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諾獎(jiǎng)得主坦承雙螺旋帶來(lái)的光環(huán):一半靠運(yùn)氣,另一半靠判斷和努力

2021/02/20
導(dǎo)讀
生活在雙螺旋的光環(huán)下是什么感覺(jué)?

1953年,克里克與詹姆斯·沃森共同發(fā)現(xiàn)了脫氧核糖核酸(DNA)的雙螺旋結(jié)構(gòu),這一重要發(fā)現(xiàn)為他們贏得了1962年的諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。對(duì)于當(dāng)初他們到底是如何看到富蘭克林的X射線圖,沃森此前表示是不小心看到的。


本文,沃森親密無(wú)間的合作者——克里克坦承,沃森當(dāng)年的確有看到過(guò),但應(yīng)該沒(méi)有記住其中的細(xì)節(jié),在克里克的印象里,沃森并非如富蘭克林那樣遇到問(wèn)題刨根問(wèn)底,他只是“盡快地知道答案”,不管以何種方式獲得。生命科學(xué)史上,這段揮之不去的“黑歷史”的真相到底是什么,且聽(tīng)克里克娓娓道來(lái)的自述。


弗朗西斯·克里克,圖片來(lái)自quotationof.com



撰文 | 弗朗西斯·克里克(諾獎(jiǎng)得主、神經(jīng)生物學(xué)家)



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雙螺旋DNA確實(shí)是一種神奇的分子?,F(xiàn)代智人的歷史大約5萬(wàn)年,文明的歷史不過(guò)1萬(wàn)年,美國(guó)的歷史僅兩百多年,但是DNA和RNA已經(jīng)存在了幾十億年。在這幾十億年里,雙螺旋一直都存在,并且發(fā)揮著作用,但直到現(xiàn)在我們才開(kāi)始認(rèn)識(shí)它們。


關(guān)于發(fā)現(xiàn)雙螺旋的故事,許多人已經(jīng)從許多角度講過(guò)多次,我很難再談出什么新意來(lái)。每個(gè)學(xué)校的孩子都知道,DNA是由四種字母寫成的一串長(zhǎng)長(zhǎng)的化學(xué)信息。兩條鏈的骨架幾乎完全一致。四種字母,即四種堿基,以有序的間隔連接在碳骨架上。


通常來(lái)說(shuō),DNA的結(jié)構(gòu)中包含了兩條鏈,互相纏繞成雙螺旋,但是螺旋本身并非DNA結(jié)構(gòu)的真正秘密——其真正的秘密在于堿基配對(duì):腺嘌呤與胸腺嘧啶,鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶。或者簡(jiǎn)寫成A=T、G≡C,其中的橫線代表氫鍵。正是堿基之間特異性的配對(duì)確保了復(fù)制的準(zhǔn)確進(jìn)行:無(wú)論其中一條鏈的序列為何,另外一條鏈必定是對(duì)應(yīng)的互補(bǔ)序列,且嚴(yán)格遵守堿基配對(duì)原則。生物化學(xué)主要的原則之一就是有機(jī)化學(xué)分子的緊密結(jié)合,DNA分子也不例外。


DNA并不是一個(gè)耳熟能詳?shù)脑~匯,在三十年前,更不是人人都知道它。物理化學(xué)家保羅·多蒂(Paul Doty)告訴我,在定制紐扣流行不久,他在紐約就發(fā)現(xiàn)有寫著“DNA”的小玩意了,他大為吃驚。他想著肯定有其他含義,就問(wèn)老板這是什么意思。“聽(tīng)好了,伙計(jì),”老板用濃濃的紐約腔告訴他,“這是——基因?!?/span>


現(xiàn)如今,大多數(shù)人都知道DNA是什么,否則他們可能會(huì)以為這又是一個(gè)什么壞東西,就像“化學(xué)物質(zhì)”或者“人工合成”那樣。幸運(yùn)的是,那些聽(tīng)說(shuō)過(guò)沃森和克里克名字的人往往也搞不清誰(shuí)是誰(shuí)。不止一回,許多熱情的崇拜者跑來(lái)告訴我,他們多么喜歡我的書——意思是,吉姆寫的《雙螺旋》。經(jīng)過(guò)了多次誤會(huì),我現(xiàn)在明白了最好的回應(yīng)是不作解釋。


更加意外的一次,是在吉姆1955年重返劍橋工作之后。一天,我去卡文迪許實(shí)驗(yàn)室上班,發(fā)現(xiàn)同行的是內(nèi)維爾·莫特(Neville Mott),新科卡文迪許教授(布拉格當(dāng)時(shí)已經(jīng)去了倫敦的皇家學(xué)院)。我跟他說(shuō):“給你介紹一下沃森,他正好在你的實(shí)驗(yàn)室工作?!蹦仡H為詫異地望著我:“沃森?還有哪個(gè)沃森?我一直以為你叫沃森·克里克?!?/span>


有人仍然覺(jué)得DNA難以理解。我在檀香山的一家酒吧遇到過(guò)一位歌手,她告訴我,念書的時(shí)候,她曾經(jīng)詛咒過(guò)沃森和我,因?yàn)槲覀z害得她不得不死記硬背那些生物學(xué)知識(shí)。事實(shí)上,DNA的結(jié)構(gòu),如果傳授的方式得當(dāng),是非常容易理解的,因?yàn)樗幌窳孔恿W(xué)或者相對(duì)論那樣與常識(shí)相悖。


我認(rèn)為核酸之所以如此簡(jiǎn)單是有原因的。它們可能可以追溯到生命的起源,或者至少非常接近起源的地方。那時(shí)只有非常簡(jiǎn)單的機(jī)制。當(dāng)然,這些化學(xué)分子的存在本身只能通過(guò)量子力學(xué)得到解釋,但是好在化學(xué)分子的形狀可以用相當(dāng)簡(jiǎn)單的機(jī)械模型來(lái)體現(xiàn)——正是這一點(diǎn)使得DNA的觀念易于理解。


富蘭克林,圖片來(lái)自sciencehistory.org/Vittorio Luzzati


考慮到有些讀者碰巧還沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)雙螺旋是如何發(fā)現(xiàn)的,下面我將提供一個(gè)簡(jiǎn)短的概括。利茲大學(xué)的阿斯特伯里曾拍攝到DNA纖維的X射線衍射照片,但是質(zhì)量不高。第二次世界大戰(zhàn)之后,當(dāng)時(shí)在倫敦國(guó)王學(xué)院的蘭道爾實(shí)驗(yàn)室工作的威爾金斯拍得了幾張更好的照片。蘭道爾之后雇了一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的晶體衍射學(xué)家,富蘭克林,來(lái)幫助解析DNA的結(jié)構(gòu)。


