回顧晶體學的發(fā)展歷程不難看出，X射線技術在其中扮演了重要角色，功能強大的X射線激光器推動著晶體學不斷前進。

直擊物質“心臟”

在美國加利福尼亞州帕洛阿爾托市附近的丘陵中，物理學家為世界上最快速的電子建造了一個“極端超越障礙訓練場”。首先，粒子在一個長達3公里的真空管內(nèi)加速到接近光速，然后它們將穿過一段磁鐵，并被猛烈扭曲。最終出現(xiàn)強烈X射線暴，使它們足以穿透鋼板。

不過，SLAC的科學家對武器并不感興趣。他們的機器是全世界功率最大的X射線自由電子激光(XFELs)發(fā)射器之一，也是研究物質結構的一種工具。結構生物學家尤其能從XFELs中獲益匪淺。SLAC的激光器發(fā)射出的X射線脈沖短到足以捕獲分子運動的類似頻閃燈的圖片，并且強烈到足以為生物分子集群成像——這是傳統(tǒng)技術難以完成的。XFELs正賦予生物學家新的方法掃描潛在的藥物標靶、探討光合作用粒子的結構等。

“毫無疑問，XFELs是顛覆性技術�！币晾�諾伊州芝加哥大學晶體學家Keith Moffat說，“到目前為止，它遠遠超越了之前的技術，并正在改變?nèi)藗冏鍪碌姆绞��！盡offat也是XFELs發(fā)射器科學顧問委員會成員。

但XFELs也是備受爭議的技術，尤其是SLAC的直線性連續(xù)加速器光源(LCLS)更是如此。LCLS是世界上首個也是最大的XFELs發(fā)射器。2002年，面對研究人員的頻頻質疑，美國能源部(DOE)牽頭開始建造LCLS。當時許多人質疑：即使假設這個未經(jīng)證實的技術能夠工作，LCLS未來的科學產(chǎn)出是否值得投入4.14億美元呢?

2009年LCLS開始運行后，爭論逐漸消失，Moffat提到，“它按時按預算工作了，并且更突出、更方便”。日本緊跟其后，建造了自己的XFEL設備，歐洲則計劃了一個功率更大的設備，將于2015年啟動。預計在未來幾年中，全球對XFELs的投入將達數(shù)十億美元。但要充分發(fā)揮其潛力，這些設備還必須克服更多的技術障礙，從推進功率到更好地處理產(chǎn)生的數(shù)據(jù)等。

“物理學家、生物學家、激光科學家和高能密度學家—— 一個徹底的新團體正在形成，因為人們必須了解相關工作的所有程序。”瑞典烏普薩拉大學分子生物物理學家Janos Hajdu說，“很多發(fā)展必須統(tǒng)合在一起，以便完成這項工作。”

當然，在如此龐大復雜的晶體學領域，少不了女性科學家的身影。

另一半天空

“這是一個女性支配的科學領域�！�2004年一位教授在介紹晶體學家Judith Howard時這樣說道，當時Howard獲得了英國布里斯托大學榮譽學位。

大約15年前，Howard收到一封信函，邀請她申請英國杜倫大學結構化學的一個新職位，但是這封邀請函有著令她討厭的措辭：“難道女性不應擅長這項工作嗎?”。她的博士生導師、諾貝爾獎獲得者Dorothy Hodgkin鼓勵她不要受這些評論的影響。Howard得到了這份工作，建立了世界領先的低溫可變溫度結構化學實驗室，并出任該�；瘜W系主任。之后，她被選為英國皇家學會會員，并成為達拉謨跨學科生物物理學研究所創(chuàng)始所長。

無論她們獲得的榮譽有多少，女性晶體學家總是屬于少數(shù)，但她們也是晶體學的先鋒。一個世紀以前，William Bragg和兒子Lawrence Bragg共同提出了X射線晶體學分析;1922年，Bragg招募Kathleen Lonsdale進入他的實驗室。在英國倫敦皇家研究院工作期間，Lonsdale確定了苯環(huán)的結構，開展了金剛石研究，她也是兩位最早進入皇家學會的女性科學家之一(1945年)，并且成為倫敦大學學院首位女性終身教授。