Shuang Luo Xuan _Fa Xian DNAJie - Zhan Mu Si _ Wo Sen (James D. .pdf
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2020年12月21日
双螺旋发现DNA结果的故事+azw3+epub
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詹姆斯·沃森者的一本双螺旋-发现DNA结构的故事,沃森的灵感爆发和克里克带有天赋性的总结是DNA被发现的最重要因素。一切的科学或许都是在灵感中爆发,在生活中和思考中逐渐整合。有需要的。

双螺旋发现DNA结果的故事预览








目录大全
前言(劳伦斯·布喇格爵士)
作者序言
双螺旋——发现DNA结构的故事
作者写给德尔布吕克的信件手迹
内容简介
记录了二十世纪重要的科学事件之一,因过于“尖刻”而被哈佛大学出版社退稿,终出版后引发学界巨大反响与争议。
定义生命与人类存在的伟大科学发现,科学界的八卦与角力,年轻科学家的野心与追求……这些背后故事解构了大众印象中神秘难解、高高在上的科学研究世界。
沃森的《双螺旋》是一部以个人名义写就的回忆录,记述了科学家们发现DNA分子结构的故事。这一发现及其随之引起的影响促使生物学界发生了一场革命,堪称20世纪科学界为重大的事件之一。《双螺旋》把新概念的诞生描绘得栩栩如生,把许多扣人心弦的场面逐步推向全剧的高潮,同时又将科学家们的日常生活娓娓道来,为读者揭示了一个神奇而又平凡的世界。此书一经出版便引起科学界巨大的兴趣和争议,是一部独具风格的科学史。
作者介绍
詹姆斯沃森(James Watson, 1928- ),苏格兰裔美国人。15岁入芝加哥大学,兴趣在观察鸟类,后志趣转向遗传学。1948年初,沃森开始在印第安纳大学卢里亚指导下攻读博士。1951-1953年,沃森先在哥本哈根,再转到剑桥卡文迪什实验室做博士后研究员。在剑桥,他和克里克发现了DNA 双螺旋结构,并为此获得诺贝尔奖。1988-1992年参与美国国家卫生研究院人类基因组计划的制订。
双螺旋发现dna结构的故事读后感
富兰克林的工作很是基础,没有她的照片是不会有沃森和克里克的发现。沃森的灵感爆发和克里克带有天赋性的总结是DNA被发现的最重要因素。一切的科学或许都是在灵感中爆发,在生活中和思考中逐渐整合。
理科的朋友推荐的一本科学入门书,没什么知识理论的介绍,主要叙述研究的幕后。沃森讲述发现DNA双螺旋结构背后的故事,涉及到当时社会背景,还有科研中的诸多利益纠葛等,呈现出科研工作者真实的研究和工作状态。其实文理科的状态都差不多,在没有出成果之前,大家都有并不知道自己在研究什么的时候,都有迷茫想放弃的时候。说实话个人认为可读性没有那么强,但是同处于研究迷茫期的人看这本书,多少觉得有些安慰。倒是沃森后来讲述DNA发现那本知识性的书,更有可看度。
1953年4月7日,法国,在穿过塞那河回到卢森堡宫附近旅馆的路上,詹姆斯?沃森孤零零的一个人,望着在圣?吉门附近的长发姑娘,知道她们对他不会感兴趣的,“我25岁了,已经没有什么魅力了。”
此前一周,这个还没满25岁的年轻人和他的搭档,只有大学学历的弗朗西斯?克里克刚刚把一篇让他们此后赢得了与牛顿、达尔文、爱因斯坦齐名声望的论文寄给《自然》杂志。这篇900字的文章是这样开头的:“我们想提出脱氧核糖核酸(DNA)盐的一种结构。这种结构奇特的特征具有重要的生物学意义。”
激动人心的杰作!篇幅不大,然而把那段充满活力与希望的分子生物学发现史展示得无比生动,有趣。沃森25岁时与诸多同事做出划时代的发现,固然与他的天才有关系,然而更值得强调的是扎实的科学基础,活跃的学术气氛,以及充满机会的那个时代。
这是一本少有的外行也能大致读懂的科普佳作,当然如果具备适当的有机化学基础更好。再次强烈推荐这部好书。我拿到的是上海译文出版社的2016年版本,是硬壳精装版,值得收藏。
这种结构就是被作者自豪地称为“自达尔文的书问世以来生物学领域中最轰动的事件”的中心:DNA双螺旋结构。
在这本小书中,沃森从个人的角度讲述了DNA结构的发现过程。也许出乎大多数人的预料,这里没有我们已经耳熟能详的科学家故事中那种长期不懈努力的主角,沃森刚出校门不久,学术兴趣总是与享乐的兴趣并驾齐驱,即使在研究的关键时刻,他仍然去看电影、看话剧,盼望着联欢会上能碰到漂亮姑娘,计划着去阿尔卑斯山游玩。而他的搭档克里克同他一样,进入DNA研究领域还不到一年,学术兴趣游移不定,高傲自大,口无遮拦地对学术权威讥讽嘲笑。但是,发现DNA双螺旋结构的就是这两个人。
科学很少像我们想象的那样,完全按照合乎逻辑的方式进行,科学的进步(有时则是倒退)常常纯粹是人为的事件,充满偶然,个性和文化传统在其中起到了巨大的作用。沃森坦率而充满活力的叙述让人感受到一种冒险精神,其特征就是这两个年轻人的狂妄,喜形于色,对人的片面评价,对新观点的急切的好恶看法。与此相对的,是他们在对未知领域的探索过程中完全开放的学术态度,甚至是从未涉足的领域也敢于尝试,从别人学术成果的基础上展开自己的思考,只要是相关的观点都为我所用,从不局限于学科分野,于是,他们不断改变自己的研究领域反而成为促成他们取得重大发现的重要因素,正是丰富的学术经历,使他们不只从化学、或者生物学、或者物理学的某一个角度去研究DNA,他们看到了全貌,也就率先看到了别人难以看到的部分。
在科学家自传中算是很特别的一本,坦率直白地表达个人的看法,平实地记述发现过程,没有神化,没有故作崇高。值得一读。
双螺旋发现DNA结果的故事截图




书名:双螺旋:发现DNA结构的故事
作者:[美]詹姆斯·沃森
ISBN:9787532770717
译者:刘望夷
责任编辑:莫晓敏
产品经理:邵明鉴献给娜奥米·米奇森1983年3月沃森博士在纽约冷泉港实验室他的办公室中
1983年沃森博士在他的办公室与译者的合影作者为中译本撰写的前言
我十分高兴,通过这部中译本,可以有更多中国人了解我们如何
阐明了携带遗传信息的DNA分子结构的故事。同克里克合作的那些日
子,是我一生中最为难得的一段时期。在撰写本书时,我力图表达出
我们在探究这种我们认为可能是最重要的分子时的兴奋心情。我们发
现的双螺旋果然没有使我们失望。
沃森
1983年6月14日
纽约冷泉港作者为中译本撰写的前言手迹双螺旋 发现DNA结构的故事前言
劳伦斯·布喇格爵士[1]
本书记述的是阐明基本遗传物质DNA结构的故事,其笔法在各方面
都是独特的。沃森约我写前言,对此我深感荣幸。
首先,此书在科学价值上引起人们的关注。克里克[2]和沃森发现
了DNA的结构,这一发现及其以后在生物学方面引起的影响,乃是20世
纪科学界重大的事件之一。受其鼓舞开展的科研项目,数量之大是十
分惊人的。这项成果促使生物化学发生了一场革命,而生物化学本身
就是一门使科学改观的学科。我和其他人一直在敦促作者撰写他的回
忆录,因为很多事情他至今仍然记忆犹新。我们知道这些事件对于撰
写科学史又是何等重要!书写成以后,其内容大大超出了预料。尤其
是后面几节,简直就是一部结构严谨、情节动人的剧本。它把新概念
的诞生描绘得栩栩如生,把许多扣人心弦的情节逐步推向全剧的高
潮。我不知是否还有别的著作能够使读者如此休戚相关地与研究者一
道分担他的疑虑、分享他的奋斗和最后胜利的喜悦。
同时,书中记述的故事又深刻说明了研究工作者可能陷入的进退
维谷的处境。他知道有个同行在某个问题上已经工作了多年,并且积
累了大量难得的资料,因为知道成功就在眼前,这些资料并未公开发
表。他看到过这些资料,并有充分理由相信,他想象中的一种新研究
方法,或者说仅仅一种新观点就能使问题迎刃而解。在这个时候,如
果他提出同对方合作,可能会被认为是想捞一点外快。他应该单枪匹
马地去干吗?很难判断一个重要的新观点究竟真的是一个人独出心裁想出来的,还是在同别人交谈中不知不觉吸收来的。鉴于这种困难,在科学家中间逐渐形成一种不成文的默契,大家不去侵犯同行在某个
研究领域中的选定课题。但是,有一定的限度。当竞争不止来自一个
方面的时候,就不能再踌躇不前了。在解决DNA结构的过程中,这种进
退维谷的困境显得尤为突出。由于考虑到伦敦国王学院(KCL)的威尔
金斯[3]长期耐心的研究,以及剑桥的克里克和沃森最后出色地并很快
地解决了DNA的结构问题,1962年在颁发诺贝尔奖时,才使所有与此有
关的人皆大欢喜。
最后,本书不仅讲了科学,也讲了人。从故事中可以看到,欧洲
特别是英国给一个来自美国的年轻人留下的印象。作者善于用佩皮斯
[4]式的坦率笔法进行写作。书中涉及的人们应该以一种谅解的精神阅
读此书。请记住,他的这本个人记述并不是一部历史,而仅仅是对历
史有点贡献的一种自传式作品。这部历史总有一天要写出来的。正如
作者本人所说,此书乃是印象记录,并非历史事件纪实。事实上,很
多事情比他那时看到的要复杂,而当事者的动机比他想象的要单纯得
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。
作者曾将手稿给我们几个书中涉及的人阅读。凡是与历史事实不
符之处,我们都提出了不少修改意见。但以鄙人拙见,此书不宜修改
太多。因为以生动活泼和坦诚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。
[1] 威廉·劳伦斯·布喇格(William Lawrence Bragg,1890—1971),英国科学家,1911年毕业于剑桥大学三一学院,1912年提出著名的布喇格定律,1915年和他父亲共同获得诺贝尔物理学奖时年仅25岁。他是卡文迪什实验室第五
任主任,极力支持沃森和克里克发现DNA 双螺旋结构的工作。——译者
[2] 弗朗西斯·克里克(Francis Harry Compton Crick,1916—2004),英国物理学家、分子生物学家、神经生物学家,与沃森和威尔金斯共同获得1962
年诺贝尔生理学医学奖。21岁于英国伦敦大学学院获物理学学士学位,博士学位
研究课题却因二战开始而中断。二战结束后放弃物理学,转而从事生物科学研
究。1949年加入剑桥大学卡文迪什实验室佩鲁茨和肯德鲁研究小组,开始蛋白质
的X射线晶体学研究。——译者[3] 莫里斯·威尔金斯(Maurice Hugh Frederick Wilkins,1916—
2004),英国分子生物学家、物理学家及X射线晶体学家,与沃森和克里克共同获
得1962年诺贝尔生理学医学奖。1951年11月威尔金斯证明细胞内的DNA与纯化的
DNA同样具有螺旋结构,并将这些研究结果告诉了沃森和克里克,后来他们进一步
改善了富兰克林关于DNA的B型的X射线分析工作,确认了DNA 的双螺旋结构。——
译者
[4] 佩皮斯(Samuel Pepys,1633—1703),英国日记作家。——译者作者序言
在本书中,我仅以个人的见解介绍发现DNA结构的来龙去脉。在这
样做的时候,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,即科学很少像门外汉
想象的那样,完全按照直截了当、合乎逻辑的方式进行。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
对当时相关事件和人物的最初印象,而不是对自发现DNA结构以来我所
知道的一切做出评价。后者或许更为客观,但无法真实地反映一种冒
险精神,这种精神的特征体现为年轻人的自以为是,并且认为真理一
旦发现就应该是白璧无瑕、尽善尽美。书中的一些评论似乎是片面
的,甚至是不公正的。但是,人们对于某种新生事物缺乏全面了解就
匆匆地评头论足,这种做法早已是司空见惯的了。不管怎样,本书叙
述的是1951—1953年间我观察事物的思路,还有其他一些当事人和他
们的想法,以及我本人的情况。
诚然,书中涉及的人谈起往事肯定会众说纷纭,莫衷一是。因为
我们的回忆绝不会完全一样。再者,在许多情况下,对于同一桩事的
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。对我们来
说,这本书叙述的内容即使挂一漏万,也聊胜于无。更重要的是,我
认为很多人对于怎样“进行”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描述的方式进行的。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,我认为在强烈事
业心和公平精神并存对峙而变得复杂的科学界里,DNA结构的发现绝不
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
对与这一工作有关的许多事件的记忆比对生活中其他事情的记忆要完
整得多。那时,我每个星期给父母亲写一封信。我写此书时充分利用
了这些信件,它们为核对许多事件的确切日期帮了大忙。许多朋友提
出的宝贵意见也同样重要。他们读了初稿,有的还为我的某些不完整
叙述做了详细的补充。毋庸置疑,对某些事件我和其他人的回忆会有
出入。因此,本书只能看作我个人对一些事情的回忆。
本书的前几章是在圣捷尔吉(A. Szent-Gy?rgyi)、惠勒(J. A.
Wheeler)和凯恩斯(J. 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。后几章的写成得益于古根
海姆基金会的资助,它使我能够短期重返英国剑桥,并受到英王学院
院长和学者的热情款待。
我尽可能将当时拍的照片收入书中。我特别要向赠寄快照的古特
弗罗因德(H. Gutfreund)、鲍林(P. Pauling)、赫胥黎(H.
Huxley)和斯滕特(G. Stent)表示谢意。在本书编审过程中,奥尔
德里奇(L. Aldrich)及时提出了一些精辟的意见,不愧为拉德克利
夫学院的优秀学生。莱博维茨(J. 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建议,对此,我深表感谢。最后,我要向威尔逊(T. Wilson)致以谢意。从第一稿起,他就不断地给我
很多帮助,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
麻省剑桥哈佛大学双螺旋
发现DNA结构的故事
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
[1]当时在国王学院任研究员。他说,他可以把我带到罗特峰
(Rothorn)顶上去。虽然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,然后就乘邮车到齐纳尔(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。后来,我看见狄西雷斯正站在旅馆前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待在印度。
因为狄西雷斯久未训练,我们决定花一个下午的时间步行上山到
一个小饭店去。这个小饭店位于由上加伯尔山(Obergabelhorn)倾泻
而下的一条巨大冰川的底部。次日,我们就横越这条冰川。我们走了
几分钟后,来到一个已经看不见旅馆的去处,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(W.
Seeds)。几年前他曾在伦敦国王学院[2]和威尔金斯一起研究DNA纤维
的光学性质。西兹也很快认出了我,他走路慢了下来,似乎想放下他
的背包和我聊聊。可是,他只说了声:“诚实的吉姆[3]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,早先我们在伦敦会面的情景一幕一幕
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,但如果这真像我们暗自预料的那样激动人心的话,究竟鹿
死谁手,以及优胜者对这项荣誉是否当之无愧,都还很难说。现在竞
赛已经结束,作为胜利者之一,我知道事情并不简单,而且肯定和报
界的报道不一样。这项工作主要与五个人有关:威尔金斯、富兰克林[4]、鲍林[5]、克里克和我。因为克里克对我的影响最大,我将从他开
始写这个故事。
[1] 阿尔弗雷德·狄西雷斯(Alfred Tissieres,1917—2003),瑞士生物
化学家。本科学习医学,后至剑桥深造,1951年获博士学位,随后去了加州理工
学院。1953年返剑桥专研核糖体,此时沃森、克里克等人发表了他们关于DNA结构
的名著,通过一番密切联系,沃森邀请狄西雷斯到哈佛继续他的核糖体研究。业
余生活中狄西雷斯还是一位知名登山家。——译者
[2] 伦敦国王学院(King's College at London)是伦敦大学
(University of London)的一部分,勿与前文剑桥大学的英王学院(King's
College,Cambrige)混为一谈。——原注
[3] 本书原名《诚实的吉姆》(Honest Jim)。吉姆是詹姆斯的昵称。书中
诸多人物,作者常常直呼其名或昵称,为阅读理解之便,译文均以读者更为熟悉
的姓氏来指称,恕不一一注明。——译者
[4] 罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin,1920—1958),X射线晶体
学家、生物物理学家。出身于伦敦犹太人家庭,1938年进入剑桥大学学习物理
学,1945年获博士学位。1951年开始在伦敦大学国王学院任兰德尔教授的研究助
理,兰德尔安排她做DNA的X射线分析工作。富兰克林及其学生发现DNA有两种构
型:A型和B型。——译者
[5] 莱纳斯·鲍林(Linus Pauling,1901—1994),美国科学家、工程
师、和平运动活动家、作家和教育家、量子化学和生物化学家,20世纪最有影响
的科学家之一,1954年获诺贝尔化学奖。鲍林及其同事成功地发现了蛋白质α螺
旋结构,但研究DNA时建立了一种错误结构。——译者1
我从来没有见过克里克表现出谦虚平和的态度。在别人看来他或
许是那样的,可是我从来没有理由这样评价他。这同他现在享有的盛
名毫无关系。人们常常谈论他,往往颇带敬意,总有一天他会被列入
像卢瑟福或玻尔这一类人物的行列。[1]但在1951年秋天并非如此,当
时我到剑桥大学卡文迪什实验室[2]参加一个小组的工作。这个小组由
研究蛋白质三维空间结构的几位物理学家和化学家组成。那时,克里
克已35岁了,还完全默默无闻。虽然与他最接近的同事们已经认识到
他思考问题敏锐深刻,并常常向他请教,但一般来说,他还不太为人
赏识,并且有许多人觉得他总是夸夸其谈。
佩鲁茨[3]是克里克所在单位的领导,他是奥地利出生的化学家,1936年就来到英国。他从事血红蛋白晶体X射线衍射的资料收集工作已
经有10多年了,那时刚刚开始有点起色。卡文迪什实验室主任布喇格
爵士极力帮助他。布喇格是诺贝尔奖金获得者,并且是晶体学奠基人
之一,他几乎花了40年时间一直在尝试利用X射线衍射法解决越来越难
以攻克的结构问题。这种新方法能阐明的分子结构愈复杂,布喇格就
愈高兴。[4]因而在战后几年里,他对解决所有分子中最复杂的蛋白质
结构的可能性简直入了迷。在行政工作余暇时,他经常到佩鲁茨的办
公室去,同他讨论新近积累的X射线资料。然后,他就回家,想想能否
对这些资料做点解释。
克里克既不是布喇格那样的理论家,也不是佩鲁茨那样的实验
家,他介于这两种类型的科学家之间。他偶尔也做点实验,但更多的
是埋头考虑蛋白质结构的理论问题。他常常会由于什么新发现,变得
非常激动,立刻逢人便说。过了一两天他经常会觉得他的理论站不住脚了,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而生,使得实验室的气氛大
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
种活跃气氛部分是因克里克讲话声如洪钟引起的:他的嗓门比其他任
何人都高,说话又快,听到他的笑声,就知道他在卡文迪什实验室的
哪个角落里。几乎每个人都享受过他的谈笑风生引起的愉快,特别是
当我们有闲细听他的谈话,并坦言他那不着边际的话使我们觉得丈二
和尚摸不着头脑的时候。只有一个人是明显的例外。与克里克谈话常
常使布喇格爵士感到讨厌,克里克的嗓门之大也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,因为去了就得
容忍茶室中克里克震耳欲聋的谈笑声。即使不去茶室,布喇格也是不
得安宁的。他办公室外的走廊有两次被克里克工作的实验室不断漫出
的水淹没。克里克被自己的理论吸引着,竟忘了把抽水机龙头上的橡
皮管扎紧。
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串门,为
的是看看那里完成了哪些新的实验。对于这点他毫不隐瞒,尽管一般
说来他对人是彬彬有礼的,对于那些并不理解他们最新实验真正意义
的同事,他也是很体谅的。他几乎可以立刻设计出一连串新的实验方
案来证实他的解释。而且最终他往往会忍不住对所有愿意听的人说,他聪明的新想法将会怎样推动科学的进步。
这样就引起了大家对克里克一种心照不宣的真正恐惧,这种恐惧
感在那些尚未成名的同辈人中间就更加强烈。他掌握别人的资料并使
之条理化的速度之快,常使他的朋友们吸一口凉气,大家担心在不远
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谨言慎
行、温文尔雅的风度掩饰下的智力迟钝。尽管克里克在凯斯(Caius)学院有每周吃一顿饭的权利,但他并
未在任何学院任职。一部分原因是他自己愿意这样做。很显然,他不
想让那些本科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,如果每周不止一次听到这种雷鸣般的笑声,许多学监肯定要
反对的。我相信,这一点偶尔也使克里克感到烦恼,尽管他清楚地知
道高桌世界[5]都被一些学究式的中年人把持,而这些人既不会使他感
到愉快,也不会使他得到任何教益。历史悠久的英王学院不受古板的
传统所羁绊,吸收了他,对他和这所学院来说,都相得益彰。有些朋
友知道他是一位讨人喜欢的饭搭子,尽管他们小心翼翼,仍然无法避
免酒多失言惹得克里克大发雷霆。
[1] 卢瑟福(Ernest Rutherford,1871—1937),英国物理学家,卡文迪
什实验室第四任主任,学术界公认的原子核物理学之父,1908年获诺贝尔物理学
奖。玻尔(Niels Bohr,1885—1962),丹麦物理学家,1922年获诺贝尔物理学
奖。——译者
[2] 卡文迪什实验室(Cavendish Laboratory)相当于剑桥大学物理系,也
是近代科学史上第一个社会化和专业化的科学实验室,催生了大量推动人类进步
的重要科学成果,包括发现电子和中子、发现原子核的结构、发现DNA的双螺旋结
构等。1871年由当时的剑桥大学校长威廉·卡文迪什(William Cavendish)捐
款兴建,为纪念他的近亲、著名物理学家亨利·卡文迪什(Henry Cavendish)
而命名。麦克斯韦(James Clerk Maxwell)负责筹建,并于1874年建成后担当
第一任主任。二战期间,实验室主攻方向由原子核物理基础研究转向对雷达、核
武器的军事研究,战后出于国家安全考虑,相关研究、人员和经费转入国家实验
室。为解决困境,第五任主任布喇格大力支持新兴学科,将实验室研究方向发展
为晶体物理学、生物物理学和天体物理学。——译者
[3] 马克斯·佩鲁茨(Max Ferdinand Perutz,1914—2002),奥地利裔英
国生物化学家。1936年入剑桥大学卡文迪什实验室,在贝尔纳指导下获博士学
位,1939年成为布喇格爵士的研究助手。从1931年起一直从事血红蛋白的结晶与X
射线衍射分析工作,于1962年与肯德鲁共同获得诺贝尔化学奖。他是肯德鲁和克
里克的博士论文导师,对沃森和克里克建立DNA双螺旋结构工作帮助很大。——译
者
[4] 关于X射线衍射技术的清晰介绍,参见肯德鲁(John Kendrew):《生
命之线:分子生物学引论》(The Thread of Life:An Introduction toMolecular Biology, Cambridge,Harvard University Press,1966)。
——原注
[5] 高桌世界(High Table Life)指英国牛津、剑桥等大学学院的高级研
究教师及其访客在特定高桌上用餐与社交的传统。——译者2
我到剑桥以前,克里克只是偶尔想到过脱氧核糖核酸(DNA)及其
在遗传中的作用。这并不是因为他认为这个问题没有什么趣味,恰恰
相反,他之所以舍弃物理学而对生物学发生兴趣,主要原因就是他在
1946年读了著名理论物理学家薛定谔[1]写的《生命是什么?》一书。
这本书非常明确地提出了一个信念,即基因是活细胞的关键组成部
分。要懂得什么是生命,必须知道基因是如何发挥作用的。薛定谔
1944年写这本书时,人们仍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[2]在纽约洛克菲勒研究所进行
实验的结果表明,纯化的DNA分子能够将细菌细胞的遗传性状传递给另
一个细菌细胞。
大家都知道DNA存在于所有细胞的染色体之中,艾弗里的实验结果
强有力地表明,将来的实验能够证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
之谜的罗塞塔石碑[3]。相反,DNA却能提供一把钥匙,让我们搞清楚
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
可能也决定了我们智力的高低,或许也决定着我们与别人融洽相处的
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介意。许多人是
庸人自扰的笨蛋,他们总是押错了赌注。与报界和科学家的母亲们支
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。如果没有认识到这一点,你就不能成为一个成功的科学
家。当时,克里克并不打算马上介入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,他在这个领域才工作了两年,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
酸的兴趣也不是很大。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的时间。
而且,做出这样的决定将会牵涉到人事关系,造成令人尴尬的局
面。那时候,尽管在英国对DNA进行分子研究具有各种实际目的,但这
项工作几乎被威尔金斯垄断。威尔金斯当时还是一个单身汉,在伦敦
国王学院工作。和克里克一样,威尔金斯本来也是一个物理学家,曾
用X射线衍射作为他的主要研究手段。如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同,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。
如果他们以前各自生活在不同的国家,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
及英国人的公平精神,都不允许克里克染指威尔金斯的课题。在法国
显然并不存在公平精神,因此就不会发生这类问题。在美国,也不会
允许这种局面出现。你不要指望伯克利的人仅仅因为某项第一流的工
作在加州理工学院已经有人开始做了,就会不再插手。然而,这事发
生在英国,不管怎么说都不对头。
更糟的是,威尔金斯对DNA似乎从来也没表现出足够的热情,这使
克里克感到灰心。威尔金斯看来特别喜欢从容不迫、过分谨慎地阐述
重要的论点。这并不是因为他缺乏智慧和知识,很明显,他两者都
有;只要看他比任何人都更早抓住DNA这一点就可以了然。克里克觉得
他永远无法让威尔金斯明白:当你手里拿着像DNA这样的炸药,就不该
瞻前顾后。而且,要让威尔金斯不对他的助手富兰克林费心劳神也越
来越困难了。威尔金斯并非爱上了富兰克林(我们昵称富兰克林为罗茜)。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,很需要一些业务上的帮助,并且
希望富兰克林作为一个受过严格训练的晶体学家能够促进他的研究工
作。但是,富兰克林可不是这样想的。她明确表示DNA是她本人接手的
研究课题,也不认为自己是威尔金斯的助手。
我猜想,开始时威尔金斯希望富兰克林能冷静下来。然而,只要
略加观察就可以判断她是不肯轻易屈服的。不以大家闺秀自居,这是
她的秉性。她虽然相貌坚毅,但并非缺乏吸引力。如果她对衣着哪怕
有一丁点兴趣就足以使人倾倒,但她并不这样做。她从不涂口红来衬
托她的黑色直发,虽然已经31岁了,她的衣着却仍然是英国青年女学
者的形象。这样就很容易使人觉得她好像有一个事事不如意的母亲,这位母亲过分强调选择职业的重要性,认为事业可以使聪明的女儿不
至于嫁给一个蠢汉。但事实并非如此。她那乐于献身的严肃生活不能
这样来解释——其实她是一个博学的银行家的女儿,家庭生活非常舒
适。
很清楚,富兰克林要么离开,要么服从。当然,离开显然更合适
些。鉴于她倔强的脾气,威尔金斯在研究DNA问题上要保持主导地位非
常困难。有时候威尔金斯并非不了解她抱怨的某些原因——国王学院
有两间餐后休息室,一间男用,另一间女用,这是由来已久的事了。
现在,女休息室依然简陋失修,钱都花在另一间上——这只是为了使
威尔金斯和他的朋友们早晨喝咖啡时心情愉悦。但这种做法不该由威
尔金斯负责,并且这件事也像扎入肉里的芒刺一样使他感到不痛快。
很不幸,威尔金斯还找不到任何体面的理由解雇富兰克林。因为
一开始就说好了,她可以在那里工作几年。而且,也不能否认她头脑
聪明。假若她的情绪能有所克制,想必很有可能助他一臂之力。但是
要指望改善他们之间的关系,那只不过是在碰运气,因为加州理工学
院了不起的化学家鲍林决不会受英国公平精神的禁锢。刚满50岁的鲍林早晚要伸手去摘这顶所有科学奖中最重要的皇冠。毫无疑问,他对
这个项目很感兴趣。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。再说还有明显
的证据。威尔金斯曾经收到鲍林的一封信,鲍林想索取结晶DNA的X射
线照片复本。在犹豫了一阵以后,他写了封回信说,在他公布这些照
片以前,还得更仔细地看看这些资料。
这一切对威尔金斯来说都是令人心烦的。由于原子弹爆炸的后
果,他对物理学感到厌倦。他转向生物科学,可不是为了最终发现生
物学和物理学一样使他反感。现在,鲍林和克里克两人合起来紧紧跟
在他后面,常使他夜不成眠。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。真正棘手的还是富兰克林。像她这样一个女
权主义者,最好还是另找去处,分道扬镳。这样的想法看来是不能避
免的。
[1] 埃尔温·薛定谔(Erwin Rudolf Josef Alexander Schr?dinger,1887—1961),奥地利理论物理学家。由于对量子力学的贡献,特别是提出了薛
定谔方程,1933年获诺贝尔物理学奖。薛定谔先后在瑞士、德国、英国、爱尔
兰、比利时、奥地利等国多所大学任教,理论物理学成就辉煌。1944年出版著名
的《生命是什么?》(What is Life?)一书,最早描绘了生物体遗传密码,对
后来几位著名科学家像沃森、克里克和威尔金斯早年学习期间影响很大。——译
者
[2] 奥斯瓦尔德·艾弗里(Oswald Theodore Avery,1877—1955),美国
医学家、分子生物学和免疫化学先驱。在20世纪40年代以前,大多数有影响的遗
传学家都认为蛋白质是遗传物质,而艾弗里和他的同事在1944年证明了纯化的DNA
能使肺炎球菌的一种性状转化为另一种性状,即证明了DNA才是遗传物质。——译
者
[3] 罗塞塔石碑(Rosetta Stone)是1799年在埃及尼罗河口罗塞塔城郊发
现的古石碑,上面刻有古埃及象形文字、埃及俗体古文和希腊文三种文字,对现
代人了解古埃及象形文字具有关键作用。——译者3
正是威尔金斯首先激发我去关心DNA的X射线工作。那是1951年春
天,在那不勒斯[1]举行了一个关于活细胞大分子结构的小型科学会
议,当时我还不知道有克里克这么一个人。其实,自从我在欧洲以博
士后研究员身份学习生物化学以来,我就已经关注了不少DNA的工作。
我对DNA的兴趣源于想要了解基因是什么这一念头,早在我还是大学高
年级学生时就已开始。后来,在印第安纳大学研究院时,我希望不必
学习任何化学知识就能解决基因问题。这种想法部分是由于我的懒
惰,作为芝加哥大学的学生,我的兴趣主要在鸟类,并且设法免修任