不幸的是,富蘭克林和威爾金斯工作上有點(diǎn)合不來(lái)。他希望她集中研究更濕潤(rùn)的形式(即所謂的B型),這可以得到更簡(jiǎn)單的X射線圖譜,比更干燥的形式(A型)能揭示更多信息,雖然后者可以得到更加清晰的X射線圖片。


在劍橋,當(dāng)時(shí)我的博士論文研究課題是用X射線解決蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。吉姆·沃森,美國(guó)來(lái)的訪問(wèn)學(xué)者,當(dāng)時(shí)只有23歲,一門心思想要發(fā)現(xiàn)基因是什么,并希冀通過(guò)解決DNA的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。我們建議倫敦的同事們采用建模的方法來(lái)研究該問(wèn)題,就像鮑林用建模的辦法解決了阿爾法螺旋那樣。我們自己先得出了一個(gè)完全錯(cuò)誤的模型,鮑林后來(lái)也得到了一個(gè)錯(cuò)誤的模型。最終,一番波折之后,吉姆和我提出了正確的模型。這依賴于倫敦小組的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),以及查可夫發(fā)現(xiàn)的DNA中四種堿基的相對(duì)含量。


我最初是從奧黛爾那里聽(tīng)說(shuō)吉姆的。一天我回到家里,她告訴我,“馬克斯剛來(lái)過(guò)這里,帶著一個(gè)美國(guó)小伙子想要讓你認(rèn)識(shí)——你知道嗎?——他是個(gè)禿頭!”奧黛爾的意思是吉姆留著平頭,這在劍橋還是非常新奇的事情。后來(lái)吉姆入鄉(xiāng)隨俗,頭發(fā)越來(lái)越長(zhǎng),不過(guò)他的頭發(fā)從來(lái)沒(méi)有長(zhǎng)到60年代嬉皮士的長(zhǎng)度。


吉姆和我一見(jiàn)如故,部分原因是我們的興趣驚人地相似,還有部分原因——我推測(cè)——我們都有點(diǎn)年少輕狂,對(duì)繁冗拖沓的思考都沒(méi)有耐心。吉姆顯然比我更口無(wú)遮攔,但是我們的思維方式相當(dāng)類似,不同的是我們的知識(shí)背景。那個(gè)時(shí)候,我對(duì)蛋白質(zhì)和晶體衍射有了一定的知識(shí)。吉姆對(duì)這些知道得不多,但是非常了解關(guān)于噬菌體的工作,特別是德?tīng)柌紖慰?、薩爾瓦·盧里亞(Salva Luria)和赫希(AI Hershey)領(lǐng)銜的噬菌體小組相關(guān)的工作。吉姆同時(shí)也更了解細(xì)菌遺傳學(xué)。我推測(cè)我們對(duì)經(jīng)典遺傳學(xué)的知識(shí)大致相當(dāng)。


不消說(shuō),我倆總是聚在一塊討論問(wèn)題。這讓我們顯得有點(diǎn)與眾不同??ㄎ牡显S的實(shí)驗(yàn)室本來(lái)很小——在1949年的一段時(shí)間里,我們都擠在一間屋子里。到了吉姆加入的時(shí)候,佩魯茨和肯德魯已經(jīng)有了一個(gè)很小的私人辦公室。這個(gè)時(shí)候,我們組分到了一個(gè)更大的房間。一開(kāi)始,大家并不清楚這間小辦公室分配給誰(shuí),直到有一天,佩魯茨和肯德魯搓著手向大家宣布,那間屋子分配給吉姆和我,原因是“……這樣你倆討論問(wèn)題的時(shí)候就不會(huì)打擾到大家了?!笔潞髞?lái)看,這真是一個(gè)幸運(yùn)的決定。


當(dāng)我們結(jié)識(shí)的時(shí)候,吉姆已經(jīng)拿到博士學(xué)位了,我雖然年長(zhǎng)12歲,卻還是一名在讀研究生。在倫敦,威爾金斯開(kāi)始利用X射線研究DNA,隨后富蘭克林接手,并擴(kuò)展了這方面的工作。雖然吉姆和我整天都在討論問(wèn)題,但是我們從來(lái)沒(méi)有做過(guò)任何關(guān)于DNA的實(shí)驗(yàn)工作。因?yàn)轷U林樹(shù)立的榜樣,我們相信解決DNA結(jié)構(gòu)的途徑是構(gòu)建模型。倫敦的同仁們則采取了更為艱辛的辦法。


我們最初的嘗試以徹底失敗告終,因?yàn)槲曳浅ee(cuò)誤地認(rèn)為,DNA結(jié)構(gòu)中只有很少量的水分。這個(gè)錯(cuò)誤一部分是由于我自己的無(wú)知——我本該意識(shí)到鹽離子可能親水,一部分是由于吉姆誤會(huì)了富蘭克林在講座中使用的晶體學(xué)術(shù)語(yǔ)——他混淆了“非對(duì)稱單元”(asymmetric unit)和“單元細(xì)胞”(unit cell)。


我們犯的錯(cuò)誤當(dāng)然不止于此。由于對(duì)“互變異構(gòu)體”(tautomeric forms)理解得不夠深入,我誤認(rèn)為堿基周邊的氫鍵可能有好幾種不同的位置。后來(lái),我們實(shí)驗(yàn)室的一位美國(guó)晶體學(xué)家杰里·多諾霍(Jerry Donohue)告訴我們,教科書上的某些化學(xué)式有錯(cuò)誤,實(shí)際上每種堿基幾乎只有一種特定的構(gòu)型。從此以后,形勢(shì)就明朗多了。


核心發(fā)現(xiàn)是吉姆篤定了兩種堿基配對(duì)的本質(zhì)(A與T, G與C)。他的這個(gè)結(jié)論不是基于邏輯推理,更像是意外收獲(合乎邏輯的辦法是這樣的:首先,假定查科夫的原則是正確的,這樣就只有一種可能的配對(duì)方式;其次,根據(jù)DNA纖維圖譜中的C2空間基團(tuán)來(lái)尋找二重的對(duì)稱性(dyadic symmetry),這樣我們很快就會(huì)得出正確的堿基配對(duì)——如果有必要,我們肯定會(huì)采取這套辦法的)


在某種意義上,吉姆的發(fā)現(xiàn)確實(shí)有運(yùn)氣的成分,實(shí)際上,大多數(shù)發(fā)現(xiàn)都有一絲運(yùn)氣的成分。重點(diǎn)在于,吉姆在尋找某種關(guān)鍵的東西,而且當(dāng)他發(fā)現(xiàn)堿基配對(duì)的時(shí)候就立刻意識(shí)到了它的重要性——“機(jī)遇偏愛(ài)有準(zhǔn)備的頭腦”。這個(gè)插曲也證明了對(duì)科研要保持必要的游戲態(tài)度。



