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发布时间:2020-06-28 21:34:42

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作者:詹姆斯·沃森

出版社:浙江人民出版社

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双螺旋(插图注释本)

双螺旋(插图注释本)试读:

前言

2010年6月的一个晚上,我们一行人相聚在冷泉港的布莱克福德酒吧,西德尼・布伦纳(Sydney Brenner)建议去浏览一下他最近捐献给冷泉港实验室档案馆的一批档案。他说,在这批档案中,除了自己的材料之外,还混进了不少与弗朗西斯・克里克相关的信件,因为在剑桥大学的时候,两人曾经共用一个办公室长达20余年。查阅后,我们发现了一个“宝藏”。在这批档案中,我们找到了多封詹姆斯・沃森与克里克的通信。这些信件写作的时期,正是发现DNA结构的前后。那个时候,沃森和克里克在剑桥大学、莫里斯・威尔金斯(Maurice Wilkins)和罗莎琳德・富兰克林(Rosalind Franklin)在伦敦,大家都在争分夺秒地为解开DNA结构之谜工作着。

这些信件在差不多50年前就已经宣告“遗失”了(据克里克回忆,它们是被“一个工作效率过高的秘书丢掉的”)。20世纪60年代中期以来,关注分子生物学这个新领域的科学史专家从来没有机会阅读它们。这些信件提供了很多新的信息,特别重要的是,它们提供了一个全新的角度,使我们得以重新理解发现DNA结构过程中的各个主角之间的一些逸事。

对于这些故事,最著名的讲述者是沃森本人。他的著作《双螺旋》简直像是一部小说——20世纪50年代初,作为一个年仅23岁的美国青年,沃森只身前往了剑桥大学,对他来说,在那儿发生的一系列令人眼花缭乱的事件,确实像只会发生在小说中的情节。《双螺旋》一书,既不是正儿八经的个人自传,更不是字斟句酌的历史著作,它的语言灵动跳跃,甚至颇有侦探小说和惊悚小说的味道。这本书于1968年出版之后,许多人对其赞不绝口,但也有不少人嗤之以鼻。

在撰写关于这批新发现的有关“克里克信件”的论文时,我们又重读了沃森的《双螺旋》一书。对照这批新发现的信件,我们发现,沃森在对当时的人物和事件描写的生动准确程度令人震惊——不仅对克里克和威尔金斯等人而言如此,对沃森自己而言也是如此。在《双螺旋》一书中,沃森描述的各种派对、网球赛、法语课、度假以及其他活动,汇合成了一个“社交漩涡”,使这本书的页面之间弥漫着一股浓厚的“八卦”气息——克里克如此形容。所有这些,沃森在剑桥大学时写给妹妹伊丽莎白・沃森(Elizabeth Watson)的信件中也都有详细记录。而且,沃森在同一时期写给马克斯・德尔布吕克(Max Delbrück)和其他朋友的信件中,与他的《双螺旋》一样,话题都并不仅仅局限于他在探索DNA结构方面的研究工作。沃森在许多地方都谈到了他在细菌遗传学和烟草花叶病毒等领域中的研究工作,这些活动在整个故事中也占据着相当突出的位置。在写给同期其他人的信件中,沃森本人的性格表露无遗:他既自信——甚至可以说是相当自傲,但同时又很会自嘲。他就是一个年轻人,一个完全“透明”的年轻人,这一点,在他的书中和信件中表现得完全一致。这个发现触发了我们更大的好奇心,决定将所有能够找到的当事人的材料都找出来看一看,这就是说,我们不仅查看了沃森、克里克和威尔金斯等人的信件,还查看了富兰克林、莱纳斯・鲍林(Linus Pauling)以及其他人的信件。

我们还注意到,《双螺旋》一书中还出现了许多其他人物——与“发现DNA结构”这个核心故事无关的人物。沃森渴望保持叙事的张力和生动性,往往只愿意提供最简短的关于书中出场人物的信息,读者有时甚至无法确定那些次要人物身上最有趣的一面是什么。例如,我们不知道那个在自己诊所墙壁上挂着赛艇用桨的“当地医生”身上到底发生过什么有趣的故事。我们也不知道,那个“热爱文物的建筑大师”,为了保护自己的房子,既不用煤气,也不用电,他的身份到底是什么?还有那个名叫伯特兰・富尔卡德(Bertrand Fourcade)的人,读者只知道他被称为剑桥大学里“最帅、最有魅力的男子”,对他其他的逸闻趣事则一无所知……所有这些,我们和读者都有兴趣知道。

这样一来,编辑出版《双螺旋》(插图注释本)的设想就逐渐成型了。我们想要在原有正文的基础上配以适当的注解,加入有关人士的观点和看法,再附上必要的背景信息和插图,从而使整个故事更加丰满,更有立体感。现在呈现在读者面前的就是我们努力的结果。除了加入大量的图片外,我们还刊载了许多书信、传真件、手稿和其他档案材料的全部或部分内容(其中许多都是第一次公开出版)。查阅档案材料的一大乐趣就在于,我们能够亲眼看到和亲手翻动原始文件,虽然我们无法直接让读者分享这种乐趣,但在这本书中,读者将会看到许多与收信人当时看到的一模一样的信件和手稿,相信他们肯定会喜欢这一点。

我们在本书注释中使用的资料来源是多方面的,包括各类已经公开发表或从未发表过的文献材料。就前者而言,我们查阅了许多书刊,包括历史著作和本领域的传记资料。而就以前从未公开发表过的资料而言,主要来源是沃森写给他妹妹和父母的信件,他在这些信件中描述了自己在剑桥大学的生活和工作。而这些信件此前并不为人所知。而且,在沃森写给德尔布吕克、萨尔瓦多・卢里亚(Salvador Luria)和其他人的信件中,还包含了许多科学研究方面的内容。在本书中,除了引用沃森的档案材料之外,我们还引用了克里克、威尔金斯、彼得・鲍林(Peter Pauling)和富兰克林等人的档案材料。本书还收录了雷蒙德・戈斯林(Raymond Gosling)专门为这个插图注释本撰写的一段文字。戈斯林在威尔金斯和富兰克林身边工作过一段时间,而且几乎所有最有名和最有影响力的DNA衍射照片都是他一手拍摄出来的。