何化学或物理学课程,哪怕看上去只有中等难度。说实话,印第安纳
大学的生物化学家鼓励我学了一点有机化学,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。打发一个无知的博士
生,总比冒另一次爆炸的危险要安全一些。
就这样,我再也没有学过化学,直至我去哥本哈根,与生物化学
家卡尔喀[2]一起做我取得博士学位后的研究工作。出国留学最初看来
可以圆满地解决我对化学的无知,这是我的导师替我想出来的办法。
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[3]。
卢里亚明确地表示厌恶大部分化学家,尤其是在纽约喧嚣的闹市区中
那些形形色色的竞争者。显然卡尔喀是个颇有教养的人物,卢里亚希
望我同这位文明的欧洲大陆人在一起能学到做化学研究的必要知识,而不必与那些唯利是图的有机化学家打交道。
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流传着这样的猜测,即病毒就
是赤裸基因的一种形式。果真如此,研究病毒的性质就是了解什么是
基因以及它如何复制的最好方法。这样,鉴于最简单的病毒是噬菌体,在1940—1950年之间涌现出一批科学家(噬菌体研究小组),他
们希望通过研究噬菌体最终弄清楚基因是怎样控制细胞遗传的。领导
这个小组的是卢里亚和一位德国出生的朋友——理论物理学家德尔布
吕克[4],当时加州理工学院的教授。德尔布吕克一直希望仅仅用遗传
学方法就能解决这个问题,而卢里亚却常常考虑到或许只有当一个病
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,当你还不清楚一种东西的属性时,就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——他的第一个勤奋治学的学生——送到一个化学
家那里去学习。
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是DNA(另一半是蛋白
质),但艾弗里的实验似乎说明DNA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,当时对于DNA的化学知识了解得还很少,仅有少数几位化学家在做
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。于是,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,化学与遗传学技术的结合,最终会真正
推动生物学的进步。
然而他们的计划完全落空了。卡尔喀一点也不能激起我的兴趣。
我发觉自己在他的实验室里对核酸化学仍不感兴趣,正像我在美国时
一样。部分原因在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,卡尔喀虽然很有修养,但他的
英语口音使人觉得颇难理解。不管怎样,我至少听得懂卡尔喀的至交莫勒(O. Maal?e)的英
语。莫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
时研究过的一种噬菌体很感兴趣。他回来以后,放弃了先前研究的课
题,把全部时间都花在噬菌体上了。当时,他是唯一一个研究噬菌体
的丹麦人。因此,对于我和来自德尔布吕克实验室的噬菌体工作者斯
滕特能够到这里同卡尔喀一起做研究工作,莫勒感到十分高兴。不
久,斯滕特和我发现我们两个都常常访问莫勒的实验室,这里离卡尔
喀的实验室有几英里远。有好几个星期,我们两人都同莫勒一道积极
做实验。
开始,我偶尔觉得与莫勒一起做常规的噬菌体工作有点不大合
适,因为我的奖学金明确规定让我跟卡尔喀学习生物化学。从严格的
字面意义上说,我正在违反这一条。而且,到哥本哈根后三个月内我
就要提出下一年的计划。这可不是一件简单的事情,因为我并没有计
划。唯一的妥善办法是再申请跟卡尔喀学习一年的奖学金。如果实说
我不愿学习生物化学是很不妥的。另外,我也看不出当局有什么理由
在同意我延期后却不允许我改变学习计划。于是,我写信给华盛顿,说我希望留在哥本哈根这个富有激励气氛的环境里。如愿以偿,我的
奖学金获批延期。让卡尔喀继续培训我做一个生物化学家还是合理
的,美国奖学金委员会的许多成员认识卡尔喀。
这里还关系到卡尔喀本人的感受。也许他对于我难得在他身边出
现这一点甚为介意。确实,他对很多事情似乎都是漠不关心的;可能
他并没有注意到我不在实验室。幸运的是,这种局面并没有发展到严
重的地步。由于一桩完全料想不到的事件,我心里一下子如释重负。
12月初的一天,我骑自行车去卡尔喀实验室,准备同他进行一次有趣
而又难以交流的谈话。但是,这次我倒觉得卡尔喀的话容易听懂了。
他透露了一些重要的事情:他的婚姻完了,希望离婚。这件事很快就
不是秘密,实验室中的其他人也都听说了。几天之内,事情就很清楚
了,一段时间内卡尔喀的心思不会集中在科学研究上,而这段时间也许会与我待在哥本哈根的时间一样长。因此,他不必教我核酸生物化
学,这显然是上帝安排的好事。我可以每天骑自行车到莫勒的实验室
去。我觉得对奖学金委员会隐瞒一下我的工作地点,显然比勉强卡尔
喀教我生物化学更好些。
再者,有时我对我当时从事的细菌病毒实验也感到十分满意。在
三个月内莫勒和我完成了一组实验,阐述细菌病毒在细菌体内繁衍成
好几百新病毒颗粒的过程。要发表一篇相当不错的论文,数据是足够
了。按照通常的标准衡量,这一年里剩下来的时间不做工作,也不会
被人看作没有成果了。但从另一方面看,我并没有做出任何工作来说
明基因的属性或者它是如何繁殖的。除非我成为一个化学家,否则,我不知道怎样才能进行这方面的工作。
后来,卡尔喀建议我在那年春天到那不勒斯动物实验站去,我欣
然接受了。他决定在那里度过4月和5月。到那不勒斯去是很有意义
的,因为哥本哈根没有春天,待在那里不做事没有意思。另一方面,那不勒斯的阳光倒可能有助于学习海洋动物胚胎发育生物化学。那里
或许也是一个能让我安静阅读遗传学的好地方。如果我对它厌倦了,还可以随便翻翻生物化学教科书。于是,我毫不犹豫地写信到美国
去,请求允许我陪卡尔喀去一趟那不勒斯。华盛顿发回了一封令人愉
快的许可信,祝愿我一路顺风。信中还附有一张两百美元的支票作为
我的旅费。这使我多少有点感到自己不大诚实,因为我仅仅是为了那
不勒斯的明媚阳光而动身的。
[1] 那不勒斯(Naples)是意大利南部一海港,旅游胜地。——译者
[2] 赫尔曼·卡尔喀(Herman Moritz Kalckar,1908—1991),生物化学
家。二战期间在美国多所大学从事研究工作,战后回到哥本哈根建立了新的实验
室开展核苷和核苷酸代谢研究,1958年又到美国的几所著名大学任教直至退休。
——译者
[3] 萨尔瓦多·卢里亚(Salvador Luria,1912—1991),分子生物学家。
在罗马大学进修时熟悉了德尔布吕克关于基因的理论,开始从事噬菌体的研究工
作。1943—1950年任印第安纳大学微生物学教授,他的第一个博士研究生就是沃森。他与德尔布吕克、赫尔希因研究噬菌体的先驱工作于1968年获诺贝尔生理学
医学奖。——译者
[4] 马克斯·德尔布吕克(Max Delbrück,1906—1981),德裔美国物理学
家、生物物理学家、分子生物学家,噬菌体小组的领导人之一。1930年在德国哥
廷根大学获理论物理学博士学位,1937年移居美国,研究兴趣转向生物学,在加
州理工学院生物学分部从事果蝇的遗传学研究,同时开始对细菌及其病毒——噬
菌体进行研究。1942年起他和卢里亚及赫尔希合作研究噬菌体,并由于这方面的
成就共同获得1969年诺贝尔生理学医学奖。受德尔布吕克生命的物理基础的思想
影响,薛定谔撰写了名著《生命是什么?》。——译者4
威尔金斯也不是纯粹为了科学而去那不勒斯的。他从伦敦去那里
的旅行是他的老板兰德尔[1]教授的意外恩赐。按计划,兰德尔应该去
参加这次关于大分子的会议,并且发表一篇论文阐述在他新建的生物
物理实验室做的工作。后来,他发觉自己工作太重了,就决定派威尔
金斯代替他去。如果一个人也不去,对他在国王学院的实验室来说也
是很不光彩的,因为已从国库动用了一笔可观的款项资助他的生物物
理学研究,而那时一直有人认为这种资助是竹篮子提水一场空。
在这次意大利的会议上,并没有要求与会者准备洋洋洒洒的发
言。这种集会只不过是按惯例请来几个听不懂意大利语的外宾以及许
多意大利人。会议的通用语言是英语,讲得太快的时候那些意大利人
几乎没有一个能听懂。到一些观景场所或寺院去的一日游就成了每次
会议的高潮。这样,除了在会上发表一些陈词滥调外,几乎很少其他
内容。
威尔金斯到达时,我已经坐立不安,急于想回北方去了。卡尔喀
这次把我引入了歧途。在那不勒斯的头六周,我经常感到很冷。重要
的是没有中央供暖设备,所以不管官方规定的温度是多少也无济于
事。无论是在动物学实验站或是在一幢19世纪六层建筑顶楼我那个破
烂房间里,都没有任何取暖设备。如果我对海洋动物有一丁点兴趣,恐怕我也会做些实验。因为做实验活动活动身体总比坐在图书馆里把
脚跷在桌子上要暖和一点。有时卡尔喀俨然摆出一副生物化学家的姿
态演讲,我就紧张不安地站在一边,有几天我甚至能听得懂他讲的是
什么。然而,不管我听得懂或听不懂都是一样的,在他的头脑里,基
因从来不占主导地位,甚至连边也不沾。我的大部分时间都用来在大街上溜达,或者阅读早期杂志上有关
遗传方面的论文。有时候,我白日做梦似的想着发现基因的奥秘,但
是从来也未曾有过一丁点像样的想法。因此,在这里一事无成的忧虑
心情就越来越重了。尽管我知道我并不是到那不勒斯来工作的,可是
这并未使我感到一丝宽慰。
我抱有一线希望也许可以从生物大分子结构会议上得到点好处。
我虽然对结构分析领域中处支配地位的X射线衍射技术一窍不通,但还
是很乐观地认为口头讨论总比阅读杂志上的专业文章更容易理解;这
些文章我总是读不进去。我对将由兰德尔做的关于核酸方面的报告特
别感兴趣。那个时候,几乎还没有发表过任何文章论述核酸分子的三
维空间构型。[2]因此,这件事使我对学习化学缺乏兴趣。既然化学家
们对核酸也讲不透彻,我又何苦兴致勃勃地学习那些枯燥乏味的化学
知识呢?
当时的知识水平不能为核酸结构提供任何真正的新启示。关于蛋
白质和核酸三维空间结构的许多说法都是空话连篇。这方面的工作虽
然已经进行了15年之久,但即使不是全部也至少有大部分论据仍然软
弱无力。一些满怀信心提出来的想法,看来都是某些晶体学家异想天
开的杰作。他们喜欢置身于自己的想法不会轻易被人否定的境界里。
由于包括卡尔喀在内的所有生物化学家实际上都不能理解X射线工作者
的观点,因此我听不懂并不觉得有什么不自在。为了听懂这些胡言乱
语而学习复杂的数学方法是没有意义的。所以,我的老师中没有人想
到过,在我得到博士学位以后,竟会和一个X射线晶体学家一道工作。
不管怎样,威尔金斯并没有使我失望。事实上他是否代替兰德尔
都是一样的,反正他们两个我都不认识。他的演讲绝非空洞无物,同
其他人的发言相比是非常突出的。其他发言有的根本就同这次会议的
内容毫不相干。幸亏那些发言是用意大利语讲的,因此,外国客人溢
于言表的厌烦情绪并不算失礼。还有几个发言人是欧洲大陆的生物学
家,也是当时动物学实验站请来的客人,他们在发言中只不过简短地提了一下生物大分子而已。对比之下,威尔金斯那些DNA的X射线衍射
图可谓正中要害。在他的演讲接近尾声时,那张衍射图才放映在屏幕
上。这时威尔金斯干巴巴的英语并没有引起热烈的反应,他说,这张
图比以前几张显示得更为清晰,事实上可以看作一种结晶DNA的X射线
照片。而DNA的结构一旦揭晓,我们就可以更好地理解基因如何起作用
了。
突然之间,我对化学产生了很大的兴趣。在威尔金斯讲演以前,我就担心,基因可能是异常不规则的。然而,现在我知道基因是能够
结晶的,因此它一定具有一种能用简单方法测定的规则结构。于是我
期望着与威尔金斯一起做DNA工作。他讲演以后,我就设法去找他。或
许,他知道的东西比他的讲演内容更丰富些。一般来讲,如果一个科
学家不能绝对肯定他自己是正确的话,那么他当众演说便会犹豫。可
是,我没有机会和他交谈,威尔金斯已经不知去向了。
直到第二天我才有了与威尔金斯认识的机会。这一天,所有与会
者都到佩斯塔的希腊神庙去游览。在等公共汽车时,我开始和他搭讪
并解释我对DNA是多么感兴趣。还没等到从威尔金斯那里打听到什么,我们已不得不上车了,而我也要去陪刚从美国来到这里的妹妹伊丽莎
白(Elizabeth)。在神庙里,我们全分散了。再次找到威尔金斯的时
候,我察觉到我很可能快要交上好运了。因为他已经注意到我妹妹非
常漂亮,很快他们就在一起吃午饭了。对此,我感到莫大的高兴。多
年以来,我曾闷闷不乐地看着一群纨绔子弟追求伊丽莎白。现在突然
来了别的可能性,她的生活方式或许能够改变。我不必再眼看着她注
定嫁给一个智力低下的家伙。而且,如果威尔金斯真的爱上了我妹
妹,那么我将免不了跟他那些DNA的X射线工作密切结合在一起了。然
而他表示歉意之后就走开了,独个儿坐在一旁,这并未使我感到失
望。威尔金斯显然很懂礼貌,他可能觉得我和伊丽莎白有话要说。
但是,当我们一回到那不勒斯,我想跟他合作的壮丽白日梦就化
为泡影了。威尔金斯只是漫不经心地点点头,就径自回他的旅馆去了。无论我妹妹的美貌还是我对DNA结构的浓厚兴趣都未能使他落入圈
套。我们的命运看来不在伦敦。于是我就动身返回哥本哈根了,并且
不愿再去多想生物化学的前景。
[1] 约翰·兰德尔(John Turton Randall,1905—1984),英国物理学
家、生物物理学家。二战后任伦敦国王学院物理学教授,医学研究委员会任命他
为新建的生物物理单位负责人,一批优秀的物理学家如威尔金斯、富兰克林、戈
斯林、斯托克斯和威尔逊等应聘到这个实验室,从事DNA的X射线衍射分析工作。
兰德尔曾经拒绝克里克加入实验室的申请,这当然是国王学院的一大损失,也是
卡文迪什实验室的幸运。——译者
[2] 实际上,阿斯特伯里早期发表过一篇关于DNA的X射线衍射分析的文章,当时沃森还不知道。——译者5
我尽力忘记威尔金斯,但却忘不了他的DNA照片。一把有可能解开
生命奥秘的钥匙总不能从我的头脑中抹去。我还不能解释它,这一点
并不使我烦恼。设想自己功成名就,肯定比做一个从来没有冒险精神
的受压抑学究要好得多。鲍林部分解决了蛋白质结构问题,我也曾被
这个激动人心的传闻所鼓舞。我在日内瓦听说了这个消息。在那里我
待了几天,跟瑞士噬菌体学者韦格尔(J. Weigle)讨论问题,他在加
州理工学院工作了一个冬天之后刚刚回去。韦格尔离开加州以前,曾
去参加过鲍林宣布这个消息的讲演会。
鲍林以他演戏似的惯用方式进行讲演,活像一个终身从事戏剧演
出的行家。他的模型图盖着一块帷幕,直到演讲快要结束时,他才骄
傲地展示了他的最新创作。这时鲍林目光炯炯地解释起他的模型——
α螺旋——无与伦比的各种特征。这次炫耀的表演,正像他所有的精
彩表演一样,使在座的许多青年大学生兴高采烈。全世界恐怕再没有
哪一个人像鲍林那样能抓住听众的心。他那奇妙的头脑与有感染力的
露齿微笑结合得无懈可击。他的许多教授同事怀着复杂的心情观看着
他的表演。鲍林在示范讲台上跳上跳下并挥舞着他的手臂,活像一个
魔术师要把一只兔子从靴子里掏出来。他的同事们对此感到有失体
统,只要他略微表示出哪怕一点点谦虚,他的观点也许更容易被人接
受。由于他表现出的坚定自信心,即使他在胡说八道,那些着了迷的
大学生也都被蒙在鼓里。他的许多同事正在袖手旁观,等待着有朝一
日他会在关键问题上栽跟头,而落得一个嘴啃泥。
但是,韦格尔那时无法告诉我鲍林的α螺旋是否正确。他不是X射
线晶体学家,不能从专业角度对这个模型进行评价。然而,他的一些
在结构化学方面训练有素的年轻朋友们却认为α螺旋看来还是挺不错的,他们都认为鲍林是对的。果真如此,鲍林就再次取得了一项非常
重要的成就。对于生物学中极为重要的大分子结构,他可能是提出完
全正确见解的一位先驱。他或许拥有某种适用于研究核酸的新颖技
术。韦格尔记不起鲍林到底有什么特别好的方法。他能告诉我的事
情,充其量不过是有一篇关于α螺旋的论文不久即将问世。
我回到哥本哈根时,刊登着鲍林论文的杂志已从美国寄到。我很
快看了一遍,接着又立即重读了一遍。其中的大部分论述都让我摸不
着头脑,所以对他的论点我只能了解一个梗概。我当然无法判断它讲
得是否有道理。我唯一敢肯定的就是他的文章写得非常优雅。几天以
后,下一期杂志到了,这一期又刊载了鲍林的文章,达七篇之多。这
些文章仍然写得令人眼花缭乱,充斥着华丽的辞藻。其中的一篇开头
这样写道:“胶原是一种很有趣的蛋白质。”这种写法引得我开始琢
磨,如果我解决了DNA的结构,撰写论文时开头该如何措辞。“遗传学
家对基因很感兴趣”,这样的写法大概可以将我的思路与鲍林的思路
区别开来。
那么,什么地方可以学习分析X射线衍射图呢?我开始为此发愁。
到加州理工学院去吧,恐怕不合适,因为鲍林太伟大了,他不会浪费
时间去教一个缺乏数学修养的生物学家。可是,我又不愿到威尔金斯
那里去再次遭受冷遇。这样一来,就只能去英国剑桥了。我知道剑桥
有一个名叫佩鲁茨的人,他对生物大分子尤其是血红蛋白的结构很感
兴趣。于是我给卢里亚写信诉说我新近入迷的爱好,问他能否想法把
我安排到剑桥实验室去。出乎意料,这件事竟然完全不成问题。接到
我的信后不久,卢里亚就去参加在安阿伯(Ann Arbor)召开的一个小
型会议。在那里他遇到了佩鲁茨的合作者肯德鲁[1],当时他正在美国
长期逗留。更幸运的是,卢里亚对肯德鲁有很好的印象。肯德鲁像卡
尔喀一样,举止文雅,颇有教养;此外,他还支持工党。而且,当时
剑桥实验室缺人,肯德鲁正在物色对象同他一道研究肌红蛋白。于是
卢里亚向他保证说我正好合适,并且立即告诉了我这个好消息。当时正值8月初,刚好是我原来的奖学金就要满期的前一个月。这
就意味着要给华盛顿写的信不能再拖下去了,应该让他们知道我改变
学习计划的事。但是,我仍然决定等到剑桥实验室正式允许我去时再
说。事与愿违的情况毕竟总有可能发生。等我亲自和佩鲁茨谈过话后
再写这封难写的信,这样会比较慎重,那时候我就能更详尽地说明我
希望在英国完成的任务。我并没有立即离开哥本哈根,而是又回到了
实验室。我当时做的一些实验按照二等标准看来还算马马虎虎说得过
去。我之所以留下来,更重要的原因是小儿麻痹症国际会议即将在此
召开,很多噬菌体工作者将到哥本哈根参加会议。德尔布吕克当然是
其中的一员,而因为他是加州理工学院的教授,关于鲍林最近搞的新
玩意儿他也许会有更多的消息。
然而,德尔布吕克并没有告诉我更多的新东西。他认为,α螺旋
即使正确也谈不上有任何生物学意义;看来他对此不屑一谈。甚至在
我对他说确有一张出色的DNA的X射线照片后,他也毫无反应。因为小
儿麻痹症国际会议召开得盛况空前,我就顾不上为德尔布吕克这样独
具一格的坦率而感到沮丧。几百名代表光临后,他们就可享用部分由
美国出资供给的大量免费香槟酒,借以缓和一下国际隔阂。接连一
周,每晚都有招待会、宴会以及去海滨酒吧间的夜半旅行等。这是我
生平第一次享受奢侈的生活。在我的心目中,这种生活和腐朽的欧洲
贵族社会是联系在一起的。由此,在我的头脑中油然产生了一个重要
概念:科学家的生活不仅在智力活动方面是丰富多彩的,而且在社交
活动方面也可能是津津有味的。于是,我就兴致勃勃地动身到英国去
了。
[1] 约翰·肯德鲁(John Kendrew,1917—1997),英国晶体学家、生物化
学家。他在卡文迪什实验室用X射线衍射法测出了肌红蛋白的空间结构,最后和他
的导师佩鲁茨于1962年共获诺贝尔化学奖。——译者6
午饭后我就到佩鲁茨的办公室,和他见了面。肯德鲁还在美国,但是我到那里并非出人意料。肯德鲁曾寄回一封短信说,明年有一位
美国生物学家要来和他一起工作。我告诉佩鲁茨,我对X射线衍射技术
一窍不通。他叫我放心,并向我保证说做这类工作并不需要高深的数
学知识,他和肯德鲁在大学里都是学化学的。我应该做的就是读一本X
射线晶体学教科书。这样,我就能获得足够的理论基础知识,去拍摄X
射线照片。举个例子,佩鲁茨对我讲了验证鲍林α螺旋模型的简单思
路。只花一天时间就能拍到关键性的照片证实鲍林的预见。当时我根
本就没有听懂佩鲁茨的话,甚至连晶体学最基本的布喇格定律也一无
所知。
随后,我和佩鲁茨出去散步,谈到来年可能做的工作。当他知道
我是从火车站直接到实验室来的,还没有观光过剑桥的任何学院时,他改变了我们散步的路线,带我穿过英王学院后院,来到三一学院的
大院。我还从来没有见过如此壮观的建筑物。如果我以前曾经有过放
弃生物学家的安闲生活这种打算的话,如今全都烟消云散了。因此,当我朝一些阴湿的房屋里偷偷地瞥了一眼,知道其中就是大学生宿舍
时,我也只不过略显沮丧而已。我从狄更斯的小说中知道我是不会遭
受英国人自己都不肯受的那份罪的。后来,当我在耶稣绿地(Jesus
Green)一座二层楼房中找到一间房时,我认为自己已经很幸运了。这
里所处的位置实在太好了,离实验室仅有步行不到十分钟的路程。
佩鲁茨要我见见布喇格爵士。于是,第二天早上我就到了卡文迪
什实验室。佩鲁茨给楼上打了个电话说我已经到了,布喇格爵士从他
的办公室下了楼。他听我谈了几句话后,就和佩鲁茨出去私下嘀咕了
一阵。几分钟后他们又来到实验室,布喇格正式通知我,他已经同意我在他的指导下工作。这是不折不扣的英国方式,我不由暗暗揣摩着
布喇格这尊白胡子偶像,恐怕现在每天总是坐在伦敦各大俱乐部如雅
典神殿[1]里消磨着他的大部分时间。
我从来想不到我会和这位年迈德昭的老古董有所接触。布喇格由
于在第一次世界大战前创立了他的定律而享有崇高的威望。因此,我
猜想他必定已处于实际退休的地位而不会关心基因了。对布喇格爵士
接受我在他那里工作,我有礼貌地表示了感谢。接着,我对佩鲁茨说
我会在三周内回到剑桥,刚好赶在秋季学期开始前。于是,我返回哥
本哈根收拾一下我仅有的一点衣物,并告诉卡尔喀我交上了好运,这
就要成为一个X射线晶体学家了。
卡尔喀非常合作,他给华盛顿奖学金办公室发了一封信,说他热
情赞同我改变学习计划。同时,我也给华盛顿写了一封信,向他们透
露了我那时在丹麦做的病毒增殖生化实验不管怎么说都是意义不大
的。我深信传统的生物化学不能告诉我基因是如何起作用的,所以我
打算放弃学习生物化学了。我还说我如今知道X射线晶体学是遗传学的
关键,因此请求把我的学习计划改到英国剑桥去。这样,我就能够在
佩鲁茨实验室学习如何从事X射线晶体学方面的研究。
我知道在得到批准前留在哥本哈根没有意义。待在那里浪费时间
简直可以说是荒唐的。前一周莫勒已经动身到加州理工学院工作去
了,他将在那里待一年。我对卡尔喀式的生物化学研究也仍旧丝毫不
感兴趣。按手续程序说,立即离开哥本哈根当然不是名正言顺的。但
从另一方面说,我的要求恐怕也不能拒绝,因为大家都知道卡尔喀那
时正处于一种不安定的状态。华盛顿奖学金办公室必然会猜出我不愿
意在哥本哈根待太长时间。我如果直截了当地写信说卡尔喀不常在他
的实验室恐怕不但有失体统,而且也多此一举。
自然,我根本没有料到会收到一封不同意我到剑桥去的信。我回
到剑桥十天后,卡尔喀转来了令人心灰意冷的消息。这封信寄到了我
在哥本哈根的住处。奖学金委员会认为X射线晶体学实验室对我不合适,因此不同意我去。由于我不能胜任晶体学工作,这封信要我重新
考虑我的学习计划。然而,奖学金委员会乐意支持我转到斯德哥尔摩
的卡斯佩松(Caspersson)细胞生理学实验室去。
引起麻烦的根源是很明显的。奖学金委员会的领导人已不是卡尔
喀的朋友克拉克(H. Clarke)了,这位好心的生物化学家正准备从哥
伦比亚大学退休。我的信落到了新主席手里,这位新主席在指导青年
人方面积极性很高。我否认生物化学能给我带来什么好处,说得有些
过分了。对此新主席很不耐烦。于是,我写信向卢里亚求救。他和新
主席有点交情,如果能说清楚我改变学习计划的理由,新主席也可能
改变他的决定。
起先,种种迹象说明卢里亚的介入可能会使事情得到妥善解决。
卢里亚寄来一封信说,假如我们能表示以前的想法欠妥的话,问题就
可以顺利解决。这封信使我振奋起来,我打算写信给华盛顿说我要去
剑桥的主要原因是因为马卡姆(R. Markham)在那里。马卡姆是从事
植物病毒工作的英国生化学家。当时我跑到马卡姆的办公室,对他说
他可能将收到一名决不会在他的实验室里把实验仪器弄得叮当作响而
使他烦恼的模范学生,他对这消息很不以为然。他把这种做法看作是
美国人专走歪门邪道的典型例子。然而,他答应姑息这一拙劣之举。
我确信马卡姆对这件事决不会走漏风声后,就非常谦逊地给华盛
顿写了一封长信,列举了同佩鲁茨和马卡姆在一起工作我能得到的一
些好处。在信的末尾,我开诚布公地申明我已到了剑桥,并且打算一
直待在那里直到华盛顿做出决定为止。我认为申明这一点是诚实的态
度。但是,华盛顿奖学金委员会的新主席不予理睬。一直等到回信寄
至卡尔喀实验室时,事情才算有了点眉目。回信说奖学金委员会正在
考虑我的申请,一旦做出决定,他们就会通知我。支票仍在每月月初
汇到哥本哈根,在那里把支票兑成现钞也不太合适。
很幸运,他们不愿解囊资助我来年做DNA工作只不过引起我的一点
烦恼,还不至于让我囊中羞涩。我在哥本哈根的奖学金津贴是3000美元。这个数字相当于丹麦阔绰大学生生活费用的三倍。支付了我妹妹
新买的两套巴黎时髦服装的费用后,我还剩下1000美元,这些钱足够
我在剑桥待一年。在剑桥居住不到一个月,我的女房东就把我撵出来
了,这样倒是帮了我的忙。我的主要罪过是在晚上九点后回去没有脱
掉鞋子,这时她的丈夫已经睡了。还有,我偶尔忘掉在这个时候不能
放水冲洗马桶的禁令。更糟的是,我在晚上十点以后还要外出,而这
时剑桥所有商店都关门了。我出去干什么,很值得怀疑。肯德鲁和他
的妻子伊丽莎白(Elizabeth)这时对我帮助很大,他们把网球场路
(Tennis Court Road)他们住的一栋房子中的一个小房间让给我住,几乎不收租金。这房间潮湿得令人难以置信,仅有一个老掉牙的电炉
取暖。然而,我很乐意地接收了下来。虽然在这里容易感染肺结核,但和朋友住在一起比我这时去找别的宿舍住要好得多。于是,我欣然
决定住在网球场路,一直到我的经济状况好转为止。
[1] 雅典神殿(the Athenaeum)是建立于1824年的私人俱乐部。18世纪起
伦敦涌现了大量这样的绅士俱乐部,雅典神殿则是其中的最高殿堂,会员数量有
限,是地位的象征,一开始多是富贵阶层人士,也招收一些在科学文艺等领域有
巨大成就的精英。——译者7
从我到实验室的第一天起,我就知道我在相当长的时期内不会离
开剑桥。要走才是愚蠢的行为,因为我很快发觉自己和克里克谈得很
投机。在佩鲁茨的实验室里居然能找到一位懂得DNA比蛋白质更重要的
人,真是三生有幸。这样,我就不必花费很多时间学习蛋白质X射线分
析技术了。这对我来说,真是如释重负。在午餐时,我们的交谈很快
就集中在基因是如何组合到一起的。在我到达后的几天之内,我们就
知道要干些什么了:模仿鲍林,师其长技以制之。
鲍林在多肽方面的成就自然而然地提醒了克里克,用同样的方法
也可以解决DNA的结构问题。但是,如果他周围没有人认识到DNA乃是
万物之本的话,他与国王学院实验室在人事关系方面存在的麻烦就会
使他不能开展DNA的工作。而且,即使血红蛋白不算是宇宙的中心,克
里克在卡文迪什实验室的两年也不能说是无所作为。当时,在蛋白质
方面不断涌现出许多问题,很需要有人集中精力去创立学说。但如今
有我在实验室里,老想同他讨论基因,克里克再也不必把有关DNA的问
题束之高阁了。即使这样,他也不打算放弃对实验室内其他问题的兴
趣。要是他一周仅花费几个小时考虑DNA,并帮助我解决一两个非常重
要的问题,我想也不会有人介意。
这样,肯德鲁很快就看出我不大可能帮他解决肌红蛋白的结构问
题。当初,由于他无法获得马的肌红蛋白大晶体,就希望我能有什么
绝招帮他解决这个问题。但是,他很容易就可以看出我的实验技术不
如那位瑞士化学家熟练。我到剑桥大约两周后的一天,为了制备新的
肌红蛋白,我们到一家屠宰场去取马的心脏。如果我们运气好,便可
以把马的心脏立即冷冻起来使其免遭破坏,从而避免肌红蛋白不能结
晶。但是,后来我用了九牛二虎之力想要获取晶体,其结果并不比肯德鲁做的成功。这在某种意义上说,倒是帮了我的忙。如果结晶成功
的话,肯德鲁可能就会继续派我做蛋白质X射线衍射工作了。
于是,我和克里克每天至少交谈几个小时,这件事并没有遭到非
议。整天绞尽脑汁、苦苦思索即使对克里克来说也是吃不消的。当他
对一些方程式不得其解的时候,常常向我问及噬菌体方面的知识。其
他时间,克里克就用晶体学武装我的头脑。这些知识通常是需要耐心
阅读专业杂志才能获得的。特别重要的是,我们需要认真讨论鲍林是
怎样发现蛋白质α螺旋的。
不久,有人对我说鲍林的成功也很平常,并不是复杂的数学推理
的结果。在他的文章里间或有方程式出现,但在大多数情况下用语言
叙述也就足够了。鲍林成功的关键在于他运用了结构化学的简单定
律。他发现α螺旋并不是仅仅靠研究X射线衍射图谱。相反,其主要方
法是探讨原子之间的相互关系。不用纸和笔,他的主要工具是一组分
子模型,这些模型表面上看来与学龄前儿童的玩具非常相似。
因此,我们看不出为什么我们不能用同样的方法解决DNA结构的问
题。我们只要制作一组分子模型,摆弄起来就行了——幸运的话,DNA
结构也许是一种螺旋型,而任何别的构型都太复杂了。在没有排除答
案是简单的这种可能性以前,就担心问题很复杂,那是非常愚蠢的。
要是鲍林只在杂乱无章的探索中寻找答案,他就不会取得任何成果。
与克里克头一次交谈,我们就假定DNA分子含有大量以规则形式直
线排列的核苷酸。我们这样的推理仍然部分基于简明性这一点上。虽
然附近托德[1]实验室的有机化学家认为这是核酸的基本排列方式,但
那时他们还远远不足以用化学方法证明所有核苷酸之间的键都是一样
的。然而,如果DNA分子中的核苷酸不是以规则形式直线排列的话,我
们就不能理解DNA分子怎么能堆积在一起而形成威尔金斯和富兰克林所
研究的晶体聚合体。因此,除非我们今后没有任何进展,最好的办法
可能就是把DNA的糖和磷酸骨架视为非常规则的序列,从而找到一种螺
旋式的三维空间构型,其中所有的基本结构都具有同样的化学环境。我们很快就认识到,解决DNA结构比解决蛋白质的α螺旋更复杂
些。在α螺旋中,单一的多肽链(氨基酸的集合)通过自身基团之间
的氢键折叠成螺旋。但是威尔金斯曾对克里克说过,DNA分子的直径比
单独一条多核苷酸链(核苷酸的集合)的直径要大些。因此,他认为
DNA是一个复杂的螺旋,其中包括几条彼此绕在一起的多核苷酸链。果
真如此的话,在开始认真建造模型前,必须弄清楚多核苷酸链之间究
竟是通过氢键、还是通过与负电性磷酸有关的盐键维系在一起。
由于DNA含有4种不同的核苷酸,问题更加复杂化了。在这个意义
上,DNA并不是一种规则的分子,而是一种高度不规则的分子。但是,4种核苷酸并不是完全不同的。每种核苷酸都含有相同的糖和磷酸,独
特之处在于它们的含氮碱基。这种含氮碱基要么是嘌呤(腺嘌呤和鸟
嘌呤),要么是嘧啶(胞嘧啶和胸腺嘧啶)。而且,由于核苷酸之间
的联结仅与糖和磷酸有关,因此,我们假设相同的化学键联结所有核
苷酸。于是,在建造分子模型的过程中,我们假定糖和磷酸骨架是相
当规则的,而其中的碱基序列是很不规则的。很明显,如果碱基序列
总是一样的话,那么所有的DNA分子就都相同,也就不存在基因的多样
性了。1951年托德研究小组设想的一段DNA结构。他们认为,所有核苷酸
之间的磷酸二酯键都是由一个糖的5位碳原子与相邻核苷酸的3位
碳原子相联而成的。作为有机化学家,他们关心的是原子如何联
结在一起,这就对晶体学家提出了原子的三维空间构型问题。1951年,DNA中4种碱基常常表示为以上化学结构式。因为没有标
出五元环和六元环的电子,每种碱基皆呈厚度为3.4埃[2]的平面。
在没有借助X射线衍射资料的条件下,鲍林解决了蛋白质的α螺旋
结构。但他知道那些X射线衍射资料的存在,在一定程度上也考虑到了
这一点。有X射线衍射资料作依据,各种各样可能的多肽链三维空间构
型很快就被淘汰掉了。现在,我们借助精确的X射线衍射资料,将能更
快地解决更加微妙的DNA结构。仅仅考查一下DNA的X射线衍射图片,就
能避免一开始走上歧途。幸运的是,现有的出版文献中已经能看到一
种半理想状态的DNA图片。这是英国晶体学家阿斯特伯里[3]五年前拍
摄的,我们拿来派上了用场。当时,要是能得到威尔金斯手里更加漂
亮的图片,我们可能会节省半年到一年的时间。但图片是威尔金斯
的,我们无法得到。这实在使人伤透脑筋,但也无可奈何。要搞到这张照片,除了和他商量以外别无他法可想。我们感到惊
奇的是,克里克竟毫不费力地说服威尔金斯到剑桥来度周末。在这
里,用不着勉强,威尔金斯就接受了DNA结构是螺旋型的观点。这在当
时不仅是一种明朗化了的猜测,威尔金斯在剑桥的一次夏季讨论会上
也已经使用了“螺旋”这个名词。那是在我第一次到达那里的六周以
前,他曾经把那些DNA的X射线衍射图片拿出来展示过。那些图片显然
在子午线上没有任何反射迹象。他的理论家同事斯托克斯(A.