1953年上半年,吉姆和我共寫了4篇論文探討DNA的結(jié)構(gòu)與功能。第一篇發(fā)表在4月25日的《自然》雜志上,在同一期發(fā)表的還有倫敦國(guó)王學(xué)院的兩篇論文,一篇由威爾金斯、斯托克斯、威爾遜所作,另一篇由富蘭克林和戈斯林所作。五周之后,我們?cè)凇蹲匀弧冯s志發(fā)表了第二篇論文,討論的是雙螺旋結(jié)構(gòu)的遺傳學(xué)意義(論文署名順序是通過(guò)拋硬幣決定的,兩次都是吉姆排前)。關(guān)于這個(gè)問(wèn)題的更一般性的討論,發(fā)表在了當(dāng)年由冷泉港舉辦的一次病毒學(xué)術(shù)會(huì)議報(bào)告里。關(guān)于雙螺旋結(jié)構(gòu)的更細(xì)致的技術(shù)性描述,1954年發(fā)表在了一個(gè)不知名的刊物上。


第一篇《自然》論文既簡(jiǎn)短又審慎。除了雙螺旋結(jié)構(gòu)本身,該文唯一可圈可點(diǎn)的是這句:“我們當(dāng)然沒(méi)有忽視,我們所假定的堿基配對(duì)立刻暗示出遺傳材料的一種可能的復(fù)制機(jī)制?!痹S多評(píng)論認(rèn)為這句話有點(diǎn)“傲嬌”,這個(gè)詞一般不會(huì)用來(lái)描述作者,起碼是科學(xué)工作者。事實(shí)上,這是妥協(xié)的結(jié)果。我本打算在這篇文章中討論雙螺旋的遺傳學(xué)意義,而吉姆表示反對(duì)。他擔(dān)心萬(wàn)一這個(gè)結(jié)構(gòu)搞錯(cuò)了,我們就鬧大笑話了。我理解他的觀點(diǎn),但是堅(jiān)持必須在論文里提到這一點(diǎn),哪怕點(diǎn)到為止,否則其他人也會(huì)指出來(lái),并誤認(rèn)為我們可能沒(méi)有注意到它。說(shuō)白了,我是想證明我們的首創(chuàng)權(quán)。


那么,為什么我們改弦更張,在幾周之內(nèi)就寫了第二篇推測(cè)性的論文,并發(fā)表在了5月30號(hào)?主要原因在于,當(dāng)我們把第一篇論文的初稿寄給國(guó)王學(xué)院同事的時(shí)候,我們沒(méi)有讀到他們的論文,因此我們尚不知道X射線的證據(jù)如此強(qiáng)烈地支持我們的結(jié)構(gòu)。吉姆提前看到過(guò)富蘭克林和戈斯林在他們論文中發(fā)表的那張關(guān)于B型DNA結(jié)構(gòu)的X射線“螺旋圖”,但他肯定沒(méi)記住其中所有細(xì)節(jié),包括關(guān)于Bessel函數(shù)的論證以及其中的距離參數(shù)。我自己當(dāng)時(shí)還未見(jiàn)過(guò)那張圖。因此看到他們?nèi)〉昧巳绱舜蟮倪M(jìn)展,我們有點(diǎn)意外,并且很欣喜地看到他們的證據(jù)支持我們的想法。有了最新的支持,我就可以很輕松地說(shuō)服吉姆,我們應(yīng)該寫第二篇論文。


關(guān)于雙螺旋的發(fā)現(xiàn),我認(rèn)為應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是,從科學(xué)上來(lái)說(shuō),發(fā)現(xiàn)它的途徑相當(dāng)平常。真正重要的不是如何發(fā)現(xiàn)它的,而是發(fā)現(xiàn)的東西——雙螺旋結(jié)構(gòu)本身。看一看其他的科學(xué)發(fā)現(xiàn)吧——誤導(dǎo)人的數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤的想法、人際沖突,這些故事在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中屢見(jiàn)不鮮。以膠原蛋白結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)為例。膠原蛋白是肌腱、軟骨和其他組織的主要成分。膠原蛋白的基本纖維由三條長(zhǎng)鏈彼此交錯(cuò)而成。它的發(fā)現(xiàn)過(guò)程與雙螺旋的發(fā)現(xiàn)相比毫不遜色:涉及的人物也是很有個(gè)性,事實(shí)也是非?;靵y,錯(cuò)誤的辦法也非常誤導(dǎo)人,競(jìng)爭(zhēng)與合作同樣驚心動(dòng)魄。但是從來(lái)沒(méi)有人寫過(guò)三螺旋的故事。原因當(dāng)然在于,恕我直言,膠原蛋白不如DNA那么重要。


當(dāng)然,何為重要本身就是個(gè)見(jiàn)仁見(jiàn)智的問(wèn)題。在亞歷克斯·里奇和我研究(非常巧合的是)膠原蛋白之前,我們對(duì)它頗為不屑?!爱吘梗参锢餂](méi)有一點(diǎn)膠原蛋白?!钡搅?955年,當(dāng)我們對(duì)這個(gè)分子感興趣之后,我們發(fā)現(xiàn)自己常說(shuō)的是,“你知道嗎,人體中1/3的蛋白質(zhì)都是膠原蛋白?!钡菬o(wú)論從哪個(gè)角度看,DNA都比膠原蛋白更加重要,更接近生物學(xué)的核心,對(duì)后續(xù)研究的意義更大。因此,正如我之前多次說(shuō)過(guò)的那樣:真正迷人的是DNA分子,而不是研究它的科學(xué)家。


整個(gè)故事中最奇怪的一點(diǎn)是,無(wú)論是吉姆還是我,研究DNA都不是我們的正式工作。我當(dāng)時(shí)還在讀研究生,畢業(yè)課題是關(guān)于利用X射線衍射測(cè)定多肽和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),而吉姆的工作是來(lái)劍橋幫助肯德魯研究結(jié)晶肌球蛋白。作為威爾金斯的朋友,我聽(tīng)說(shuō)了許多關(guān)于DNA的工作——這得到了他們的許可,而吉姆在那不勒斯聽(tīng)了威爾金斯的報(bào)告之后就被衍射問(wèn)題深深吸引住了。


人們常常問(wèn)吉姆和我花了多少時(shí)間研究DNA。這取決于你怎么定義“研究”。在差不多兩年的時(shí)間里,我們經(jīng)常討論這個(gè)問(wèn)題,無(wú)論是在實(shí)驗(yàn)室,還是在午餐時(shí)間沿著河畔的校區(qū)花園散步,或是在家里(因?yàn)榧酚袝r(shí)候在晚飯時(shí)間造訪我家,眼神里滿是“餓意”)。有時(shí)候,特別是當(dāng)外面的夏日格外誘人的時(shí)候,我們下午就不上班,到格蘭切斯特河上泛舟。