除了注释和插图之外,我们还增加了一些其他内容。首先是沃森本人对获得诺贝尔奖经历的回忆,这原本是他在《双螺旋》之后出版的《不要烦人》(Avoid Boring People)中的一个章节。在沃森获得诺贝尔奖50周年之际,他的这篇回忆录为发现DNA结构的故事提供了一个完美的结尾。书中还增加了五个附录。附录1中包括沃森和克里克在1953年发现DNA结构之后写给家人的相关信件,都是首次公诸世人。附录2则是沃森当初撰写的《双螺旋》初稿中的一章,它没有被选录在公开出版的《双螺旋》一书中,这是首次向世人公开。虽然它没有提供新的与DNA结构发现过程有关的信息,但还是填补了一个空白:1952年夏天,沃森在阿尔卑斯山度假。

我们还以在必要位置添加注释的方式修正了一些事实性错误,但对沃森的原文仍然一字未动。

很显然,现在这个插图注释本并不是一篇巨细无遗的专题论文。相反,我们只是选择了那些我们感兴趣的材料。我们希望,无论是新读者还是已经读过原版《双螺旋》的读者,都会觉得这个版本不但有用,而且有趣。亚历山大·江恩简·维特科夫斯基写于冷泉港布拉格爵士推荐序

本书叙述的一系列事件,最终导致了基本遗传物质DNA结构的发现。从各个方面来看,本书描述的内容都有着非常独特的价值,因此当沃森邀请我为它写一篇序时,我立即愉快地答应了。

首先,这本书的科学价值非常值得人们关注。克里克和沃森发现了DNA结构,这是本世纪最重大的科学事件之一,在生物学领域产生了极其深远的影响。DNA结构的发现不但激发了数量惊人的新研究,而且促使生物化学学科发生了一场革命。而生物化学本身就是一门使科学发生重大转型的学科。我和其他一些人也一直在敦促沃森,希望他趁着对许多事件仍然记忆犹新,尽快把回忆录写出来。因为我们深知,这些事件在科学史上是何等地重要!书稿写成以后,内容大大超出了我的预期。尤其是它的最后几章,沃森把新思想诞生的过程描绘得如此生动,简直就是一部结构严谨的剧本,扣人心弦的情节一个接着一个,紧张气氛不断积聚,直到在最后的高潮中汹涌喷发。我不知道是否还有其他著作能像这本书一样,令读者如此真切地与研究者同呼吸共命运:一起承受奋斗时的压力,一起分担前进中的疑虑,直至最后共同分享胜利的喜悦。

其次,这本书也是一个说明研究者可能陷入两难困境的绝佳范例。假设一个研究者了解到一个同事在某个问题上已经展开研究多年,并且积累了大量难得的资料。这个同事自己也知道成功就在眼前,因此没有公开发表这些资料。在研究者本人看过这些资料,而且有充分的理由相信,利用自己设想出来的突破性方法,或仅仅只是一个新观点,就能使问题迎刃而解。在这个阶段,如果研究者提出与同事合作,就很可能会被认为是想走捷径。那么,这个研究者应该单枪匹马地去干吗?一个重要的新观点的产生到底是一个人苦思冥想的结果,还是在相互交流中不知不觉地吸收借鉴的结果?正是因为意识到了这种困难,所以在科学家的圈子里逐渐形成了一个不成文的规则,即某个同行如果已经在某个研究领域“立桩标明了自己的地界”,那么他就有申明自己所做贡献的权利。当然,这种权利的实施是有一定限度的。当有众多研究者参与竞争时,不能使大家陷入踌躇不前的境地。在发现DNA结构的过程中,这种进退两难的困境表现得非常突出。在1962年,诺贝尔委员会既考虑到了伦敦国王学院的威尔金斯长期和耐心的努力,也考虑到了剑桥大学的克里克和沃森在解决DNA结构问题中的出色表现,决定让他们三人分享了该年的诺贝尔奖,最终让与此有切身关系的所有人皆大欢喜。

最后,这本书中讲述的关于人的故事,同样令读者兴味盎然。在这本书中,读者可以看到欧洲,特别是英国,给沃森这个来自美国的年轻人留下的印象。在写作的时候,沃森采用了佩皮斯式的坦率笔法。书中谈及了很多人,希望他们秉持一种大度宽容的胸怀来阅读本书。值得注意的是,沃森的这本小册子并不是一部历史著作,它只是一本自传性作品。当后人撰写针对这段历史的专著时,这本书会大有助益。正如沃森本人所强调的,与其说这本书是在叙述一段历史,还不如说它是在记录一种印象。事实上,很多事件都比他那时所看到的要复杂得多,而参与到这些事件中的当事者的动机却比他当时所认为的要单纯得多。但是无论如何,我们都必须承认,沃森对人性弱点的直觉洞察确实入木三分。

沃森在这本书中谈到了很多人,在正式出版之前,沃森已经将手稿送给我们中的一些人看过了。关于书中涉及的历史事实,我们提出了不少修改意见。但是从我自己的角度来看,我认为这本书不宜修改太多。因为这本书最令人着迷的根本之处就在于,作者在记录自己当时印象时所用的笔触是如此地活泼和坦率。劳伦斯·布拉格爵士

注:劳伦斯·布拉格爵士(Sir Lawrence Bragg,1890—1971)在DNA的双螺旋结构被发现前后,担任剑桥大学卡文迪许实验室主任。他和他的父亲威廉·亨利·布拉格爵士(William Henry Bragg),因为创立了X射线晶体结构分析学而共同获得了1915年诺贝尔物理学奖。初版前言

