双螺旋发现DNA结构的故事Word文件下载.docx

1、这本小册子并不是一部历史，而仅仅是对历史有点贡献的一种自传式作品。部历史总有一天要写出来的。正如作者本人所说，此书乃是一种印象记录，并非历史事实。实际上，很多事情比他那时看到的要复杂，而参与这些事件的当事者的动机比他当时想象的要单纯得多。但是，必须承认作者对人类弱点的直觉洞察力确实入木三分。作者曾将手稿给书中涉及到的我们几个人看过。凡是与历史事实不符之处，我们都提出了修改意见。但以鄙人拙见，此书不宜修改太多。因为以生动活泼和坦率直爽的笔调记录下来作者当时的印象是此书趣味盎然的根本特色。詹姆斯沃森双螺旋发现DNA结构的故事作者序言在本书中，我仅以个人之见介绍发现DNA结构的来龙去脉。在这样做的时

2、候，我尽量抓住战后初期英国的气氛，当时许多重大事件就发生在那里。我希望本书将说明这样一种观念，即科学很少会象门外汉所想象的那样，按照直接了当合乎逻辑的方式进行的。相反，科学的进步（有时则是倒退）往往全盘是人为的事件，在这些事件中，人物本身以及文化传统都起着巨大的作用。为此，我试图在书中再现我对当时的有关事件和人物的最初印象，而不是对自从发现DNA结构以来我所知道的一切作出评价。虽然，后者或许更为客观，但它却无法真实地反映一种冒险精神。这种冒险精神的特征是年轻人的自以为是，并且认为真理一旦发现就言简意赅、尽善尽美。书中的许多评论似乎是片面的，甚至是不公正的。但是，对于某种新生事物缺乏全面了解就匆

3、匆地评头论足的作法，早已是司空见惯的了。不管怎样，本书叙述的是1951-1953年期间，我观察事物的方法，其他一些当事人和他们的想法，以及我本人的情况。诚然，书中涉及到的人谈起往事肯定会众说纷坛，莫衷一是。因为我们的回忆绝不会完全一致。再者，对于同一桩事看法也不会完全相同。在这个意义上说，要缜密地写出一部发现DNA结构的历史，似乎我们都无能为力。不过，我感到有必要介绍一下双螺旋结构是怎样发现的，因为科学界的朋友对此颇感兴趣。对他们来说，这本书叙述的内容即使挂一漏万，也聊胜于无。更为重要的是，我以为很多人对于怎样“从事”科学研究这一点相当生疏。我当然不是说，一切科学研究都是按本书所描述的方式进行

4、的。事实远非如此，科学研究方式之繁多，济济然如世间人群。另一方面，我认为在复杂的、互不相容的宵小之徒的贪欲和正人君子的坦荡作风并存的科学界里，DNA的发现绝不是一种特殊的例外。早在发现双螺旋结构之际，我就酝酿着要写这本书了。因此，我对跟这一工作有关的许多事件的记忆比对我生活中其他事情的记忆要完整得多。那时，我每隔一个星期就给父母亲写一封信。我写作时广泛地利用了这些信件，它们为核对许多事件的确切日期帮了大忙。同样重要的是许多朋友所提的宝贵意见，他们读了初稿，有的还为我的某些不完整的叙述作了详细的补充。毋庸置疑，我和其他人的回忆会有出入。因此，本书只能看作是我个人对一些事情的看法。本书的前几章是在

5、森特-乔尔吉（Albert Szent-Gyorgyi），惠勒（JOhn A.Wheeler）和凯恩斯（John Cairns）的家中写成的。我要感谢他们为我提供了安静的房间和面对窗外大海的书桌。后几章的写成得助于古根海姆奖学金，它使我能够短期重返英国剑桥，并受到伦敦金氏学院院长和校务委员会成员的热情款待。在本书审编过程中，奥尔德里奇（Libby Aldrich）及时提_出了一些深刻的意见。莱博维茨（Joyce Lebowitz）在文字上帮助我订正，并对本书的内容和形式提出了许多的建议。对此，我深表感谢。最后，我要向威尔逊（Thomas JWilson）致以谢意。从第一稿起，他就不断地给我很多

