保罗·劳特伯：核磁共振成像技术之父

　　对于保罗·劳特伯而言，最为动情的时刻，并不是在2003年获得诺贝尔奖的荣耀，而是当他走在街头，一些陌生人会主动走到他面前，真诚地说：“感谢你救了我女儿的命！”，或者“感谢你让我免受手术之痛！”
　　2007年3月27日清晨，保罗·劳特伯（Paul Lauterbur）在美国伊利诺伊州厄巴纳（Urbana）的家里，因肾病悄然离去。全世界都会感念这位老人的宝贵遗产。对于每年数千万人次接受过核磁共振成像（MRI）扫描的患者，几乎难以想象，如果离开了这一革命性的医疗设备，他们将不得不通过手术来确定病灶，或者忍受危险的X射线照射，这些无疑都意味着更大的风险。
　　不过，当1973年，全球最具权威性的学术期刊——英国《自然》杂志拒绝发表劳特伯的论文的时候，他们也许并没有意识到几乎会错过一场“革命”。
　　在原子中间，由于原子核本身是带电的，所以其高速旋转会产生一个磁矩；如果被放在强稳态磁场中，原子核仿佛微型的指南针一样，会重新排列方向。而在特定频率的射频波照射下，原子核本身会发生能级跃迁，从低能级跳到高能级。但这个状态并不稳定，它还会通过“弛豫过程”跳回低能级，同时辐射出核磁共振信号。
　　由于不同原子核对应的频率不同，因此科学家很自然地利用这个原理，来分辨各种化合物的成分。核磁共振技术得到迅速发展，但它仍只是一个化学工具，与普通人的健康看上去没有任何直接关系。
　　转折发生在1971年。这年5月，纽约州立大学布鲁克林分校的物理学家里蒙德·达马迪安（Raymond Damadian）在美国《科学》杂志上指出，通过对老鼠的解剖研究发现，其肿瘤的核磁共振弛豫时间与普通组织有着明显差异。
　　虽然身为一个化学家，但从20世纪60年代，劳特伯就高度关注核磁共振技术。这年夏天，他在观察一个博士后进行的老鼠解剖实验时意识到，既然不同人体组织的核磁共振信号差异如此明显，也许根本没必要通过令人厌恶的血淋淋的解剖对其进行研究；只要有良好的空间分辨率，完全可以用仪器对动物进行活体研究。
　　不过，如何确定信号发生的位置，还是一个无法解决的难题。一天晚上，在和同事参加一个小型聚会时，他突发灵感：也许，可以通过在稳态磁场上叠加一个有着梯度变化的磁场，实现对位置进行二维甚至三维定位。
　　在那个年代，既没有CT（计算机X射线断层摄影技术），劳特伯本人也不清楚该用什么样的数学工具来解决诸多问题。但他以自信和乐观，设法克服了种种困难，终于成功获得了有史以来第一张核磁共振成像的照片：他把两支装有普通水的试管放到重水中间（重水是以氘这种同位素来代替普通的氢原子），通过数据采集和图像重建，得到了交叉截面的照片。
　　劳特伯本来希望通过他所在的纽约州立大学石溪分校（State University of New York at Stony Brook）为这项发明申请专利。但校方认为，这种技术带来的收益不足以补偿整个申请的开支，所以采取了拖延态度。劳特伯反而展示了更为豁达的一面，他欢迎所有人参观他的实验室。在来自不同专业和国度的访问者中，就有后来与他一起分享诺贝尔奖的英国诺丁汉大学彼得·曼斯菲尔德（Peter Mansfield）教授。
　　直到80年代初期，第一台商用核磁共振成像设备正式投入医学应用，劳特伯仍然同自己的团队一起，继续研究改进这一技术。90年代末期，步入暮年的劳特伯才重返自己的本行化学领域，希望了解与生命起源相关的更多秘密。
　　劳特伯1929年5月6日出生于美国俄亥俄州悉尼市一个欧洲移民家庭。很小的时候，他就通过姑妈，想办法订阅了《博物学》杂志。中学时代，生物兼化学老师给了他充分的自由，允许他呆在钟爱的实验室中而不是在课堂里。据说，这位老师听到劳特伯获得诺贝尔奖时，淡淡地说：“我始终都相信，他会取得这样的成就。”
　　1951年，劳特伯在凯斯理工学院（现凯斯西储大学）获得化学学士；之后，加盟了一家公司的研究院。就在这时，他开始接触核磁共振技术。在从军队退役后，劳特伯于1969年在宾希法尼亚州的匹兹堡大学获得博士学位，并正式加盟纽约州立大学石溪分校。
　　在经历了一次失败的婚姻之后，1985年，劳特伯加盟伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（University of Illinois at Urbana-Champaign），并在这里度过了最后22年的光阴。
　　劳特伯身后留下的，有两次婚姻带来的三个孩子，更有全球正在使用的超过2.2万台核磁共振成像设备。这样一个数字也许仍然只是一个开始，因为随着功能性核磁共振成像（fMRI）设备的问世，人们已经意识到，这是通往人类了解自身的终极目标的最重要的工具之一。■