Melvin Calvin
绘制光合作用中碳路径的生物化学家。
梅尔文·埃利斯·卡尔文（1911年4月8日－1997年1月8日）是美国生物化学家。他与安德鲁·本森和詹姆斯·巴沙姆共同发现了卡尔文循环。1961年，他因研究植物如何同化二氧化碳而获得诺贝尔化学奖。他在加州大学伯克利分校工作了大约五十年。
卡尔文出生于明尼苏达州圣保罗，父母是埃利亚斯·卡尔文和罗斯·赫维茨，他们是来自俄罗斯帝国（今立陶宛和格鲁吉亚）的犹太移民。他的家人很快搬到了密歇根州底特律，父母在那里经营一家杂货店。小时候，他出于好奇探索货架上的商品。1928年从中央高中毕业后，他进入密歇根矿业与技术学院（现密歇根理工大学），获得了该校第一个化学理学学士学位。随后，他于1935年在明尼苏达大学获得博士学位，师从乔治·格洛克研究卤素的电子亲和力。他在曼彻斯特大学迈克尔·波兰尼的实验室做了两年博士后研究，探究有机分子的结构和行为。1942年，他与玛丽·吉纳维芙·杰姆特加德结婚；他们育有两个女儿埃琳和卡洛尔，以及一个儿子诺埃尔。
在访问曼彻斯特大学期间，加州大学辐射实验室主任乔尔·希尔德布兰德邀请卡尔文加入加州大学伯克利分校的教职，使他成为25多年来化学系聘用的第一位非伯克利毕业生。希尔德布兰德敦促卡尔文从事放射性碳研究，称“时机已到”。卡尔文在伯克利的早期工作建立在马丁·卡门和萨姆·鲁本于1940年发现的长寿命放射性碳-14的基础上。1947年，他成为化学教授和劳伦斯辐射实验室生物有机化学组主任。他的团队包括安德鲁·本森、詹姆斯·A·巴沙姆等人。本森建立了光合作用实验室，以追踪碳固定过程中的路径。利用碳-14作为示踪剂，该团队绘制了碳在植物中从大气二氧化碳到碳水化合物及其他有机化合物的完整路径。这一过程被称为卡尔文-本森-巴沙姆循环。1963年，卡尔文还被任命为分子生物学教授。他创立并领导了化学生物动力学实验室（“圆屋”），并担任伯克利辐射实验室副主任直至1980年退休。晚年，他研究产油植物作为可再生能源，并探究生命的化学演化，于1969年出版了一本相关著作。
圆屋是一个圆形实验室，旨在鼓励学生和访问科学家之间的合作。卡尔文广泛的好奇心使他重视跨学科工作，并促进了开放的科学讨论。他吸引了来自世界各地的博士后学生和客座科学家来到圆屋，营造了一个让人们感到能够实现自身潜力的社区。他的管理风格广为人知，影响了后来的许多科学工作场所。尽管被称为“光合作用先生”，但他的组织能力更广泛地改变了科学实践。
卡尔文循环的发现建立在萨姆·鲁本和马丁·卡门的碳-14研究基础上，该研究因鲁本意外死亡以及卡门与联邦调查局和国务院的安全问题而终止。尽管如此，辐射实验室主任欧内斯特·劳伦斯和化学系主任温德尔·拉蒂默于1945年招募卡尔文继续这项工作。实验室最初专注于碳-14在医学中的应用以及放射性标记氨基酸和生物代谢物的合成。卡尔文从全国各地招募了优秀的化学家，然后请来曾与鲁本和卡门合作研究光合作用的安德鲁·本森领导该实验室的这一部分。当时，主流理论认为糖和其他还原碳化合物是在“光”反应中产生的，这一观点尚未得到充分验证。
Quick Facts
- Birth name
- Melvin Ellis Calvin
- Born
- April 8, 1911
- Birthplace
- St. Paul, Minnesota, U.S.
- Died
- 8 January 1997
- Place of death
- Berkeley, California, U.S.
- Workplaces
- University of Manchester
- University of California, Berkeley
- Berkeley Radiation Laboratory
- Science Advisory Committee
- Education
- Michigan College of Mining and Technology; University of Minnesota
- Doctoral students
- Cyril Ponnamperuma
Facts from the source article.