在本书中,我将从自己的角度介绍发现DNA结构的整个过程。在叙述这一过程的时候,我将尽我所能,把第二次世界大战结束后不久英国学术界的整体气氛渲染出来,因为与发现DNA结构相关的许多重大事件都发生在那里。我希望本书能够向读者说明,科学极少会像旁观者想象的那样,以合乎逻辑的方式一直向前发展。恰恰相反,科学的进步(有时则是倒退)往往体现为一系列的人为事件。在这些事件中,当事人本身以及文化传统发挥着最重要的作用。为了实现这个目标,在这本书中,我将致力于再现我当时对有关事件和人物的最初印象,而不是在通盘考虑DNA结构发现以后,在了解其他信息的基础上,再做出的某种评价。虽然后者可能更加客观,但这种方法无法真实地向读者传递一种冒险精神。这种冒险精神在于,一方面自信满满,另一方面又坚信真理(只要真的被发现了)必定是简洁和美妙的。因此,本书中的许多评论似乎都比较片面,有些甚至是不公正的;但在决定自己喜欢(或不喜欢)某个新观点或某种新生事物时,我们人类确实经常会在缺乏全面了解的情况下就匆忙得出结论,这其实是真实人性的反映。无论如何,这本书反映了我在那个时期(1951—1953)对事物的观察:关于各种各样的思想观点,关于其他当事人,也关于我自己。

当然,我非常清楚,这本书中涉及的其他当事人很可能以另一种方式讲出一个截然不同的故事。这是因为很多时候我们所有人的记忆绝不可能完全一致。而且对于同一件事情,任何两个人的看法都不会完全相同。从这个意义上说,写出一部天衣无缝的DNA结构发现史的任务,没有人能够完成。我觉得有必要讲述一下这个故事的部分原因还在于,许多科学界朋友对发现DNA双螺旋结构的过程非常好奇,对他们来说,即使本书叙述的内容挂一漏万,也必定聊胜于无。更重要的是,我发现普通公众对于怎样“从事”科学研究这一点仍然十分陌生。当然,我并不是说一切科学研究都是按本书所描述的方式进行的。事实也远非如此。科学研究的类型、风格和方法极其繁杂多变。在这个由争强斗胜之志和公平竞争之心共同拉动,并因它们之间的相互冲突而变得复杂起来的科学世界里,DNA结构的发现绝不是一个例外。

早在发现双螺旋结构的那一刻,我就开始酝酿着要写这本书了。我对与这项工作有关的许多重要事件的记忆,比我在其他人生阶段对事情的记忆要完整得多。在开展研究的过程中,我差不多每个星期都会给父母写一封信,我在写作本书时充分利用了这些信件,它们对我确定许多事件的确切日期有着莫大的帮助。同样重要的是,许多朋友都提出了宝贵意见,他们读了初稿,有的还为我对事件的叙述进行了相当详细的补充。毫无疑问,在某些情况下,我和其他人的回忆肯定会有出入,因此,本书只能看作是我对发现DNA双螺旋结构这个事件的个人看法。

本书的前几章是在阿尔伯特・森特-哲尔吉(Albert Szent-Györgyi)、约翰・A.惠勒(John A.Wheeler)和约翰・凯恩斯(John Cairns)的家中写成的。我要感谢他们为我提供了安静的房间,房间里面还有正对着大海的书桌。后几章内容的完成则要感谢古根汉姆基金会(Guggenheim Fellowship),它授予了我学者奖,使我有机会在短期内重返剑桥大学,并受到了伦敦国王学院教务长和教务委员会成员的热情款待。

在本书中,我还尽可能多地收入了当年在事件发生时拍摄的一些照片。为此,我要特别感谢赫伯特・古特弗罗因德(Herbert Gutfreund)、鲍林、休・赫胥黎(Hugh Huxley)和冈瑟・斯腾特(Gunther Stent),他们赠寄给了我很多照片。在本书的编审过程中,我也得到了许多人的帮助。莉比・奥尔德里奇(Libby Aldrich)提出了一些深刻的意见——这些建议,正是我期待从这位拉德克利夫学院的高才生这里得到的。乔伊斯・莱博维茨(Joyce Lebowitz)在语言文字上为我把了关,使我不致于误用英语中的修辞,还提出了许多中肯的建议,让我明白了一本好书应该是什么样子。在此,我向他们深表感谢。最后,我还要向托马斯・威尔逊(Thomas J.Wilson)致以谢意,从本书的第一稿起,他就给了我莫大的帮助。要是没有得到他智慧、热情的指点,这本书不可能以现在这个样子呈现在大家面前,而这是我所能想象到的最美好的样子!詹姆斯·沃森写于马萨诸塞州剑桥市哈佛大学楔子

1955年夏天,我准备和几个朋友一起到阿尔卑斯山去。阿尔弗雷德・狄西雷斯(Alfred Tissieres)当时正担任国王学院的研究员。他说他可以把我带到罗赛恩山(Rothorn)的山顶上去。尽管身处空旷的高处时,我会有点惊慌,但在这种时候我可不能认怂。我决定先热热身,于是在一个向导的带领下登上了阿林宁山(Allinin)。随后,我乘邮政大巴前往琪纳尔(Zinal),在长达两小时的旅程中,我一直都在祈祷司机千万不要晕车,因为汽车从头到尾都行驶在一条蜿蜒盘旋于悬崖峭壁上的狭窄山路上。到站下车后,我就看见狄西雷斯正站在旅馆前面,正与三一学院一位蓄着大胡子的学监在聊天。这位学监在战争期间待在印度。

