关的资料并不多。
但在科学方面，布特南特毫无疑问是一位优秀的化学家，为后人留下了宝贵的学术财富。他(及其团队)成功分离和鉴定了雌酮、雄酮、孕酮等多种重要的生物分子，为人类认识生命现象提供了关键的科学根据，是性激素研究领域公认的开拓者和奠基人。
参考文献：
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