我們倆都認(rèn)為DNA非常重要,雖然沒(méi)有意識(shí)到它會(huì)像我們今天知道的這樣重要。最初我以為利用X射線衍射解決DNA纖維結(jié)構(gòu)的會(huì)是威爾金斯、富蘭克林和國(guó)王學(xué)院的其他人,但是慢慢地,吉姆和我對(duì)他們按部就班的工作步驟越發(fā)感到不耐煩。此外,富蘭克林和威爾金斯之間的不快也拖了他們的后腿。


我們所采取的研究方法的不同之處在于,吉姆和我對(duì)阿爾法螺旋的發(fā)現(xiàn)過(guò)程一清二楚。我們明白,知道了原子之間的距離及角度,余下的可能性就不多了,而規(guī)則的雙螺旋又進(jìn)一步縮減了自由度。國(guó)王學(xué)院的同仁們對(duì)這樣的辦法不是特別熱心。特別是富蘭克林,她對(duì)自己的方法格外情有獨(dú)鐘。我猜她可能覺(jué)得,只靠這一丁點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就開(kāi)始推測(cè)結(jié)構(gòu)模型,未免異想天開(kāi)。


對(duì)于富蘭克林作為一名女性科學(xué)家受到了不公的待遇,已有許多討論。毫無(wú)疑問(wèn),當(dāng)時(shí)確實(shí)有許多令人厭惡的限制,比如有些屋子僅為男性教員準(zhǔn)備,女性是不允許進(jìn)去喝杯咖啡的,但是這些都無(wú)足輕重,起碼在我看來(lái)是這樣。就我所見(jiàn),她的同事們對(duì)不同性別的科學(xué)家都一視同仁。在蘭道爾的實(shí)驗(yàn)室里還有其他的女性,比如鮑琳娜·柯萬(wàn)(Pauline Cowan)。此外,他們的科學(xué)導(dǎo)師是費(fèi)爾(Honor B.Fell),一位知名的組織培養(yǎng)學(xué)家。我知道的唯一反對(duì)聲音來(lái)自富蘭克林的家人。她出身于殷實(shí)的銀行世家,他們認(rèn)為一個(gè)猶太好姑娘應(yīng)該結(jié)婚生子,而不是投身于科學(xué)研究,但是即便如此,她的家人也沒(méi)有阻攔她的職業(yè)選擇。


雖然她可以自由選擇職業(yè),但是我認(rèn)為還有其他更微妙的限制。富蘭克林和威爾金斯合不來(lái)的部分原因在于,她覺(jué)得威爾金斯只是把她當(dāng)作助手,而不是一位獨(dú)立的同事。富蘭克林研究DNA,并非因?yàn)樗J(rèn)為這個(gè)大分子特別重要。當(dāng)蘭道爾最初給她這份職位的時(shí)候,他們計(jì)劃由她來(lái)研究蛋白質(zhì)溶液的X射線衍射。富蘭克林之前做過(guò)煤炭的X射線衍射研究,所以這個(gè)計(jì)劃可以說(shuō)非常合適。后來(lái)蘭道爾改變了主意,因?yàn)镈NA纖維的工作(當(dāng)時(shí)威爾金斯正在進(jìn)行的工作)越來(lái)越有意思,蘭道爾建議她不妨也研究DNA。我覺(jué)得,富蘭克林此前對(duì)DNA可能都不大了解。


有些女權(quán)主義者認(rèn)為富蘭克林是她們陣營(yíng)中的先烈,但是我認(rèn)為事實(shí)并非如此。跟富蘭克林非常熟悉的艾倫·克魯格(Aaron Klug),曾就一本女權(quán)主義的書跟我說(shuō)過(guò),“富蘭克林肯定非常厭惡這本書?!?/span>在我看來(lái),富蘭克林并不覺(jué)得自己是男女平權(quán)的先驅(qū),她渴望的只是別人把她當(dāng)作一位嚴(yán)肅的科學(xué)家來(lái)對(duì)待。


無(wú)論如何,富蘭克林的實(shí)驗(yàn)工作都是非常出色的,很難設(shè)想做得更好了。不過(guò),說(shuō)到如何解釋X射線衍射圖片,她就不大在行了。她的所有工作都非常得當(dāng)——幾乎過(guò)于得當(dāng)。她缺少的是鮑林的霸氣(panache)。而這種情況發(fā)生的原因之一,除了兩人的氣質(zhì)不同之外,就是她認(rèn)為女性必須時(shí)刻體現(xiàn)出專業(yè)素質(zhì)。


吉姆對(duì)自己的能力就沒(méi)有這樣的顧慮。他就是想知道問(wèn)題的答案,無(wú)論是通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒ㄟ€是有點(diǎn)“浮夸”的方法,他一點(diǎn)也不介意。他想的只是盡快地知道答案。人們有時(shí)會(huì)說(shuō)這是因?yàn)槲覀冞^(guò)于喜歡競(jìng)爭(zhēng),但是事實(shí)并不支持這個(gè)說(shuō)法。當(dāng)我們滿懷熱情地建模的時(shí)候,我們把這套方法也教給了威爾金斯,甚至還借給了他制作模型必需的模具。當(dāng)然,我們也許做得還不夠(他們從來(lái)沒(méi)有用過(guò)我們的模具),但這并不是出于競(jìng)爭(zhēng)心態(tài),而是因?yàn)槲覀儫崆械叵胫澜Y(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。


這些,當(dāng)然,都是對(duì)我們有利的因素。我相信除此之外還有兩個(gè)。無(wú)論是吉姆還是我,都沒(méi)有感到任何外在的壓力需要我們必須解決這個(gè)問(wèn)題。這意味著,我們可以在一段時(shí)間里集中精力研究這個(gè)問(wèn)題,然后擱下一段時(shí)間。另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)是,我們逐漸形成了一套不言自明但是非常有效的合作方式,這是倫敦的小組里所沒(méi)有的。在吉姆和我之間,無(wú)論誰(shuí)提出了一個(gè)新的想法,都會(huì)得到嚴(yán)肅認(rèn)真的對(duì)待,另一個(gè)人都會(huì)以一種開(kāi)誠(chéng)布公且毫無(wú)惡意的方式批評(píng)它。事后來(lái)看,這非常關(guān)鍵。


在解決科學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中,我們幾乎不可避免都會(huì)陷入誤區(qū)。我已經(jīng)列出了自己犯過(guò)的一些錯(cuò)誤?,F(xiàn)在,我們談點(diǎn)正面的結(jié)論。正確地解決問(wèn)題往往需要有次序的邏輯步驟。如果其中一環(huán)錯(cuò)了,那么你可能就走上了錯(cuò)誤的軌道,離正確答案越來(lái)越遠(yuǎn)。因此,不陷入自己的誤區(qū)里就非常關(guān)鍵。如何做到這一點(diǎn)呢?智識(shí)上的合作可以幫你從這些誤區(qū)中走出來(lái)。