因为狄西雷斯还没有受过登山训练,所以我们决定花一下午的时间步行上山到一个小饭店去。这个小饭店坐落在从奥贝盖贝豪恩峰(Obergabelhorn)倾泻而下的一条巨大冰川的底部。第二天,我们越过了这个小饭店继续攀登。很快,小饭店消失在了我们的视野中,又走了几分钟,我们迎面碰到了一群下山的人。我立刻就认出了这群登山者中的一个,威利・西兹(Wil1y Seeds)。几年前,他曾在伦敦国王学院与莫里斯・威尔金斯一起研究DNA纤维体的光学性质。西兹也很快就认出了我并放慢了脚步,他似乎想放下背上的帆布背包和我聊聊。但他只问了声:“诚实的吉姆(Honest Jim),最近怎么样?”[1]就匆匆忙忙下山去了。

后来,在我奋力登山的过程中,前段时间在伦敦与威尔金斯等人见面的情景一幕幕地闪现在了我的脑海里。那个时候,DNA结构对我们来说仍是一个谜,许多人都想揭开它的谜底,但没有人能够保证谁将取得胜利。而且,如果这个问题真的像我们半信半疑地预料到的那样激动人心的话,也没有人能够保证最终获胜者面对这个荣誉时当之无愧。现在,竞赛已经结束了,作为获胜者之一,我知道事情并没有那么简单,当然更不可能像报纸杂志报道的那样。这项工作主要与五个人有关,他们是:莫里斯・威尔金斯、罗莎琳德・富兰克林、莱纳斯・鲍林、弗朗西斯・克里克和我本人。因为弗朗西斯・克里克对我的影响最大,所以我将从他入手来叙述这个故事。沃森此书的早期手稿,他想用《诚实的吉姆》这个书名。01 我的好搭档克里克

我从来没有见过克里克表现出谦虚谨慎的态度。也许,在有些人眼里,他就是一个自大傲慢的家伙,但是我并不认为有任何理由可以这样去评价他。这与他现在享有的盛名毫无关系。现在,人们经常谈起他,谈论时通常都颇有敬意。我还相信,总有一天,公众很有可能将克里克与欧内斯特・卢瑟福(Ernest Rutherford)或尼尔斯・玻尔(Niels Bohr)这样的伟大人物相提并论。但在1951年秋天,情况却并非如此。当时我刚刚来到剑桥大学,在卡文迪许实验室加入了一个[2]由从事蛋白质三维结构研究的物理学家和化学家组成的研究小组。那一年,克里克35岁,在科学界只是一个默默无闻的小人物。虽然他周围的同事都承认,他思考问题时思维敏捷、见解深刻,同事们都常常向他请教,但是从更大的范围来看,他并没有获得足够的赏识,甚至许多人都觉得他有些过于夸夸其谈。卡文迪许实验室,位于剑桥大学,摄于20世纪40年代马克斯·佩鲁茨,摄于20世纪50年代

克里克所在实验室的负责人是马克斯・佩鲁茨(Max Perutz),他是一位出生于奥地利的化学家,于1936年来到英国。佩鲁茨从事结晶血红蛋白质X射线衍射的资料收集工作已经有十多年了,当时刚刚取得一些实质性进展。卡文迪许实验室主任布拉格爵士为他提供了全面的支持。作为一位诺贝尔奖获得者,同时又是结晶学的创立人之一,布拉格爵士在长达40年的时间里一直密切关注着X射线衍射法在解决日趋困难的结构问题中的作用。一种新方法能阐明的分子结构越[3]复杂,布拉格爵士就越高兴。就这样,在第二次世界大战后的几年时间里,他对解决蛋白质分子结构的各种方法特别着迷,因为蛋白质分子是所有分子中最复杂的。在管理工作允许的情况下,布拉格爵士跑去佩鲁茨的办公室,与其探讨新近积累起来的X射线资料。即使在回家之后,布拉格爵士也仍然沉浸在对这些资料进行解释的思考中。

克里克既不是一个像布拉格爵士那样的理论家,也不是一个像佩鲁茨那样的实干家,他是介于这两种类型之间的科学家。克里克偶尔会做些实验,但更多的时间都在埋头思考解决蛋白质结构的理论问题。他经常会突然冒出一些新想威廉・劳伦斯・布拉格和他的父亲法,然后整个人就变得非常激动,威廉・亨利・布拉格,摄于20世纪并立刻把自己的想法告诉任何愿意30年代听的人。然而经过一两天的沉淀后,他通常会意识到自己的理论原来站不住脚,于是又回过头去做实验,等到做实验做得厌倦了,他又会陷入沉思,对理论发起新一轮冲击。伴随着克里克层出不穷的新想法,卡文迪许实验室发生了许多戏剧性事件。这大大活跃了整个实验室的气氛。要知道,这个实验室里的许多实验经常会持续几个月甚至几年之久。对气氛的活跃部分要归功于克里克的大嗓门。他说话的声音比较大,说话的语速也比其他任何人都快。只要他开怀大笑,大家就知道他身在卡文迪许实验室的哪个地方了。我们几乎每个人都享受过克里克带来的快乐,特别是当我们倾听完他的想法,表示对他说的东西完全摸不着头脑时。

我们中也有例外,那就是布拉格爵士。克里克的谈笑经常打扰到布拉格爵士,因为他的嗓门实在太大了,布拉格爵士经常不得不躲到更加安静的房间里去。布拉格爵士很少参与卡文迪许实验室的早茶和[4]午茶,因为那意味着必须忍受克里克震耳欲聋的“噪声”轰炸。当然,即使布拉格爵士不参加,他也无法保证自己是完全“安全”的。有两次,布拉格爵士办公室外的走廊就被从克里克所在的实验室里不断漫出的水给淹没了。克里克完全沉浸在对理论的思考中,竟然忘记了把抽水机龙头上的橡皮管绑紧。

我到卡文迪许实验室时,克里克的理论研究已经远远超出了蛋白质结晶学的范围。任何重要的问题都能吸引他的注意力,他经常到其[5]他实验室去,目的只是为了了解一下别人都完成了哪些新实验。一般来说,克里克对待实验室里的其他科学家都表现得彬彬有礼,而对那些并不理解自己实验真正意义的同事,他也会顾及他们的感受,但是他从来不隐瞒自己的目的。克里克在极短的时间内就可以设计出一系列能够证实自己的解释的新实验。紧接着,他就会开始夸夸其谈:克里克会告诉所有愿意听他讲解的人,他聪明的新想法将会怎样推动科学的进步。弗朗西斯·克里克站在卡文迪许实验室的一支X射线管旁边,摄于20世纪50年代早期