Stokes)告诉他,这个现象是与螺旋结构相符合的。根据这个观点,威尔金斯猜想有3条多核苷酸链形成DNA的螺旋结构。
我们相信,利用鲍林建造模型的方法,DNA的结构问题很快就会解
决,但是在这一点上威尔金斯同我们的看法不一致。他认为至少还需
要更多的X射线衍射资料。我们平时的闲聊倒是常常涉及富兰克林,因
为来自她那里的麻烦与日俱增。她坚持认为,就是威尔金斯本人也不
应该再拍更多DNA的X射线衍射照片了。威尔金斯设法缓和同富兰克林
的紧张关系,结果做了蚀本生意。他把用在初始工作上的所有好的结
晶DNA都交给了富兰克林,并同意自己的研究仅限于其他DNA,后来他
才发现这种DNA不能结晶。
后来事态竟然发展到富兰克林不愿把她的最新工作成果告诉威尔
金斯。威尔金斯了解到事情真相最早可能是在三周之后,11月中旬。
那时富兰克林计划开一个关于她过去半年工作的报告会。威尔金斯欢
迎我出席富兰克林这场讨论,我听了当然很高兴。这是我第一次真正
有了学习X射线晶体学的动力:我可不希望自己听不懂富兰克林的发
言。
[1] 亚历山大·托德(Alexander Todd,1907—1997),英国苏格兰化学
家、生物化学家,因为对核苷、核苷酸和核苷酸辅酶的结构和功能的研究于1957
年获诺贝尔化学奖。——译者
[2] 1埃=10-10米。——译者
[3] 威廉·阿斯特伯里(William Astbury,1998—1961),英国物理学
家、分子生物学家。早年在剑桥大学基督学院学习物理学,毕业后在伦敦大学学院师从布喇格。1937年瑞典科学家卡斯佩松送了他一些小牛胸腺DNA。阿斯特伯里
发现这种DNA的X射线衍射图中每个碱基呈平面堆集,间距为0.34纳米(“B型”
DNA中碱基间距是0.332纳米)。这是世界上第一张比较好的DNA的X射线衍射图。
——译者8
出乎意料,还不到一周,克里克对DNA的兴趣突然一落千丈,这是
因为他决定要指责一位忽视他观点的同事。这位受指责者不是别人,正是布喇格教授。这件事发生在我到那里不足一个月的时候,是一个
星期六的上午。前一天佩鲁茨把布喇格爵士和他本人阐述血红蛋白分
子形状的一份手稿交给了克里克。克里克快速看过内容后大发雷霆,因为他发现,其中有些论述所依据的理论观点他大约在九个月之前就
提出来了。更糟的是,克里克记得他曾兴高采烈地把这些观点告诉过
实验室里所有的人。然而,文中竟没有提及他做出的成绩。他立即跑
到佩鲁茨和肯德鲁那里,告诉他们这种蛮横的做法是不能容忍的。随
后又急匆匆地跑到布喇格办公室,想要求布喇格向他道歉,至少要向
他做出解释。但事不凑巧,布喇格那时在家里,克里克只得等到第二
天上午再谈这件事。遗憾得很,这样一耽搁并不能帮助双方弄清事实
真相。
布喇格爵士断然否认自己了解克里克以前的想法,有人传说他偷
偷用了其他科学家的观点,这使他受到莫大的侮辱。而克里克则认为
无法相信布喇格迟钝到如此地步,居然不了解他常常提起的观点。克
里克是这样想的,对布喇格也是这样说的。同布喇格再交谈下去已不
可能了,于是不到十分钟他就离开了布喇格的办公室。
在布喇格看来,这次见面就像是压垮他与克里克之间关系的最后
一根稻草。原来,几个星期以前,布喇格来到实验室,正为了前一天
晚上的一个想法而非常激动,后来他和佩鲁茨共同写论文时把这个想
法写了进去。他把这个观点告诉佩鲁茨和肯德鲁时,克里克恰好也在
那里。令布喇格不快的是,克里克非但没有立刻接受这种解释,反而
申明要马上离开去检验一下布喇格究竟是对还是错。布喇格听了火冒三丈,血压升高起来,生气地回家去了。他也许把这个爱肇事的孩子
所干的蠢事告诉了他的妻子。
最近发生的这场争论对克里克来说简直是个灾难。他回到实验室
后,显得神情不安。布喇格在打发克里克离开他的办公室时,生气地
告诉他,他的博士课程完成以后,布喇格要慎重考虑克里克能否继续
留在自己的实验室工作。克里克显然是提心吊胆的,因为他再过不久
也许必须另找一个新的工作岗位。那天的午饭我们是在克里克常去的
老鹰酒馆(the Eagle)吃的,气氛很压抑,也没有往日的笑声阵阵。
克里克的担忧不是没有道理的。他深知自己精明能干,还有些与
众不同的观点,但并没有显著的学术成就,还没有获得博士学位。他
出身于一个富裕的中产阶级家庭,在米尔希尔(Mill Hill)念书,后
来到伦敦大学学院(UCL)学习物理。战争爆发时,他已开始攻读高级
学位。同所有其他英国科学家一样,他参加了战争,并加入了英国海
军科学组织。在那里他精神抖擞地工作着,虽然许多人对他滔滔不绝
的议论感到不满,但出于打赢战争的考虑,他毕竟在生产精巧的磁性
水雷方面立下了汗马功劳。因此,人们就不去计较他的唠叨。但战争
一结束,他的一些同事觉得再没有理由将他永久留下来了。有那么一
段时间,他认为自己未来在科学应用领域中全无用武之地。
克里克对物理学已经心灰意冷,并决定转而搞生物学。在生理学
家希尔(A. V. Hill)的帮助下,他得到了一笔为数不多的奖学金,1947年秋来到剑桥大学。一开始在斯特兰奇韦斯(Strangeways)实验
室做了些微不足道的纯生物学工作。两年后,他到了卡文迪什实验
室,同佩鲁茨和肯德鲁一起工作。在这里,他再次对科学发生兴趣,并激励自己要为获得博士学位而努力。他被凯斯学院录取为研究生,导师是佩鲁茨。在某种意义上,对于像他这样敢想敢干不满足于论文
中繁琐工作的人来讲,念博士学位是一个负担。但是另一方面,他决
定当研究生也带来了一个意想不到的好处;在他与布喇格闹翻的关键
时刻,因为他还没有获得学位,就很难把他赶走。关系闹僵后,佩鲁茨和肯德鲁急忙跑来援救,并向布喇格说情。
肯德鲁证明克里克先前曾写过关于争论中问题的短文,而布喇格也承
认两人各自独立地产生了相同的想法。这时候布喇格渐渐冷静下来,于是克里克去留的事就悄悄搁置下来。但是,对于布喇格来说,留下
克里克仍然不是易事。有一天,他心情不爽,说克里克使他两耳轰
鸣。他仍然不能确信是否有必要继续留下克里克。布喇格觉得克里克
35年来虚度年华,从未停止过夸夸其谈,几乎没有做出任何有价值的
东西。9
一个从事理论工作的新机会使克里克又重新振作了起来。就在与
布喇格闹翻的几天后,晶体学家范特(V. Vand)给佩鲁茨写了一封
信,谈到螺旋分子的X射线衍射理论。
由于鲍林成功解决了蛋白质α螺旋,当时实验室的兴趣都集中在
螺旋上面。但是,那时还没有一个普遍适用的理论去验证这种新模
型,从而进一步证实α螺旋细节的正确性。范特希望他的理论能起到
这种作用。
克里克很快发现了范特理论中的严重错误。他跃跃欲试,企图建
立一个正确的理论。于是他跑到楼上同卡文迪什实验室晶体学讲师科
克伦(B. Cochran)交谈起来,这是一位矮小斯文的苏格兰人。当时
在剑桥大学搞X射线衍射的年轻学者当中,科克伦是最聪明的一个。虽
然他没有参加生物大分子方面的工作,却总是能为克里克在探索理论
过程中提出自己敏锐的看法。当科克伦告诉克里克某个观点不够完善
或毫无用处时,克里克都很确信那不是出于同行的妒忌心。而这一
次,科克伦相信克里克是对的,因为科克伦自己也独立发现了范特论
文中的错误,并且开始思考正确的答案究竟是什么。几个月来,佩鲁
茨和布喇格一直催促科克伦建立螺旋理论,但他并没有付诸行动。现
在,克里克也发觉了范特的错误,所以科克伦才被迫开始认真思考如
何把他自己的理论用公式表示出来。
在上午的其余时间里,克里克沉默寡言,沉浸于数学公式里。在
老鹰酒馆吃午饭时,他感到一阵剧烈的头痛,因此不能到实验室去,只得回家。他坐在煤气炉前无事可做,觉得无聊,于是又埋头搞起公
式来了。不一会儿,他找到了答案,感到无比高兴。但是他停止了工
作,因为他和妻子奥迪尔(Odile)应邀到剑桥一家较好的酒商马修斯(Matthews)那里去品酒。连日来,他一直兴致勃勃,认为自己受邀
品酒,表明受到了剑桥上层人士的器重,这使他一时忘了那些沉闷傲
慢的绅士们并不待见自己。
他和奥迪尔住在碧斋(Green Door)一个面积不大、房租便宜的
套间。这幢房屋已有几百年历史了。从这里经过桥街(Bridge
Street)就是圣约翰学院。这个顶楼套间只有两个数得上的房间,一
间是起居室,另一间是卧室。至于其他地方,厨房很小,当中最大、最引人注目的就是洗澡盆,此外就没有什么了。房子虽小,但由于奥
迪尔的精心布置,看起来有一种很舒服甚至欢快的感觉。在这里,我
第一次体验到英国知识分子生活的气息,而耶稣绿地上那幢维多利亚
式的房屋就在离此几百码处,在我最早居住的日子里这种生活气息是
一点也没有的。
那时克里克与奥迪尔结婚已经3年了。克里克第一次婚姻的日子不
长,有过一个男孩,叫迈克尔(Michael),由克里克的母亲和姑妈照
应。奥迪尔比他小5岁,在她来到剑桥之前克里克过了几年单身生活,她的到来使他更加厌恶中产阶级那种以划船和打网球来寻欢作乐的单
调生活。这种生活尤其不适合喜欢健谈的人。他们既不关心政治,也
不关心宗教。克里克认为宗教是前辈人的过错,没有理由流传下去。
但是,他们是否真的完全不问政治,我就有些怀疑了。或许是战争原
因吧,他们希望忘记与之俱来的不幸。无论如何,早餐时他们从来不
看《泰晤士报》(The Times),而是看《时尚》(Vogue),这是他
们唯一订阅的杂志,克里克能长篇大论地谈论其中的内容。
那时,我常到碧斋吃晚饭。克里克总是口若悬河,而我倒乐于利
用这样的机会逃避倒胃口的英国饭菜,这种饭菜使我经常担心自己是
不是得了胃溃疡。奥迪尔的母亲是法国人,她教导她的女儿要全然藐
视大多数英国人在吃住方面不讲究的态度。因此,克里克根本不必羡
慕那些学究的高桌饭菜。不可否认这比他们妻子只会做些无味肉食、水煮土豆、变色蔬菜和普通松糕之类乏味混合的厨艺要好得多。与此相反,克里克家却有美味的佳肴,特别是在酒余饭后,话题转到剑桥
那些妙龄女郎身上时,气氛就更加轻松愉快了。
谈到年轻女人,克里克更是兴致勃勃,没完没了——只要她们的
姿色和某方面的特点提供了谈论和取笑的题材。年轻时,他对女人不
大在乎,现在才发现女人会给生活带来不可言喻的乐趣。奥迪尔对这
些并不介意,反倒觉得这样大概会把这个北安普敦(Northampton)出
身的人从枯燥乏味中解放出来。他们会长时间地谈论奥迪尔交往的那
些附庸风雅的人物,他们也时常应邀参加这些人的社交活动。我们的
谈话海阔天空,无所不包。他同样也喜欢谈自己偶尔犯的错误。在一
次化装舞会上,他扮演红胡子的年轻萧伯纳(G. B. Shaw),一露面
就发觉这样做犯了一个莫大的错误,因为当他把脸贴近年轻女郎时,没有一个人喜欢他那湿漉漉、乱蓬蓬的胡子。
在随后的品酒宴会上却没有年轻的女人出席。令克里克夫妇感到
扫兴的是,他们的酒伴都是学院负责人,这些人热衷于谈论繁忙的行
政事务,而他们对此感到厌烦,于是及早退席。克里克回去后却出乎
意料地清醒,又埋头探索他的公式答案去了。
第二天早晨,克里克来到实验室,告诉佩鲁茨和肯德鲁他获得了
成功。几分钟后,科克伦走进他的办公室,克里克又对他说了一遍。
还没等克里克讲完,科克伦就说他也演算成功了。他们马上就开始各
自的演算。科克伦用的演算推导法比克里克的简练。值得高兴的是,他们得到了相同的答案。他们就用佩鲁茨的X射线衍射图来核对蛋白质
α螺旋,得到了非常好的一致性。因此,必须承认鲍林的模型和他们
自己的理论都是正确的。
几天之内,一份经过润色的手稿就已经拟好,并且用快件寄往
《自然》(Nature)杂志。同时他们将一份副本送给鲍林评价。对克
里克来说,这第一桩无可置疑的胜利,真是巨大的成功。这一次,离
开女人反倒有了运气。10
到11月中旬,我已学习了足够的晶体学知识。富兰克林滔滔不绝
地讲演有关DNA的问题时,我已听得懂她讲的大部分内容。尤其重要的
是,我知道了注意力应放在什么地方。六周以来克里克的谈论使我认
识到,问题的关键在于富兰克林的新X射线图片能否支持DNA螺旋结
构。真正重要的实验细节是一些可能为建造分子模型提供线索的资
料。然而,只要听几分钟富兰克林的讲演,就能知道她已下决心走一
条不同的路子了。
在一所无装饰的陈旧大教室里,富兰克林以一种快速、局促不安
的声调为我们约15位听众讲演。她的讲话没有半点热情和轻松愉快的
字眼。可是,我并不认为她的讲演艰涩乏味。我忽然想到,如果富兰
克林摘下她的眼镜,剪个新潮的发型,不知道看上去会是什么样子。
然而,我的兴趣主要还是她对结晶DNA的X射线衍射图片的描述。
几年来,严格而枯燥的X射线晶体学训练在富兰克林身上留下了烙
印。在剑桥大学接受严格的教育,并没有使她变得呆若木鸡而不能应
用她学到的知识。她明确表示,建立DNA结构的唯一办法是使用纯晶体
学手段。由于对建造分子模型不感兴趣,她从来没有提到过鲍林在α
螺旋上所取得的成就。用铁皮玩具似的模型解决生物大分子结构的办
法显然是最后手段。富兰克林当然知道鲍林的成功,但找不出充分的
理由在DNA结构上如法炮制。由于鲍林过去的巨大成就,他有资格用与
别人不同的方式进行研究;只有他这样的天才,才能像一个10岁孩子
一样玩耍,并且照样获得正确的答案。
富兰克林认为自己的讲话只是一份初步报告,本身还不能说明任
何关于DNA的实质性内容。只有进一步积累丰富的资料,使晶体学分析
达到更加完善的程度,才能正确解决DNA的结构问题。富兰克林在这方面的悲观情绪也感染了实验室来听她报告的一小部分人员。报告会
上,没有人提出用分子模型解决DNA结构问题。威尔金斯本人也仅仅问
了几个技术性的问题。从听众的面部表情可以看出,他们都没有什么
话要补充,或者要讲的话以前讲过了,再讲也不太好,于是讨论很快
就结束了。也许是他们慑于富兰克林的尖刻驳斥,所以不愿讲些不切
实际的乐观话,甚至也不愿提及分子模型的问题。当一个女人阻止你
对没有学过的学科大胆地提出自己的见解,使你不得不走出去面对雾
色茫茫的11月冬夜时,实在难受不堪。这样的遭遇使人回忆起中小学
时那些令人不快的往事。
威尔金斯同富兰克林进行了一阵颇为紧张的简短谈话——据我以
后观察,这情况是很典型的——就和我一道沿河岸街(the Strand)
到了索霍区(Soho)的崔氏饭馆(Choy's)。威尔金斯的心情出人意
料地愉快。他慢条斯理而详细地告诉我,自从富兰克林到国王学院
后,虽然在晶体学分析方面做了许多努力,但她几乎没有取得任何有
价值的成绩。富兰克林的X射线图片比他的稍微清晰一些,然而她讲不
出比威尔金斯此前已提出内容更多的道理来。诚然,她做了一些较细
致的工作,如测定了DNA样品的含水量。然而,威尔金斯怀疑她是否真
的像她自己讲的那样做了测定。
使我感到惊奇的是,威尔金斯似乎因为我的出现而振作起来了,我们在那不勒斯见面时他那种冷漠神气完全消失了。我作为一个噬菌
体工作者,居然知道他做的事情是极其重要的,这一点使他增强了信
心。他从他的物理学伙伴那里得到的鼓励对他并不起作用。就是遇到
那些认为他决定搞生物学是走对了路子的人,他也不敢相信他们。毕
竟,这些人根本不懂生物学,所以最好把他们的话看作对一个不认可
战后物理学竞争节奏的人的客套甚至恭维。
威尔金斯确实得到了某些生化学家积极和必要的帮助。否则,他
永远不可能搞这项工作。有些生化学家慷慨大方地为他提供非常纯的
DNA样品,这种无私的援助是必不可少的。学习晶体学,如果不掌握生物化学家魔术般的技术,那真是糟透了。另一方面,大多数生物化学
家的能力和干劲都远远不如曾同他一道制造原子弹的同事。他们有时
好像不懂DNA的重要性。
即使如此,他们的知识面比大部分生物学家要广得多。在英国,说不定在全世界,大多数植物学家和动物学家都是一批酒囊饭袋。甚
至某些教授名流,也不肯扎扎实实地做纯粹的科学研究;有些人简直
在浪费精力,他们要么无关紧要地争论生命的起源,要么争论怎样知
道一个科学事实是真正正确的。更糟的是,一点没有学过遗传学的人
竟能在大学里获得生物学学位。这绝不是说遗传学家本身就是知识的
化身。你也许觉得这些人对基因问题谈论得很多,因此他们大概会急
于了解基因究竟是什么东西。但事实上,他们当中几乎没有人认真考
虑过基因是由DNA组成的这个事实。这并不一定是化学领域的问题。他
们大多数人觉得活在世上就是为了让他们的学生去钻研染色体行为中
那些难以解释的细节,要不然就是在无线电广播中用措辞委婉动听、使人摸不着头脑的词句讲一些遗传学家在科学界风云变幻之际应起的
作用。
当威尔金斯知道噬菌体小组也在认真研究DNA时,他希望以后局面
会有所改变。他不必在每次学术讨论时,费力地解释他的实验室为什
么老在DNA问题上打圈子。威尔金斯确实想调动他实验室人员的积极
性,但当我们突然提到富兰克林时,这种可能性犹如肥皂泡似的破灭
了。我们吃过晚饭后付了钱,走出门去,消失在茫茫夜幕之中。11
第二天上午,我在帕丁顿车站和克里克碰头。我们准备出发去牛
津度周末。克里克想找英国最杰出的晶体学家霍奇金[1]谈谈,而我为
第一次能有机会看看牛津而感到高兴。克里克站在车厢门口,显得得
意洋洋。这次访问给了他一个机会,可以把他和科克伦成功建立了螺
旋衍射理论的好消息告诉霍奇金。他认为他们的理论是如此高明,非
得亲自告诉霍奇金不可——像霍奇金这样聪明过人的科学家一听就能
马上理解这个理论的巨大威力,而这样的人却是寥若晨星。
我们刚进车厢,克里克就开始问我有关富兰克林讲演的问题。我
的回答常常是含糊不清、模棱两可的。显然,他对我那种只靠记忆从
来不记笔记的习惯感到不满。我觉得,如果我对一个课题感兴趣的
话,常常会回忆起我所需要的东西。但这一次麻烦来了,因为我不太
懂晶体学的行话。尤其遗憾的是,我回答不出富兰克林测量的DNA样品
中水的精确含量。我很可能对克里克造成了彻头彻尾的误导。
派我去听富兰克林的报告真是找错了人。如果克里克亲自去听的
话,就不会有这种糊里糊涂的事了。这是对当时的微妙局势过分敏感
而造成的过失。如果在会场上克里克一听到富兰克林的实验结果,就
想利用她的实验资料搞点什么名堂,这会使威尔金斯感到很不高兴。
从某种意义上讲,让威尔金斯和克里克同时了解到富兰克林的实验资
料,是很不公正的。因为“近水楼台先得月”,威尔金斯应该首先有
机会研究这个问题。再者,我们前天晚上的谈话似乎也并没有透露出
他认为摆弄分子模型就能找到问题的答案。当然喽,有些东西威尔金
斯可能对我们保密。但看来不像,因为他不是这种人。
克里克唯一马上能做的事就是抓住含水量的问题,这是很容易想
到的。很快,某些东西突然触发了他的灵感,他开始在之前阅读的手稿背面潦潦草草地写了起来。当时,我不明白他的用意,又埋头看
《泰晤士报》消磨时间。没过几分钟,他就对我说,只有少数几个公
式能同时符合科克伦-克里克理论和富兰克林的实验结果。我聚精会神
地听他讲,完全忘记了车厢外的一切。随后,他匆匆地画了很多图
表,告诉我这个问题是多么简单。虽然我不懂数学,但还是能抓住问
题的核心。首先必须搞清DNA分子中多核苷酸链的数目。从表面上看,X射线衍射数据和二、三或四条多核苷酸链都吻合。但关键问题是DNA
链围绕中心轴旋转的角度和半径的大小。
一个半钟头的火车旅程结束的时候,克里克觉得我们很快就能找
到DNA结构的答案。或许花一周时间不断摆弄分子模型,我们就能确认
自己找到了正确的答案。到那时,全世界都会知道真正能洞察生物大
分子结构的人并不只有鲍林一个,在蛋白质α螺旋问题上,鲍林的本
事使剑桥小组处境尴尬。大约在鲍林成功的前一年,布喇格、肯德鲁
和佩鲁茨三人曾发表过一篇关于多肽链构型的论文。这篇文章振振有
词,但没有抓住问题的关键。这件事大大刺伤了布喇格的自尊心。他
至今还对那次惨败耿耿于怀。25年来棋逢对手,他同鲍林断断续续地
有过数次交锋,而鲍林常常捷足先登,胜他一筹。DNA中糖和磷酸骨架的共价键结构图
就连克里克也为这桩事感到羞辱。正当布喇格热衷于研究多肽链
的折叠方式时,克里克已经来卡文迪什实验室工作了。而且,他曾经
私下参加过一次讨论会。在这次讨论中大家完全错误地估计了肽键的
形状。克里克本来应该利用这次良机强调一下实验观察的意义,但他只讲了一些无关紧要的空话。这倒不是因为他平时不愿批评朋友。在
其他一些场合,克里克曾经非常坦率地指出,佩鲁茨和布喇格对他们
自己的血红蛋白工作成绩讲得过分了。这个开诚布公的批评显然为布
喇格最近严厉地训斥克里克埋下了祸根。布喇格认为克里克干的尽是
些拆台的事。
但是,现在不是追究过去错误的时候。我们兴致勃勃地讨论了DNA
结构的几种可能类型,谈了整整一个早晨。不管我们和谁在一起讨论
问题,克里克都能很快提纲挈领地总结出几小时前讨论的内容,使听
众了解到我们最新提出的以糖和磷酸骨架在中央的模型。只有这样,才能得到一个非常规则的结构,给威尔金斯和富兰克林的X射线衍射图
谱一个很好的解释。诚然,我们还需要解决外向碱基的不规则序列的
难题,但是若能正确解决碱基内向排列,这个难题也许就会迎刃而解
了。
另外,究竟是什么东西中和了DNA骨架中磷酸基团的负电荷呢?这
仍然是个有待解决的问题。克里克和我都不大懂无机离子在三维空间
中是如何排列的。我们不得不黯然承认,在离子的结构化学问题上,鲍林本人正是世界权威。如果问题的关键是要弄清楚无机离子和磷酸
基团的微妙结合,那么我们显然处于劣势。近午时分,我们急切地要
找到鲍林的一本经典著作《化学键的性质》(The Nature of the
Chemical Bond)。当时我们在高街附近吃完午饭,没顾上喝咖啡就匆
匆跑了几家书店,最后在布莱克韦尔书店[2]找到了这本书。我们急急
忙忙地阅读了有关章节,找到了有关无机离子大小的确切数据。遗憾
的是这些都于事无补,不能解决DNA的结构问题。
当我们赶到牛津大学博物馆霍奇金实验室时,狂热情绪已经过去
了。克里克匆匆解说了螺旋理论,只用了几分钟讲我们在DNA方面取得
的进展。其余大部分时间都在谈霍奇金最近的胰岛素工作。天色渐
晚,我们觉得好像没有必要再占用她的时间。于是就告辞并赶到牛津
大学玛格达伦学院(Magdalen),与米奇森(A. Mitchison)和奥格尔(L. Orgel)一起喝茶,他们当时都是该学院成员。克里克边吃点
心边闲谈。而我却在那里静静沉思着,如果有朝一日我能像玛格达伦
学者一样生活那该多好啊。
克里克的至交克赖泽尔(G. Kreisel)约我们到高街的一家饭馆
吃晚饭。吃饭时,我们喝着葡萄酒,话题又回到DNA工作方面将要取得
的胜利。克赖泽尔姗姗来迟,他是位逻辑学家,那不修边幅、言不及
义的风度与我想象中的英国哲学家根本不同。克里克对他表示热烈的
欢迎。不到一会儿,克里克爽朗的笑声和克赖泽尔的奥地利口音交织
在一起,充满了整个饭厅。有一段时间主要是克赖泽尔发表高见,如
何通过在欧洲遭到政治分割的各部分之间进行资金转移来赚一大笔
钱。米奇森这时也来和我们一起吃饭。我们随便扯起了一些中产阶级
知识分子的俏皮话。但是这些话不合克赖泽尔的胃口,米奇森和我便
起身告辞,沿着中古时代的大街,向我的寄宿处走去。酒后我有点醉
意,心情愉快,路上就唠唠叨叨地讲起一旦有了DNA我们能干些什么。
[1] 多萝西·霍奇金(Dorothy Hodgkin,1910—1994),英国物理学家、生物化学家。她创立了X射线晶体衍射技术,用以测定生物大分子的三维结构,1964年获诺贝尔化学奖。现在,X射线晶体衍射技术已经成为阐明生物大分子空间
结构的一种非常有用的专门研究手段。——译者
[2] 布莱克韦尔(Blackwell's)是著名的连锁学术书店,总部位于牛津。
——译者12
星期一早上,同肯德鲁以及他的妻子伊丽莎白一起吃早饭时,我
把有关DNA的消息告诉了他们。伊丽莎白听了喜形于色,认为成功已经
在望了,而肯德鲁对此则冷静得多。我说克里克现在显得劲头十足,而我除了满腔热忱以外,也讲不出什么更具体的内容。肯德鲁仍然全
神贯注地阅读《泰晤士报》上报道的关于新上任的保守党政府的情
况。不久,肯德鲁回他的房间去了,留下我和伊丽莎白细心琢磨着我
这意想不到的运气。我没待多久就走了,想尽快回到实验室再仔细研
究一下分子模型,看看我们能否更快地从几种可能中找到令人满意的
答案。
我和克里克都知道卡文迪什实验室的模型并不是十分令人满意
的。这些模型是肯德鲁一年半前为了研究多肽链的三维空间构型而建
造的。所以,它不可能准确地表示DNA中独特的原子基团。那时,我们
手头上既没有磷原子的模型,也没有嘌呤和嘧啶碱基的模型。佩鲁茨
来不及订购新材料,我们必须立即动手改装。做一个全新的DNA分子模
型可能需要整整一周,而问题的答案可能在一两天内就找到了。因
此,一到实验室,我就马上开始在我们的碳原子模型上缠一些铜丝,把它改成大的磷原子。
要制作一些无机离子的模型更是十分困难。它们与其他成分不一
样,不遵守形成化学键的简单键角规律。看来,我们必须先了解DNA的
正确结构才能正确制作分子模型。但愿克里克能够找到一种绝妙的方
法,并且一进实验室脱口而出就告诉我们。可是,自上次我和克里克
分手至今已有18个小时了,还不见他来,要说他一回到碧斋就沉浸于
星期日报刊中,这也不太可能。核苷酸示意图。碱基平面几乎垂直于糖的平面。1949年,富尔贝
里(S. Furberg)在贝尔纳[1]的伯克贝克学院实验室工作时就知
道了这个重要事实。后来,他尝试着建造了一些DNA模型。但他并
不知道国王学院研究小组的实验,他制作的只是一些单链DNA结构
模型,因此卡文迪什实验室从未认真考虑过他的DNA结构观点。
十点钟,克里克到了实验室,并没有带来答案。星期日那天晚饭
后,他又把这个难题理了一遍,但一时想不出答案。于是,他就把难
题搁置一旁,拿起一本揭秘剑桥学者私生活的小说随便翻翻。这本书
有些地方写得还算不错,即使是在最差的章节中,情节设置是否真正
呈现了他们朋友的生活,也很难说。
早晨喝咖啡时,克里克充满了信心,认为手头已有足够的实验数
据可以得到成功的结果。我们可以根据几方面的实验资料来建造分子
模型,以期达到殊途同归的结果。或许问题的焦点在于能否用最好的
方法把多核苷酸链折叠起来。在克里克思考X射线衍射图谱意义的时
候,我把各种原子模型搭配成几条多核苷酸链,每条都有几个核苷酸
长。虽然自然界中DNA链是很长的,但模型不必搭得太长。我们只要保证搭出来的模型呈螺旋状就可以了。如果固定少数几个核苷酸的位