6、帮助。要是没有他那智慧、热情和明确的指点，这本书以我所想象的这样好的形式问世是不可能的。 沃森1967年11月于哈佛大学，麻省剑桥双 螺 旋发现DNA结构的故事（1）1955年夏天，我准备跟几个朋友一起到阿尔卑斯山去。狄西雷斯（AlfraI Tissicres）当时正在金氏学院任研究员。他说，他可以把我带到罗赛恩山（Rothorn）顶上去。尽管在空荡荡的高空我有点胆怯，但是，这个时候可不能做胆小鬼。我先由向导带路，上了阿林宁山（Allinin）使身体适应一下，然后就乘邮车到秦纳尔（Zinal）去。在这两小时的旅途中，汽车行驶在悬崖峭壁的蜿蜒窄路上。一路上，我希望司机千万不要晕车（否则，我们就完

7、蛋了）。后来，我看见狄西雷斯正站在旅馆前面同三一学院一位蓄长胡子的学监聊天。这位学监在战争期间呆在印度。 因为狄西雷斯尚未经过登山训练，于是，我们决定化一个下午的时间步行上山到一个小饭店去。这个小饭店位于由奥贝盖贝豪恩（Obergabelhorn）倾泻而下的一条巨大冰川的底部。次日，我们就要越过这个小饭店。我们走到看不见旅馆的地方几分钟以后，迎面碰到一群人走下山来。在这群爬山者中间，我立刻认出其中一位就是西兹（Wil1y Seeds）。几年前他曾在伦敦金氏学院和威尔金斯（Maurice Wilkins）一起研究DNA纤维体的光学性质。西兹很快也认出了我，他走路慢了下来，似乎想放下他的帆布背包和

8、我聊聊。可是，他只说了声：“诚实的吉姆，怎么样了？”就匆匆忙忙加快脚步下山去了。 后来，我吃力地爬着山坡，早先在伦敦开会的情景一幕一幕地在我的脑海中萦回。那时，DNA仍然是一个谜。大家都想在这个领域里显显身手。但是、没有人敢保证谁能取得胜利。而且，如果这个问题真象我们半信半疑地预料的那样激动人心的话，优胜者对这项荣誉是否当之无愧，也很难说。现在竞赛已经结束，作为胜利者之一，我知道事情并不是那样简单，肯定地说并不象报界报道的那样简单。这项工作主要与五个人有关；即威尔金斯，罗莎琳德富兰克林（RosalindFranklin），鲍林（Linus Pauling），克里克（Francis Crick）

9、和我。因为克里克对我的影响最大，我将从他开始来写这个故事。1我从来没有看见克里克表现过谦虚谨慎的态度。在别人面前他或许是那样的、可是我从来没有理由这样去评价他。这同他现在享有的盛名毫无关系。现在，人们经常谈论他，谈论时往往颇带敬意，总有一天他会被公认为属于象卢瑟福（Rutherford）或波尔（Bohr）一类的人物。但在1951年秋并非如此，当时我到剑桥大学卡文迪什（Cavendish）实验室参加一个由从事蛋白质三维结构研究的物理学家和化学家组成的小组工作。那时，他35岁，还完全默默无闻。虽然最接近他的同事们已经认识到他思考问题敏锐、深刻，并常常向他人请教，但一般他说，他不太被别人赏识，并且许

10、多人觉得他大夸夸其谈了。 佩鲁兹（Max Periitz）是克里克所在单位的领导人。他是出生于奥地利的化学家，1936年来到英国。他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；那时刚刚开始有点苗头。卡文迪什实验室主任布喇格爵士极力帮助他。作为一个诺贝尔奖金获得者，又是晶体学奠基人之一，布喇格几乎花了四十年的时间一直在观察着X射线衍射法，解决了越来越困难的结构问题。一种新方法能阐明的分子结构愈复杂，布喇格就愈是高兴。因而在战后几年里，他对解决所有分子中最复杂的蛋白质分子结构的可能性简直入了迷。在行政工作允许的情况下，他经常到佩鲁兹的办公室去同他讨论新近积累的X射线资料。然后，他就回