克里克这种做法通常会引发其他科学家对他的一种心照不宣的、真实的恐惧,尤其是在那些尚未成名的同辈人中,这种倾向更明显。克里克掌握别人的资料并将之简化为内在一致性的统一模式的速度之快,常常令他的朋友们倒吸一口凉气。他们担心,不久的将来克里克取得成功后,会在全世界面前揭露:剑桥大学各学院给外人留下的谨言慎行、温文尔雅的良好印象只是一种掩饰——掩饰他们头脑的糊涂。

在凯斯学院(Caius College),克里克有每周吃一顿饭的权利,但他仍然不是任何一个学院的在编研究员。这是他自己选择的结果。很显然,他不想让本科生过多地找[6]他,那会加重他的负担。另外,他的大笑也是一个原因,如果每个星期都要忍受他那种雷鸣般的笑声好多次,许多学监肯定会跳起来反剑桥大学冈维尔学院与凯斯学院内对。我确信,这一点偶尔也会使克的四方院子里克自己感到烦恼。克里克非常清楚地知道,“高桌吃饭的生活”都被那些学究式的中年人把持住了,而这些人既不会使他感到愉快,也不会使他得到任何教益。幸好还有国王学院,它历史悠久、财力雄厚,又素来不受古板传统的羁绊。国王学院接受了克里克,无论是他还是学院本身,都不用放弃自己的风[7]骨或特色,因此这是一件相得益彰的事情。然而,克里克的朋友们却不得不时刻如履薄冰,尽管他们都知道克里克是一个讨人喜欢的午餐伙伴,但他们都无法回避这样一个事实:在酒桌上的每一次偶尔失言,都可能给克里克提供机会,从而使自己的生活遭受莫大的冲击。02 DNA是什么

在我来到剑桥大学之前,克里克对DNA及其在遗传中所起作用的研究较少涉及。这并不是因为他认为这个问题没有什么意思。恰恰相反,克里克放弃物理学,转而对生物学产生兴趣的主要原因就在于,他在1946年读了著名理论物理学家埃尔温・薛定谔(Erwin Schrodinger)写的《生命是什么》薛定谔,摄于1926年[8]一书。这本书明确地提出了这样一个观念:基因是活细胞的关键组成部分。要想搞清楚什么是生命,就必须先搞清楚基因是如何发挥作用的。在薛定谔写这本书的时候(1944年),人们普遍认为基因是一种特殊类型的蛋白质分子。但是,几乎与此同时,细菌学家奥斯瓦尔德・埃弗里(O.T.Avery)正在纽约洛克菲勒研究所(Rockefeller Institute)进行一系列实验,他的实验表明,纯化的DNA分子能够将遗传性状从一种细菌传递到另一种细

[9]菌。

众所周知,DNA存在于所有细胞的染色体中,因此埃弗里的实验结果造成了一个非常强烈的暗示:将来的实验应该能证明所有的基因都是由DNA组成的。克里克由此意识到,如果事实果真是如此,那也就意味着蛋白质并不是那块能够解开生命之谜的罗塞塔石碑。相反,DNA却能提供一把钥匙。有了这把钥匙,我们就能确定基因究竟是如何决定生物性状的。这就是说,基奥斯瓦尔德·埃弗里,摄于20世纪因不仅决定了我们的头发和眼睛的20年代颜色,而且很可能也决定了我们的智力水平,或许还决定了我们让他人开怀大笑的能力。奥斯瓦尔德·埃弗里写给自己的兄弟罗伊的一封信(局部)“如果我们没有弄错的话——当然,没有任何证据可以证明我们错了,那么这就意味着核酸不仅在结构上是重要的,在功能上也是一种非常重要的活性物质,它能够决定细胞的生物化学活性和特性。这也就意味着,通过一种已知的化学物质,就可以诱导细胞发生可预见的遗传变化。这正是遗传学家长久以来梦寐以求的东西……但是里面的具体机制是什么,我暂时还无暇顾及。我们第一步要解决的是转化因子的化学性质问题。解决了这个问题,剩下的其他问题自然会有其他人去解决。这个问题的意义非常重大,它将影响生物化学和遗传学,涉及化学酶、细胞代谢和碳水化合物的合成等问题。最终我们需要大量有据可查的证据来说服大家,脱氧核糖核酸,这种无蛋白质的钠盐具有生物活性和化学特性。还需要说明的是,我们现在正试图获得更多可靠证据。把泡泡吹大当然很好玩,但最明智的做法是,在别人试图刺破它之前,自己主动去刺破它。”

当然,有些科学家认为支持DNA决定遗传性状的证据不能令人信服,他们更愿意相信基因也是蛋白质分子。不过,克里克对这些怀疑并不担扰。科学界的许多人都很刚愎自用,他们总是押错赌注。如果不能清醒地认识到下面这一点,那么你就不可能成为一个成功的科学家:与媒体和那些科学家母亲所说的截然不同,相当多的科学家不仅器量狭小,而且反应迟缓,甚至就是愚人一个。

但在那个时候,克里克并没有打算马上冲进DNA领域。DNA虽然具有根本上的重要性,但是在当时还不足以促使他离开蛋白质研究领域。那时克里克在蛋白质领域才耕耘了两年,而且刚刚获得一些独到的心得。而他在卡文迪许实验室的同事们对核酸的兴趣也不是很高。即使有最充裕的经费保障,要从头建立一个主要用X射线观察DNA结构的研究小组也至少需要两到三年的时间。伦敦国王学院,摄于1950年