置,自然就能知道其他核苷酸在模型中的位置。
繁琐的模型搭配工作一直进行到下午一点。接着,我和克里克还
有化学家古特弗罗因德到老鹰酒馆一起吃午饭。那些天,肯德鲁常去
彼得豪斯学院,而佩鲁茨总是骑自行车回家。肯德鲁的学生赫胥黎偶
尔也和我们一起共进午餐,但近来克里克吃饭时总要连珠炮似的提问
题,使赫胥黎很头疼。我来剑桥之前,赫胥黎曾打算研究肌肉是怎样
收缩的,这个问题竟然也吸引了克里克。二十几年来,肌肉生理学家
已经积累了不少资料,但并未理出一个清晰的眉目来。克里克觉得现
在该在这方面搞出点名堂了。赫胥黎已经翻阅了许多未经整理的材
料,克里克就不必再查阅有关实验数据了。每次午饭后,他们就对收
集到的资料提出理论解释,而这种理论能坚持一两天光景,直到赫胥
黎成功说服克里克:他打算归咎为实验失误的那个结果,就像直布罗
陀巨岩一样无可动摇。赫胥黎的X射线照相机这时已经安装完备,他希
望很快就能得到实验证据,好解决那些有争议的问题。如果他要想发
现的现象克里克都能正确预见到,那么实验做起来就会全无趣味了。
然而,那一天,赫胥黎用不着担心克里克会向他提出什么智力挑
战。当我们走进老鹰酒馆时,克里克没有像以前那样粗声粗气地向那
位波斯经济学家埃沙格(E. Eshag)打招呼,他的表情使人觉得似乎
发生了什么严重的事情。实际上这是因为午饭后就要开始建造模型,在动手之前很需要认真考虑并制订一项具体的计划,以便更有效地工
作。我们一边吃着醋栗馅饼,一边思索着模型中的多核苷酸链究竟应
该是一条呢,还是两条、三条甚至是四条。我们很快就放弃了只有一
条螺旋的想法,因为这与我们手头的资料不相符。至于多核苷酸链之
间由什么力量维系着的问题,最好的设想是盐键。在这种盐键里,两
价正离子如Mg2+可以维系两个或更多的磷酸基团。然而,并没有资料
说明富兰克林的DNA样品中存在两价离子,这就是说我们的盐键设想是
自讨苦吃,容易被人击破。不过,也没有充分的证据推翻我们这个观点。如果国王学院的研究小组考虑到分子模型,他们就会探讨究竟是
哪种盐键,那么我们在这个问题上就不会处于如此尴尬的境界。幸运
的是,镁离子或钙离子嵌进糖和磷酸骨架之中,就能很快形成一种非
常精致的结构。这一点是无可争议的。
在螺旋结构中心,Mg2+结合磷酸基负电荷的方式。
刚开始建造模型时,我们并不是都很顺手。这项工作虽然只涉及
15个原子的模型,但仅用一些蹩脚夹子很难把它们固定在彼此保持正
确距离的位置上。更糟糕的是,几种很重要的原子的键角至今还没有
测量过,这是很伤脑筋的。鲍林解决蛋白质α螺旋的诀窍就是紧紧抓
住了肽键都在一个平面上这样一个简单的概念。我们感到麻烦的是,似乎有充分理由说明DNA中核苷酸之间的磷酸二酯键会呈现不同的形
状。至少按我们的化学常识水平来看,不太可能有哪种单链构象比别
的都漂亮。
喝过茶后,我们设计出磷酸二酯键的一种形状,于是又重新振奋
起来。我们把3条多核苷酸链以一定方式彼此缠绕在一起,做出了一个
沿螺旋轴每隔28埃绕一周的螺旋模型。这似乎与威尔金斯和富兰克林
的X射线衍射图谱相符合。克里克从实验台边后退一步,细心瞧着并认
真琢磨着,他对那天下午做出的成绩有点沾沾自喜。他觉得有几个原
子似乎摆得挤了点,看上去不太舒服,但无论如何这件小玩意儿才刚
刚出世嘛。再花几个小时的工夫,一个像样的模型总该可以拿出来炫
耀一下。
在碧斋吃晚饭的时候,大家沉浸在一片欢乐的气氛中。奥迪尔虽
然不能完全听懂我们在谈些什么,但她还是为克里克在一个月之内将取得第二次胜利而感到乐滋滋的。这件事如能天遂人愿,他们很快就
会富裕起来,买一辆汽车当然不成问题了。克里克觉得,即使用简单
的语言也不可能教奥迪尔懂得一点科学知识。有一次奥迪尔对克里克
说,重力作用只存在于离地球约3英里以内的空间里,从那以后他们就
再也没有讨论科学的兴趣了。她不仅不懂得科学,而且对她这样一位
小时候受教于女修道院的人来说,就是想在她头脑中装进一点科学常
识也是注定要失败的。她只要懂得加减法,学会数钱就可以了。
我们的话题转而集中到一位学艺术的女大学生身上,她就要嫁给
奥迪尔的朋友韦尔(H. Weil)了。这使克里克多少有点扫兴,他的小
圈子里会因此失去一位最漂亮的姑娘。再说,韦尔的某些事情也确实
令人费解。他长期受德国大学传统的影响,动辄诉诸决斗。可他居然
也能使不少剑桥姑娘在他的照相机镜头前故作媚态,这当然也是他不
可多得的长处。
一天早上,我们正要喝咖啡,克里克闯进实验室,一切关于女人
的谈话就都搁置了。我们开始摆弄起原子模型来,为了把那个3条多核
苷酸链的模型搞得好上加好,我们稍微调整了一下几个原子的位置。
下一步,就要用富兰克林的定量分析数据对它加以验证了。总的说来
这个模型和X射线衍射图谱肯定不会有多大出入,因为我们对所用的基
本螺旋参数都进行过选择,使其和那次讨论会上介绍的情况相吻合。
这些我已经告诉了克里克。要是对头的话,这个模型还能准确预计各
种X射线衍射图谱的相对密度。
我们立即给威尔金斯打了个电话。克里克向他解释如何运用衍射
理论快速检验了DNA模型,并告诉他我们俩刚刚获得一项成果,这很可
能就是我们期待的答案,希望他最好能快点来看看。可是,威尔金斯
只说有可能本周来,却没说他动身的确切日期。电话刚放下,肯德鲁
来了,他想了解一下威尔金斯对这个新发现的反应。克里克觉得一时
很难说得清楚。看上去威尔金斯对我们的工作情况似乎无动于衷。那天下午,我们正在继续摆弄模型,威尔金斯从国王学院打来一
个电话,说他第二天上午将乘十点十分的火车从伦敦赶来。而且他并
非单独一个人来,他的同事西兹也要一起来。他还告诉我们,富兰克
林和她的学生戈斯林(R. Gosling)也将同车到达。看起来,他们对
我们的工作突破还是很感兴趣的。
[1] 约翰·贝尔纳(John Desmond Bernal,1901—1971),英国物理学
家、X射线晶体学家、战争与和平问题专家,1953年获列宁和平奖。1922年在剑桥
大学获学士学位,后在布喇格爵士指导下获博士学位。他的学生中有著名的科学
家霍奇金、富兰克林和佩鲁茨。1937年后贝尔纳任伦敦大学伯克贝克学院
(Birkbeck College)物理学教授。——译者13
威尔金斯从火车站搭公共汽车来我们实验室是习以为常的事。这
次他却叫了一辆出租汽车,因为这笔开销可以由四人来分担。况且,在车站同富兰克林一起等公共汽车也实在不是滋味,这样会使原来令
人不快的气氛变得更僵。威尔金斯过去对她好心好意讲的话全是白费
唇舌。即使现在他们可能面临失败而大丢面子的时候,富兰克林只顾
与戈斯林说话,对威尔金斯仍然不理不睬。他们到了剑桥后,威尔金
斯往实验室里探探头,打了个招呼,示意他们四个是一起来的。碰到
这种尴尬的场面,威尔金斯觉得最好先闲聊几分钟,而富兰克林却不
是这样。她来剑桥不是为了摇唇鼓舌,而是急于想知道事情的究竟。
佩鲁茨和肯德鲁都不想打扰克里克,因为这天正是他表现自己的
日子。他们进来跟威尔金斯寒暄以后,就借口工作繁忙,匆匆回他们
共用的办公室去了。在这一行人抵达之前,我和克里克决定分两步介
绍我们的工作进展情况。首先由克里克扼要阐述一下螺旋理论的优越
性,然后我们俩一起介绍这个DNA模型的制作过程。随后,大家去老鹰
酒馆吃午饭。空出下午的时间,可以讨论一下解决DNA结构最后阶段的
工作。
演示活动的第一步是按计划进行的。克里克把螺旋理论大吹大擂
了一通,并在几分钟内就说明了用贝塞函数获得漂亮答案的方法。然
而来访者中却没有人愿意分享他的快乐。威尔金斯不但不想用这种漂
亮的等式来解决问题,反而说他的同事斯托克斯的某些数学方法比这
种理论更好,只是斯托克斯不喜欢吹牛皮。斯托克斯的课题是在晚上
乘火车回家的路上解决的,次日早晨他把他的理论写在一张纸条上。
富兰克林本来就对这种新创的螺旋理论毫不在意。当克里克喋喋
不休地讲个没完时,她就显得厌烦了。其实,这套说教大可不必,因为她根本就不认为有丝毫的证据可以说明DNA结构呈螺旋状。结果如
何,还有待于X射线工作的证实。现在讨论这个模型,只能增加她的不
满。富兰克林认为克里克讲演的内容根本不值得他如此大惊小怪。
当克里克谈到这个由3条多核苷酸链组成的模型中,磷酸基团之间
是由Mg2+联结时,富兰克林竟显得那样咄咄逼人。她对这种说法根本
不感兴趣,并直截了当地指出,Mg2+由水分子紧密包围着,形成一层
外壳,因而它不可能是一个紧凑结构的中心轴。
尤其令人不安的是,她的反对并非仅仅出于她的倔强个性。这
时,我发觉我记错了富兰克林所测DNA样品的含水量。正确的DNA模型
至少应该比我们模型中的水多10倍。当然,这也并不意味着我们完全
错了——幸运的话,多余的水说不定流进螺旋边缘的空隙中去了。但
我们这个理论毕竟显得软弱无力,这一点是无法否认的。DNA含有更多
的水这一点一旦确认,可能存在的DNA模型种类就大大增加了。
吃午饭时,克里克还是那样侃侃而谈,但已不再像一位殖民地征
服者在那些无缘瞻仰著名学者风采的不幸儿童面前讲演那样趾高气扬
了。“彩球”抛给了我们,这是人人皆知的。要想解决那天提出的一
些难题,最好的办法是对下一轮实验达成协议。首先,要搞清楚DNA结
构是否决定于那些中和负电性磷酸的金属离子。这个问题只需要花几
周就能解决。到那时,有关Mg2+重要性的种种疑虑就会烟消云散。只
有完成了这项工作,才能着手下阶段的模型制作。假如工作一帆风顺
的话,我们很可能在圣诞节之前搞出点名堂来。
午饭后,我们穿过英王学院,从后院又到三一学院的庭院内散
步。他们还是不改变自己的观点,富兰克林和戈斯林尤为固执。他们
决不因为这次50英里长途跋涉的剑桥之行而改变他们既定的研究计
划。威尔金斯和西兹似乎较为通情达理,但这是否仅仅因为他们要和
富兰克林唱对台戏,还不得而知。
我们回到实验室,大家仍各持己见。克里克并未马上认输,他还
在唠叨着制作模型的某些细节。可是,当发觉只有我一个人和他搭腔时,他马上就泄气了。此时此刻,我们俩真是心灰意懒,对模型再也
不愿意看上一眼,觉得它已黯淡失色,那些改制的粗糙磷原子不见得
会有什么用处。威尔金斯说如果他们快点走的话,还能赶上公共汽车
到火车站,坐上三点四十分开往伦敦利物浦街车站的火车。于是,我
们就和他们匆匆告别了。14
富兰克林成功的消息很快就传到了楼上布喇格那里。事实表明,克里克如果能少说多做,工作进展会更快一些。对此,布喇格并不想
多发表意见。不出所料,这消息还在广为流传。看来,现在威尔金斯
的老板和布喇格应当讨论一下,让克里克和我这个美国人再去仿照国
王学院小组耗费重金的DNA结构研究工作是否合适。
布喇格爵士对于克里克这样一再节外生枝已是见怪不怪了。他在
实验室如果还是那样胡闹下去,又会白白浪费五年时间,连撰写博士
论文需要的资料也收集不起来。想让布喇格在他任期的剩余岁月里继
续容忍克里克蛮干下去,看来是很困难的,对于任何神经正常的人来
说都是不能容忍的。另外,布喇格教授长期生活在他父亲的显赫声望
之下,多数人都误认为布喇格定律主要是他父亲的卓越贡献,而他本
人并没有什么了不起。现在,正是他享有科学界崇高荣誉的时候,却
不得不为一个不得志的天才人物的某些疯癫古怪行为负责。
于是佩鲁茨受命通知我和克里克放弃研究DNA的结构。布喇格征求
佩鲁茨和肯德鲁的意见时,并没有了解到我们工作中的独到之处,因
此认为这样做并不会阻碍科学的发展,也就感到问心无愧。在鲍林获
得成功之后,一般都认为再继续搞螺旋结构,除了说明头脑简单以外
就没有别的什么意义了。不管怎么说,让国王学院的研究小组首先研
究螺旋模型是对的。这样,克里克就能专心致志于他的博士论文工
作,认真研究血红蛋白结晶在不同浓度盐溶液里的收缩情况。再扎扎
实实地干上一年到一年半的时间,他或许能搞清楚血红蛋白分子的形
状。拿到博士学位后,克里克就可以另谋职业了。
那时,我们也不想向布喇格求情。为了不使佩鲁茨和肯德鲁在中
间为难,我们决定采取克制态度,没有公开对布喇格的决定表示疑义。否则,大吵大闹起来就会暴露出我们教授完全不了解DNA这三个字
母到底代表什么。也许在他看来,DNA结构的重要性还不及金属结构的
百分之一,为了研究后者他曾怀着浓厚的兴趣制作那肥皂泡般的模
型。在放映那些肥皂泡相互撞击的片子时,布喇格那股子高兴劲儿真
是无法形容。
我们忍气吞声并不是怕和布喇格伤了和气,而是以糖和磷酸为中
心的模型陷入了困境。不管我们从哪个角度看它,总觉得有点别扭。
国王学院小组来访的第二天,我们又认真地琢磨了那个命运多舛的3条
核苷酸链模型和其他一些有关模型。虽然还不能完全肯定这些模型是
错误的,但我们的确感觉到,把糖和磷酸骨架放在模型中央未免使原
子堆集得太紧了,这是不符合化学规律的。在这种模型中摆正一个原
子的位置,就会使离它较远的原子拥挤不堪。
要想取得成功,一切还得从头开始。很遗憾,我们觉得如果和国
王学院的那几位激烈争吵的话,就再也得不到新的实验资料了。不用
指望被他们邀请去参加有关的学术讨论会了,哪怕偶尔问一问威尔金
斯,也会有人怀疑我们又要搞DNA了。尤其糟糕的是,我们洗手不干
了,国王学院的那几位也不会积极进行模型建造工作。据我们所知,他们至今还没有制作过任何三维分子模型。为了加快研究进程,我们
愿意把剑桥的原子模型给他们使用,他们仍然半推半就。但威尔金斯
曾经说过,几周之内要找人把模型搭起来。于是,我们商定下次有人
去伦敦,能够看到这些模型在他们实验室派上用场。
由于出现这样的僵局,在大西洋这边的英国,任何人要想在圣诞
节前解决DNA的结构问题看来都是渺茫的。克里克重操蛋白质旧业仅仅
是为了应付布喇格要他完成的博士论文,并非他自己心甘情愿。沉默
了几天后,他又开始滔滔不绝地谈论蛋白质α螺旋的超螺旋结构。只
有在吃午饭时,肯定能听到他谈上几句DNA的结构。好在肯德鲁认为
DNA模型建造工作虽然中断了,仍然应该经常考虑一下这方面的问题。
他从根本上就不打算再让我对肌红蛋白发生兴趣了。在那些窒息的日子里,我尽量多学点理论化学方面的知识,或者翻阅各种杂志,希望
能找到一点被人遗忘了的有关DNA结构的资料。
那时,我经常阅读的一本书是克里克买的《化学键的性质》。克
里克为了查找重要键长等资料,常常翻阅它。这本书放在肯德鲁给我
做实验用的一张台面的角落里。我总希望在鲍林的这本名著中找到一
些奥妙之处。于是,克里克又买了一本送给我,这可能是吉祥之兆。
他在这本书的扉页上题字“赠吉姆——弗朗西斯,51年圣诞节”。基
督教的这个传统还确实有点灵验。15
圣诞节期间,我没有一直待在剑桥。米奇森邀请我到他父母家中
去度假。他们家位于卡拉代尔(Carradale)的金泰尔角(Mull of
Kintyre)上。米奇森的母亲娜奥米(Naomi)是一位著名作家,父亲
迪克(Dick)是一位工党议员。非常幸运,在节日期间,他们那间宽
敞的客厅里总是高朋满座。此外,娜奥米的哥哥就是英国最有才华而
不同寻常的生物学家霍尔丹(J. B. S. Haldane)。我在尤斯顿
(Euston)车站见到米奇森和他姐姐瓦尔(Val)时,早就把我们在
DNA工作中遇到的拦路虎和对来年能否拿到奖学金的担心忘得一干二净
了。在开往格拉斯哥(Glasgow)的通宵火车上,我们都没有找到空着
的座位。十个小时的旅途中,我们只能坐在自己的行李上,听瓦尔议
论美国人那种呆板粗鲁的生活习惯,年年都有越来越多的这种美国人
涌向牛津大学。
我在格拉斯哥见到了我的妹妹伊丽莎白。她是从哥本哈根乘飞机
到普雷斯特威克(Prestwick)机场的。两周前,她给我写过一封信,说有一个丹麦人正在追求她。我顿时意识到情况不妙,要出乱子了,因为那个丹麦人是位成功的演员。我马上询问米奇森能否让伊丽莎白
跟我们一道去卡拉代尔,他表示同意,这让我如释重负。我妹妹如能
在卡拉代尔那样不同寻常的村舍里住上两周,她就不会愿意在丹麦安
家落户了。
我们乘了开往坎贝尔敦(Campbelltown)的公共汽车。迪克开小
汽车在通往卡拉代尔的岔道上等候我们。接到我们以后,他开车越过
20英里的山路,把我们带到一个苏格兰小渔村,这就是他们夫妇俩住
了20年的地方。庭院里有一条石子铺成的小路,通向餐厅和那间有几
座壁橱的猎枪储藏室。我们沿着小路走进餐厅时,晚宴正在进行,餐厅里面充斥着激烈的高谈阔论。在座的有米奇森的哥哥,动物学家默
多克(Murdoch)。他总喜欢引导大家谈论细胞是如何分裂的。但是,谈论较多的还是政治问题和某些美国狂人妄想挑起的冷战局面,这些
狂人最好还是回到美国中西部城市的律师事务所去。
第二天早晨,天气很冷。我不想挨冻,于是缩在被窝里不起床。
后来发现这样没用,除非下着倾盆大雨,我就到外边散散步。下午,迪克总要找人同他一起去打野鸽子。我也去过一次,鸽子都飞走了我
才放枪,从那以后我宁愿蹲在客厅地板上紧挨着火取暖。此外,到图
书室打打乒乓球也能暖暖身子。图书室的墙上挂着刘易斯(W.
Lewis)的画作,画的是娜奥米和她的孩子们,看上去很严肃。
一两周以后,我渐渐领悟到这个思想“左倾”的家庭竟会为客人
们出席晚宴的衣着打扮而烦恼。在我看来,这是接近暮年者的反常行
为。我的头发已逐渐褪去了美国式样,因此,我并不觉得自己的仪表
有什么与众不同的地方。我到剑桥的第一天,佩鲁茨把我介绍给奥迪
尔时,她对我的外表甚为惊讶。后来,她对克里克说,一个秃顶美国
佬到实验室来工作了。在我融入剑桥风格以前,要避免这种尴尬场
面,最好留长发。虽然,我妹妹看到我那模样会感到不舒服,但我明
白,要想改变她对英国知识分子的看法中一些肤浅的观念,绝非一朝
一夕之事。卡拉代尔倒是一个使我改头换面的理想地方。没有多久,我脸上就长满了胡须。虽说我并不喜欢自己那把红胡子,但用冷水刮
掉它也确实有点不好受。瓦尔和默多克对我的胡须挖苦了整整一周,不用说,我妹妹也不会满意。于是,我干脆把脸刮得光光的才去出席
晚宴。娜奥米对我的仪表称赞了一番,这时,我才知道我这样做对
了。
晚上,时常有些不得不参加的智力游戏,词汇丰富的人可以占到
便宜。每当我干巴巴地宣读我淡而无味的作品时,总想躲到椅子后面
藏起来,以便避开米奇森家族妇女们殷勤的凝视目光。好在宾客众
多,轮到我的机会很少。我在巧克力糖盒边找了个不显眼的地方坐下,心想这样别人就不会注意到我没过关了。最愉快的是在楼上黑暗
角落里一连几个小时玩一种“杀人”游戏。在这个游戏中,最残忍的
凶手要算米奇森的姐姐洛伊丝(Lois)了,她在卡拉奇教了一年书刚
刚回来。还是个印度伪善主义素食者的坚决倡导者。
几乎从待在卡拉代尔的头一天起,我就知道我会与娜奥米和迪克
的“左倾”家庭难分难舍。午餐佳肴佐以英式苹果酒,充分弥补了那
里敞开大门迎来凛冽西风袭击的习惯。新年过后第三天,我就不得不
离开那里,这是默多克给我约定的日期。他已经为我在伦敦的实验生
物学协会会议上安排了一个演讲。但是,在我即将离开那里的前两
天,下了一场大雪。一些光秃秃的荒山被大雪覆盖得宛似南极山脉。
我们沿着被积雪封闭的坎贝尔敦公路走了一个下午,也因而有了一次
极好的机会,一边观赏雪景,一边听米奇森谈他的免疫体移植实验的
论文,我还在想着再下一天大雪这条路也许就不能通行了。果然天公
不作美,我们一行只好在塔伯特(Tarbert)搭上“克莱德”号
(Clyde)轮船,第二天早上就到伦敦了。
回到剑桥后,我满以为会有关于奖学金问题的美国来信,结果连
一封官方信件都没收到。自从11月份卢里亚写信叫我不要担心此事以
来,至今音讯皆无,这似乎有点凶多吉少。显然,他们尚未做出决
定,我应该做最坏的打算。拿不到这笔奖学金,充其量也不过使我有
点不开心罢了。肯德鲁和佩鲁茨对我说过,如果我经济上真的发生了
困难,可以向英国政府申请一小笔款子以解燃眉之急。直到1月下旬,华盛顿寄来了一封信,我悬着的心才放下来。我的奖学金取消了。信
中引述奖学金条例说,只有在指定的学术机构工作才能享受奖学金待
遇,由于我违反该项条款,他们也就爱莫能助了。
这封信的第二段又说已经给我另外一笔奖学金。然而,在漫长的
等待之后,他们并没有就此放过我。这笔奖学金并不按惯例发12个
月,而是只发8个月,到5月中旬就停止了。我没有听从奖学金委员会
要我去斯德哥尔摩的建议,处罚就是少拿1000美元。9月份新学年开始以前,显然已不可能再得到任何方面的资助了。于是,我就接受了这
笔奖学金。这2000美元可不能轻易放掉。
事隔不到一周,从华盛顿又来了一封信,是由同一个人签发的。
这次不是以奖学金委员会头头的名义,他现在的头衔是国家研究委员
会主席。信中说他安排了一次会议,要我做关于病毒生长的学术报
告,会议定于6月中旬在威廉斯敦(Williamstown)举行,就是说开会
的日期在我的第二笔奖学金刚刚期满1个月。当然我根本不想在6月或9
月离开剑桥,剩下的问题是如何巧妙地找个借口。起初我想以没有料
到的经济拮据为理由。继而又想,我不能让他觉得他曾对我的事业产
生过影响。于是我找了另外一个借口把信发了出去,告诉他剑桥的学
术气氛非常活跃,因此我不打算在6月份回美国。16
这时,我决定暂时转向对烟草花叶病毒(TMV)的研究来拖延时
间。TMV中的一种活性成分就是核酸,因此,拿它作幌子我可以继续研
究DNA。当然这种核酸成分不是DNA,而是另一种核酸即核糖核酸
(RNA)。由于威尔金斯没有宣称对RNA的研究只他一家别无分店,DNA
和RNA之间的差别就成了对我们有利的因素。一方面,倘若我们能搞清
RNA的结构,也可以为解决DNA结构提供重要的线索。另一方面,当时
认为TMV的分子量为4000万。乍看起来,它要比分子量小得多的肌红蛋
白和血红蛋白分子更加不可思议。肯德鲁和佩鲁茨多年来一直从事这
两种蛋白的研究,那时尚未获得具有生物学意义的结果。
另外,贝尔纳和范库肯(I. Fankucken)曾用X射线观察过TMV。
这就有些吓人了,因为我既不像贝尔纳那样具有非凡的头脑,又从不
敢奢望能像他那样老练地掌握晶体学理论。我甚至都看不懂战争开始
后不久他们在《普通生理学杂志》(Journal of General
Physiology)上发表的大部分重要文章。他们的研究结果发表在这样
的杂志上看来有点奇怪,这大概是由于贝尔纳已专注于与战争有关的
工作之故,而范库肯返回美国后决定在一家杂志上发表他们的研究资
料,对病毒感兴趣的人会去阅读这家杂志。战后,范库肯对病毒就不
感兴趣了。虽然贝尔纳有时还对蛋白质X射线晶体学稍加研究,但他更
关心的是加强与共产主义国家的友好关系。
他们文章中的许多说法尽管缺乏坚实可靠的理论基础,但仍有许
多值得玩味的地方。TMV由大量相同的亚基构成,这些亚基如何排列,他们却一点也不知道。再说要他们在1939年就弄明白蛋白质和RNA是由
完全不同的方式构成的,未免为时过早。但现在,蛋白质有大量亚基
这一点是很容易被人们接受的。RNA却恰恰相反。当RNA被分解成很多亚基时,会产生大量多核苷酸链。但这些链太小,不能携带遗传信
息。克里克和我都认为,遗传信息肯定储存于病毒中完整的RNA之中。
TMV结构的最佳设想乃是RNA位于中心,外面由大量较小的蛋白质亚基
包围。
事实上,蛋白质基本成分早已存在生化证据。1944年德国人施拉
姆(G. Schramm)首次发表了他的实验结果。他报道在弱碱中TMV颗粒
分解成游离的RNA和大量蛋白质分子。这些蛋白质分子即使不完全相
同,也极其相似。除了德国,几乎没有人相信施拉姆的报道是正确
的。这种偏见是战争造成的。他们认为,德国法西斯竟会在战争一败
涂地的最后几年允许按照施拉姆的想法进行这样广泛的实验,这对绝
大多数人来说是难以置信的。很容易联想到这项工作直接受纳粹的支
持,而实验结果得到了错误的分析。绝大多数生物化学家都不愿花费
时间去反驳施拉姆。可是,后来我阅读贝尔纳的文章时,突然对施拉
姆的实验感兴趣起来。要说他把数据解释错了,却偏偏凑巧得到了正
确的答案。
可以想象,再有几张X射线照片就能搞清TMV蛋白质亚基的排列方
式。要是这些亚基以螺旋状堆积,则更能说明问题。我兴奋地把贝尔
纳和范库肯的文章从哲学图书馆偷偷带到了实验室,好让克里克看看
这些TMV的X射线照片。当看到图中有代表螺旋的空白时,他立即动
手,迅速画了几个可能的TMV螺旋状结构。从此,我知道自己不能再避
开有关螺旋的理论了。我不必掌握数学,克里克有空会来教我的,可
在他外出时我就一筹莫展了。幸运的是只要略懂数学就可以明白,这
张TMV的X射线照片显示的正是一个每23埃绕螺旋轴一圈的螺旋。其规
律是如此简单,克里克竟想用“向鸟类观察家解说傅里叶变换”[1]为
题来撰写一篇相关文章。
然而这一次克里克却放了空炮,几天以后他又认为TMV螺旋的证据
不够有力。我自然也心灰意懒了,直到我无意中发现了蛋白亚基呈螺
旋状排列的原因,简单到傻子也能搞明白。晚饭后百无聊赖之际,我阅读了法拉第学会关于“金属结构”的讨论文章。该文阐述了理论家
弗兰克(F. Frank)关于晶体形成的独到见解。可是,几次精确的计
算都得到了矛盾的结果,并没有发现任何晶体能以所论述的速率形
成。弗兰克后来发现,如果晶体不像我们设想的那样有规则,而是包
含了一些错位的话,那么这种矛盾的现象就不复存在。这些错位使得
微小间隙不断出现,新的分子则被安置在这些微小间隙之中。
几天以后,我在乘公共汽车去牛津的路上,头脑里酿成一种想
法:每个TMV颗粒应被视为一个微小晶体,如同其他晶体一样,由于具
有微小间隙而逐渐生长。产生微小间隙的最简便方法就是使亚基呈螺
旋型排列,这是最重要的条件。道理很简单,这个看法肯定是对的。
周末在牛津看到的各种螺旋楼梯更使我坚信其他生物结构也应具有螺
旋型对称。这一两周以来,我仔细观察了肌肉和胶原纤维的电子显微
镜图,想从其中找出螺旋的蛛丝马迹。然而克里克的态度却不冷不
热,很不起劲。在缺乏任何有力证据的情况下,我知道要想说服他是
徒劳无益的。
这时,赫胥黎帮了我的忙,他教我使用X射线照相机拍摄TMV照
片。显示螺旋的方法就是将TMV的样品倾斜,使其与X射线光束保持几
个不同的角度。范库肯没有这样做,因为在战前人们还不大重视螺旋
结构。为此,我到马卡姆处看看他手头是否有多余的TMV。那时马卡姆
在莫尔蒂诺(Molteno)研究所工作,这地方与剑桥其他地方不同,实
验室里暖气很足。这是为了照顾那位讲座教授兼所长凯林(D.