背景与渊源
梅尔文·卡尔文出生于明尼苏达州圣保罗，父亲是埃利亚斯·卡尔文，母亲是罗斯·赫维茨，他们是来自俄罗斯帝国的犹太移民。他的家人搬到了密歇根州底特律，父母在那里经营一家杂货店。他于1928年从中央高中毕业，随后在密歇根矿业与技术学院学习，获得了该校第一个化学理学学士学位。他于1935年在明尼苏达大学师从乔治·格洛克勒获得博士学位，论文主题是卤素的电子亲和力。随后，他作为博士后学生加入曼彻斯特大学迈克尔·波兰尼的实验室，研究有机分子的结构和行为。1942年，他与玛丽·吉纳维芙·杰姆特加德结婚；他们育有两个女儿埃琳和卡洛尔，以及一个儿子诺埃尔。乔尔·希尔德布兰德邀请卡尔文加入加州大学伯克利分校的教职，使他成为25多年来化学系聘用的第一位非伯克利毕业生。卡尔文的研究建立在马丁·卡门和萨姆·鲁本于1940年发现的长寿命放射性碳-14的基础上。1947年，他被提升为化学教授和劳伦斯辐射实验室生物有机化学组主任。他的团队包括安德鲁·本森和詹姆斯·A·巴沙姆，他们共同绘制了碳在光合作用过程中从作为大气二氧化碳被吸收到转化为碳水化合物的完整路径。这一过程被称为卡尔文-本森-巴沙姆循环。1963年，卡尔文被额外授予分子生物学教授的头衔。他是化学生物动力学实验室（称为“圆屋”）的创始人和主任，同时担任伯克利辐射实验室副主任，在那里他进行了大部分研究，直至1980年退休。在他活跃研究的最后几年，他研究了使用产油植物作为可再生能源，并撰写了一本关于生命化学演化的书，于1969年出版。卡尔文设计了圆形的“圆屋”实验室，以促进学生和访问科学家之间的合作。他吸引了来自世界各地的博士后学生和客座科学家。他曾担任美国化学会、美国植物生理学会以及美国科学促进会太平洋分会的主席。他还担任过国家科学院科学与公共政策委员会主席。他与美国国家航空航天局合作，为阿波罗任务期间保护月球免受地球生物污染以及保护地球免受月球污染制定计划，并帮助制定了带回月球样本和在其他行星上寻找生物生命的策略。他于1963年至1966年担任总统科学咨询委员会成员，并担任能源部能源研究咨询委员会成员。
从杂货店到实验室工作台
梅尔文·埃利斯·卡尔文于1911年4月8日出生于明尼苏达州圣保罗，父母是埃利亚斯·卡尔文和罗斯·赫维茨，他们是来自俄罗斯帝国（今立陶宛和格鲁吉亚）的犹太移民。家人后来定居在密歇根州底特律，父母在那里经营一家杂货店。小卡尔文经常出现在货架间，带着预示着一生科学探究的好奇心检查每件商品。他于1928年从中央高中毕业，随后进入密歇根矿业与技术学院（现密歇根理工大学），获得了该校有史以来第一个化学理学学士学位。他在明尼苏达大学师从乔治·格洛克完成的博士工作（1935年）专注于卤素的电子亲和力。在曼彻斯特大学迈克尔·波兰尼实验室的两年博士后经历加深了他对有机分子结构和行为的理解。1942年，他与玛丽·吉纳维芙·杰姆特加德结婚；他们共同抚养了三个孩子——女儿埃琳和卡洛尔，以及儿子诺埃尔。
追踪碳在叶片中的旅程
为卡尔文赢得1961年诺贝尔化学奖的工作源于艰难的环境。萨姆·鲁本和马丁·卡门曾率先使用长寿命放射性同位素碳-14进行研究，但该项目因鲁本在实验室事故中去世以及卡门面临联邦调查局和国务院的安全问题而中断。尽管如此，辐射实验室主任欧内斯特·劳伦斯以及化学与化学工程系主任温德尔·拉蒂默于1945年招募卡尔文继续推进这项工作。卡尔文组建了一支由优秀化学家组成的团队，并请来曾与鲁本和卡门合作研究光合作用的安德鲁·本森领导这一研究方向。当时的主流假设认为糖的产生纯粹是一个光驱动反应。本森通过分离暗反应二氧化碳固定的产物、结晶放射性琥珀酸，并证明当暴露于无二氧化碳光照下的藻类迅速转移到含有二氧化碳的暗瓶中时，放射性蔗糖仍以与连续光照下相同的速率形成，从而挑战了这一假设。利用碳-14作为示踪剂，卡尔文、本森和詹姆斯·巴沙姆绘制了大气二氧化碳转化为碳水化合物及其他有机化合物的完整路径。这被称为卡尔文-本森-巴沙姆循环。
圆屋与合作哲学
卡尔文在加州大学伯克利分校的影响力远远超越了一项单一的发现。1947年，他被提升为化学教授和劳伦斯辐射实验室生物有机化学组主任，并于1963年增加了分子生物学教授的头衔。他随后创立并领导了化学生物动力学实验室（亲切地称为圆屋），同时担任伯克利辐射实验室副主任。圆屋的圆形建筑并非偶然；卡尔文设计它是为了打破学科间的壁垒，使开放的科学讨论成为日常生活的自然组成部分。他定期邀请来自世界各地的博士后研究人员和客座科学家，坚信最丰富的思想产生于不同知识领域的交汇处。他的管理风格成为传奇。学生和员工描述了一个他们真正感到被赋予实现全部潜力能力的社区，许多后来富有创造力的科学组织据说都效仿了他所树立的合作文化。尽管世人称他为光合作用先生，但他的组织才能触及了他所影响的科学界的每一个角落。他直到1980年退休前一直活跃在研究领域。
循环之外：后期工作与持久遗产
卡尔文在加州大学伯克利分校的职业生涯跨越了大约五十年，这段任期始于加州大学辐射实验室主任乔尔·希尔德布兰德在访问曼彻斯特大学期间邀请他加入教职。希尔德布兰德敦促他在放射性碳研究方面向前推进，宣称时机已到。卡尔文成为25多年来化学系聘用的第一位非伯克利毕业生。他在伯克利的早期工作直接建立在马丁·卡门和萨姆·鲁本于1940年关于长寿命放射性碳-14的发现之上。在他活跃研究的最后几年，卡尔文将注意力转向了产油植物作为可再生能源。他还投入多年研究生命的化学演化，这一研究方向最终于1969年出版了一本书。1961年因植物中二氧化碳同化研究而获得的诺贝尔化学奖，不仅认可了一个单一机制，更认可了一种关于生命系统如何捕获和转化能量的思维方式。卡尔文于1997年1月8日去世，留下了一个以他命名的循环和一个继续激励后人的科学社区模式。