而且,这样的决定还会牵涉到复杂的人事关系,造成令人尴尬的局面。当时的英国,出于各种实用目的在分子层面上研究DNA的有很多,但这些工作完全被威尔金斯一个人垄断了。威尔金斯当时还是一个在伦敦国王学院工作的单身汉。[10]莫里斯·威尔金斯,摄于1958年与克里克一样,威尔金斯本来也是一位物理学家,也以X射线衍射法作为自己的主要研究手段。从英国科学界当时的惯例来看,如果克里克在威尔金斯已经研究多年的领域里插上一手,似乎很是不妥。而且,情况甚至还可能更糟,因为他们两人年龄相近且彼此相识,克里克再婚以前他们经常见面,常常一起共进午餐或晚餐,借机一起讨论科学问题。

如果他们生活在不同的国家,事情就会容易处理得多。英国式的友善似乎织就了一张网——所有重要人物,即使不沾亲带故,也似乎全都相互认识,再加上英国人的“费厄泼赖”(fair play)精神,所有这些都不允许克里克染指威尔金斯的研究课题。在法国,这种“费厄泼赖”精神显然并不存在,因此也就不会出现这类问题。美国学术界也不会形成这种局面:如果出现了一个一流的研究课题,你不可能指望加州大学伯克利分校的研究者仅仅因为加州理工学院已经有人率先展开研究,就将这个课题拱手相让。但是,在英国,这种做法却会被认为是不妥的。罗莎琳德·富兰克林,摄于1955年

更糟糕的是,威尔金斯似乎从来没有对DNA表现出过足够的热情,克里克一直觉得有点灰心。威尔金斯似乎特别喜欢从容不迫地、甚至过分谨慎地阐述重要的论点。当然,这并不是因为威尔金斯缺乏智慧和常识,很明显,他两者兼备。他率先将DNA牢牢地抓在了自己手中,这一事实就是明证。令克里克觉得苦恼的是,他无法把这个想法告诉威尔金斯:当手里握着像DNA这样具有革命性的东西时,也就无须谨慎小心了。威尔金斯当时正在因他的助手富兰克林而感到费心[11]劳神。

威尔金斯并没有爱上富兰克林,恰恰相反,几乎从富兰克林刚到威尔金斯的实验室时,他们两人就开始闹别扭了。威尔金斯当时还是一个做X射线衍射研究的新手,在专业上非常需要他人的帮助,因此他希望富兰克林作为一个久经训练的结晶学家能够帮助自己推进研究工作。但富兰克林却不是这样想的。富兰克林明确表示,她已把DNA[12]作为了自己的研究课题,并且认为自己不是威尔金斯的助手。

我猜想,威尔金斯一开始还是希望富兰克林能平静下来。然而,只要稍稍观察一下就可以看出,富兰克林不是会轻易屈服的人。富兰克林丝毫不看重自己作为一名女性的特质。她看上去给人的感觉很健壮,但仍然相当有魅力。事实上,如果她愿意在衣着上稍微花点心思,那么足以迷倒一大批人。但是富兰克林并没有这样做。她从来不涂口红,不然的话,她的红唇与满头黑色直发相映衬,也许会相当美艳呢。虽然已经31岁了,她的衣着却仍然处处显示着英国青年女学者的特色。总之,富兰克林的外表很容易让人将她想象为一个事事不如意的母亲的女儿。这样的母亲过分强调职业生涯选择的重要性,认为有了好的事业,聪明的女儿便不至于嫁给蠢汉。当然事情并非如此。富兰克林所选择的这种全身心投入科学研究的、简朴的生活,显然不能这样来解释。事实上,富兰克林是一个博学的银行家的女儿,家境殷实,父母的生活都非常安逸。

当时的情形很清楚,富兰克林要么离开,要么服从威尔金斯的领导。当然,考虑到她的倔脾气,离开可能更合适。但是,如果富兰克林离开了,威尔金斯要想继续在DNA研究中保持主导地位就会变得非常困难。但只有保持这种主导地位,威尔金斯才能放开手脚研究有关问题。当然,富兰克林觉得不满的其中一个原因,威尔金斯心知肚明。伦敦国王学院有两间餐后休息室,一间男用,另一间女用。这种安排[13]显然大大落后于时代。女休息室一直简陋失修,而男休息室则装修考究,威尔金斯和他的朋友们身处其中喝咖啡时都会觉得心情愉快。虽然威尔金斯本人并不需要对这种情况负责,但他还是觉得不舒服,时有芒刺在背的感觉。

不幸的是,威尔金斯找不到任何体面的办法解雇富兰克林。在一开始洽谈时,她就被允许在实验室工作几年。而且,不能否认的是,富兰克林确实拥有一个聪明的头脑。假如她能够控制自己的情绪,那么她应该可以给威尔金斯提供很大的帮助。但希望通过改善关系来促进合作研究的愿望,说到底只不过是威尔金斯的一厢情愿而已,因为加州理工学院杰出的化学家鲍林已经决定参与到竞赛中来了,而他并不受英国式“费厄泼赖”观念的束缚。那时的鲍林刚刚年过半百,他注定要尝试夺取所有科学奖项中最重要的这顶王冠。毫无疑问,鲍林对此非常感兴趣。

事实上,鲍林如果没有认识到DNA是所有分子中最重要的王牌,他就不配被称为最伟大的化学家,这是最根本的原则。现有的确切证据证明,鲍林确实已经认识到了这一点。鲍林曾经给威尔金斯写过一封信,向他索取DNA结晶X射线照片的副本。在犹豫了一阵以后,威尔金斯回信说,在他发表这些照片以莱纳斯·鲍林在观察晶体,摄于前,还需要更仔细地研究一下相关1947年[14]资料。兰德尔写给鲍林的信,写于1951年8月28日