Keilin)的哮喘病。我总是乐于找个借口,在这华氏70度的房间里待
一会儿,虽然我永远料不到马卡姆什么时候就会笑话我看上去有多糟
糕,说我如果是喝英国啤酒长大的话,就不会像现在这么干瘪瘪的
了。这次他却一反常态没有嘲弄我,很爽快地给了我一些病毒样品。
想到克里克和我做起实验来两手脏兮兮的场面,显然很是好笑。
不出所料,我拍的第一张X射线照片,比当时已发表的照片模糊得
多。即使拍一张稍微像样的照片也花了我一个多月的时间,要想拍摄几张能够显示出螺旋的照片,更是难上加难。
由于在工作中遇到了这个“拦路虎”,拉夫顿(G.Roughton)在
亚当斯路(Adams Road)他父母家里举办的化装舞会就成了2月间唯一
使我感到痛快的事。说来奇怪,尽管拉夫顿认识许多漂亮姑娘,而且
据说会戴着一只耳环写诗,克里克还是不愿意去参加这个舞会。但
是,奥迪尔不想失去这次机会。于是,我租了一套帝政复辟时期的士
兵服装和她一同去了。当我们挤进半痴半醉的跳舞人群时,我们觉得
这次晚会相当成功,因为看上去剑桥互惠生[2]中的迷人姑娘约有一半
都在那儿。
一周后又举办了一个“热带之夜舞会”。奥迪尔很想去,一则因
为她参加了筹备,再则这个舞会是由黑人赞助的。克里克仍然不愿参
加,不过这次他倒做对了。参加的人不多,舞场一半空着,我在那里
痛饮了一阵以后,仍然不想在众目睽睽之下蹒跚起舞。我脑子里想的
是鲍林将在5月份来伦敦参加由皇家学会组织的一个有关蛋白质结构的
会议。谁也说不上他下一步要干什么,我们最担心的是他要求参观国
王学院研究小组。
[1] 沃森在芝加哥大学时学习鸟类学,此处说明这个问题浅显易懂。——译
者
[2] 互惠生(au pair)是起源于欧洲的文化现象,年轻外国人为学习某国语
言并体验其文化寄宿于一个东道主家庭,用打理家务、看护孩童等劳动换取食
宿。——译者17
然而鲍林在艾德怀尔德机场[1]时突然被吊销了护照,不得不取消
对伦敦的访问。美国国务院不想让鲍林这位喜欢惹是生非的人在世界
各地跑来跑去,散布关于昔日投资银行家们的政治丑闻,这些人主张
制止信奉无神论的赤色分子四处泛滥。弄得不好,鲍林可能在伦敦举
行记者招待会,大谈和平共处的论调。即使不让麦卡锡(McCarthy)
参议员再有机会指责政府容许激进分子受美国护照保护并使美国生活
方式受到影响,国务卿艾奇逊(Acheson)的地位也已经岌岌可危了。
当这件丑闻传到皇家学会时,克里克和我已经到了伦敦。这消息
太令人难以置信了,比猜想鲍林在去纽约的飞机上生了病更不可思
议。只有俄国才会阻止一位世界著名的科学家出席丝毫不带政治色彩
的会议。因为第一流的俄国科学家可能想叛逃到富裕的西方去。而鲍
林根本不会考虑叛逃的事,因为他和他家人对加州理工学院是非常满
意的。
如果鲍林真的想自愿离开,加州理工学院管理委员会的某些人将
会感到高兴。每当他们拿起报纸看到世界和平会议发起者名单中有鲍
林的名字时就会勃然大怒,他们一心希望南加州能摆脱鲍林的有害诱
惑力。鲍林很清楚这些来自加州暴发户不可言状的愤怒,很大程度上
是因为他们的外交常识受到《洛杉矶时报》(Los Angeles Times)的
影响。
我们有几个人刚在牛津参加过普通微生物学会讨论“病毒增殖性
质”的会议,对这种混乱状况并不感到惊奇。原定主要演讲者之一是
卢里亚。可是在按计划飞抵伦敦前两周,他得知他将无法拿到护照。
美国国务院同往常一样,是不会为这种不光彩的做法做出解释的。卢里亚的缺席给我增加了一项工作——介绍美国噬菌体工作者近
来的实验结果,这并不需要我临阵磨枪拼凑一篇演讲稿。因为在会议
前几天,赫尔希[2]从冷泉港给我发来一封长信,概述了他们近来完成
的实验。他和蔡斯(M. Chase)通过最近的实验,证实了噬菌体感染
细菌的基本特征是病毒DNA进入寄主细菌细胞。尤其重要的是,几乎没
有蛋白质进入细菌细胞。于是他们的实验再次强有力地证明,DNA是基
本的遗传物质。
尽管如此,当我宣读赫尔希的长信时,400多位与会的细菌学者几
乎没有人感兴趣。利沃夫(A. Lwoff)、本兹(S. Benzer)及斯滕特
显然是例外,他们都是从巴黎到此短期逗留。他们知道赫尔希的实验
不同凡响,并且认识到从那时起大家都会更加重视DNA。然而,对绝大
多数旁观者来说,赫尔希的名字无足轻重。而且,在知道我是美国人
时,大家从我的蓬乱长发会联想到我的科学判断力也可能是同样荒诞
无稽的。
英国植物病毒学家鲍登(F. C. Bawden)及皮里(N. W. Pirie)
掌控了这次会议。鲍登学识渊博,皮里信奉虚无主义,在这两方面其
他与会者都望尘莫及。皮里根本不相信噬菌体有尾以及TMV具有固定长
度这种看法。我企图用施拉姆的实验给皮里出难题,他却干脆说这些
实验应该停止。于是我转向政治成见较少的问题:许多TMV粒子长度为
3000埃是否具有重要的生物学意义?问题的答案太简单了,这一点没
有引起皮里的兴趣。他认为病毒是如此之大,尚难将其结构阐述清
楚。
如果利沃夫不出席,那么这次会议可能就会以失败告终了。利沃
夫颇热衷于研究二价金属离子在噬菌体增殖中的作用,于是和我的想
法一拍即合,我们都认为金属离子对核酸结构至关重要。特别有趣的
是,在精确复制大分子或者两个相似染色体相互吸引的过程中,他预
见到某些特定离子可能起关键作用。然而,富兰克林完全信赖经典的X射线衍射技术可以解决一切问题。除非她从这个立场上来个180度大转
变,否则我们这种设想无法得到检验。
在那次皇家学会会议上,没有任何迹象表明从12月初国王学院同
克里克和我发生争论以来他们哪一个曾经提起金属离子。后来我追问
了威尔金斯,才知道分子模型的装配架运到他的实验室以来,还没有
使用过。现在催促富兰克林和戈斯林建造分子模型也还不是时候。如
果说有什么动静的话,那就是威尔金斯和富兰克林之间的口角比他们
访问剑桥前有增无减。现在,她坚持说她的数据证明DNA不是螺旋型
的。要让她听从威尔金斯的指挥来制作螺旋模型,她可能更想把铜丝
模型套在威尔金斯的脖子上。
当威尔金斯问我们是否需要把模具送回剑桥时,我们假意回答说
需要,同时向他暗示我们需要较多的碳原子,以便制造模型研究多肽
链是怎样转弯的。使我放心的是威尔金斯对于那些与他们国王学院无
关的事,总是开诚布公的。他觉得我正在认真从事TMV的X射线研究工
作,便确信我不会很快对DNA再发生兴趣。
[1] 艾德怀尔德(Idlewild)即现在的纽约肯尼迪机场。——译者
[2] 阿尔弗雷德·赫尔希(Alfred Hershey,1908—1997),美国细菌学
家、遗传学家。1940年与德尔布吕克和卢里亚开始合作进行噬菌体的实验。1952
年在卡内基学院从事遗传学研究工作期间,和蔡斯合作完成了著名的赫尔希-蔡斯
实验,证明噬菌体DNA才是遗传物质,而蛋白质不是。1969年,他和卢里亚、德尔
布吕克共同获得诺贝尔生理学医学奖。——译者18
威尔金斯深信,我很快就会得到需要的X射线图片,以证明TMV是
一种螺旋。卡文迪什实验室刚安装好一台大功率可旋正极X射线管。我
使用这台仪器获得了意外的成功结果。这种先进设备使我拍片的速度
比使用普通设备快20倍。一周之内,我拍摄TMV照片的数量成倍增长。
卡文迪什实验室通常晚上十点钟锁门。看门人就住在隔壁,但锁
门以后,就没人再去打扰他了。卢瑟福不主张学生开夜车,他认为在
夏季傍晚打打网球倒更合适些。即便在他去世15年后,也只为那些加
班加点的人准备了一把钥匙,这把钥匙现由赫胥黎保管。他坚持说肌
肉纤维是活的,因此不能按照物理学家的常规办事。必要时,他会把
钥匙借给我或亲自走下楼来,帮我打开那扇通向自由学校街(Free
School Lane)的沉重大门。
仲夏6月的一个深夜,赫胥黎不在实验室。我回去关掉X射线管并
且冲洗了一张TMV新样品的照片。这张照片是将样品倾斜25度左右拍摄
的。如果走运的话,我就可能发现螺旋反射。我把还潮湿的底片对着
映片灯一看,立刻就知道我们成功了。那些显示螺旋状的图像是不会
弄错的。现在我可以使卢里亚和德尔布吕克相信,我待在剑桥并不是
一事无成的。尽管已是午夜时分,我却丝毫不想回网球场路的房间,就兴致勃勃地在后院徘徊了一个多小时。
第二天早晨,我焦急地等待着克里克的到来,以便请他判断底片
中是否确实有螺旋存在。不到十秒钟,他就指出了那意义重大的螺旋
反射,这样我的一切疑虑也就消失了。可是我还想跟克里克开个玩
笑,我说我认为这张X射线图片实际上并不十分重要,真正重要的倒是
必须搞清楚那些微小间隙。我刚说完这些话,克里克就当真了。他说
没有判断能力是非常危险的。他总是那样心直口快,并且认为我也同他一样,有啥说啥。在剑桥的辩论中要想取胜,常常得说些荒谬的话
来哗众取宠,可是克里克用不着来这一套。有时,谈论一两分钟外国
姑娘的多愁善感这一迷人的话题,也可以调剂一下剑桥夜晚的沉闷气
氛。
我们下一步该干些什么,当然是再清楚不过的事了。我知道对TMV
的研究在短期内不会再有什么突破。为了进一步详尽地了解它的结
构,需要更加专门的知识,而这是我力不能及的。更何况就算竭尽全
力,能否在几年内搞清RNA的结构,还很难说。而TMV对于DNA结构的研
究也不会起多大作用。
因此,现在还是应该认真考虑一下DNA的那些奇妙的化学特征。这
些化学特征是奥地利出生的生物化学家查加夫[1]在哥伦比亚大学首次
发现的。第二次世界大战以来,查加夫和他的学生们一直致力于分析
各种DNA样品,研究其嘌呤和嘧啶碱基的相对比例。在他们测定的所有
DNA样品中,腺嘌呤(A)分子的数目和胸腺嘧啶(T)分子的数目非常
接近,而鸟嘌呤(G)分子数和胞嘧啶(C)分子数又极其接近。并
且,腺嘌呤与胸腺嘧啶的比值因不同的生物来源而有所不同。某些生
物体的DNA具有较多的A和T,而另一些则具有较多的G和C。查加夫认为
这引人注目的现象具有重大意义,这就是著名的查加夫定律,可是他
当时并没有对此做出解释。我第一次向克里克介绍这一定律时,他并
未留心,而是继续思考其他的问题。
时隔不久,克里克和年轻理论化学家格里菲思(J.Griffith)交
谈几次以后,又觉得该定律可能具有重要的意义了。一天晚上,听了
天文学家戈尔德(T. Gold)做的关于“完善的宇宙法则”的报告后,大家去喝啤酒。戈尔德能言善辩的口才,使克里克联想到是否也可以
提出一个“完善的生物学法则”。他知道格里菲思对基因复制的理论
很感兴趣,于是就开门见山地提出所谓完善的生物学法则就是基因的
自我复制。换句话说,也就是在细胞分裂和染色体数目倍增时,基因准确复制的能力。格里菲思并没有随声附和,这几个月他更相信基因
复制是在互补表面交替形成的基础上进行的。
其实,这种想法并非新鲜玩意儿。近30年来,它一直在那些对基
因复制感兴趣的理论遗传学家中间流传着。这种理论认为基因复制需
要生成一个补体(负本),其形状和原体(正本)的表面相吻合,如
同一把锁和一把钥匙的关系。在一个新的正本合成时,这个互补的负
本就会起到模板的作用。然而有的遗传学家对此持犹豫态度,缪勒[2]
就是一个著名的代表人物。他受某些有名的理论物理学家,尤其是乔
丹(P. Jordan)的影响较深,这些人认为同类物体相互吸引的力量是
存在的,而鲍林却不赞同这种观点,他尤其反对量子力学支持这种理
论的说法。第二次世界大战前夕,他曾请德尔布吕克(他使鲍林注意
到乔丹的文章)和他联名给《科学》(Science)杂志写了一篇短文,郑重声明量子力学是支持合成互补体的基因复制机理的。
那天晚上,看来老调重弹并不能使克里克或格里菲思感到满意。
他们知道,现在重要的是搞清楚这种引力的实质。克里克固执地认
为,问题的答案并不在于特别的氢键。他觉得氢键不能确切地说明具
体的专一性,因为化学界的一些朋友曾多次告诉我们,嘌呤和嘧啶碱
基中的氢原子可以无规律地从一处移到另一处,并没有固定的位置。
克里克倒是主张DNA的复制与碱基平面之间的特殊引力有关。
幸运的是,格里菲思会计算这种引力,如果DNA复制的互补结构的
设想是正确的,他或许能够算出不同碱基之间的引力。而且,如果直
接复制确实存在,他也能计算出相同碱基之间的引力。这样,在下班
时,他们同意由格里菲思先试试这样的计算是否可行。几天后,当他
们在卡文迪什茶室的人群中突然相遇时,格里菲思告诉克里克,一些
粗略的计算结果显示,腺嘌呤和胸腺嘧啶的平面应该是粘在一起的。
同样的说法也适用于鸟嘌呤和胞嘧啶之间的引力。
克里克立即就明白了他的意思。如果他没记错的话,这就是查加
夫以前指出的等量碱基对定律。他激动地告诉格里菲思,我最近曾对他嘀咕过查加夫一些古怪的实验结果。此刻,他还不能断定螺旋是否
与碱基对有关。但这些资料一经核实,他会立即跑到格里菲思那里,尽数告知。
午饭时,我进一步确认了克里克没搞错查加夫的实验结果。他阅
读了格里菲思的量子力学论文,但对其中的结论并没有表现出足够的
热情。因为,一方面,他知道格里菲思在受到压力时就不愿再有力地
坚持自己的论证。为了使计算顺利进行,必要时格里菲思可能忽视了
许多可变因素。另一方面,尽管每个碱基都有两个平面,可是没有理
由说明为什么只能选择其中的一个。另外,也不能排除查加夫提出的
定律可能与遗传编码有关。特定的核苷酸组必然以某种方式为特定的
氨基酸编码。可以设想,腺嘌呤和胸腺嘧啶数量相当,也可能与一种
决定碱基顺序的未知规律有关。此外,马卡姆断言,如果查加夫认为
鸟嘌呤和胞嘧啶数量相等,他同样有把握否定这种现象。在马卡姆看
来,查加夫的实验方法必然低估了胞嘧啶的实际数量。
然而,克里克并不打算否定格里菲思的看法。7月初的一天,肯德
鲁来到我们的新办公室,对我们说查加夫最近要到剑桥待一个晚上。
肯德鲁已为他在彼得豪斯学院安排好了晚餐,同时邀请我和克里克在
晚些时候到他房间里去一起喝几杯。席间,肯德鲁没有谈论任何严肃
的问题,只略微透露了一点克里克和我可能想通过建造模型来探索DNA
结构。查加夫是世界闻名的DNA专家,一开始他对我们这些妄想夺冠的
黑马并没有在意。当肯德鲁一再保证我并不是个一般的美国人时,他
才觉得可能遇上怪人了。看到我使他更证实了自己的感觉是对的。很
快,他开始嘲弄我的发型和口音,既然我来自芝加哥,我的言谈举止
只能如此。我温和地告诉他我留长发是为了避免和美国空军人员混
淆,这样的解释反倒证明我在为人处世方面不够老练。
当克里克不得不承认自己记不住4个碱基间的化学结构差异时,查
加夫对我们的轻视可算到了顶点。这是在克里克提到格里菲思的计算
时,不慎流露出来的一个错误。因为记不清究竟哪种碱基含有氨基,他请查加夫写出它们的结构式来,这样才能定性描述量子力学理论。
克里克接着申述说,他随时可以查到这些资料。然而,查加夫仍然不
相信我们知道自己在干什么或者怎样达到我们的目的。
不管查加夫怎样嘲弄和轻视我们,总得有人去解释他的实验结
果。第二天下午,克里克匆匆跑到三一学院格里菲思办公室,想弄清
楚碱基对的数据。听到里面说“请进”时,他就推开门进去了,却发
现格里菲思正和一位姑娘待在屋里。他马上意识到现在不是谈论学问
的时候,就不慌不忙地准备离开。他请格里菲思把算出来的碱基对数
据再给他介绍一遍,并把结果记在一个信封背面,这才走了。因为我
那天早晨动身前往欧洲大陆去了,克里克只好独个儿到哲学图书馆去
查找资料,好消除他对查加夫的数据解不开的疑惑。掌握了这两方面
的资料之后,他还打算第二天再去格里菲思那儿,但转念一想,又觉
得格里菲思的兴趣并不在此。显然女人和科学有时不能两者兼顾的。
[1] 埃尔温·查加夫(Erwin Chargaff,1905—2002),早年研究领域很广
泛,受艾弗里实验的影响,兴趣转向DNA。他提出的查加夫定律对于后来沃森和克
里克建立DNA双螺旋结构起到了关键的启示作用。——译者
[2] 赫尔曼·缪勒(Herman Joseph Muller,1890—1967),美国遗传学
家、分子生物学家。在康奈尔大学学习生物化学期间他对摩尔根实验室的果蝇研
究一直很感兴趣,并亲自参加实验。1912年正式加入摩尔根研究组,1916年在摩
尔根指导下获博士学位。由于发现X射线诱导生物体遗传性状的变异,于1946年获
诺贝尔生理学医学奖。——译者19
两周后,我和查加夫在巴黎又见面了。我们俩都在那里出席国际
生物化学会议。经过索邦神学院黎塞留大厅(Salle Richelieu)外的
庭院时,查加夫略带嘲弄地冷冷一笑,算是和我认识的唯一表示。那
天,我老是盯着德尔布吕克。在我离开哥本哈根去剑桥前,他给我在
加州理工学院生物学分部找了一个研究员职位,并为我安排了1952年9
月开始由美国国家小儿麻痹症基金会提供的奖学金。这年3月,我曾给
德尔布吕克写信,要求在剑桥再待一年。他毫不迟疑地答应把我的奖
学金转至卡文迪什。德尔布吕克如此爽快,是由于他对在生物学中按
鲍林那种方式进行结构研究是否真有价值还拿不定主意。
这一回随身带着TMV螺旋的照片,我愈发相信德尔布吕克最终会完
全理解我为什么如此喜欢剑桥。但是,和德尔布吕克短短几分钟的谈
话,我并没有看出他的观点有重大改变。我提纲挈领地说明了TMV是如
何构成一个整体的,对此他几乎没有发表任何意见。我又急急忙忙叙
述了我们试图通过制作模型研究DNA结构的情况,他还是显得毫不在
意。只是在我提到克里克才智超人时,他才有所触动。糟糕的是,后
来我把克里克的思考方式比作鲍林的思考方式。然而,在德尔布吕克
看来,没有一种化学见解能与遗传杂交相媲美。后来,那天夜里遗传
学家埃弗吕西(B. Ephrussi)提到我对剑桥有些偏爱,德尔布吕克就
厌恶地举起了双手。
后来,鲍林突然光临,引起国际生化会议全场轰动。这次他能成
行可能是因为他去伦敦的护照被吊销一事曾被报刊大肆渲染,从而使
美国国务院改变了主意,允许他来巴黎炫耀一下α螺旋。于是,在佩
鲁茨演讲的会议上很快为鲍林安排了一个报告。这个消息是在他报告
前不久才匆匆发出的,可是会场还是被挤得水泄不通,人人都想优先获得新的启示。然而,鲍林的演讲尽是些旧调重弹,只不过略带幽默
感罢了。他的演讲并没有惊人的新见解,也看不出他到底在想些什
么。尽管如此,全场的人都听得津津有味,而我们几个看过他近期大
作的人却不以为然。演讲结束后,崇拜者蜂拥而上将他团团围住。而
我没有勇气挤到鲍林和他的夫人海伦(A. Helen)面前,就回了附近
的特里阿农(Trianon)旅馆。
威尔金斯也来了,他的样子显得愁眉不展。他是赴巴西途中路过
巴黎参加会议的。他将在巴西讲授一个月的生物物理学。他出席这次
会议使我感到惊愕,因为这与他的性格是格格不入的,他看不惯约
2000名碌碌无为的生化学家在灯光昏暗、雕梁画栋的演讲厅进进出
出。我们一边聊天,一边走向鹅卵石小路,他问我是否也感到会上某
些演讲冗长乏味。莫诺德(J. Monod)和施皮格尔曼(S.
Spiegelman)等几位学者倒是热情奔放的演说家,但是,其他的演讲
普遍显得枯燥乏味,即使演讲中有些需要归纳整理的新玩意儿,那些
低沉的演说也实在难以使他打起精神。
为了使威尔金斯振作起来,我陪他去罗约蒙特(Royaumont)寺院
参加为期一周的噬菌体会议。这个会议是在国际生化会议以后举行
的。因为要去里约热内卢,威尔金斯只能在此待一个晚上,可他还是
愿意同那些做过巧妙的DNA生物实验的人见见面。在开往罗约蒙特的火
车上,他脸色苍白,既无心思浏览《泰晤士报》,也没兴致听我闲聊
噬菌体小组的事。在部分整修过的西多会修道院中,我们住进了天花
板很高的房间里,我就去找一些自从离开美国就一直未见过面的朋友
叙谈。我以为威尔金斯会来找我,可是后来他连晚饭也没有去吃。于
是我就跑到他的房间,打开灯后,竟发现他俯卧在床上,头扭向一边
避开昏暗的灯光。他说在巴黎吃的东西不易消化,身体稍有不适,要
我不用为他担心。翌日早晨,我收到他的一张便条,上面写着他已康
复,但要赶开往巴黎的早班车,并对给我添的麻烦表示歉意。中午时分,利沃夫说鲍林第二天要来这儿待几个小时,我立即琢
磨怎样才能在那天午餐时坐在鲍林旁边。然而他的来访与科学毫不沾
边。怀曼(J. Wyman)是美国派驻巴黎的科学参赞,也是鲍林的至
交。他认为鲍林和海伦对13世纪质朴而又富有魅力的建筑物会感兴
趣,安排了他们夫妇到那里观光。上午开会休会期间,在寻找利沃夫
时,我看到了怀曼消瘦而富有贵族气质的面庞。鲍林夫妇也在场,他
们很快开始和德尔布吕克夫妇交谈起来。在德尔布吕克提到一年后我
将去加州理工学院工作时,我才有机会和鲍林简短地谈了一会儿。话
题一直围绕着我将在帕萨迪纳[1]继续利用X射线研究病毒的可能性,只字未提DNA。当我提到国王学院拍的X射线照片时,鲍林表示,他的
同事们关于氨基酸的精确的X射线工作对我们最终了解核酸是很有意义
的。
我和海伦的交谈则随便得多,当她知道我明年仍在剑桥时,她对
我谈起了她的儿子彼得(Peter)。我知道布喇格已经同意让彼得跟肯
德鲁攻读博士学位。彼得患过长期的单核细胞增多症,体质欠佳。他
在加州理工学院的学业实在太差了,但是肯德鲁不想拒绝鲍林把儿子
托付给他的愿望,特别在想到彼得和他的金发妹妹琳达(Linda)时常
举办迷人的舞会时,则更希望彼得能和他一道工作。这样,如果琳达
去看望彼得,他们肯定会给剑桥风光增添异彩。事实上,加州理工学
院化学系几乎每个学者都梦寐以求娶琳达为妻,以此抬高自己的身
价。至于彼得的风流逸事,有许多流言蜚语,传得使人真假难辨。但
现在海伦却把彼得说成是一个极好的小伙子。她说,每个人都会像她
那样乐于和彼得相处。而我对此却保持沉默,不相信彼得会像琳达那
样使我们的实验室变得生气蓬勃。当鲍林招呼道别的时候,我对海伦
说一定尽力帮助她的儿子适应剑桥研究生那拘束的生活。
最后在罗思柴尔德(E. Rothschild)男爵夫人的乡村别墅桑苏西
(Sans Souci)举行了一次花园聚会,并以此结束了这次会议。参加
聚会的衣着对我来说成了大问题。国际生化会议前夕,我在火车车厢里睡觉时,自己的行李物品全被偷光了。现在我手头上尚有一些在军
用消费合作社买的东西,剩下的衣服是准备游览意大利阿尔卑斯山时
穿的。我觉得穿着短裤讲演TMV很舒服,法国代表团却担心我可能会穿
着同样的装束到桑苏西去。后来,我借了一套西装和领带穿起来,在
那座高大的乡村别墅前下车时,照样显得潇洒大方。
我和施皮格尔曼径直朝一个手里拿着熏鲑鱼和香槟酒的男仆走
去。不久,我们就领受到了贵族阶层的社交方式。就在我们离开那里
要上汽车前,我溜进一间大客厅,当中一幅哈尔斯(Hals)画作和一
幅鲁本斯(Rubens)画作挂在显眼的地方。男爵夫人正对几位客人
说,这样多风格各异的贵宾能够光临,她由衷感到高兴。可她对剑桥
那位鲁莽英国人决定不来活跃这儿的气氛,深表遗憾。我迷惑了一会
儿,后来才想明白,是利沃夫事先告诉男爵夫人,请她谅解一位不修
边幅的客人,这个人的脾气有点古怪。我初次和贵 ......