一個(gè)典型的例子是吉姆最初堅(jiān)持磷酸基團(tuán)必須在結(jié)構(gòu)中央。他的理由是:組氨酸以及核蛋白的長(zhǎng)堿性側(cè)鏈才可以深入到DNA中央與磷酸基團(tuán)接觸。我強(qiáng)烈認(rèn)為這個(gè)理由非常牽強(qiáng),我們應(yīng)該忽略它。一天晚上,我跟吉姆說(shuō):“為什么我們不試試把磷酸基團(tuán)放在外面呢?”“因?yàn)槟菢泳吞?jiǎn)單了?!?/span>(意思是說(shuō)那樣會(huì)有許多種可能的模型。)“為什么不試一試呢?”我說(shuō)。吉姆一聲不吭地走開(kāi)了。也就是說(shuō),到那時(shí)為止,我們還沒(méi)有建成一個(gè)滿意的模型,所以任何一個(gè)可以接受的模型都是進(jìn)步,哪怕它不是獨(dú)一無(wú)二的。


這次爭(zhēng)論的重要意義在于,我們的注意力轉(zhuǎn)向了堿基。當(dāng)磷酸在內(nèi)部而堿基在外部的時(shí)候,我們可以不必在乎堿基的形狀和位置。而一旦我們將堿基置于內(nèi)部,我們就必須更加細(xì)致地研究它們。一個(gè)新發(fā)現(xiàn)令我忍俊不禁:我們按照比例做出來(lái)的堿基模型的時(shí)候,雖然形狀跟我想的差不多,但是尺寸要大得多!


因此,對(duì)于我們花了多長(zhǎng)時(shí)間解決DNA結(jié)構(gòu)的問(wèn)題,沒(méi)有一個(gè)簡(jiǎn)單的回答。1951年末,我們有一段時(shí)間特別專注于建模,但是在那之后,我被禁止再做任何這方面的工作,因?yàn)槲疫€是一個(gè)研究生。1952年夏天,有一兩個(gè)星期我打算做實(shí)驗(yàn)來(lái)看看是否可以找到證據(jù)支持堿基在溶液中配對(duì),但是因?yàn)椴┦空撐牡墓ぷ魑也坏貌惶崆胺艞夁@方面的探索。最后一次解決DNA的結(jié)構(gòu),包括測(cè)量模型的配位信息,僅僅花了幾周時(shí)間。在此之后不到一個(gè)月,我們的論文就發(fā)表在了《自然》雜志上。如果只算最后一部分工作,當(dāng)然短得不可思議,但是之前花在閱讀和討論上的時(shí)間當(dāng)然也應(yīng)該包括在內(nèi),因?yàn)檎沁@些閱讀和討論才使得我們可能提出最后的模型。


不久我們就發(fā)現(xiàn),我們的模型有一些細(xì)節(jié)錯(cuò)誤。在G、C之間我們只有兩個(gè)氫鍵,雖然我們意識(shí)到也許有三個(gè)。鮑林隨后雄辯地論證了為何G、C之間是三個(gè)氫鍵,因此看到我在《科學(xué)美國(guó)人》上的文章中的附圖仍然是兩個(gè)氫鍵之后大為光火。這件事確實(shí)不是我的錯(cuò)。事實(shí)上,編輯過(guò)于匆忙(他們通常都是如此),我從來(lái)沒(méi)有看到校對(duì)樣稿。此外,模型中的堿基也離中心太遠(yuǎn)了。但是,雖然有這樣那樣的錯(cuò)誤,我們的模型還是抓住了雙螺旋的所有關(guān)鍵性質(zhì):雙螺旋呈反向平行,這是我從富蘭克林的數(shù)據(jù)中推斷出的一個(gè)性質(zhì);磷酸骨架在外面,核酸鑲嵌在里面;最重要的是,特定堿基的配對(duì)。


還有幾點(diǎn)不容忽視。這需要相當(dāng)?shù)挠職?/span>(或者叫魯莽,取決于你怎么看),以及一定的專業(yè)知識(shí),暫時(shí)擱置雙螺旋如何解開(kāi)的問(wèn)題,并拒絕平行結(jié)構(gòu)。在我們的模型見(jiàn)刊不久,宇宙學(xué)家伽莫夫提出過(guò)這樣的平行模型,最近又有兩位作者重提了這個(gè)想法。請(qǐng)?jiān)试S我快進(jìn)到現(xiàn)在來(lái)討論這兩種模型。按他們的提議,DNA的雙鏈沒(méi)有交錯(cuò),而是像兩條鐵軌一樣平行。他們認(rèn)為,這樣的結(jié)構(gòu)將使得雙鏈更容易解開(kāi)。每條鏈的確有點(diǎn)搖擺,因此,乍看起來(lái),它們提出的結(jié)構(gòu)與我們的區(qū)別不大。他們聲稱,這些新模型同樣與X射線衍射數(shù)據(jù)吻合,與我們的也不相上下。


我一點(diǎn)也不相信這些模型。對(duì)于衍射圖譜的說(shuō)法我也非常懷疑,因?yàn)檫@樣的模型會(huì)在X射線纖維圖上的空白區(qū)域內(nèi)留下幾個(gè)亮點(diǎn)。此外,他們的模型樣子都很丑,因?yàn)樗鼈兊男螤钍墙U邚?qiáng)加給它們的,而沒(méi)有明顯的結(jié)構(gòu)理由。


不過(guò),這樣的反駁并不充分,而且很容易被歸因于我的偏見(jiàn)。這兩組科研人員相當(dāng)敏銳地感到他們不屬于科研的主流,權(quán)威專家甚至不理睬他們的意見(jiàn)。事實(shí)恰恰相反,包括《自然》雜志編輯在內(nèi)的每一個(gè)人都特別注意給他們表達(dá)意見(jiàn)的機(jī)會(huì),以示公平。


這時(shí),一位純數(shù)學(xué)家比爾·博爾(Bill Pohl)也參與了進(jìn)來(lái)。他非常正確地指出,除非有新的非常規(guī)事件發(fā)生,環(huán)狀DNA復(fù)制產(chǎn)生的兩條DNA都會(huì)互相連鎖,而不是彼此分離。由此他推斷,DNA雙鏈不可能像我們提議的那樣互相連鎖,而必然彼此平行。


我與他有過(guò)較長(zhǎng)的通信來(lái)往,也打過(guò)電話。后來(lái)他還訪問(wèn)過(guò)我。他對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)相當(dāng)了解,但依然堅(jiān)持他的觀點(diǎn)。在一封信里,我告訴他,如果大自然果真偶爾產(chǎn)生出兩條互相盤繞的環(huán)狀DNA,那么肯定也進(jìn)化出了一種特殊的機(jī)制可以解開(kāi)雙鏈。他認(rèn)為這是未經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)的強(qiáng)辯,絲毫不為所動(dòng)。多年之后,人們發(fā)現(xiàn)事實(shí)的確如此。尼克·康扎若利(Nick Cozzarelli)和他的同事們發(fā)現(xiàn)了一種特殊的酶,稱為二型拓?fù)洚悩?gòu)酶(topoisomerase II)。該酶可以切開(kāi)一條DNA的雙鏈,繞過(guò)另外一條DNA,然后重新接上斷開(kāi)的雙鏈。因此,它可以解開(kāi)兩條交織在一起的環(huán)狀DNA,甚至,當(dāng)DNA濃度非常高的時(shí)候,分離的DNA中也會(huì)產(chǎn)生出交織的DNA。