对于威尔金斯来说,富兰克林无疑是最令他心烦的。物理学研究[15]导致了原子弹这样的大规模杀伤性武器的出现,这引起了威尔金斯的反感,为此他转而研究生物学,结果又发现生物学也没好到哪里去。现在,鲍林和克里克两人组成的联合阵线紧紧地盯在他身后,经常使他夜不能寐。这还不是最糟糕的。鲍林远在9 000多公里之外的美国,克里克离他也有两小时的火车路程,真正的问题是富兰克林。威尔金斯无法抑制这样的想法:像富兰克林这样的女权主义者,最好还是打发她另谋高就。威尔金斯(左起第五)在伯克利,摄于1945年8月03 拜师卡尔卡

威尔金斯是第一个激发我利用X射线对DNA展开研究的人。这源于一个在那不勒斯举行的以活细胞大分子结构为主题的小型国际学术研[16]讨会。那是1951年的春天,当时我还根本没有听说过克里克。我对DNA的兴趣则要早得多。事实上,自从我来到欧洲,以博士后研究人员的身份学习生物化学以来,就多次参与了DNA的研究工作。我对DNA的兴趣源于大学时期萌发的一在印第安纳大学读研究生时的沃个愿望,我想搞清楚基因到底是什森,摄于20世纪40年代末么。后来,在印第安纳大学读研究[17]生时,我希望不必学习任何化学知识就能解决基因问题。当然,这种想法部分是因为我的懒惰。在芝加哥大学读本科时,我的兴趣主要在于研究鸟类,并且想方设法免修任何化学或物理学课程——即使它们只是中等难度。总体上说,印第安纳大学的生物化学家是鼓励我学习有机化学的,但在我用煤气灯直接去加热苯之后,化学就与我彻底绝缘了。辞退一个无知的博士,无疑要比面临另一次爆炸的危险更加安全一些。沃森(左起第三)与他的观鸟伙伴在一起,摄于1946年

直到我到哥本哈根,在生物化学家赫尔曼・卡尔卡的指导下进行博士后研究之前,我再也没有学习过化学。最初看来,出国留学可以圆满地解决我对化学几乎一无所知的问题。我的博士论文导师是在意大利接受教育的微生物学家萨尔瓦多・卢里亚,他对我不愿意学习化[18]学的态度很纵容。确实,卢里亚明确表示自己厌恶大部分化学家,尤其是生活在纽约这样的都市丛林中的那些争强好胜的家伙。但是,与这类化学家不同,卡尔卡是一位非常有教养的人,他拥有文明的欧洲大陆人的一切优点,卢里亚希望我能够从卡尔卡那里学习掌握从事化学研究必不可少的各种工具,同时也不必提防那些唯利是图的化学家。沃森的博士论文的封面,当时,沃森认为这一博士论文研究课题很沉闷

当时,卢里亚的大部分实验都在研究噬菌体的繁殖。很多年以来,在一些很有灵感的遗传学家中一直流传着这样一个猜测:病毒是裸基因的一种形式。倘若真的如此,那么对病毒的研究就将变成解释什么是基因以及基因如何进行复制等方面的问题。由于最简单的病毒就是噬菌体,所以在1940年至1950年之间涌现出一大批科学家(他们被称为噬菌体研究小组),他们希望通过研究噬菌体,最终搞清楚基因是怎样控制细胞遗传的。

领导这个小组的正是卢里亚和他的朋友、出生在德国的理论物理[19]学家马克斯・德尔布吕克。德尔布吕克当时是加州理工学院的教授,他希望只用遗传学方法就能彻底解决这个问题,而卢里亚则在考虑是否只有在把病毒(基因)的化学结构完全搞清楚以后,才能得到真正的答案。卢里亚非常强调这一点——当我们还不知道某个事物是什么的时候,就不可能细致地描述这个事物的行为。卢里亚知道,他不可能重新去学习化学了,因此他觉得最明智的办法是把我——他的第一个治学严谨的学生,送到一个化学家那里去。马克斯·德尔布吕克(站立者)与萨尔瓦多·卢里亚在冷泉港实验室观察噬菌体,摄于1941年

而关于究竟是把我送到蛋白质化学家那里去,还是核酸化学家那里去,卢里亚很快就做出了决定。虽然DNA只占细菌病毒质量的一半(另一半是蛋白质),但埃弗里的实验说明似乎只有DNA才是基本的遗传物质。因此,搞清楚DNA的化学结构可能是了解基因繁殖的关键步骤。然而与蛋白质相比,当时关于DNA化学性质的可靠知识还非常少,只有极少数的几位化学家在做这方面的研究。除了知道核酸是一种由较小的构件——核苷酸——组成的大分子之外,遗传学家们掌握的有关DNA的其他化学知识微乎其微。而且,在DNA领域探索的化学家多为有机化学家,他们对遗传学没有兴趣。但卡尔卡显然是一个例外。1945年夏天,他曾在纽约冷泉港实验室听过德尔布吕克的噬[20]菌体课程。因此,卢里亚和德尔布吕克两人都认为,哥本哈根实验室是一个适合我学习化学的地方,在那里,通过化学和遗传学的技术融合,很可能最终会结出真正意义上的生物学硕果。赫尔曼·卡尔卡在冷泉港听噬菌体课程,照片上的注释是曼妮·德尔布吕克(Manny Delbrük)加的,摄于1945年

然而,他们的计划完全落空了。卡尔卡完全无法激发出我对化学的兴趣。我发现,即使置身于他的实验室里,我对核酸的化学性质依然无动于衷,就像我身处美国时一样。之所以如此,部分原因是因为我看不出卡尔卡当时的研究课题(核苷酸代谢)与遗传学的直接联系,其他原因则包括卡尔卡虽然很有教养,但他的英文实在是很难理解。