作者:[美]詹姆斯·沃森
ISBN:9787532770717
译者:刘望夷
责任编辑:莫晓敏
产品经理:邵明鉴献给娜奥米·米奇森1983年3月沃森博士在纽约冷泉港实验室他的办公室中
1983年沃森博士在他的办公室与译者的合影作者为中译本撰写的前言
我十分高兴,通过这部中译本,可以有更多中国人了解我们如何
阐明了携带遗传信息的DNA分子结构的故事。同克里克合作的那些日
子,是我一生中最为难得的一段时期。在撰写本书时,我力图表达出
我们在探究这种我们认为可能是最重要的分子时的兴奋心情。我们发
现的双螺旋果然没有使我们失望。
沃森
1983年6月14日
纽约冷泉港作者为中译本撰写的前言手迹双螺旋 发现DNA结构的故事前言
劳伦斯·布喇格爵士[1]
本书记述的是阐明基本遗传物质DNA结构的故事,其笔法在各方面
都是独特的。沃森约我写前言,对此我深感荣幸。
首先,此书在科学价值上引起人们的关注。克里克[2]和沃森发现
了DNA的结构,这一发现及其以后在生物学方面引起的影响,乃是20世
纪科学界重大的事件之一。受其鼓舞开展的科研项目,数量之大是十
分惊人的。这项成果促使生物化学发生了一场革命,而生物化学本身
就是一门使科学改观的学科。我和其他人一直在敦促作者撰写他的回
忆录,因为很多事情他至今仍然记忆犹新。我们知道这些事件对于撰
写科学史又是何等重要!书写成以后,其内容大大超出了预料。尤其
是后面几节,简直就是一部结构严谨、情节动人的剧本。它把新概念
的诞生描绘得栩栩如生,把许多扣人心弦的情节逐步推向全剧的高
潮。我不知是否还有别的著作能够使读者如此休戚相关地与研究者一
道分担他的疑虑、分享他的奋斗和最后胜利的喜悦。
同时,书中记述的故事又深刻说明了研究工作者可能陷入的进退
维谷的处境。他知道有个同行在某个问题上已经工作了多年,并且积
累了大量难得的资料,因为知道成功就在眼前,这些资料并未公开发
表。他看到过这些资料,并有充分理由相信,他想象中的一种新研究
方法,或者说仅仅一种新观点就能使问题迎刃而解。在这个时候,如
果他提出同对方合作,可能会被认为是想捞一点外快。他应该单枪匹
马地去干吗?很难判断一个重要的新观点究竟真的是一个人独出心裁想出来的,还是在同别人交谈中不知不觉吸收来的。鉴于这种困难,在科学家中间逐渐形成一种不成文的默契,大家不去侵犯同行在某个
研究领域中的选定课题。但是,有一定的限度。当竞争不止来自一个
方面的时候,就不能再踌躇不前了。在解决DNA结构的过程中,这种进
退维谷的困境显得尤为突出。由于考虑到伦敦国王学院(KCL)的威尔
金斯[3]长期耐心的研究,以及剑桥的克里克和沃森最后出色地并很快
地解决了DNA的结构问题,1962年在颁发诺贝尔奖时,才使所有与此有
关的人皆大欢喜。
最后,本书不仅讲了科学,也讲了人。从故事中可以看到,欧洲
特别是英国给一个来自美国的年轻人留下的印象。作者善于用佩皮斯
[4]式的坦率笔法进行写作。书中涉及的人们应该以一种谅解的精神阅
读此书。请记住,他的这本个人记述并不是一部历史,而仅仅是对历
史有点贡献的一种自传式作品。这部历史总有一天要写出来的。正如
作者本人所说,此书乃是印象记录,并非历史事件纪实。事实上,很
多事情比他那时看到的要复杂,而当事者的动机比他想象的要单纯得
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。
作者曾将手稿给我们几个书中涉及的人阅读。凡是与历史事实不
符之处,我们都提出了不少修改意见。但以鄙人拙见,此书不宜修改
太多。因为以生动活泼和坦诚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。
[1] 威廉·劳伦斯·布喇格(William Lawrence Bragg,1890—1971),英国科学家,1911年毕业于剑桥大学三一学院,1912年提出著名的布喇格定律,1915年和他父亲共同获得诺贝尔物理学奖时年仅25岁。他是卡文迪什实验室第五
任主任,极力支持沃森和克里克发现DNA 双螺旋结构的工作。——译者
[2] 弗朗西斯·克里克(Francis Harry Compton Crick,1916—2004),英国物理学家、分子生物学家、神经生物学家,与沃森和威尔金斯共同获得1962
年诺贝尔生理学医学奖。21岁于英国伦敦大学学院获物理学学士学位,博士学位
研究课题却因二战开始而中断。二战结束后放弃物理学,转而从事生物科学研
究。1949年加入剑桥大学卡文迪什实验室佩鲁茨和肯德鲁研究小组,开始蛋白质
的X射线晶体学研究。——译者[3] 莫里斯·威尔金斯(Maurice Hugh Frederick Wilkins,1916—
2004),英国分子生物学家、物理学家及X射线晶体学家,与沃森和克里克共同获
得1962年诺贝尔生理学医学奖。1951年11月威尔金斯证明细胞内的DNA与纯化的
DNA同样具有螺旋结构,并将这些研究结果告诉了沃森和克里克,后来他们进一步
改善了富兰克林关于DNA的B型的X射线分析工作,确认了DNA 的双螺旋结构。——
译者
[4] 佩皮斯(Samuel Pepys,1633—1703),英国日记作家。——译者作者序言
在本书中,我仅以个人的见解介绍发现DNA结构的来龙去脉。在这
样做的时候,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,即科学很少像门外汉
想象的那样,完全按照直截了当、合乎逻辑的方式进行。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
对当时相关事件和人物的最初印象,而不是对自发现DNA结构以来我所
知道的一切做出评价。后者或许更为客观,但无法真实地反映一种冒
险精神,这种精神的特征体现为年轻人的自以为是,并且认为真理一
旦发现就应该是白璧无瑕、尽善尽美。书中的一些评论似乎是片面
的,甚至是不公正的。但是,人们对于某种新生事物缺乏全面了解就
匆匆地评头论足,这种做法早已是司空见惯的了。不管怎样,本书叙
述的是1951—1953年间我观察事物的思路,还有其他一些当事人和他
们的想法,以及我本人的情况。
诚然,书中涉及的人谈起往事肯定会众说纷纭,莫衷一是。因为
我们的回忆绝不会完全一样。再者,在许多情况下,对于同一桩事的
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。对我们来
说,这本书叙述的内容即使挂一漏万,也聊胜于无。更重要的是,我
认为很多人对于怎样“进行”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描述的方式进行的。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,我认为在强烈事
业心和公平精神并存对峙而变得复杂的科学界里,DNA结构的发现绝不
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
对与这一工作有关的许多事件的记忆比对生活中其他事情的记忆要完
整得多。那时,我每个星期给父母亲写一封信。我写此书时充分利用
了这些信件,它们为核对许多事件的确切日期帮了大忙。许多朋友提
出的宝贵意见也同样重要。他们读了初稿,有的还为我的某些不完整
叙述做了详细的补充。毋庸置疑,对某些事件我和其他人的回忆会有
出入。因此,本书只能看作我个人对一些事情的回忆。
本书的前几章是在圣捷尔吉(A. Szent-Gy?rgyi)、惠勒(J. A.
Wheeler)和凯恩斯(J. 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。后几章的写成得益于古根
海姆基金会的资助,它使我能够短期重返英国剑桥,并受到英王学院
院长和学者的热情款待。
我尽可能将当时拍的照片收入书中。我特别要向赠寄快照的古特
弗罗因德(H. Gutfreund)、鲍林(P. Pauling)、赫胥黎(H.
Huxley)和斯滕特(G. Stent)表示谢意。在本书编审过程中,奥尔
德里奇(L. Aldrich)及时提出了一些精辟的意见,不愧为拉德克利
夫学院的优秀学生。莱博维茨(J. 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建议,对此,我深表感谢。最后,我要向威尔逊(T. Wilson)致以谢意。从第一稿起,他就不断地给我
很多帮助,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
麻省剑桥哈佛大学双螺旋
发现DNA结构的故事
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
[1]当时在国王学院任研究员。他说,他可以把我带到罗特峰
(Rothorn)顶上去。虽然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,然后就乘邮车到齐纳尔(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。后来,我看见狄西雷斯正站在旅馆前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待在印度。
因为狄西雷斯久未训练,我们决定花一个下午的时间步行上山到
一个小饭店去。这个小饭店位于由上加伯尔山(Obergabelhorn)倾泻
而下的一条巨大冰川的底部。次日,我们就横越这条冰川。我们走了
几分钟后,来到一个已经看不见旅馆的去处,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(W.
Seeds)。几年前他曾在伦敦国王学院[2]和威尔金斯一起研究DNA纤维
的光学性质。西兹也很快认出了我,他走路慢了下来,似乎想放下他
的背包和我聊聊。可是,他只说了声:“诚实的吉姆[3]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,早先我们在伦敦会面的情景一幕一幕
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,但如果这真像我们暗自预料的那样激动人心的话,究竟鹿
死谁手,以及优胜者对这项荣誉是否当之无愧,都还很难说。现在竞
赛已经结束,作为胜利者之一,我知道事情并不简单,而且肯定和报
界的报道不一样。这项工作主要与五个人有关:威尔金斯、富兰克林[4]、鲍林[5]、克里克和我。因为克里克对我的影响最大,我将从他开
始写这个故事。
[1] 阿尔弗雷德·狄西雷斯(Alfred Tissieres,1917—2003),瑞士生物
化学家。本科学习医学,后至剑桥深造,1951年获博士学位,随后去了加州理工
学院。1953年返剑桥专研核糖体,此时沃森、克里克等人发表了他们关于DNA结构
的名著,通过一番密切联系,沃森邀请狄西雷斯到哈佛继续他的核糖体研究。业
余生活中狄西雷斯还是一位知名登山家。——译者
[2] 伦敦国王学院(King's College at London)是伦敦大学
(University of London)的一部分,勿与前文剑桥大学的英王学院(King's
College,Cambrige)混为一谈。——原注
[3] 本书原名《诚实的吉姆》(Honest Jim)。吉姆是詹姆斯的昵称。书中
诸多人物,作者常常直呼其名或昵称,为阅读理解之便,译文均以读者更为熟悉
的姓氏来指称,恕不一一注明。——译者
[4] 罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin,1920—1958),X射线晶体
学家、生物物理学家。出身于伦敦犹太人家庭,1938年进入剑桥大学学习物理
学,1945年获博士学位。1951年开始在伦敦大学国王学院任兰德尔教授的研究助
理,兰德尔安排她做DNA的X射线分析工作。富兰克林及其学生发现DNA有两种构
型:A型和B型。——译者
[5] 莱纳斯·鲍林(Linus Pauling,1901—1994),美国科学家、工程
师、和平运动活动家、作家和教育家、量子化学和生物化学家,20世纪最有影响
的科学家之一,1954年获诺贝尔化学奖。鲍林及其同事成功地发现了蛋白质α螺
旋结构,但研究DNA时建立了一种错误结构。——译者1
我从来没有见过克里克表现出谦虚平和的态度。在别人看来他或
许是那样的,可是我从来没有理由这样评价他。这同他现在享有的盛
名毫无关系。人们常常谈论他,往往颇带敬意,总有一天他会被列入
像卢瑟福或玻尔这一类人物的行列。[1]但在1951年秋天并非如此,当
时我到剑桥大学卡文迪什实验室[2]参加一个小组的工作。这个小组由
研究蛋白质三维空间结构的几位物理学家和化学家组成。那时,克里
克已35岁了,还完全默默无闻。虽然与他最接近的同事们已经认识到
他思考问题敏锐深刻,并常常向他请教,但一般来说,他还不太为人
赏识,并且有许多人觉得他总是夸夸其谈。
佩鲁茨[3]是克里克所在单位的领导,他是奥地利出生的化学家,1936年就来到英国。他从事血红蛋白晶体X射线衍射的资料收集工作已
经有10多年了,那时刚刚开始有点起色。卡文迪什实验室主任布喇格
爵士极力帮助他。布喇格是诺贝尔奖金获得者,并且是晶体学奠基人
之一,他几乎花了40年时间一直在尝试利用X射线衍射法解决越来越难
以攻克的结构问题。这种新方法能阐明的分子结构愈复杂,布喇格就
愈高兴。[4]因而在战后几年里,他对解决所有分子中最复杂的蛋白质
结构的可能性简直入了迷。在行政工作余暇时,他经常到佩鲁茨的办
公室去,同他讨论新近积累的X射线资料。然后,他就回家,想想能否
对这些资料做点解释。
克里克既不是布喇格那样的理论家,也不是佩鲁茨那样的实验
家,他介于这两种类型的科学家之间。他偶尔也做点实验,但更多的
是埋头考虑蛋白质结构的理论问题。他常常会由于什么新发现,变得
非常激动,立刻逢人便说。过了一两天他经常会觉得他的理论站不住脚了,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而生,使得实验室的气氛大
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
种活跃气氛部分是因克里克讲话声如洪钟引起的:他的嗓门比其他任
何人都高,说话又快,听到他的笑声,就知道他在卡文迪什实验室的
哪个角落里。几乎每个人都享受过他的谈笑风生引起的愉快,特别是
当我们有闲细听他的谈话,并坦言他那不着边际的话使我们觉得丈二
和尚摸不着头脑的时候。只有一个人是明显的例外。与克里克谈话常
常使布喇格爵士感到讨厌,克里克的嗓门之大也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,因为去了就得
容忍茶室中克里克震耳欲聋的谈笑声。即使不去茶室,布喇格也是不
得安宁的。他办公室外的走廊有两次被克里克工作的实验室不断漫出
的水淹没。克里克被自己的理论吸引着,竟忘了把抽水机龙头上的橡
皮管扎紧。
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串门,为
的是看看那里完成了哪些新的实验。对于这点他毫不隐瞒,尽管一般
说来他对人是彬彬有礼的,对于那些并不理解他们最新实验真正意义
的同事,他也是很体谅的。他几乎可以立刻设计出一连串新的实验方
案来证实他的解释。而且最终他往往会忍不住对所有愿意听的人说,他聪明的新想法将会怎样推动科学的进步。
这样就引起了大家对克里克一种心照不宣的真正恐惧,这种恐惧
感在那些尚未成名的同辈人中间就更加强烈。他掌握别人的资料并使
之条理化的速度之快,常使他的朋友们吸一口凉气,大家担心在不远
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谨言慎
行、温文尔雅的风度掩饰下的智力迟钝。尽管克里克在凯斯(Caius)学院有每周吃一顿饭的权利,但他并
未在任何学院任职。一部分原因是他自己愿意这样做。很显然,他不
想让那些本科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,如果每周不止一次听到这种雷鸣般的笑声,许多学监肯定要
反对的。我相信,这一点偶尔也使克里克感到烦恼,尽管他清楚地知
道高桌世界[5]都被一些学究式的中年人把持,而这些人既不会使他感
到愉快,也不会使他得到任何教益。历史悠久的英王学院不受古板的
传统所羁绊,吸收了他,对他和这所学院来说,都相得益彰。有些朋
友知道他是一位讨人喜欢的饭搭子,尽管他们小心翼翼,仍然无法避
免酒多失言惹得克里克大发雷霆。
[1] 卢瑟福(Ernest Rutherford,1871—1937),英国物理学家,卡文迪
什实验室第四任主任,学术界公认的原子核物理学之父,1908年获诺贝尔物理学
奖。玻尔(Niels Bohr,1885—1962),丹麦物理学家,1922年获诺贝尔物理学
奖。——译者
[2] 卡文迪什实验室(Cavendish Laboratory)相当于剑桥大学物理系,也
是近代科学史上第一个社会化和专业化的科学实验室,催生了大量推动人类进步
的重要科学成果,包括发现电子和中子、发现原子核的结构、发现DNA的双螺旋结
构等。1871年由当时的剑桥大学校长威廉·卡文迪什(William Cavendish)捐
款兴建,为纪念他的近亲、著名物理学家亨利·卡文迪什(Henry Cavendish)
而命名。麦克斯韦(James Clerk Maxwell)负责筹建,并于1874年建成后担当
第一任主任。二战期间,实验室主攻方向由原子核物理基础研究转向对雷达、核
武器的军事研究,战后出于国家安全考虑,相关研究、人员和经费转入国家实验
室。为解决困境,第五任主任布喇格大力支持新兴学科,将实验室研究方向发展
为晶体物理学、生物物理学和天体物理学。——译者
[3] 马克斯·佩鲁茨(Max Ferdinand Perutz,1914—2002),奥地利裔英
国生物化学家。1936年入剑桥大学卡文迪什实验室,在贝尔纳指导下获博士学
位,1939年成为布喇格爵士的研究助手。从1931年起一直从事血红蛋白的结晶与X
射线衍射分析工作,于1962年与肯德鲁共同获得诺贝尔化学奖。他是肯德鲁和克
里克的博士论文导师,对沃森和克里克建立DNA双螺旋结构工作帮助很大。——译
者
[4] 关于X射线衍射技术的清晰介绍,参见肯德鲁(John Kendrew):《生
命之线:分子生物学引论》(The Thread of Life:An Introduction toMolecular Biology, Cambridge,Harvard University Press,1966)。
——原注
[5] 高桌世界(High Table Life)指英国牛津、剑桥等大学学院的高级研
究教师及其访客在特定高桌上用餐与社交的传统。——译者2
我到剑桥以前,克里克只是偶尔想到过脱氧核糖核酸(DNA)及其
在遗传中的作用。这并不是因为他认为这个问题没有什么趣味,恰恰
相反,他之所以舍弃物理学而对生物学发生兴趣,主要原因就是他在
1946年读了著名理论物理学家薛定谔[1]写的《生命是什么?》一书。
这本书非常明确地提出了一个信念,即基因是活细胞的关键组成部
分。要懂得什么是生命,必须知道基因是如何发挥作用的。薛定谔
1944年写这本书时,人们仍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[2]在纽约洛克菲勒研究所进行
实验的结果表明,纯化的DNA分子能够将细菌细胞的遗传性状传递给另
一个细菌细胞。
大家都知道DNA存在于所有细胞的染色体之中,艾弗里的实验结果
强有力地表明,将来的实验能够证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
之谜的罗塞塔石碑[3]。相反,DNA却能提供一把钥匙,让我们搞清楚
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
可能也决定了我们智力的高低,或许也决定着我们与别人融洽相处的
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介意。许多人是
庸人自扰的笨蛋,他们总是押错了赌注。与报界和科学家的母亲们支
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。如果没有认识到这一点,你就不能成为一个成功的科学
家。当时,克里克并不打算马上介入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,他在这个领域才工作了两年,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
酸的兴趣也不是很大。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的时间。
而且,做出这样的决定将会牵涉到人事关系,造成令人尴尬的局
面。那时候,尽管在英国对DNA进行分子研究具有各种实际目的,但这
项工作几乎被威尔金斯垄断。威尔金斯当时还是一个单身汉,在伦敦
国王学院工作。和克里克一样,威尔金斯本来也是一个物理学家,曾
用X射线衍射作为他的主要研究手段。如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同,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。
如果他们以前各自生活在不同的国家,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
及英国人的公平精神,都不允许克里克染指威尔金斯的课题。在法国
显然并不存在公平精神,因此就不会发生这类问题。在美国,也不会
允许这种局面出现。你不要指望伯克利的人仅仅因为某项第一流的工
作在加州理工学院已经有人开始做了,就会不再插手。然而,这事发
生在英国,不管怎么说都不对头。
更糟的是,威尔金斯对DNA似乎从来也没表现出足够的热情,这使
克里克感到灰心。威尔金斯看来特别喜欢从容不迫、过分谨慎地阐述
重要的论点。这并不是因为他缺乏智慧和知识,很明显,他两者都
有;只要看他比任何人都更早抓住DNA这一点就可以了然。克里克觉得
他永远无法让威尔金斯明白:当你手里拿着像DNA这样的炸药,就不该
瞻前顾后。而且,要让威尔金斯不对他的助手富兰克林费心劳神也越
来越困难了。威尔金斯并非爱上了富兰克林(我们昵称富兰克林为罗茜)。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,很需要一些业务上的帮助,并且
希望富兰克林作为一个受过严格训练的晶体学家能够促进他的研究工
作。但是,富兰克林可不是这样想的。她明确表示DNA是她本人接手的
研究课题,也不认为自己是威尔金斯的助手。
我猜想,开始时威尔金斯希望富兰克林能冷静下来。然而,只要
略加观察就可以判断她是不肯轻易屈服的。不以大家闺秀自居,这是
她的秉性。她虽然相貌坚毅,但并非缺乏吸引力。如果她对衣着哪怕
有一丁点兴趣就足以使人倾倒,但她并不这样做。她从不涂口红来衬
托她的黑色直发,虽然已经31岁了,她的衣着却仍然是英国青年女学
者的形象。这样就很容易使人觉得她好像有一个事事不如意的母亲,这位母亲过分强调选择职业的重要性,认为事业可以使聪明的女儿不
至于嫁给一个蠢汉。但事实并非如此。她那乐于献身的严肃生活不能
这样来解释——其实她是一个博学的银行家的女儿,家庭生活非常舒
适。
很清楚,富兰克林要么离开,要么服从。当然,离开显然更合适
些。鉴于她倔强的脾气,威尔金斯在研究DNA问题上要保持主导地位非
常困难。有时候威尔金斯并非不了解她抱怨的某些原因——国王学院
有两间餐后休息室,一间男用,另一间女用,这是由来已久的事了。
现在,女休息室依然简陋失修,钱都花在另一间上——这只是为了使
威尔金斯和他的朋友们早晨喝咖啡时心情愉悦。但这种做法不该由威
尔金斯负责,并且这件事也像扎入肉里的芒刺一样使他感到不痛快。
很不幸,威尔金斯还找不到任何体面的理由解雇富兰克林。因为
一开始就说好了,她可以在那里工作几年。而且,也不能否认她头脑
聪明。假若她的情绪能有所克制,想必很有可能助他一臂之力。但是
要指望改善他们之间的关系,那只不过是在碰运气,因为加州理工学
院了不起的化学家鲍林决不会受英国公平精神的禁锢。刚满50岁的鲍林早晚要伸手去摘这顶所有科学奖中最重要的皇冠。毫无疑问,他对
这个项目很感兴趣。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。再说还有明显
的证据。威尔金斯曾经收到鲍林的一封信,鲍林想索取结晶DNA的X射
线照片复本。在犹豫了一阵以后,他写了封回信说,在他公布这些照
片以前,还得更仔细地看看这些资料。
这一切对威尔金斯来说都是令人心烦的。由于原子弹爆炸的后
果,他对物理学感到厌倦。他转向生物科学,可不是为了最终发现生
物学和物理学一样使他反感。现在,鲍林和克里克两人合起来紧紧跟
在他后面,常使他夜不成眠。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。真正棘手的还是富兰克林。像她这样一个女
权主义者,最好还是另找去处,分道扬镳。这样的想法看来是不能避
免的。
[1] 埃尔温·薛定谔(Erwin Rudolf Josef Alexander Schr?dinger,1887—1961),奥地利理论物理学家。由于对量子力学的贡献,特别是提出了薛
定谔方程,1933年获诺贝尔物理学奖。薛定谔先后在瑞士、德国、英国、爱尔
兰、比利时、奥地利等国多所大学任教,理论物理学成就辉煌。1944年出版著名
的《生命是什么?》(What is Life?)一书,最早描绘了生物体遗传密码,对
后来几位著名科学家像沃森、克里克和威尔金斯早年学习期间影响很大。——译
者
[2] 奥斯瓦尔德·艾弗里(Oswald Theodore Avery,1877—1955),美国
医学家、分子生物学和免疫化学先驱。在20世纪40年代以前,大多数有影响的遗
传学家都认为蛋白质是遗传物质,而艾弗里和他的同事在1944年证明了纯化的DNA
能使肺炎球菌的一种性状转化为另一种性状,即证明了DNA才是遗传物质。——译
者
[3] 罗塞塔石碑(Rosetta Stone)是1799年在埃及尼罗河口罗塞塔城郊发
现的古石碑,上面刻有古埃及象形文字、埃及俗体古文和希腊文三种文字,对现
代人了解古埃及象形文字具有关键作用。——译者3
正是威尔金斯首先激发我去关心DNA的X射线工作。那是1951年春
天,在那不勒斯[1]举行了一个关于活细胞大分子结构的小型科学会
议,当时我还不知道有克里克这么一个人。其实,自从我在欧洲以博
士后研究员身份学习生物化学以来,我就已经关注了不少DNA的工作。
我对DNA的兴趣源于想要了解基因是什么这一念头,早在我还是大学高
年级学生时就已开始。后来,在印第安纳大学研究院时,我希望不必
学习任何化学知识就能解决基因问题。这种想法部分是由于我的懒
惰,作为芝加哥大学的学生,我的兴趣主要在鸟类,并且设法免修任
何化学或物理学课程,哪怕看上去只有中等难度。说实话,印第安纳
大学的生物化学家鼓励我学了一点有机化学,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。打发一个无知的博士
生,总比冒另一次爆炸的危险要安全一些。
就这样,我再也没有学过化学,直至我去哥本哈根,与生物化学
家卡尔喀[2]一起做我取得博士学位后的研究工作。出国留学最初看来
可以圆满地解决我对化学的无知,这是我的导师替我想出来的办法。
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[3]。
卢里亚明确地表示厌恶大部分化学家,尤其是在纽约喧嚣的闹市区中
那些形形色色的竞争者。显然卡尔喀是个颇有教养的人物,卢里亚希
望我同这位文明的欧洲大陆人在一起能学到做化学研究的必要知识,而不必与那些唯利是图的有机化学家打交道。
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流传着这样的猜测,即病毒就
是赤裸基因的一种形式。果真如此,研究病毒的性质就是了解什么是
基因以及它如何复制的最好方法。这样,鉴于最简单的病毒是噬菌体,在1940—1950年之间涌现出一批科学家(噬菌体研究小组),他
们希望通过研究噬菌体最终弄清楚基因是怎样控制细胞遗传的。领导
这个小组的是卢里亚和一位德国出生的朋友——理论物理学家德尔布
吕克[4],当时加州理工学院的教授。德尔布吕克一直希望仅仅用遗传
学方法就能解决这个问题,而卢里亚却常常考虑到或许只有当一个病
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,当你还不清楚一种东西的属性时,就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——他的第一个勤奋治学的学生——送到一个化学
家那里去学习。
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是DNA(另一半是蛋白
质),但艾弗里的实验似乎说明DNA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,当时对于DNA的化学知识了解得还很少,仅有少数几位化学家在做
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。于是,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,化学与遗传学技术的结合,最终会真正
推动生物学的进步。
然而他们的计划完全落空了。卡尔喀一点也不能激起我的兴趣。
我发觉自己在他的实验室里对核酸化学仍不感兴趣,正像我在美国时
一样。部分原因在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,卡尔喀虽然很有修养,但他的
英语口音使人觉得颇难理解。不管怎样,我至少听得懂卡尔喀的至交莫勒(O. Maal?e)的英
语。莫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
时研究过的一种噬菌体很感兴趣。他回来以后,放弃了先前研究的课
题,把全部时间都花在噬菌体上了。当时,他是唯一一个研究噬菌体
的丹麦人。因此,对于我和来自德尔布吕克实验室的噬菌体工作者斯
滕特能够到这里同卡尔喀一起做研究工作,莫勒感到十分高兴。不
久,斯滕特和我发现我们两个都常常访问莫勒的实验室,这里离卡尔
喀的实验室有几英里远。有好几个星期,我们两人都同莫勒一道积极
做实验。
开始,我偶尔觉得与莫勒一起做常规的噬菌体工作有点不大合
适,因为我的奖学金明确规定让我跟卡尔喀学习生物化学。从严格的
字面意义上说,我正在违反这一条。而且,到哥本哈根后三个月内我
就要提出下一年的计划。这可不是一件简单的事情,因为我并没有计
划。唯一的妥善办法是再申请跟卡尔喀学习一年的奖学金。如果实说
我不愿学习生物化学是很不妥的。另外,我也看不出当局有什么理由
在同意我延期后却不允许我改变学习计划。于是,我写信给华盛顿,说我希望留在哥本哈根这个富有激励气氛的环境里。如愿以偿,我的
奖学金获批延期。让卡尔喀继续培训我做一个生物化学家还是合理
的,美国奖学金委员会的许多成员认识卡尔喀。
这里还关系到卡尔喀本人的感受。也许他对于我难得在他身边出
现这一点甚为介意。确实,他对很多事情似乎都是漠不关心的;可能
他并没有注意到我不在实验室。幸运的是,这种局面并没有发展到严
重的地步。由于一桩完全料想不到的事件,我心里一下子如释重负。
12月初的一天,我骑自行车去卡尔喀实验室,准备同他进行一次有趣
而又难以交流的谈话。但是,这次我倒觉得卡尔喀的话容易听懂了。
他透露了一些重要的事情:他的婚姻完了,希望离婚。这件事很快就
不是秘密,实验室中的其他人也都听说了。几天之内,事情就很清楚
了,一段时间内卡尔喀的心思不会集中在科学研究上,而这段时间也许会与我待在哥本哈根的时间一样长。因此,他不必教我核酸生物化
学,这显然是上帝安排的好事。我可以每天骑自行车到莫勒的实验室
去。我觉得对奖学金委员会隐瞒一下我的工作地点,显然比勉强卡尔
喀教我生物化学更好些。
再者,有时我对我当时从事的细菌病毒实验也感到十分满意。在
三个月内莫勒和我完成了一组实验,阐述细菌病毒在细菌体内繁衍成
好几百新病毒颗粒的过程。要发表一篇相当不错的论文,数据是足够
了。按照通常的标准衡量,这一年里剩下来的时间不做工作,也不会
被人看作没有成果了。但从另一方面看,我并没有做出任何工作来说
明基因的属性或者它是如何繁殖的。除非我成为一个化学家,否则,我不知道怎样才能进行这方面的工作。
后来,卡尔喀建议我在那年春天到那不勒斯动物实验站去,我欣
然接受了。他决定在那里度过4月和5月。到那不勒斯去是很有意义
的,因为哥本哈根没有春天,待在那里不做事没有意思。另一方面,那不勒斯的阳光倒可能有助于学习海洋动物胚胎发育生物化学。那里
或许也是一个能让我安静阅读遗传学的好地方。如果我对它厌倦了,还可以随便翻翻生物化学教科书。于是,我毫不犹豫地写信到美国
去,请求允许我陪卡尔喀去一趟那不勒斯。华盛顿发回了一封令人愉
快的许可信,祝愿我一路顺风。信中还附有一张两百美元的支票作为
我的旅费。这使我多少有点感到自己不大诚实,因为我仅仅是为了那
不勒斯的明媚阳光而动身的。
[1] 那不勒斯(Naples)是意大利南部一海港,旅游胜地。——译者
[2] 赫尔曼·卡尔喀(Herman Moritz Kalckar,1908—1991),生物化学
家。二战期间在美国多所大学从事研究工作,战后回到哥本哈根建立了新的实验
室开展核苷和核苷酸代谢研究,1958年又到美国的几所著名大学任教直至退休。
——译者
[3] 萨尔瓦多·卢里亚(Salvador Luria,1912—1991),分子生物学家。
在罗马大学进修时熟悉了德尔布吕克关于基因的理论,开始从事噬菌体的研究工
作。1943—1950年任印第安纳大学微生物学教授,他的第一个博士研究生就是沃森。他与德尔布吕克、赫尔希因研究噬菌体的先驱工作于1968年获诺贝尔生理学
医学奖。——译者
[4] 马克斯·德尔布吕克(Max Delbrück,1906—1981),德裔美国物理学
家、生物物理学家、分子生物学家,噬菌体小组的领导人之一。1930年在德国哥
廷根大学获理论物理学博士学位,1937年移居美国,研究兴趣转向生物学,在加
州理工学院生物学分部从事果蝇的遗传学研究,同时开始对细菌及其病毒——噬
菌体进行研究。1942年起他和卢里亚及赫尔希合作研究噬菌体,并由于这方面的
成就共同获得1969年诺贝尔生理学医学奖。受德尔布吕克生命的物理基础的思想
影响,薛定谔撰写了名著《生命是什么?》。——译者4
威尔金斯也不是纯粹为了科学而去那不勒斯的。他从伦敦去那里
的旅行是他的老板兰德尔[1]教授的意外恩赐。按计划,兰德尔应该去
参加这次关于大分子的会议,并且发表一篇论文阐述在他新建的生物
物理实验室做的工作。后来,他发觉自己工作太重了,就决定派威尔
金斯代替他去。如果一个人也不去,对他在国王学院的实验室来说也
是很不光彩的,因为已从国库动用了一笔可观的款项资助他的生物物
理学研究,而那时一直有人认为这种资助是竹篮子提水一场空。
在这次意大利的会议上,并没有要求与会者准备洋洋洒洒的发
言。这种集会只不过是按惯例请来几个听不懂意大利语的外宾以及许
多意大利人。会议的通用语言是英语,讲得太快的时候那些意大利人
几乎没有一个能听懂。到一些观景场所或寺院去的一日游就成了每次
会议的高潮。这样,除了在会上发表一些陈词滥调外,几乎很少其他
内容。
威尔金斯到达时,我已经坐立不安,急于想回北方去了。卡尔喀
这次把我引入了歧途。在那不勒斯的头六周,我经常感到很冷。重要
的是没有中央供暖设备,所以不管官方规定的温度是多少也无济于
事。无论是在动物学实验站或是在一幢19世纪六层建筑顶楼我那个破
烂房间里,都没有任何取暖设备。如果我对海洋动物有一丁点兴趣,恐怕我也会做些实验。因为做实验活动活动身体总比坐在图书馆里把
脚跷在桌子上要暖和一点。有时卡尔喀俨然摆出一副生物化学家的姿
态演讲,我就紧张不安地站在一边,有几天我甚至能听得懂他讲的是
什么。然而,不管我听得懂或听不懂都是一样的,在他的头脑里,基
因从来不占主导地位,甚至连边也不沾。我的大部分时间都用来在大街上溜达,或者阅读早期杂志上有关
遗传方面的论文。有时候,我白日做梦似的想着发现基因的奥秘,但
是从来也未曾有过一丁点像样的想法。因此,在这里一事无成的忧虑
心情就越来越重了。尽管我知道我并不是到那不勒斯来工作的,可是
这并未使我感到一丝宽慰。
我抱有一线希望也许可以从生物大分子结构会议上得到点好处。
我虽然对结构分析领域中处支配地位的X射线衍射技术一窍不通,但还
是很乐观地认为口头讨论总比阅读杂志上的专业文章更容易理解;这
些文章我总是读不进去。我对将由兰德尔做的关于核酸方面的报告特
别感兴趣。那个时候,几乎还没有发表过任何文章论述核酸分子的三
维空间构型。[2]因此,这件事使我对学习化学缺乏兴趣。既然化学家
们对核酸也讲不透彻,我又何苦兴致勃勃地学习那些枯燥乏味的化学
知识呢?