11、家，想想能否对这些资料作点解释。 克里克既不象布喇格那样的理论家，也不象佩鲁兹那样的实验家。他介于这两种类型的科学家之间。他偶尔也做点实验，但更多地是埋头考虑解决蛋白质结构的理论。他经常会有什么新发现，变得非常激动，立刻把它告诉任何愿意听的人。过了一、二天他经常会意识到他的理论站不住脚，于是又回到实验中去，一直到百般无聊之中又产生了对理论的新想法为止。 有许多戏剧性事件伴随着他的新想法应运而生。它们使实验室的气氛大大活跃起来。实验室里有些实验常常要持续几个月甚至几年之久。这种活跃气氛部分地是由于克里克嗓音的音量所引起的。他比其他任何人的嗓门都高，说话又快。听到他的笑声，就知道他在卡文迪什实验室

12、的哪个地方。特别是当我们有闲细听他的谈话，并坦率地对他说，他那不着边际的话使我们摸不着头脑的时候，我们每个人都享受过他谈笑风生所引起的愉快。只有一个人不是这样，克里克的谈笑经常打扰布喇格爵士。他的嗓门之大常常使布喇格躲到一个更为安静的房间去。布喇格难得到卡文迪什茶室去，因为那意味着要容忍茶室中克里克震耳欲耷的谈笑声。布喇格即使不去茶室，也是不得安宁的。他的办公室外的走廊两次被克里克工作的实验室不断漫出的水淹没。克里克被自己理论吸引着，竟忘了把抽水机龙头上的橡皮管缚紧。 我到达那里时，克里克的理论已经远远超出了蛋白质晶体学的范围。任何重要的事物都能吸引他。他也常常到其他实验室去，为的是看看完成了

13、哪些新的实验。对于这点他毫不隐瞒，尽管一般说来他是彬彬有礼的，对于那些并不理解他们眼下正在做的实验的真正意义的同事们，他也是很体谅的。他几平可以立刻设计出一连串能够证实他的解释的新的实验来。而且他往往最终会忍不住告诉所有愿意听的人，他聪明的新想法将会怎样推动科学的进步。 结果引起了对克里克一种心照不宣的真正恐惧，尤其是在那些尚未成名的同辈人中间。他掌握别人的资料并使之条理化速度之快，常使他的朋友们吸一口凉气，担心在不远的将来他会成功，并在全世界面前暴露出剑桥大学各个学院在体贴细微、温文文尔雅的风度掩饰下的智力迟钝。 尽管在凯厄斯（Caius）学院，他有每周吃一顿饭的权利，但他并不在任何学院任研

14、究员。一部分原因是他自己高兴这样做。很清楚，因为他不想被那些尚未毕业的学生不必要的光顾加重他的负担。另外，他的笑声也是一个原因，假使对这种轰鸣的笑声每周不止听一次的话，许多学监肯定要反对的。 我确信，这一点偶尔也使克里克感到烦恼，尽管他也清楚地知道“高桌吃饭的生活”“都被一些学究式的中年人所把持，而这些人不会使他感到愉快，也不会使他受到任何启发。历史悠久的国王学院，不受古板的传统所羁绊，吸收了他，对他或这所学院来说，都相得益彰。有些朋友知道他是一位讨人喜欢的午餐伙伴。尽管他们小心翼翼，仍然要发生这样的事情，酒多失言会惹得克里克大发雷霆。2我到剑桥以前，克里克只是偶尔想过DNA和它在遗传中的作用