幸運(yùn)的是,沃特·凱勒(Walter Keller)和吉姆·王(Jim Wang)就環(huán)狀DNA的“交織次數(shù)”做了許多杰出的工作,表明所有這些“平行雙鏈”的模型(side-by-side models)必然是錯(cuò)誤的。兩條環(huán)狀DNA解旋的次數(shù)與我們的模型預(yù)言的一致。我對(duì)這個(gè)問(wèn)題思考得很多,在1979年我特地和吉姆·王、比爾·鮑爾(Bill Bauer)一道寫了一篇評(píng)述文章,題為《DNA真的是雙螺旋嗎》(Is DNA Really a Double Helix),相當(dāng)細(xì)致地考察了所有相關(guān)的論證。


不過(guò),我不大確定這是否足以說(shuō)服堅(jiān)定的懷疑論者,雖然這個(gè)時(shí)候比爾·博爾已經(jīng)投誠(chéng)了。幸運(yùn)的是,此時(shí)有了新的發(fā)現(xiàn)。僅靠先前的X衍射數(shù)據(jù)無(wú)法做出充分的論證,原因有二:一、X衍射圖片里的信息畢竟不夠完整;二、我們必須首先假定一個(gè)臨時(shí)的模型,然后利用相當(dāng)有限的數(shù)據(jù)檢測(cè)它。


到了20世紀(jì)70年代末期,化學(xué)家發(fā)明了一套有效的方法來(lái)合成已知序列的短鏈DNA。如果運(yùn)氣好的話,這些短鏈DNA還可以結(jié)晶。通過(guò)X射線衍射以及其他不含歧義的辦法(比如同形置換),人們可以清楚無(wú)誤地解析它們的結(jié)構(gòu)。此外,這種晶體的X衍射點(diǎn)圖像比先前纖維圖譜的分辨率更高。部分原因在于,之前的DNA纖維是各種不同序列的DNA的混合,得到的是所有圖像的平均值,因此更為模糊。


利用這樣的短鏈DNA,里奇和他在MIT的研究小組,以及迪克·迪克森(Dick Dickerson)和他在加州理工的同事,獲得了一個(gè)意外發(fā)現(xiàn)。X射線衍射表明,這些DNA是從未見(jiàn)過(guò)的左旋結(jié)構(gòu),看起來(lái)相當(dāng)扭曲(zigzag)。它們被稱為Z-DNA。它的X射線圖譜與經(jīng)典的DNA模型也很不一致,因此,它們很顯然是一種新型的DNA。后來(lái)發(fā)現(xiàn),在某種特定的堿基序列(嘌呤和嘧啶交錯(cuò)出現(xiàn))中,這樣的Z-DNA最容易出現(xiàn)。它們?cè)谧匀唤缰械墓δ芫烤故鞘裁??這依然是一個(gè)活躍的研究課題。一個(gè)猜測(cè)是它可能具有調(diào)控功能。


更多的常規(guī)DNA很快得到了結(jié)晶。這一次得到的結(jié)果非常類似于DNA纖維的X射線數(shù)據(jù),不過(guò),在不同的局部堿基序列,都有一點(diǎn)細(xì)微的變化,雙螺旋也都稍有不同。這也是一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域。


直到20世紀(jì)80年代早期,DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)才最終得到證實(shí)。我們的模型從最開(kāi)始的比較有可能,到非常有可能(多虧了DNA纖維方面的細(xì)致工作),最終到幾乎肯定正確,前后歷時(shí)25年。雖然它整體上是正確的,但是具體細(xì)節(jié)還是有所偏差。當(dāng)然,關(guān)于DNA序列的化學(xué)及生物化學(xué)性質(zhì)方面的工作,堿基互補(bǔ)配對(duì)(這是DNA的核心功能)及雙鏈反向平行的特征很早就確定了。


在科學(xué)史上,理論變成“事實(shí)”(人們公認(rèn)的)往往需要經(jīng)歷一個(gè)曲折的過(guò)程,DNA雙螺旋的確立就是一個(gè)很好的例子。我猜測(cè),20年到25年之后,許多人都有推翻傳統(tǒng)觀念的強(qiáng)烈愿望。每一代人都有新的潮流。在雙螺旋的例子中,雖然事實(shí)俱在,但是上一代人很難接受這個(gè)新模型。在非科學(xué)領(lǐng)域,拒絕這樣的挑戰(zhàn)更加困難,因?yàn)樾掠^念往往會(huì)因其新穎而流行。新,即一切。無(wú)論是科學(xué)還是非科學(xué)領(lǐng)域,新途徑總是試圖保留一部分傳統(tǒng)觀點(diǎn),因?yàn)樽钣行У膭?chuàng)新總是脫胎于既定傳統(tǒng)。


那么,吉姆和我的貢獻(xiàn)是什么呢?如果我們有任何值得稱道的地方,那就是我們對(duì)問(wèn)題的不懈追求,以及當(dāng)一個(gè)想法站不住腳的時(shí)候果斷拋棄它。鑒于我們走過(guò)如此多的彎路,嘗試過(guò)如此多錯(cuò)誤的模型,有人覺(jué)得我們不是非常聰明。但這是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的必由之路。許多努力之所以失敗并不是因?yàn)槿藗儾粔蚵斆?,而是因?yàn)樘剿魅藛T陷入了死胡同或者半途而廢。常有人批評(píng),我們對(duì)解決雙螺旋所需的各個(gè)方面的知識(shí)掌握得不夠全面,但是,起碼我們努力掌握它們,而這些批評(píng)家卻看不到這一點(diǎn)。


盡管如此,我們并不認(rèn)為這有那么重要。我認(rèn)為,吉姆和我的貢獻(xiàn)在于:我們?cè)诳蒲猩牡脑缙诰瓦x擇了合適的問(wèn)題,并堅(jiān)持不懈地做下去。我們跌跌撞撞地發(fā)現(xiàn)了金礦,這固然沒(méi)錯(cuò),但是這也是因?yàn)槲覀冊(cè)趯ふ医鸬V。我們倆不約而同地認(rèn)為:分子生物學(xué)的中心問(wèn)題是基因的化學(xué)結(jié)構(gòu)。遺傳學(xué)家赫爾曼·穆勒(Hermann Muller)早在20世紀(jì)20年代就指出了這一點(diǎn),從那以后,其他人也持有相同的觀點(diǎn)。而吉姆和我的感覺(jué)是:事情也許沒(méi)有看起來(lái)那么復(fù)雜,也許有解決問(wèn)題的捷徑。