当时的知识水平不能为核酸结构提供任何真正的新启示。关于蛋
白质和核酸三维空间结构的许多说法都是空话连篇。这方面的工作虽
然已经进行了15年之久,但即使不是全部也至少有大部分论据仍然软
弱无力。一些满怀信心提出来的想法,看来都是某些晶体学家异想天
开的杰作。他们喜欢置身于自己的想法不会轻易被人否定的境界里。
由于包括卡尔喀在内的所有生物化学家实际上都不能理解X射线工作者
的观点,因此我听不懂并不觉得有什么不自在。为了听懂这些胡言乱
语而学习复杂的数学方法是没有意义的。所以,我的老师中没有人想
到过,在我得到博士学位以后,竟会和一个X射线晶体学家一道工作。
不管怎样,威尔金斯并没有使我失望。事实上他是否代替兰德尔
都是一样的,反正他们两个我都不认识。他的演讲绝非空洞无物,同
其他人的发言相比是非常突出的。其他发言有的根本就同这次会议的
内容毫不相干。幸亏那些发言是用意大利语讲的,因此,外国客人溢
于言表的厌烦情绪并不算失礼。还有几个发言人是欧洲大陆的生物学
家,也是当时动物学实验站请来的客人,他们在发言中只不过简短地提了一下生物大分子而已。对比之下,威尔金斯那些DNA的X射线衍射
图可谓正中要害。在他的演讲接近尾声时,那张衍射图才放映在屏幕
上。这时威尔金斯干巴巴的英语并没有引起热烈的反应,他说,这张
图比以前几张显示得更为清晰,事实上可以看作一种结晶DNA的X射线
照片。而DNA的结构一旦揭晓,我们就可以更好地理解基因如何起作用
了。
突然之间,我对化学产生了很大的兴趣。在威尔金斯讲演以前,我就担心,基因可能是异常不规则的。然而,现在我知道基因是能够
结晶的,因此它一定具有一种能用简单方法测定的规则结构。于是我
期望着与威尔金斯一起做DNA工作。他讲演以后,我就设法去找他。或
许,他知道的东西比他的讲演内容更丰富些。一般来讲,如果一个科
学家不能绝对肯定他自己是正确的话,那么他当众演说便会犹豫。可
是,我没有机会和他交谈,威尔金斯已经不知去向了。
直到第二天我才有了与威尔金斯认识的机会。这一天,所有与会
者都到佩斯塔的希腊神庙去游览。在等公共汽车时,我开始和他搭讪
并解释我对DNA是多么感兴趣。还没等到从威尔金斯那里打听到什么,我们已不得不上车了,而我也要去陪刚从美国来到这里的妹妹伊丽莎
白(Elizabeth)。在神庙里,我们全分散了。再次找到威尔金斯的时
候,我察觉到我很可能快要交上好运了。因为他已经注意到我妹妹非
常漂亮,很快他们就在一起吃午饭了。对此,我感到莫大的高兴。多
年以来,我曾闷闷不乐地看着一群纨绔子弟追求伊丽莎白。现在突然
来了别的可能性,她的生活方式或许能够改变。我不必再眼看着她注
定嫁给一个智力低下的家伙。而且,如果威尔金斯真的爱上了我妹
妹,那么我将免不了跟他那些DNA的X射线工作密切结合在一起了。然
而他表示歉意之后就走开了,独个儿坐在一旁,这并未使我感到失
望。威尔金斯显然很懂礼貌,他可能觉得我和伊丽莎白有话要说。
但是,当我们一回到那不勒斯,我想跟他合作的壮丽白日梦就化
为泡影了。威尔金斯只是漫不经心地点点头,就径自回他的旅馆去了。无论我妹妹的美貌还是我对DNA结构的浓厚兴趣都未能使他落入圈
套。我们的命运看来不在伦敦。于是我就动身返回哥本哈根了,并且
不愿再去多想生物化学的前景。
[1] 约翰·兰德尔(John Turton Randall,1905—1984),英国物理学
家、生物物理学家。二战后任伦敦国王学院物理学教授,医学研究委员会任命他
为新建的生物物理单位负责人,一批优秀的物理学家如威尔金斯、富兰克林、戈
斯林、斯托克斯和威尔逊等应聘到这个实验室,从事DNA的X射线衍射分析工作。
兰德尔曾经拒绝克里克加入实验室的申请,这当然是国王学院的一大损失,也是
卡文迪什实验室的幸运。——译者
[2] 实际上,阿斯特伯里早期发表过一篇关于DNA的X射线衍射分析的文章,当时沃森还不知道。——译者5
我尽力忘记威尔金斯,但却忘不了他的DNA照片。一把有可能解开
生命奥秘的钥匙总不能从我的头脑中抹去。我还不能解释它,这一点
并不使我烦恼。设想自己功成名就,肯定比做一个从来没有冒险精神
的受压抑学究要好得多。鲍林部分解决了蛋白质结构问题,我也曾被
这个激动人心的传闻所鼓舞。我在日内瓦听说了这个消息。在那里我
待了几天,跟瑞士噬菌体学者韦格尔(J. Weigle)讨论问题,他在加
州理工学院工作了一个冬天之后刚刚回去。韦格尔离开加州以前,曾
去参加过鲍林宣布这个消息的讲演会。
鲍林以他演戏似的惯用方式进行讲演,活像一个终身从事戏剧演
出的行家。他的模型图盖着一块帷幕,直到演讲快要结束时,他才骄
傲地展示了他的最新创作。这时鲍林目光炯炯地解释起他的模型——
α螺旋——无与伦比的各种特征。这次炫耀的表演,正像他所有的精
彩表演一样,使在座的许多青年大学生兴高采烈。全世界恐怕再没有
哪一个人像鲍林那样能抓住听众的心。他那奇妙的头脑与有感染力的
露齿微笑结合得无懈可击。他的许多教授同事怀着复杂的心情观看着
他的表演。鲍林在示范讲台上跳上跳下并挥舞着他的手臂,活像一个
魔术师要把一只兔子从靴子里掏出来。他的同事们对此感到有失体
统,只要他略微表示出哪怕一点点谦虚,他的观点也许更容易被人接
受。由于他表现出的坚定自信心,即使他在胡说八道,那些着了迷的
大学生也都被蒙在鼓里。他的许多同事正在袖手旁观,等待着有朝一
日他会在关键问题上栽跟头,而落得一个嘴啃泥。
但是,韦格尔那时无法告诉我鲍林的α螺旋是否正确。他不是X射
线晶体学家,不能从专业角度对这个模型进行评价。然而,他的一些
在结构化学方面训练有素的年轻朋友们却认为α螺旋看来还是挺不错的,他们都认为鲍林是对的。果真如此,鲍林就再次取得了一项非常
重要的成就。对于生物学中极为重要的大分子结构,他可能是提出完
全正确见解的一位先驱。他或许拥有某种适用于研究核酸的新颖技
术。韦格尔记不起鲍林到底有什么特别好的方法。他能告诉我的事
情,充其量不过是有一篇关于α螺旋的论文不久即将问世。
我回到哥本哈根时,刊登着鲍林论文的杂志已从美国寄到。我很
快看了一遍,接着又立即重读了一遍。其中的大部分论述都让我摸不
着头脑,所以对他的论点我只能了解一个梗概。我当然无法判断它讲
得是否有道理。我唯一敢肯定的就是他的文章写得非常优雅。几天以
后,下一期杂志到了,这一期又刊载了鲍林的文章,达七篇之多。这
些文章仍然写得令人眼花缭乱,充斥着华丽的辞藻。其中的一篇开头
这样写道:“胶原是一种很有趣的蛋白质。”这种写法引得我开始琢
磨,如果我解决了DNA的结构,撰写论文时开头该如何措辞。“遗传学
家对基因很感兴趣”,这样的写法大概可以将我的思路与鲍林的思路
区别开来。
那么,什么地方可以学习分析X射线衍射图呢?我开始为此发愁。
到加州理工学院去吧,恐怕不合适,因为鲍林太伟大了,他不会浪费
时间去教一个缺乏数学修养的生物学家。可是,我又不愿到威尔金斯
那里去再次遭受冷遇。这样一来,就只能去英国剑桥了。我知道剑桥
有一个名叫佩鲁茨的人,他对生物大分子尤其是血红蛋白的结构很感
兴趣。于是我给卢里亚写信诉说我新近入迷的爱好,问他能否想法把
我安排到剑桥实验室去。出乎意料,这件事竟然完全不成问题。接到
我的信后不久,卢里亚就去参加在安阿伯(Ann Arbor)召开的一个小
型会议。在那里他遇到了佩鲁茨的合作者肯德鲁[1],当时他正在美国
长期逗留。更幸运的是,卢里亚对肯德鲁有很好的印象。肯德鲁像卡
尔喀一样,举止文雅,颇有教养;此外,他还支持工党。而且,当时
剑桥实验室缺人,肯德鲁正在物色对象同他一道研究肌红蛋白。于是
卢里亚向他保证说我正好合适,并且立即告诉了我这个好消息。当时正值8月初,刚好是我原来的奖学金就要满期的前一个月。这
就意味着要给华盛顿写的信不能再拖下去了,应该让他们知道我改变
学习计划的事。但是,我仍然决定等到剑桥实验室正式允许我去时再
说。事与愿违的情况毕竟总有可能发生。等我亲自和佩鲁茨谈过话后
再写这封难写的信,这样会比较慎重,那时候我就能更详尽地说明我
希望在英国完成的任务。我并没有立即离开哥本哈根,而是又回到了
实验室。我当时做的一些实验按照二等标准看来还算马马虎虎说得过
去。我之所以留下来,更重要的原因是小儿麻痹症国际会议即将在此
召开,很多噬菌体工作者将到哥本哈根参加会议。德尔布吕克当然是
其中的一员,而因为他是加州理工学院的教授,关于鲍林最近搞的新
玩意儿他也许会有更多的消息。
然而,德尔布吕克并没有告诉我更多的新东西。他认为,α螺旋
即使正确也谈不上有任何生物学意义;看来他对此不屑一谈。甚至在
我对他说确有一张出色的DNA的X射线照片后,他也毫无反应。因为小
儿麻痹症国际会议召开得盛况空前,我就顾不上为德尔布吕克这样独
具一格的坦率而感到沮丧。几百名代表光临后,他们就可享用部分由
美国出资供给的大量免费香槟酒,借以缓和一下国际隔阂。接连一
周,每晚都有招待会、宴会以及去海滨酒吧间的夜半旅行等。这是我
生平第一次享受奢侈的生活。在我的心目中,这种生活和腐朽的欧洲
贵族社会是联系在一起的。由此,在我的头脑中油然产生了一个重要
概念:科学家的生活不仅在智力活动方面是丰富多彩的,而且在社交
活动方面也可能是津津有味的。于是,我就兴致勃勃地动身到英国去
了。
[1] 约翰·肯德鲁(John Kendrew,1917—1997),英国晶体学家、生物化
学家。他在卡文迪什实验室用X射线衍射法测出了肌红蛋白的空间结构,最后和他
的导师佩鲁茨于1962年共获诺贝尔化学奖。——译者6
午饭后我就到佩鲁茨的办公室,和他见了面。肯德鲁还在美国,但是我到那里并非出人意料。肯德鲁曾寄回一封短信说,明年有一位
美国生物学家要来和他一起工作。我告诉佩鲁茨,我对X射线衍射技术
一窍不通。他叫我放心,并向我保证说做这类工作并不需要高深的数
学知识,他和肯德鲁在大学里都是学化学的。我应该做的就是读一本X
射线晶体学教科书。这样,我就能获得足够的理论基础知识,去拍摄X
射线照片。举个例子,佩鲁茨对我讲了验证鲍林α螺旋模型的简单思
路。只花一天时间就能拍到关键性的照片证实鲍林的预见。当时我根
本就没有听懂佩鲁茨的话,甚至连晶体学最基本的布喇格定律也一无
所知。
随后,我和佩鲁茨出去散步,谈到来年可能做的工作。当他知道
我是从火车站直接到实验室来的,还没有观光过剑桥的任何学院时,他改变了我们散步的路线,带我穿过英王学院后院,来到三一学院的
大院。我还从来没有见过如此壮观的建筑物。如果我以前曾经有过放
弃生物学家的安闲生活这种打算的话,如今全都烟消云散了。因此,当我朝一些阴湿的房屋里偷偷地瞥了一眼,知道其中就是大学生宿舍
时,我也只不过略显沮丧而已。我从狄更斯的小说中知道我是不会遭
受英国人自己都不肯受的那份罪的。后来,当我在耶稣绿地(Jesus
Green)一座二层楼房中找到一间房时,我认为自己已经很幸运了。这
里所处的位置实在太好了,离实验室仅有步行不到十分钟的路程。
佩鲁茨要我见见布喇格爵士。于是,第二天早上我就到了卡文迪
什实验室。佩鲁茨给楼上打了个电话说我已经到了,布喇格爵士从他
的办公室下了楼。他听我谈了几句话后,就和佩鲁茨出去私下嘀咕了
一阵。几分钟后他们又来到实验室,布喇格正式通知我,他已经同意我在他的指导下工作。这是不折不扣的英国方式,我不由暗暗揣摩着
布喇格这尊白胡子偶像,恐怕现在每天总是坐在伦敦各大俱乐部如雅
典神殿[1]里消磨着他的大部分时间。
我从来想不到我会和这位年迈德昭的老古董有所接触。布喇格由
于在第一次世界大战前创立了他的定律而享有崇高的威望。因此,我
猜想他必定已处于实际退休的地位而不会关心基因了。对布喇格爵士
接受我在他那里工作,我有礼貌地表示了感谢。接着,我对佩鲁茨说
我会在三周内回到剑桥,刚好赶在秋季学期开始前。于是,我返回哥
本哈根收拾一下我仅有的一点衣物,并告诉卡尔喀我交上了好运,这
就要成为一个X射线晶体学家了。
卡尔喀非常合作,他给华盛顿奖学金办公室发了一封信,说他热
情赞同我改变学习计划。同时,我也给华盛顿写了一封信,向他们透
露了我那时在丹麦做的病毒增殖生化实验不管怎么说都是意义不大
的。我深信传统的生物化学不能告诉我基因是如何起作用的,所以我
打算放弃学习生物化学了。我还说我如今知道X射线晶体学是遗传学的
关键,因此请求把我的学习计划改到英国剑桥去。这样,我就能够在
佩鲁茨实验室学习如何从事X射线晶体学方面的研究。
我知道在得到批准前留在哥本哈根没有意义。待在那里浪费时间
简直可以说是荒唐的。前一周莫勒已经动身到加州理工学院工作去
了,他将在那里待一年。我对卡尔喀式的生物化学研究也仍旧丝毫不
感兴趣。按手续程序说,立即离开哥本哈根当然不是名正言顺的。但
从另一方面说,我的要求恐怕也不能拒绝,因为大家都知道卡尔喀那
时正处于一种不安定的状态。华盛顿奖学金办公室必然会猜出我不愿
意在哥本哈根待太长时间。我如果直截了当地写信说卡尔喀不常在他
的实验室恐怕不但有失体统,而且也多此一举。
自然,我根本没有料到会收到一封不同意我到剑桥去的信。我回
到剑桥十天后,卡尔喀转来了令人心灰意冷的消息。这封信寄到了我
在哥本哈根的住处。奖学金委员会认为X射线晶体学实验室对我不合适,因此不同意我去。由于我不能胜任晶体学工作,这封信要我重新
考虑我的学习计划。然而,奖学金委员会乐意支持我转到斯德哥尔摩
的卡斯佩松(Caspersson)细胞生理学实验室去。
引起麻烦的根源是很明显的。奖学金委员会的领导人已不是卡尔
喀的朋友克拉克(H. Clarke)了,这位好心的生物化学家正准备从哥
伦比亚大学退休。我的信落到了新主席手里,这位新主席在指导青年
人方面积极性很高。我否认生物化学能给我带来什么好处,说得有些
过分了。对此新主席很不耐烦。于是,我写信向卢里亚求救。他和新
主席有点交情,如果能说清楚我改变学习计划的理由,新主席也可能
改变他的决定。
起先,种种迹象说明卢里亚的介入可能会使事情得到妥善解决。
卢里亚寄来一封信说,假如我们能表示以前的想法欠妥的话,问题就
可以顺利解决。这封信使我振奋起来,我打算写信给华盛顿说我要去
剑桥的主要原因是因为马卡姆(R. Markham)在那里。马卡姆是从事
植物病毒工作的英国生化学家。当时我跑到马卡姆的办公室,对他说
他可能将收到一名决不会在他的实验室里把实验仪器弄得叮当作响而
使他烦恼的模范学生,他对这消息很不以为然。他把这种做法看作是
美国人专走歪门邪道的典型例子。然而,他答应姑息这一拙劣之举。
我确信马卡姆对这件事决不会走漏风声后,就非常谦逊地给华盛
顿写了一封长信,列举了同佩鲁茨和马卡姆在一起工作我能得到的一
些好处。在信的末尾,我开诚布公地申明我已到了剑桥,并且打算一
直待在那里直到华盛顿做出决定为止。我认为申明这一点是诚实的态
度。但是,华盛顿奖学金委员会的新主席不予理睬。一直等到回信寄
至卡尔喀实验室时,事情才算有了点眉目。回信说奖学金委员会正在
考虑我的申请,一旦做出决定,他们就会通知我。支票仍在每月月初
汇到哥本哈根,在那里把支票兑成现钞也不太合适。
很幸运,他们不愿解囊资助我来年做DNA工作只不过引起我的一点
烦恼,还不至于让我囊中羞涩。我在哥本哈根的奖学金津贴是3000美元。这个数字相当于丹麦阔绰大学生生活费用的三倍。支付了我妹妹
新买的两套巴黎时髦服装的费用后,我还剩下1000美元,这些钱足够
我在剑桥待一年。在剑桥居住不到一个月,我的女房东就把我撵出来
了,这样倒是帮了我的忙。我的主要罪过是在晚上九点后回去没有脱
掉鞋子,这时她的丈夫已经睡了。还有,我偶尔忘掉在这个时候不能
放水冲洗马桶的禁令。更糟的是,我在晚上十点以后还要外出,而这
时剑桥所有商店都关门了。我出去干什么,很值得怀疑。肯德鲁和他
的妻子伊丽莎白(Elizabeth)这时对我帮助很大,他们把网球场路
(Tennis Court Road)他们住的一栋房子中的一个小房间让给我住,几乎不收租金。这房间潮湿得令人难以置信,仅有一个老掉牙的电炉
取暖。然而,我很乐意地接收了下来。虽然在这里容易感染肺结核,但和朋友住在一起比我这时去找别的宿舍住要好得多。于是,我欣然
决定住在网球场路,一直到我的经济状况好转为止。
[1] 雅典神殿(the Athenaeum)是建立于1824年的私人俱乐部。18世纪起
伦敦涌现了大量这样的绅士俱乐部,雅典神殿则是其中的最高殿堂,会员数量有
限,是地位的象征,一开始多是富贵阶层人士,也招收一些在科学文艺等领域有
巨大成就的精英。——译者7
从我到实验室的第一天起,我就知道我在相当长的时期内不会离
开剑桥。要走才是愚蠢的行为,因为我很快发觉自己和克里克谈得很
投机。在佩鲁茨的实验室里居然能找到一位懂得DNA比蛋白质更重要的
人,真是三生有幸。这样,我就不必花费很多时间学习蛋白质X射线分
析技术了。这对我来说,真是如释重负。在午餐时,我们的交谈很快
就集中在基因是如何组合到一起的。在我到达后的几天之内,我们就
知道要干些什么了:模仿鲍林,师其长技以制之。
鲍林在多肽方面的成就自然而然地提醒了克里克,用同样的方法
也可以解决DNA的结构问题。但是,如果他周围没有人认识到DNA乃是
万物之本的话,他与国王学院实验室在人事关系方面存在的麻烦就会
使他不能开展DNA的工作。而且,即使血红蛋白不算是宇宙的中心,克
里克在卡文迪什实验室的两年也不能说是无所作为。当时,在蛋白质
方面不断涌现出许多问题,很需要有人集中精力去创立学说。但如今
有我在实验室里,老想同他讨论基因,克里克再也不必把有关DNA的问
题束之高阁了。即使这样,他也不打算放弃对实验室内其他问题的兴
趣。要是他一周仅花费几个小时考虑DNA,并帮助我解决一两个非常重
要的问题,我想也不会有人介意。
这样,肯德鲁很快就看出我不大可能帮他解决肌红蛋白的结构问
题。当初,由于他无法获得马的肌红蛋白大晶体,就希望我能有什么
绝招帮他解决这个问题。但是,他很容易就可以看出我的实验技术不
如那位瑞士化学家熟练。我到剑桥大约两周后的一天,为了制备新的
肌红蛋白,我们到一家屠宰场去取马的心脏。如果我们运气好,便可
以把马的心脏立即冷冻起来使其免遭破坏,从而避免肌红蛋白不能结
晶。但是,后来我用了九牛二虎之力想要获取晶体,其结果并不比肯德鲁做的成功。这在某种意义上说,倒是帮了我的忙。如果结晶成功
的话,肯德鲁可能就会继续派我做蛋白质X射线衍射工作了。
于是,我和克里克每天至少交谈几个小时,这件事并没有遭到非
议。整天绞尽脑汁、苦苦思索即使对克里克来说也是吃不消的。当他
对一些方程式不得其解的时候,常常向我问及噬菌体方面的知识。其
他时间,克里克就用晶体学武装我的头脑。这些知识通常是需要耐心
阅读专业杂志才能获得的。特别重要的是,我们需要认真讨论鲍林是
怎样发现蛋白质α螺旋的。
不久,有人对我说鲍林的成功也很平常,并不是复杂的数学推理
的结果。在他的文章里间或有方程式出现,但在大多数情况下用语言
叙述也就足够了。鲍林成功的关键在于他运用了结构化学的简单定
律。他发现α螺旋并不是仅仅靠研究X射线衍射图谱。相反,其主要方
法是探讨原子之间的相互关系。不用纸和笔,他的主要工具是一组分
子模型,这些模型表面上看来与学龄前儿童的玩具非常相似。
因此,我们看不出为什么我们不能用同样的方法解决DNA结构的问
题。我们只要制作一组分子模型,摆弄起来就行了——幸运的话,DNA
结构也许是一种螺旋型,而任何别的构型都太复杂了。在没有排除答
案是简单的这种可能性以前,就担心问题很复杂,那是非常愚蠢的。
要是鲍林只在杂乱无章的探索中寻找答案,他就不会取得任何成果。
与克里克头一次交谈,我们就假定DNA分子含有大量以规则形式直
线排列的核苷酸。我们这样的推理仍然部分基于简明性这一点上。虽
然附近托德[1]实验室的有机化学家认为这是核酸的基本排列方式,但
那时他们还远远不足以用化学方法证明所有核苷酸之间的键都是一样
的。然而,如果DNA分子中的核苷酸不是以规则形式直线排列的话,我
们就不能理解DNA分子怎么能堆积在一起而形成威尔金斯和富兰克林所
研究的晶体聚合体。因此,除非我们今后没有任何进展,最好的办法
可能就是把DNA的糖和磷酸骨架视为非常规则的序列,从而找到一种螺
旋式的三维空间构型,其中所有的基本结构都具有同样的化学环境。我们很快就认识到,解决DNA结构比解决蛋白质的α螺旋更复杂
些。在α螺旋中,单一的多肽链(氨基酸的集合)通过自身基团之间
的氢键折叠成螺旋。但是威尔金斯曾对克里克说过,DNA分子的直径比
单独一条多核苷酸链(核苷酸的集合)的直径要大些。因此,他认为
DNA是一个复杂的螺旋,其中包括几条彼此绕在一起的多核苷酸链。果
真如此的话,在开始认真建造模型前,必须弄清楚多核苷酸链之间究
竟是通过氢键、还是通过与负电性磷酸有关的盐键维系在一起。
由于DNA含有4种不同的核苷酸,问题更加复杂化了。在这个意义
上,DNA并不是一种规则的分子,而是一种高度不规则的分子。但是,4种核苷酸并不是完全不同的。每种核苷酸都含有相同的糖和磷酸,独
特之处在于它们的含氮碱基。这种含氮碱基要么是嘌呤(腺嘌呤和鸟
嘌呤),要么是嘧啶(胞嘧啶和胸腺嘧啶)。而且,由于核苷酸之间
的联结仅与糖和磷酸有关,因此,我们假设相同的化学键联结所有核
苷酸。于是,在建造分子模型的过程中,我们假定糖和磷酸骨架是相
当规则的,而其中的碱基序列是很不规则的。很明显,如果碱基序列
总是一样的话,那么所有的DNA分子就都相同,也就不存在基因的多样
性了。1951年托德研究小组设想的一段DNA结构。他们认为,所有核苷酸
之间的磷酸二酯键都是由一个糖的5位碳原子与相邻核苷酸的3位
碳原子相联而成的。作为有机化学家,他们关心的是原子如何联
结在一起,这就对晶体学家提出了原子的三维空间构型问题。1951年,DNA中4种碱基常常表示为以上化学结构式。因为没有标
出五元环和六元环的电子,每种碱基皆呈厚度为3.4埃[2]的平面。
在没有借助X射线衍射资料的条件下,鲍林解决了蛋白质的α螺旋
结构。但他知道那些X射线衍射资料的存在,在一定程度上也考虑到了
这一点。有X射线衍射资料作依据,各种各样可能的多肽链三维空间构
型很快就被淘汰掉了。现在,我们借助精确的X射线衍射资料,将能更
快地解决更加微妙的DNA结构。仅仅考查一下DNA的X射线衍射图片,就
能避免一开始走上歧途。幸运的是,现有的出版文献中已经能看到一
种半理想状态的DNA图片。这是英国晶体学家阿斯特伯里[3]五年前拍
摄的,我们拿来派上了用场。当时,要是能得到威尔金斯手里更加漂
亮的图片,我们可能会节省半年到一年的时间。但图片是威尔金斯
的,我们无法得到。这实在使人伤透脑筋,但也无可奈何。要搞到这张照片,除了和他商量以外别无他法可想。我们感到惊
奇的是,克里克竟毫不费力地说服威尔金斯到剑桥来度周末。在这
里,用不着勉强,威尔金斯就接受了DNA结构是螺旋型的观点。这在当
时不仅是一种明朗化了的猜测,威尔金斯在剑桥的一次夏季讨论会上
也已经使用了“螺旋”这个名词。那是在我第一次到达那里的六周以
前,他曾经把那些DNA的X射线衍射图片拿出来展示过。那些图片显然
在子午线上没有任何反射迹象。他的理论家同事斯托克斯(A.