15、。这并不是因为他认为这没有什么趣昧。恰恰相反，他舍弃物理学而对生物学发生兴趣的主要原因是，他在1946年读了著名理论物理学家薛定谔（Erwin Schrodinger）写的生命是什么?一书。这本书非常清楚地提出一个信念。即基因是活细胞的关键组成部分，以及懂得什么是生命，必须知道基因是如何发挥作用的。薛定谔写这本书时（1944年），人们普遍认为基因是特殊类型的蛋白质分子。但是，几乎与此同时，细菌学家艾弗里（O.T.Avery）正在纽约洛克菲勒研究所进行实验，实验表明，遗传的特性能够被纯化的DNA分子由一种细菌传递给另一种细菌。 如果考虑到人们都知道DNA存在于所有细胞的染色体之中，艾弗里的实验强

16、有力地显示出将来的实验能说明所有的基因都是由DNA组成的。果真如此的话，对克里克来说，这就意味着蛋白质并不是真正解开生命之谜的罗塞达石碑。相反地，DNA却能提供一把钥匙。使用这把钥匙，我们就能找出基因是如何决定生物性状的，其中包括我们的头发和眼睛的颜色，很可能也决定了我们相对的智力，或许也决定我们使别人感到愉快的能力。 当然，有些科学家认为DNA决定遗传性状的证据没有说服力，因而宁愿相信基因是蛋白质分子。克里克对这些怀疑并不担扰。许多人是脾气坏的笨蛋，他们总是押错了赌注。如果没有意识到与报界和科学家的母亲所支持的一般观念相反，相当多的科学家不仅器量小，反应慢，而且简直是愚蠢的，你就不能成为一个

17、成功的科学家。 当时，克里克并不打算马上跳进DNA世界。DNA的重要意义看来并不足以使他离开蛋白质的领域。他在这个领域工作只有两年，而且刚刚开始掌握一些这方面的知识。况且，在卡文迪什，他的同事们对核酸的兴趣也不很大。即使有最充裕的经费，要建立一个主要用X射线观察DNA结构的新研究小组也需要两到三年时间。 而且，作出这样的决定将会造成一种牵涉到私人财产、使人感到尴尬的局面。那时候，尽管在英国对DNA进行分子研究工作具有各种实际目的，但这项工作全然是威尔金斯的私人财产。威尔金斯当时还是一个学士，在伦敦金氏学院工作。和克里克一样，威尔金斯本来也是一个物理学家，也曾用X射线衍射作为他的主要研究手段。如

18、果克里克在威尔金斯已经工作了多年的领域里插一手，看来是很不妥当的。而且，情况甚至更糟，因为这两个人年龄相近，彼此认识，克里克再婚以前他们经常同桌进餐，一起讨论科学问题。 如果他们生活在不同的国家，事情要好办得多。英格兰式的友善所有显要的人物即使不是沾亲带故似乎也彼此认识以及英国人的费厄泼赖观念，都不允许克里克染指威尔金斯的课题。在法国，显然并不存在费厄泼赖，就不会发生这类问题。在美国，也不会允许这种局面的发展。你不要希望伯克利的人仅仅因为这个第一流的工作首先在加州哩工学院已经有人开始做了，而会有所忽视。可是，在英国这简直不会被看做是对的。 甚至更糟的是，克里克一直由于威尔金斯对DNA似乎从来也

19、没表现出足够的热情而感到灰心。威尔金斯显得特别喜欢从容不迫过分谨慎地阐述重要的论点。这并不是因为他缺乏智慧和常识，很明显，他两者都有。只要看他抓住了DNA比任何人都早，这一点就可以作证。威尔金斯觉得他有一种想法不能告诉克里克。那就是你手里拿着象DNA这样具有爆炸性的东西就不是在小心行事了。而且，要让威尔金斯不想着他的助手罗莎琳德富兰克林也越来越困难了。 他并非爱上了罗西（我们常称罗莎琳德.富兰克林为罗西）。恰恰相反，几乎从她刚到威尔金斯实验室起他们就闹别扭了。威尔金斯还是一个做X射线衍射工作的新手。他很需要一些业务上的帮助，并且希望罗西作为一个受过训练的结晶学家能够促进他的研究工作。但是，罗西