有趣的是,對(duì)我來(lái)說(shuō),部分底氣在于對(duì)蛋白質(zhì)的詳細(xì)了解。我們畢竟無(wú)法直接看到真相,但是我們認(rèn)為這個(gè)問(wèn)題非常重要,所以才會(huì)孜孜不倦地投入很多時(shí)間,從所有可能的角度做艱苦的思考。事實(shí)上,沒(méi)有任何人準(zhǔn)備做如此大的智力投資,因?yàn)檫@不僅需要掌握遺傳學(xué)、生物化學(xué)、化學(xué)以及物理化學(xué)
(包括X射線衍射——誰(shuí)愿意去學(xué)它呢?),而且需要沙中淘金,從各種數(shù)據(jù)中去偽存真。這樣的討論對(duì)人要求非常高,有時(shí)顯得沒(méi)完沒(méi)了,簡(jiǎn)直令人精神崩潰。如果對(duì)這個(gè)問(wèn)題沒(méi)有強(qiáng)烈的興趣,恐怕無(wú)法維持這種高強(qiáng)度的思考。


不過(guò),歷史上其他的理論突破往往體現(xiàn)出同樣的模式。跟整個(gè)科學(xué)界的其他同仁相比,我們的思考并不是最艱苦的,但是比起生物學(xué)里的絕大多數(shù)同行,我們思考得更加刻苦。那個(gè)時(shí)候,除了遺傳學(xué)家,以及噬菌體小組的人,一般人都認(rèn)為生物學(xué)缺乏清晰的邏輯。


當(dāng)然,總是有人會(huì)追問(wèn),如果沃森和我沒(méi)有提出DNA結(jié)構(gòu)會(huì)怎么樣。人們常說(shuō),歷史學(xué)家對(duì)這種“假設(shè)歷史”的思考方式評(píng)價(jià)不高,但是,如果歷史學(xué)家對(duì)這樣的問(wèn)題不能給出一個(gè)合理的解釋,我實(shí)在想不通歷史分析還研究什么。如果吉姆不幸被網(wǎng)球擊中,一命嗚呼,我可以相當(dāng)肯定我自己恐怕解決不了這個(gè)問(wèn)題,但是如果不是我們,那又會(huì)是誰(shuí)呢?


吉姆和我一致認(rèn)為,如果鮑林看過(guò)國(guó)王學(xué)院的X射線數(shù)據(jù),他肯定可以解決DNA的結(jié)構(gòu)。但是鮑林自己卻說(shuō),雖然他第一眼就很喜歡我們提出的結(jié)構(gòu),但是他思索了一番才最終認(rèn)識(shí)到自己的模型是錯(cuò)誤的。如果沒(méi)有看到我們的模型,他自己恐怕永遠(yuǎn)也想不到。富蘭克林離發(fā)現(xiàn)答案只有兩步之遙。她只需要意識(shí)到雙鏈呈反向平行,還有,當(dāng)堿基在正確構(gòu)象的時(shí)候,可以兩兩配對(duì)。不過(guò),當(dāng)時(shí)她正準(zhǔn)備離開(kāi)國(guó)王學(xué)院,終止DNA方面的工作,去和貝爾納一道研究煙草花葉病毒(5年之后,37歲的她就去世了)。威爾金斯在知道我們的結(jié)構(gòu)之前曾向我們宣布,他打算全心全意地研究DNA結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)我們?nèi)宕蔚膭裾f(shuō),他決定也來(lái)嘗試建模的方法。如果吉姆和我沒(méi)有成功,我認(rèn)為雙螺旋的發(fā)現(xiàn)也不過(guò)延遲三五年。


不過(guò),岡斯·斯坦特(Gunther Stent)提出過(guò)更一般的問(wèn)題,也得到了彼得·梅德沃(Peter Medawar)的支持(他是一位思維特別周密的思想家)。這個(gè)問(wèn)題就是,如果沃森和我沒(méi)有發(fā)現(xiàn)DNA的結(jié)構(gòu),假定DNA不是突然被發(fā)現(xiàn),而是一點(diǎn)一點(diǎn)地被揭示出來(lái),它的影響力恐怕要弱很多?;谶@樣的原因,斯坦特主張:人們往往羞于承認(rèn),科學(xué)發(fā)現(xiàn)其實(shí)更接近于藝術(shù)。風(fēng)格與內(nèi)容同樣重要。


對(duì)于這種主張我不是完全認(rèn)同,起碼在DNA這個(gè)例子不適用。與其說(shuō)是沃森和克里克造就了雙螺旋,我更愿意說(shuō),是雙螺旋造就了沃森和克里克。畢竟,當(dāng)時(shí)我還籍籍無(wú)名,而沃森給人的印象也是聰明有余可靠不足。但是我認(rèn)為這樣的主張其實(shí)忽視了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的內(nèi)在美。真正迷人的是DNA分子,而不是研究它的科學(xué)家。遺傳密碼的發(fā)現(xiàn)也不是一蹴而就,但是當(dāng)真相大白之后回頭再看,它的影響力一點(diǎn)也不遜色。即使發(fā)現(xiàn)新大陸的不是哥倫布,那又怎么樣呢?更為重要的是,人們有了發(fā)現(xiàn)之后,還有足夠的人力財(cái)力來(lái)充分利用這個(gè)發(fā)現(xiàn)。關(guān)于發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋的歷史,我認(rèn)為真正值得注意的是這個(gè)方面,而不是其中的個(gè)人因素,無(wú)論在其他的科研人員看來(lái)這個(gè)故事多么有趣或有啟發(fā)。


說(shuō)到底,“如何評(píng)價(jià)雙螺旋結(jié)構(gòu)”是一個(gè)科學(xué)史問(wèn)題。自然,歷史學(xué)問(wèn)題沒(méi)有一個(gè)簡(jiǎn)單的回答,仁者見(jiàn)仁,智者見(jiàn)智,而且看法也會(huì)隨時(shí)間而變。不過(guò),毫無(wú)疑問(wèn)的是,雙螺旋結(jié)構(gòu)對(duì)一批活躍且富有影響力的科學(xué)家相當(dāng)迅速地產(chǎn)生了可觀的影響。多虧了馬克斯·德?tīng)柌紖慰?,最初的三篇論文馬上被散發(fā)給了參加1953年冷泉港學(xué)術(shù)研討會(huì)的所有與會(huì)人員,而且沃森也受邀做了個(gè)報(bào)告。隨后,我在紐約的洛克菲勒研究所做了一次報(bào)告。事后有人告訴我,這激發(fā)了人們的興趣。部分原因在于我同時(shí)展示了我對(duì)該課題的熱情以及對(duì)實(shí)驗(yàn)證據(jù)的相當(dāng)冷靜的評(píng)估。