无论如何,我还是听得懂卡尔卡的好朋友奥莱・马勒(Ole Maaløe)的英语。马勒刚从美国加州理工学院回来。在美国时,他对我在写博士学位论文时研究过的噬菌体很感兴趣。他回来以后就放弃了自己原先的研究课题,把全部时间都投入到对噬菌体的研究中去了。当时,他是研究噬菌体的唯一一个丹麦人。对于我和冈瑟・斯腾特到哥本哈根与卡尔卡一起从事研究这件事,马勒觉得非常高兴。斯腾特也是研究噬菌体的,而且也是从德尔布吕克实验室来的。不久之后,斯腾特和我就都注意到了,我们两人都定期到马勒的实验室去。马勒所在的实验室离卡尔卡的实验室只有几公里远。有好几个星期,我们两人都积极地与马勒一起做实验。冷泉港实验室1951年3月,微生物遗传学会议在哥本哈根理论物理研究所举行。上图是会议期间部分与会者的合影。在此次会议上,像20世纪物理学巨匠尼尔斯·玻尔这样的学界前辈与像沃森这样初出茅庐的后起之秀都发了言。第一排:奥莱·马勒、R.拉塔捷特(R.Latarjet)、E.沃尔曼(E.Wollman);第二排:尼尔斯·玻尔、N.维斯康蒂(N.Visconti)、G.埃伦斯瓦尔德(G.Ehrensvaard)、沃尔夫·韦德尔(Wolf Weidel)、H.海登(H.Hyden)、V.博尼法斯(V.Bonifas)、冈瑟·斯腾特、赫尔曼·卡尔卡、芭芭拉·赖特(Barbara Wright),詹姆斯·沃森和M.韦斯特加德(M.Westergaard)

一开始,我偶尔会觉得与马勒一起做常规的噬菌体研究有点不大自在,因为我的奖学金资助条款明确规定我是来跟卡尔卡学习生物化学的。从严格的字面意义上说,我正在做的事情已经违反了这些条款。而且,我来哥本哈根刚不到三个月,有关方面就要求我提出下一年的计划。这可不是一件简单的事情,因为我当时并没有什么计划。唯一妥善的解决办法是申请奖学金再跟卡尔卡学习一年。如果直接说我不愿学习生物化学,那肯定行不通。另外,我也看不出有关方面有什么理由在同意我延期后又不允许我改变研究方向。于是,我写信给华盛顿方面,说我希望留在哥本哈根这个非常能催人奋进的环境中。最终,我如愿以偿,有关方面批准了我的奖学金延期申请。看来,有关方面认为让卡尔卡去培养一个生物化学家是比较合适的(在奖学金评委当[21]中,有好几个人都很了解卡尔卡)。

这里还有一个问题,即卡尔卡本人对这件事的态度。也许他会介意我很少出现在他的实验室。事实上,从表面上看来,卡尔卡对很多事情的态度都是模棱两可的,也有可能他根本没有注意到我经常不在实验室。不过幸运的是,这方面的担忧在变得沉重起来之前就烟消云散了。一个完全意料之外的事件的发生,使我在道德层面觉得问心无愧。10月初的一天,我骑自行车去实验室准备找卡尔卡谈话,因为语言问题,我原以为这必定又是一次迷人而又难以理解的交谈。但是事实不然,卡尔卡的话很容易理解。他透露了一个重要的事情:他的婚姻触礁了,正准备离婚。很快,这件事就不再是一个秘密了,实验室中的其他人也都知道了。几天之后,情况越发清楚了:很长一段时间以来,卡尔卡的心思都没有放在科学研究上,这段时间也许与我待在哥本哈根的时间一样长。因此很显然,他不必教我核酸生物化学正是上帝安排的一件大好事!于是,我就可以堂而皇之地每天骑自行车到马勒的实验室去了。相对于勉强卡尔卡与我讨论生物化学相比,对[22]奖学金评委隐瞒我的实际工作地点无疑更好一些。

此外,我对我当时从事的细菌病毒实验有时也是相当满意的。在短短三个月内,马勒和我就完成了一系列实验,揭示出了一个细菌病毒颗粒在细菌体内繁殖为几百个新的病毒颗粒的过程。我已经拥有了足够的数据,可以发表一篇相当不错的论文。按照常规标准衡量,即使我在这一年剩下的时间里什么研究也不做,我也不会被人认为毫无成果了。但从另一方面来看,我所有的工作都没有说明基因是什么,也没能说明它们是怎样繁殖的。除非我能够成为一个化学家,否则我根本无法知道怎样才能完成这方面的研究。马勒和沃森联合发表在《美国国家科学院院刊》上的论文

当卡尔卡建议我和他在春天一起到那不勒斯动物研究所开会时,[23]我立即欣然接受了。他想要在那里度过整个4月和5月。到那不勒斯去确实是一个很好的主意。哥本哈根是一个没有春天的城市,待在那里什么事也不干显然没有道理。另一方面,那不勒斯灿烂的阳光可能有助于我学习与海洋动物胚胎发育有关的生物化学知识。我也能静下心来在那里阅读一些遗传学著作。如果对遗传学厌倦了,或许我还可以拿起一本生物化学教科书随便翻两下。因此,我毫不犹豫地写信给美国有关方面,请求批准我随同卡尔卡一起去那不勒斯的计划。华盛顿方面很快就批准了,回信的措辞令人愉快,信中还祝愿我一路顺风。更棒的是,信中还附了一张200美元的支票作为我的差旅费。出发前往阳光明媚的那不勒斯时,这张支票使我对自己的不诚实心生歉疚。那不勒斯动物研究所04 初识威尔金斯

莫里斯・威尔金斯并不是出于严肃的科学目的而去那不勒斯的。他从伦敦出发,这次旅行是他的上司兰德尔教授送给他的一个意外礼物。兰德尔本已安排好了行程,打算亲自去参加这次关于大分子的会议,并向会议提交了一篇论文,描述自己新创办的生物物理实验室完成的一些研究工作。后来,兰德尔发现自己实在分身乏术,只好决定派威尔金斯代替他去。如果一个人都不去,对兰德尔教授所在的国王兰德尔参加物理系一年一度的板球学院实验室来说并不光彩,因为他赛,摄于20世纪50年代的生物物理实验室得到了相当可观

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