20、可不是这样想的。她明确表示，她已把DNA作为自己的研究课题，并不认为她是威尔金斯的助手。 我猜想，开始时威尔金斯希望罗西能平静下来。然而，仅仅旁观也就可以判断她是不肯轻易屈服的。不以闺秀自居，这是她的秉性。她虽然相貌坚毅，但不是没有诱惑力的。如果她在衣着上那伯有一星点兴趣就足以使人倾倒。但她并不这样做。从来不涂口红与她的黑色直发相映衬。虽然已经31岁了，她的衣着却仍然显示着英国女青年学者的形象。这样就很容易使人觉得她是一个事事不如意的母亲的女儿。这样的母亲过分强调选择职业生涯的重要性，使聪明的女儿不致于嫁给蠢汉。但事情并非如此。她那乐于献身的严肃生活不能这样来解释。她正是一个博学的银行家的女儿

21、，家庭生活非常舒适。 很清楚，罗西要么走，要么服从。当然，由于她倔强的脾气, 走更适合些。如果她走了，威尔金斯要保持在研究DNA问题上占领先地位就会非常困难。不是他看不见她抱怨的某些原因金氏学院有两间餐后休息室，一间男用，另一间女用。这当然是过去的事了。现在，女休息室依然简陋失修。而钱都化在另一间上，使威尔金斯和他的朋友们在早晨喝咖啡的时候感到心情愉快。件事虽然象扎入肉里的芒刺一样使威尔金斯感到不愉快，但这事并不由他负责。 很不幸，威尔金斯还找不到任何体面的办法解雇罗西。开始，据说她可以在那里工作几年。而且，也不否认她有一个聪明的头脑。假若她的情绪有所克制，那么就会有助他一臂之力的大好时机。但

22、是仅仅抱有一种想改善他们之间的关系的愿望只不过是碰碰运气而已。因为加州理工学院了不起的化学家鲍林决不会受英国费厄泼赖观念的禁锢。刚过50岁的鲍林早晚要试图夺取所有科学奖中的这顶王冠的。毫无疑问，他对这些项目很感兴趣。我们的本能告诉我们，鲍林如果不了解DNA是所有分子中最重要的王牌，他就不配是个最伟大的化学家。而且，有明显的证据说明鲍林是认识到了这一点的。威尔金斯曾经收到过鲍林索取结晶DNA的X射线照片复本的一封信。在犹豫了一阵以后，他写了封回信说，在他发表这些照片以前，还得更仔细地看看这些资料。 这一切对威尔金斯说来都是令人心烦的。他躲到生物学领域里却发现生物学正象物理学一样由于其原子能方面的

23、后果，引起了他的反感。现在，鲍林和克里克两人合起来紧紧盯在他后面，常使他夜不成寐。但是，至少鲍林远隔重洋，克里克离他也有两小时的火车路程。真正棘手的还是罗西。象她这样一个女权运动分子，最好还是另找去处。这样的想法看来是不能避免的。3威尔金斯首先激励了我关心DNA的X射线工作。这件事发生在那不勒斯。当时在那里举行了一个关于活细胞大分子结构的小型科学会议。那是1951年春天，在我知道有克里克这么一个人以前。其实，自从我在欧洲以博士研究员身份学习生物化学以来，我就更多地关注DNA的工作了。我对DNA的兴趣渊源于想了解基因是什么，在我还是大学高年级学生时就有了这种想法。后来，在印第安纳大学研究院时，我