故事的線索大致就是1954年10月發(fā)表在《科學(xué)美國(guó)人》雜志上的那篇文章。布倫納當(dāng)時(shí)剛剛在牛津大學(xué)欣謝爾伍德的指導(dǎo)下拿到他的博士學(xué)位,他成了我們?cè)诶淙鄣拇匀恕KM(fèi)了不少力氣向米里斯拉夫·德梅勒克(Milislav Demerec)(當(dāng)時(shí)冷泉港的主任)講明白了雙螺旋是怎么一回事(布倫納1957年正打算從南非移居到劍橋,之后我們成了最親密的搭檔,與我共用實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)達(dá)20年)。但不是每個(gè)人都認(rèn)可這個(gè)發(fā)現(xiàn)。


巴里·考門(Barry Commoner)堅(jiān)持認(rèn)為,物理學(xué)家對(duì)生物學(xué)的理解未免失之過(guò)簡(jiǎn)(這其實(shí)有點(diǎn)道理)。當(dāng)我1953—1954年拜訪查可夫的時(shí)候,他以一貫的充滿洞察力的口吻告訴我,我們第一篇《自然》論文有點(diǎn)意思,不過(guò)第二篇就乏善可陳。1959年,杰出的生化學(xué)家弗里茨·李普曼(Fritz Lipmann)邀請(qǐng)我到洛克菲勒做一個(gè)系列演講,我在和他談話的時(shí)候才意識(shí)到,他并沒(méi)有把握到我們對(duì)DNA復(fù)制機(jī)制的理解(我同時(shí)也意識(shí)到他跟查可夫聊了不少)。不過(guò),到了系列演講結(jié)束,他做總結(jié)陳詞的時(shí)候,他對(duì)我們的理論做出了一個(gè)非常出色的概述。


生化學(xué)家亞瑟·科恩伯格
(Arthur Kornberg)曾告訴我,他剛開(kāi)始研究DNA復(fù)制的生物化學(xué)原理的時(shí)候,并不相信我們提出的機(jī)制,但是他所做的出色工作說(shuō)服了他自己,轉(zhuǎn)而加入了我們的陣營(yíng)。要知道,他一直都是一位非常謹(jǐn)慎苛刻的科學(xué)家。他的工作首次為DNA的雙鏈呈反向平行提供了證據(jù)。無(wú)論如何,在我看來(lái),我們得到了相當(dāng)?shù)年P(guān)注,比艾弗里要幸運(yùn),比孟德?tīng)柛切疫\(yùn)。


生活在雙螺旋的光環(huán)下是什么感覺(jué)呢?我認(rèn)為我們馬上就意識(shí)到我們可能誤打誤撞地得出了重大發(fā)現(xiàn)。根據(jù)吉姆回憶,我走到老鷹酒吧(正對(duì)著我們每天吃午飯的地方),告訴每一個(gè)人我們發(fā)現(xiàn)了生命的奧秘。對(duì)此我毫無(wú)印象,但是我的確記得回家的時(shí)候告訴奧黛爾我們可能有了重大發(fā)現(xiàn)。多年之后,她告訴我她一點(diǎn)也不信?!懊刻旎丶夷愣歼@么說(shuō),時(shí)間長(zhǎng)了我根本不再當(dāng)回事了好嘛。”布拉格當(dāng)時(shí)感冒了,正好不在實(shí)驗(yàn)室。后來(lái)他看到模型,并理解了其中的基本概念,馬上就特別興奮起來(lái)。過(guò)去的不愉快渙然冰釋,他成了我們最堅(jiān)定的支持者。


來(lái)參觀我們實(shí)驗(yàn)室的人絡(luò)繹不絕,包括從牛津來(lái)的一個(gè)訪問(wèn)團(tuán)
(布倫納也是其中之一),以至于吉姆很快就對(duì)我重復(fù)不倦的熱情感到了不耐煩。事實(shí)上,他一度變得有點(diǎn)退縮,懷疑這只是黃粱一夢(mèng),但是來(lái)自國(guó)王學(xué)院的實(shí)驗(yàn)證據(jù)令我們倍感振奮。到了夏天,我們大部分的懷疑都已經(jīng)消散,我們終于可以冷靜地審視雙螺旋,區(qū)分哪些是偶然特征(這些多少有點(diǎn)不準(zhǔn)確),哪些是根本性質(zhì)(這些才經(jīng)得起時(shí)間的檢驗(yàn))。


在這之后的數(shù)年,我們的生活非常平靜。我把在劍橋的住所命名為“金螺旋”,并在門口立起了一個(gè)簡(jiǎn)單的銅質(zhì)螺旋。它只是一個(gè)單螺旋,而不是雙螺旋。它的本意只是象征螺旋,不是象征DNA。之所以用“金”這個(gè)字眼是為了表示它的美,類似于阿普列尤斯把他的故事稱為“金驢記”。人們有時(shí)問(wèn)我是否打算給它鍍一層金,但是我們僅僅是把它染黃了而已。


最后,人們可能會(huì)問(wèn)一個(gè)私人問(wèn)題——我對(duì)得出這個(gè)發(fā)現(xiàn)是否滿意?我只能這么回答:無(wú)論是高潮還是低谷,我享受了探索的全過(guò)程。當(dāng)然,這對(duì)我日后宣傳揭開(kāi)遺傳密碼的工作幫了大忙。但是要說(shuō)心里話,我只能引用幾年之前畫家約翰·敏頓(John Minton)在劍橋講演時(shí)談及藝術(shù)創(chuàng)作感言,“重要的是,當(dāng)畫繪出來(lái)的時(shí)候,我在那里?!倍@,在我看來(lái),一部分是運(yùn)氣,另一部分是良好的判斷、靈感以及堅(jiān)持不懈的努力。


《狂熱的追求》 ,本書是諾貝爾獎(jiǎng)得主弗朗西斯·克里克的自傳。在這本書中,克里克記錄了那些激動(dòng)人心的歲月里他所參與的科學(xué)工作,主要筆墨集中在1953年發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋到1966年破譯遺傳密碼的這段時(shí)間。克里克記錄了他看來(lái)具有普遍教益的科研經(jīng)歷,關(guān)于如何做研究,如何避免錯(cuò)誤。從那些失敗的故事里更能感受到一位偉大科學(xué)家的思考和堅(jiān)持。



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《賽先生》微信公眾號(hào)創(chuàng)刊于2014年7月,創(chuàng)始人為饒毅、魯白、謝宇三位學(xué)者,成為國(guó)內(nèi)首個(gè)由知名科學(xué)家創(chuàng)辦并擔(dān)任主編的科學(xué)傳播新媒體平臺(tái),共同致力于讓科學(xué)文化在中國(guó)本土扎根。
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