24、希望不必学习任何化学就能解决基因问题。这种想法部分地是由于我懒惰。因为作为芝加哥大学的一个学生，我的兴趣主要在鸟类，并且设法免修任何看来是中等难度的化学或物理学课程。说实话，印第安纳的生物化学家们倒是鼓励我学习有机化学的，但当我用一只煤气灯直接加热苯以后，从此化学与我就再也无缘了。辞退一个无知的博士，比冒另一次爆炸的危险要安全一些。 这样，直至我去哥本哈根与生物化学家卡尔喀（HermanKalckar）一起做我在得到博士学位后的研究工作之前，我就再也没有学习过化学了。出国留学最初看来可以圆满地解决我对化学的无知。指导我做博士论文的导师是在意大利受教育的微生物学家卢里亚（Salvador Lur

25、ia）。他有时怂恿我对化学的无知状况。他明确地表示厌恶大部分化学家，尤其是纽约闹市区那些形形色色的竞争者。显然卡尔喀是个例外。卢里亚具有文明的欧洲大陆人的特点，希望我同他在一起能学到做化学研究的必要知识，而不必提防那些唯利是图的有机化学家。 卢里亚那时大部分实验是研究细菌病毒（噬菌体）的增殖。多年以来，在一些很有灵感的遗传学家中间存在着这样的猜测，即病毒就是赤膊基因的一种形式。果真如此，则解释什么是基因以及它如何复制的最好方法乃是研究病毒的性质。这样，鉴于最简单的病毒是噬菌体，在19401950年之间涌现出一大批科学家（即噬菌体研究小组），他们希望研究噬菌体最终将会弄清楚基因是怎样控制细胞遗传

26、的。领导这个小组的是卢里亚和他的德国出生的朋友，理论物理学家德尔布吕克（Max Delbruck）。德氏当时是加州理工学院的教授。他希望单单用遗传学方法就能解决这个问题：而卢里亚却常常考虑是否只有当一个病毒（基因）的化学结构完全搞清楚以后，才能得到真正的答案。他深深懂得，当你不清楚一种东西是什么的时候，要去描述这件东西的行为是不可能的。那时，卢里亚知道他已不可能重新学习化学了，他觉得最聪明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。 究竟把我送到蛋白质化学家那里去，还是核酸化学家那里去，这件事由他决定并不困难。虽然细菌病毒只有一半重量是DNA（另一半是蛋白质），但艾弗里的实验说明

27、DNA似乎是基本的遗传物质。因此，搞清楚DNA的化学结构可能是了解基因如何增殖的重要一步。然而与蛋白质相比，对于DNA的化学知识了解得还寥寥无几，那时仅仅有少数几个化学家在做这方面的工作。除了知道核酸是由较小的构件核苷酸组成的大分子以外，遗传学家对它的化学知识掌握得甚少。而且，做DNA工作的化学家几乎都是有机化学家，他们对遗传学没有兴趣。但是，卡尔喀显然是一个例外。1945年夏天，他曾去纽约冷泉港实验室听德尔布吕克的细菌病毒课。这样，卢里亚和德尔布吕克两人都希望哥本哈根实验室是个合适的地方，在那里，化学与遗传学中技术的结合，最终会产生真正的生物学上的好处。然而他们的计划完全落空了。卡尔喀一点也

28、不能激起我的兴趣。我发觉我在他的实验室里对核酸化学并不感兴趣，正象我在美国时一样。部分原因是由于我看不出他当时研究的那种课题（核苷酸代谢）会怎样直接与遗传学联系起来；另外，卡尔喀虽然很有教养，但使人觉得很难理解。 不管怎样，我还是听得懂卡尔喀的至交马勒（Ole Maale）的英语的。马勒刚从美国加州理工学院回来。在美国时，他对我做学位论文时研究过的噬菌体很感兴趣。他回来以后，放弃了他先前研究的课题，把全部时间都化在噬菌体上了。当时，他是研究噬菌体的唯一丹麦人。因此，他对于我和斯坦特（一位从德尔布吕克实验室去的噬菌体工作者）来同卡尔喀一起做研究工作感到十分愉快。不久，斯坦特和我都意识到我们两个都喜欢访问马勒的实验室。他的实验室离卡尔喀的实验室有