Stokes)告诉他,这个现象是与螺旋结构相符合的。根据这个观点,威尔金斯猜想有3条多核苷酸链形成DNA的螺旋结构。
我们相信,利用鲍林建造模型的方法,DNA的结构问题很快就会解
决,但是在这一点上威尔金斯同我们的看法不一致。他认为至少还需
要更多的X射线衍射资料。我们平时的闲聊倒是常常涉及富兰克林,因
为来自她那里的麻烦与日俱增。她坚持认为,就是威尔金斯本人也不
应该再拍更多DNA的X射线衍射照片了。威尔金斯设法缓和同富兰克林
的紧张关系,结果做了蚀本生意。他把用在初始工作上的所有好的结
晶DNA都交给了富兰克林,并同意自己的研究仅限于其他DNA,后来他
才发现这种DNA不能结晶。
后来事态竟然发展到富兰克林不愿把她的最新工作成果告诉威尔
金斯。威尔金斯了解到事情真相最早可能是在三周之后,11月中旬。
那时富兰克林计划开一个关于她过去半年工作的报告会。威尔金斯欢
迎我出席富兰克林这场讨论,我听了当然很高兴。这是我第一次真正
有了学习X射线晶体学的动力:我可不希望自己听不懂富兰克林的发
言。
[1] 亚历山大·托德(Alexander Todd,1907—1997),英国苏格兰化学
家、生物化学家,因为对核苷、核苷酸和核苷酸辅酶的结构和功能的研究于1957
年获诺贝尔化学奖。——译者
[2] 1埃=10-10米。——译者
[3] 威廉·阿斯特伯里(William Astbury,1998—1961),英国物理学
家、分子生物学家。早年在剑桥大学基督学院学习物理学,毕业后在伦敦大学学院师从布喇格。1937年瑞典科学家卡斯佩松送了他一些小牛胸腺DNA。阿斯特伯里
发现这种DNA的X射线衍射图中每个碱基呈平面堆集,间距为0.34纳米(“B型”
DNA中碱基间距是0.332纳米)。这是世界上第一张比较好的DNA的X射线衍射图。
——译者8
出乎意料,还不到一周,克里克对DNA的兴趣突然一落千丈,这是
因为他决定要指责一位忽视他观点的同事。这位受指责者不是别人,正是布喇格教授。这件事发生在我到那里不足一个月的时候,是一个
星期六的上午。前一天佩鲁茨把布喇格爵士和他本人阐述血红蛋白分
子形状的一份手稿交给了克里克。克里克快速看过内容后大发雷霆,因为他发现,其中有些论述所依据的理论观点他大约在九个月之前就
提出来了。更糟的是,克里克记得他曾兴高采烈地把这些观点告诉过
实验室里所有的人。然而,文中竟没有提及他做出的成绩。他立即跑
到佩鲁茨和肯德鲁那里,告诉他们这种蛮横的做法是不能容忍的。随
后又急匆匆地跑到布喇格办公室,想要求布喇格向他道歉,至少要向
他做出解释。但事不凑巧,布喇格那时在家里,克里克只得等到第二
天上午再谈这件事。遗憾得很,这样一耽搁并不能帮助双方弄清事实
真相。
布喇格爵士断然否认自己了解克里克以前的想法,有人传说他偷
偷用了其他科学家的观点,这使他受到莫大的侮辱。而克里克则认为
无法相信布喇格迟钝到如此地步,居然不了解他常常提起的观点。克
里克是这样想的,对布喇格也是这样说的。同布喇格再交谈下去已不
可能了,于是不到十分钟他就离开了布喇格的办公室。
在布喇格看来,这次见面就像是压垮他与克里克之间关系的最后
一根稻草。原来,几个星期以前,布喇格来到实验室,正为了前一天
晚上的一个想法而非常激动,后来他和佩鲁茨共同写论文时把这个想
法写了进去。他把这个观点告诉佩鲁茨和肯德鲁时,克里克恰好也在
那里。令布喇格不快的是,克里克非但没有立刻接受这种解释,反而
申明要马上离开去检验一下布喇格究竟是对还是错。布喇格听了火冒三丈,血压升高起来,生气地回家去了。他也许把这个爱肇事的孩子
所干的蠢事告诉了他的妻子。
最近发生的这场争论对克里克来说简直是个灾难。他回到实验室
后,显得神情不安。布喇格在打发克里克离开他的办公室时,生气地
告诉他,他的博士课程完成以后,布喇格要慎重考虑克里克能否继续
留在自己的实验室工作。克里克显然是提心吊胆的,因为他再过不久
也许必须另找一个新的工作岗位。那天的午饭我们是在克里克常去的
老鹰酒馆(the Eagle)吃的,气氛很压抑,也没有往日的笑声阵阵。
克里克的担忧不是没有道理的。他深知自己精明能干,还有些与
众不同的观点,但并没有显著的学术成就,还没有获得博士学位。他
出身于一个富裕的中产阶级家庭,在米尔希尔(Mill Hill)念书,后
来到伦敦大学学院(UCL)学习物理。战争爆发时,他已开始攻读高级
学位。同所有其他英国科学家一样,他参加了战争,并加入了英国海
军科学组织。在那里他精神抖擞地工作着,虽然许多人对他滔滔不绝
的议论感到不满,但出于打赢战争的考虑,他毕竟在生产精巧的磁性
水雷方面立下了汗马功劳。因此,人们就不去计较他的唠叨。但战争
一结束,他的一些同事觉得再没有理由将他永久留下来了。有那么一
段时间,他认为自己未来在科学应用领域中全无用武之地。
克里克对物理学已经心灰意冷,并决定转而搞生物学。在生理学
家希尔(A. V. Hill)的帮助下,他得到了一笔为数不多的奖学金,1947年秋来到剑桥大学。一开始在斯特兰奇韦斯(Strangeways)实验
室做了些微不足道的纯生物学工作。两年后,他到了卡文迪什实验
室,同佩鲁茨和肯德鲁一起工作。在这里,他再次对科学发生兴趣,并激励自己要为获得博士学位而努力。他被凯斯学院录取为研究生,导师是佩鲁茨。在某种意义上,对于像他这样敢想敢干不满足于论文
中繁琐工作的人来讲,念博士学位是一个负担。但是另一方面,他决
定当研究生也带来了一个意想不到的好处;在他与布喇格闹翻的关键
时刻,因为他还没有获得学位,就很难把他赶走。关系闹僵后,佩鲁茨和肯德鲁急忙跑来援救,并向布喇格说情。
肯德鲁证明克里克先前曾写过关于争论中问题的短文,而布喇格也承
认两人各自独立地产生了相同的想法。这时候布喇格渐渐冷静下来,于是克里克去留的事就悄悄搁置下来。但是,对于布喇格来说,留下
克里克仍然不是易事。有一天,他心情不爽,说克里克使他两耳轰
鸣。他仍然不能确信是否有必要继续留下克里克。布喇格觉得克里克
35年来虚度年华,从未停止过夸夸其谈,几乎没有做出任何有价值的
东西。9
一个从事理论工作的新机会使克里克又重新振作了起来。就在与
布喇格闹翻的几天后,晶体学家范特(V. Vand)给佩鲁茨写了一封
信,谈到螺旋分子的X射线衍射理论。
由于鲍林成功解决了蛋白质α螺旋,当时实验室的兴趣都集中在
螺旋上面。但是,那时还没有一个普遍适用的理论去验证这种新模
型,从而进一步证实α螺旋细节的正确性。范特希望他的理论能起到
这种作用。
克里克很快发现了范特理论中的严重错误。他跃跃欲试,企图建
立一个正确的理论。于是他跑到楼上同卡文迪什实验室晶体学讲师科
克伦(B. Cochran)交谈起来,这是一位矮小斯文的苏格兰人。当时
在剑桥大学搞X射线衍射的年轻学者当中,科克伦是最聪明的一个。虽
然他没有参加生物大分子方面的工作,却总是能为克里克在探索理论
过程中提出自己敏锐的看法。当科克伦告诉克里克某个观点不够完善
或毫无用处时,克里克都很确信那不是出于同行的妒忌心。而这一
次,科克伦相信克里克是对的,因为科克伦自己也独立发现了范特论
文中的错误,并且开始思考正确的答案究竟是什么。几个月来,佩鲁
茨和布喇格一直催促科克伦建立螺旋理论,但他并没有付诸行动。现
在,克里克也发觉了范特的错误,所以科克伦才被迫开始认真思考如
何把他自己的理论用公式表示出来。
在上午的其余时间里,克里克沉默寡言,沉浸于数学公式里。在
老鹰酒馆吃午饭时,他感到一阵剧烈的头痛,因此不能到实验室去,只得回家。他坐在煤气炉前无事可做,觉得无聊,于是又埋头搞起公
式来了。不一会儿,他找到了答案,感到无比高兴。但是他停止了工
作,因为他和妻子奥迪尔(Odile)应邀到剑桥一家较好的酒商马修斯(Matthews)那里去品酒。连日来,他一直兴致勃勃,认为自己受邀
品酒,表明受到了剑桥上层人士的器重,这使他一时忘了那些沉闷傲
慢的绅士们并不待见自己。
他和奥迪尔住在碧斋(Green Door)一个面积不大、房租便宜的
套间。这幢房屋已有几百年历史了。从这里经过桥街(Bridge
Street)就是圣约翰学院。这个顶楼套间只有两个数得上的房间,一
间是起居室,另一间是卧室。至于其他地方,厨房很小,当中最大、最引人注目的就是洗澡盆,此外就没有什么了。房子虽小,但由于奥
迪尔的精心布置,看起来有一种很舒服甚至欢快的感觉。在这里,我
第一次体验到英国知识分子生活的气息,而耶稣绿地上那幢维多利亚
式的房屋就在离此几百码处,在我最早居住的日子里这种生活气息是
一点也没有的。
那时克里克与奥迪尔结婚已经3年了。克里克第一次婚姻的日子不
长,有过一个男孩,叫迈克尔(Michael),由克里克的母亲和姑妈照
应。奥迪尔比他小5岁,在她来到剑桥之前克里克过了几年单身生活,她的到来使他更加厌恶中产阶级那种以划船和打网球来寻欢作乐的单
调生活。这种生活尤其不适合喜欢健谈的人。他们既不关心政治,也
不关心宗教。克里克认为宗教是前辈人的过错,没有理由流传下去。
但是,他们是否真的完全不问政治,我就有些怀疑了。或许是战争原
因吧,他们希望忘记与之俱来的不幸。无论如何,早餐时他们从来不
看《泰晤士报》(The Times),而是看《时尚》(Vogue),这是他
们唯一订阅的杂志,克里克能长篇大论地谈论其中的内容。
那时,我常到碧斋吃晚饭。克里克总是口若悬河,而我倒乐于利
用这样的机会逃避倒胃口的英国饭菜,这种饭菜使我经常担心自己是
不是得了胃溃疡。奥迪尔的母亲是法国人,她教导她的女儿要全然藐
视大多数英国人在吃住方面不讲究的态度。因此,克里克根本不必羡
慕那些学究的高桌饭菜。不可否认这比他们妻子只会做些无味肉食、水煮土豆、变色蔬菜和普通松糕之类乏味混合的厨艺要好得多。与此相反,克里克家却有美味的佳肴,特别是在酒余饭后,话题转到剑桥
那些妙龄女郎身上时,气氛就更加轻松愉快了。
谈到年轻女人,克里克更是兴致勃勃,没完没了——只要她们的
姿色和某方面的特点提供了谈论和取笑的题材。年轻时,他对女人不
大在乎,现在才发现女人会给生活带来不可言喻的乐趣。奥迪尔对这
些并不介意,反倒觉得这样大概会把这个北安普敦(Northampton)出
身的人从枯燥乏味中解放出来。他们会长时间地谈论奥迪尔交往的那
些附庸风雅的人物,他们也时常应邀参加这些人的社交活动。我们的
谈话海阔天空,无所不包。他同样也喜欢谈自己偶尔犯的错误。在一
次化装舞会上,他扮演红胡子的年轻萧伯纳(G. B. Shaw),一露面
就发觉这样做犯了一个莫大的错误,因为当他把脸贴近年轻女郎时,没有一个人喜欢他那湿漉漉、乱蓬蓬的胡子。
在随后的品酒宴会上却没有年轻的女人出席。令克里克夫妇感到
扫兴的是,他们的酒伴都是学院负责人,这些人热衷于谈论繁忙的行
政事务,而他们对此感到厌烦,于是及早退席。克里克回去后却出乎
意料地清醒,又埋头探索他的公式答案去了。
第二天早晨,克里克来到实验室,告诉佩鲁茨和肯德鲁他获得了
成功。几分钟后,科克伦走进他的办公室,克里克又对他说了一遍。
还没等克里克讲完,科克伦就说他也演算成功了。他们马上就开始各
自的演算。科克伦用的演算推导法比克里克的简练。值得高兴的是,他们得到了相同的答案。他们就用佩鲁茨的X射线衍射图来核对蛋白质
α螺旋,得到了非常好的一致性。因此,必须承认鲍林的模型和他们
自己的理论都是正确的。
几天之内,一份经过润色的手稿就已经拟好,并且用快件寄往
《自然》(Nature)杂志。同时他们将一份副本送给鲍林评价。对克
里克来说,这第一桩无可置疑的胜利,真是巨大的成功。这一次,离
开女人反倒有了运气。10
到11月中旬,我已学习了足够的晶体学知识。富兰克林滔滔不绝
地讲演有关DNA的问题时,我已听得懂她讲的大部分内容。尤其重要的
是,我知道了注意力应放在什么地方。六周以来克里克的谈论使我认
识到,问题的关键在于富兰克林的新X射线图片能否支持DNA螺旋结
构。真正重要的实验细节是一些可能为建造分子模型提供线索的资
料。然而,只要听几分钟富兰克林的讲演,就能知道她已下决心走一
条不同的路子了。
在一所无装饰的陈旧大教室里,富兰克林以一种快速、局促不安
的声调为我们约15位听众讲演。她的讲话没有半点热情和轻松愉快的
字眼。可是,我并不认为她的讲演艰涩乏味。我忽然想到,如果富兰
克林摘下她的眼镜,剪个新潮的发型,不知道看上去会是什么样子。
然而,我的兴趣主要还是她对结晶DNA的X射线衍射图片的描述。
几年来,严格而枯燥的X射线晶体学训练在富兰克林身上留下了烙
印。在剑桥大学接受严格的教育,并没有使她变得呆若木鸡而不能应
用她学到的知识。她明确表示,建立DNA结构的唯一办法是使用纯晶体
学手段。由于对建造分子模型不感兴趣,她从来没有提到过鲍林在α
螺旋上所取得的成就。用铁皮玩具似的模型解决生物大分子结构的办
法显然是最后手段。富兰克林当然知道鲍林的成功,但找不出充分的
理由在DNA结构上如法炮制。由于鲍林过去的巨大成就,他有资格用与
别人不同的方式进行研究;只有他这样的天才,才能像一个10岁孩子
一样玩耍,并且照样获得正确的答案。
富兰克林认为自己的讲话只是一份初步报告,本身还不能说明任
何关于DNA的实质性内容。只有进一步积累丰富的资料,使晶体学分析
达到更加完善的程度,才能正确解决DNA的结构问题。富兰克林在这方面的悲观情绪也感染了实验室来听她报告的一小部分人员。报告会
上,没有人提出用分子模型解决DNA结构问题。威尔金斯本人也仅仅问
了几个技术性的问题。从听众的面部表情可以看出,他们都没有什么
话要补充,或者要讲的话以前讲过了,再讲也不太好,于是讨论很快
就结束了。也许是他们慑于富兰克林的尖刻驳斥,所以不愿讲些不切
实际的乐观话,甚至也不愿提及分子模型的问题。当一个女人阻止你
对没有学过的学科大胆地提出自己的见解,使你不得不走出去面对雾
色茫茫的11月冬夜时,实在难受不堪。这样的遭遇使人回忆起中小学
时那些令人不快的往事。
威尔金斯同富兰克林进行了一阵颇为紧张的简短谈话——据我以
后观察,这情况是很典型的——就和我一道沿河岸街(the Strand)
到了索霍区(Soho)的崔氏饭馆(Choy's)。威尔金斯的心情出人意
料地愉快。他慢条斯理而详细地告诉我,自从富兰克林到国王学院
后,虽然在晶体学分析方面做了许多努力,但她几乎没有取得任何有
价值的成绩。富兰克林的X射线图片比他的稍微清晰一些,然而她讲不
出比威尔金斯此前已提出内容更多的道理来。诚然,她做了一些较细
致的工作,如测定了DNA样品的含水量。然而,威尔金斯怀疑她是否真
的像她自己讲的那样做了测定。
使我感到惊奇的是,威尔金斯似乎因为我的出现而振作起来了,我们在那不勒斯见面时他那种冷漠神气完全消失了。我作为一个噬菌
体工作者,居然知道他做的事情是极其重要的,这一点使他增强了信
心。他从他的物理学伙伴那里得到的鼓励对他并不起作用。就是遇到
那些认为他决定搞生物学是走对了路子的人,他也不敢相信他们。毕
竟,这些人根本不懂生物学,所以最好把他们的话看作对一个不认可
战后物理学竞争节奏的人的客套甚至恭维。
威尔金斯确实得到了某些生化学家积极和必要的帮助。否则,他
永远不可能搞这项工作。有些生化学家慷慨大方地为他提供非常纯的
DNA样品,这种无私的援助是必不可少的。学习晶体学,如果不掌握生物化学家魔术般的技术,那真是糟透了。另一方面,大多数生物化学
家的能力和干劲都远远不如曾同他一道制造原子弹的同事。他们有时
好像不懂DNA的重要性。
即使如此,他们的知识面比大部分生物学家要广得多。在英国,说不定在全世界,大多数植物学家和动物学家都是一批酒囊饭袋。甚
至某些教授名流,也不肯扎扎实实地做纯粹的科学研究;有些人简直
在浪费精力,他们要么无关紧要地争论生命的起源,要么争论怎样知
道一个科学事实是真正正确的。更糟的是,一点没有学过遗传学的人
竟能在大学里获得生物学学位。这绝不是说遗传学家本身就是知识的
化身。你也许觉得这些人对基因问题谈论得很多,因此他们大概会急
于了解基因究竟是什么东西。但事实上,他们当中几乎没有人认真考
虑过基因是由DNA组成的这个事实。这并不一定是化学领域的问题。他
们大多数人觉得活在世上就是为了让他们的学生去钻研染色体行为中
那些难以解释的细节,要不然就是在无线电广播中用措辞委婉动听、使人摸不着头脑的词句讲一些遗传学家在科学界风云变幻之际应起的
作用。
当威尔金斯知道噬菌体小组也在认真研究DNA时,他希望以后局面
会有所改变。他不必在每次学术讨论时,费力地解释他的实验室为什
么老在DNA问题上打圈子。威尔金斯确实想调动他实验室人员的积极
性,但当我们突然提到富兰克林时,这种可能性犹如肥皂泡似的破灭
了。我们吃过晚饭后付了钱,走出门去,消失在茫茫夜幕之中。11
第二天上午,我在帕丁顿车站和克里克碰头。我们准备出发去牛
津度周末。克里克想找英国最杰出的晶体学家霍奇金[1]谈谈,而我为
第一次能有机会看看牛津而感到高兴。克里克站在车厢门口,显得得
意洋洋。这次访问给了他一个机会,可以把他和科克伦成功建立了螺
旋衍射理论的好消息告诉霍奇金。他认为他们的理论是如此高明,非
得亲自告诉霍奇金不可——像霍奇金这样聪明过人的科学家一听就能
马上理解这个理论的巨大威力,而这样的人却是寥若晨星。
我们刚进车厢,克里克就开始问我有关富兰克林讲演的问题。我
的回答常常是含糊不清、模棱两可的。显然,他对我那种只靠记忆从
来不记笔记的习惯感到不满。我觉得,如果我对一个课题感兴趣的
话,常常会回忆起我所需要的东西。但这一次麻烦来了,因为我不太
懂晶体学的行话。尤其遗憾的是,我回答不出富兰克林测量的DNA样品
中水的精确含量。我很可能对克里克造成了彻头彻尾的误导。
派我去听富兰克林的报告真是找错了人。如果克里克亲自去听的
话,就不会有这种糊里糊涂的事了。这是对当时的微妙局势过分敏感
而造成的过失。如果在会场上克里克一听到富兰克林的实验结果,就
想利用她的实验资料搞点什么名堂,这会使威尔金斯感到很不高兴。
从某种意义上讲,让威尔金斯和克里克同时了解到富兰克林的实验资
料,是很不公正的。因为“近水楼台先得月”,威尔金斯应该首先有
机会研究这个问题。再者,我们前天晚上的谈话似乎也并没有透露出
他认为摆弄分子模型就能找到问题的答案。当然喽,有些东西威尔金
斯可能对我们保密。但看来不像,因为他不是这种人。
克里克唯一马上能做的事就是抓住含水量的问题,这是很容易想
到的。很快,某些东西突然触发了他的灵感,他开始在之前阅读的手稿背面潦潦草草地写了起来。当时,我不明白他的用意,又埋头看
《泰晤士报》消磨时间。没过几分钟,他就对我说,只有少数几个公
式能同时符合科克伦-克里克理论和富兰克林的实验结果。我聚精会神
地听他讲,完全忘记了车厢外的一切。随后,他匆匆地画了很多图
表,告诉我这个问题是多么简单。虽然我不懂数学,但还是能抓住问
题的核心。首先必须搞清DNA分子中多核苷酸链的数目。从表面上看,X射线衍射数据和二、三或四条多核苷酸链都吻合。但关键问题是DNA
链围绕中心轴旋转的角度和半径的大小。
一个半钟头的火车旅程结束的时候,克里克觉得我们很快就能找
到DNA结构的答案。或许花一周时间不断摆弄分子模型,我们就能确认
自己找到了正确的答案。到那时,全世界都会知道真正能洞察生物大
分子结构的人并不只有鲍林一个,在蛋白质α螺旋问题上,鲍林的本
事使剑桥小组处境尴尬。大约在鲍林成功的前一年,布喇格、肯德鲁
和佩鲁茨三人曾发表过一篇关于多肽链构型的论文。这篇文章振振有
词,但没有抓住问题的关键。这件事大大刺伤了布喇格的自尊心。他
至今还对那次惨败耿耿于怀。25年来棋逢对手,他同鲍林断断续续地
有过数次交锋,而鲍林常常捷足先登,胜他一筹。DNA中糖和磷酸骨架的共价键结构图
就连克里克也为这桩事感到羞辱。正当布喇格热衷于研究多肽链
的折叠方式时,克里克已经来卡文迪什实验室工作了。而且,他曾经
私下参加过一次讨论会。在这次讨论中大家完全错误地估计了肽键的
形状。克里克本来应该利用这次良机强调一下实验观察的意义,但他只讲了一些无关紧要的空话。这倒不是因为他平时不愿批评朋友。在
其他一些场合,克里克曾经非常坦率地指出,佩鲁茨和布喇格对他们
自己的血红蛋白工作成绩讲得过分了。这个开诚布公的批评显然为布
喇格最近严厉地训斥克里克埋下了祸根。布喇格认为克里克干的尽是
些拆台的事。
但是,现在不是追究过去错误的时候。我们兴致勃勃地讨论了DNA
结构的几种可能类型,谈了整整一个早晨。不管我们和谁在一起讨论
问题,克里克都能很快提纲挈领地总结出几小时前讨论的内容,使听
众了解到我们最新提出的以糖和磷酸骨架在中央的模型。只有这样,才能得到一个非常规则的结构,给威尔金斯和富兰克林的X射线衍射图
谱一个很好的解释。诚然,我们还需要解决外向碱基的不规则序列的
难题,但是若能正确解决碱基内向排列,这个难题也许就会迎刃而解
了。
另外,究竟是什么东西中和了DNA骨架中磷酸基团的负电荷呢?这
仍然是个有待解决的问题。克里克和我都不大懂无机离子在三维空间
中是如何排列的。我们不得不黯然承认,在离子的结构化学问题上,鲍林本人正是世界权威。如果问题的关键是要弄清楚无机离子和磷酸
基团的微妙结合,那么我们显然处于劣势。近午时分,我们急切地要
找到鲍林的一本经典著作《化学键的性质》(The Nature of the
Chemical Bond)。当时我们在高街附近吃完午饭,没顾上喝咖啡就匆
匆跑了几家书店,最后在布莱克韦尔书店[2]找到了这本书。我们急急
忙忙地阅读了有关章节,找到了有关无机离子大小的确切数据。遗憾
的是这些都于事无补,不能解决DNA的结构问题。
当我们赶到牛津大学博物馆霍奇金实验室时,狂热情绪已经过去
了。克里克匆匆解说了螺旋理论,只用了几分钟讲我们在DNA方面取得
的进展。其余大部分时间都在谈霍奇金最近的胰岛素工作。天色渐
晚,我们觉得好像没有必要再占用她的时间。于是就告辞并赶到牛津
大学玛格达伦学院(Magdalen),与米奇森(A. Mitchison)和奥格尔(L. Orgel)一起喝茶,他们当时都是该学院成员。克里克边吃点
心边闲谈。而我却在那里静静沉思着,如果有朝一日我能像玛格达伦
学者一样生活那该多好啊。
克里克的至交克赖泽尔(G. Kreisel)约我们到高街的一家饭馆
吃晚饭。吃饭时,我们喝着葡萄酒,话题又回到DNA工作方面将要取得
的胜利。克赖泽尔姗姗来迟,他是位逻辑学家,那不修边幅、言不及
义的风度与我想象中的英国哲学家根本不同。克里克对他表示热烈的
欢迎。不到一会儿,克里克爽朗的笑声和克赖泽尔的奥地利口音交织
在一起,充满了整个饭厅。有一段时间主要是克赖泽尔发表高见,如
何通过在欧洲遭到政治分割的各部分之间进行资金转移来赚一大笔
钱。米奇森这时也来和我们一起吃饭。我们随便扯起了一些中产阶级
知识分子的俏皮话。但是这些话不合克赖泽尔的胃口,米奇森和我便
起身告辞,沿着中古时代的大街,向我的寄宿处走去。酒后我有点醉
意,心情愉快,路上就唠唠叨叨地讲起一旦有了DNA我们能干些什么。
[1] 多萝西·霍奇金(Dorothy Hodgkin,1910—1994),英国物理学家、生物化学家。她创立了X射线晶体衍射技术,用以测定生物大分子的三维结构,1964年获诺贝尔化学奖。现在,X射线晶体衍射技术已经成为阐明生物大分子空间
结构的一种非常有用的专门研究手段。——译者
[2] 布莱克韦尔(Blackwell's)是著名的连锁学术书店,总部位于牛津。
——译者12
星期一早上,同肯德鲁以及他的妻子伊丽莎白一起吃早饭时,我
把有关DNA的消息告诉了他们。伊丽莎白听了喜形于色,认为成功已经
在望了,而肯德鲁对此则冷静得多。我说克里克现在显得劲头十足,而我除了满腔热忱以外,也讲不出什么更具体的内容。肯德鲁仍然全
神贯注地阅读《泰晤士报》上报道的关于新上任的保守党政府的情
况。不久,肯德鲁回他的房间去了,留下我和伊丽莎白细心琢磨着我
这意想不到的运气。我没待多久就走了,想尽快回到实验室再仔细研
究一下分子模型,看看我们能否更快地从几种可能中找到令人满意的
答案。
我和克里克都知道卡文迪什实验室的模型并不是十分令人满意
的。这些模型是肯德鲁一年半前为了研究多肽链的三维空间构型而建
造的。所以,它不可能准确地表示DNA中独特的原子基团。那时,我们
手头上既没有磷原子的模型,也没有嘌呤和嘧啶碱基的模型。佩鲁茨
来不及订购新材料,我们必须立即动手改装。做一个全新的DNA分子模
型可能需要整整一周,而问题的答案可能在一两天内就找到了。因
此,一到实验室,我就马上开始在我们的碳原子模型上缠一些铜丝,把它改成大的磷原子。
要制作一些无机离子的模型更是十分困难。它们与其他成分不一
样,不遵守形成化学键的简单键角规律。看来,我们必须先了解DNA的
正确结构才能正确制作分子模型。但愿克里克能够找到一种绝妙的方
法,并且一进实验室脱口而出就告诉我们。可是,自上次我和克里克
分手至今已有18个小时了,还不见他来,要说他一回到碧斋就沉浸于
星期日报刊中,这也不太可能。核苷酸示意图。碱基平面几乎垂直于糖的平面。1949年,富尔贝
里(S. Furberg)在贝尔纳[1]的伯克贝克学院实验室工作时就知
道了这个重要事实。后来,他尝试着建造了一些DNA模型。但他并
不知道国王学院研究小组的实验,他制作的只是一些单链DNA结构
模型,因此卡文迪什实验室从未认真考虑过他的DNA结构观点。
十点钟,克里克到了实验室,并没有带来答案。星期日那天晚饭
后,他又把这个难题理了一遍,但一时想不出答案。于是,他就把难
题搁置一旁,拿起一本揭秘剑桥学者私生活的小说随便翻翻。这本书
有些地方写得还算不错,即使是在最差的章节中,情节设置是否真正
呈现了他们朋友的生活,也很难说。
早晨喝咖啡时,克里克充满了信心,认为手头已有足够的实验数
据可以得到成功的结果。我们可以根据几方面的实验资料来建造分子
模型,以期达到殊途同归的结果。或许问题的焦点在于能否用最好的
方法把多核苷酸链折叠起来。在克里克思考X射线衍射图谱意义的时
候,我把各种原子模型搭配成几条多核苷酸链,每条都有几个核苷酸
长。虽然自然界中DNA链是很长的,但模型不必搭得太长。我们只要保证搭出来的模型呈螺旋状就可以了。如果固定少数几个核苷酸的位
置,自然就能知道其他核苷酸在模型中的位置。
繁琐的模型搭配工作一直进行到下午一点。接着,我和克里克还
有化学家古特弗罗因德到老鹰酒馆一起吃午饭。那些天,肯德鲁常去
彼得豪斯学院,而佩鲁茨总是骑自行车回家。肯德鲁的学生赫胥黎偶
尔也和我们一起共进午餐,但近来克里克吃饭时总要连珠炮似的提问
题,使赫胥黎很头疼。我来剑桥之前,赫胥黎曾打算研究肌肉是怎样
收缩的,这个问题竟然也吸引了克里克。二十几年来,肌肉生理学家
已经积累了不少资料,但并未理出一个清晰的眉目来。克里克觉得现
在该在这方面搞出点名堂了。赫胥黎已经翻阅了许多未经整理的材
料,克里克就不必再查阅有关实验数据了。每次午饭后,他们就对收
集到的资料提出理论解释,而这种理论能坚持一两天光景,直到赫胥
黎成功说服克里克:他打算归咎为实验失误的那个结果,就像直布罗
陀巨岩一样无可动摇。赫胥黎的X射线照相机这时已经安装完备,他希
望很快就能得到实验证据,好解决那些有争议的问题。如果他要想发
现的现象克里克都能正确预见到,那么实验做起来就会全无趣味了。
然而,那一天,赫胥黎用不着担心克里克会向他提出什么智力挑
战。当我们走进老鹰酒馆时,克里克没有像以前那样粗声粗气地向那
位波斯经济学家埃沙格(E. Eshag)打招呼,他的表情使人觉得似乎
发生了什么严重的事情。实际上这是因为午饭后就要开始建造模型,在动手之前很需要认真考虑并制订一项具体的计划,以便更有效地工
作。我们一边吃着醋栗馅饼,一边思索着模型中的多核苷酸链究竟应
该是一条呢,还是两条、三条甚至是四条。我们很快就放弃了只有一
条螺旋的想法,因为这与我们手头的资料不相符。至于多核苷酸链之
间由什么力量维系着的问题,最好的设想是盐键。在这种盐键里,两
价正离子如Mg2+可以维系两个或更多的磷酸基团。然而,并没有资料
说明富兰克林的DNA样品中存在两价离子,这就是说我们的盐键设想是
自讨苦吃,容易被人击破。不过,也没有充分的证据推翻我们这个观点。如果国王学院的研究小组考虑到分子模型,他们就会探讨究竟是
哪种盐键,那么我们在这个问题上就不会处于如此尴尬的境界。幸运
的是,镁离子或钙离子嵌进糖和磷酸骨架之中,就能很快形成一种非
常精致的结构。这一点是无可争议的。
在螺旋结构中心,Mg2+结合磷酸基负电荷的方式。
刚开始建造模型时,我们并不是都很顺手。这项工作虽然只涉及
15个原子的模型,但仅用一些蹩脚夹子很难把它们固定在彼此保持正
确距离的位置上。更糟糕的是,几种很重要的原子的键角至今还没有
测量过,这是很伤脑筋的。鲍林解决蛋白质α螺旋的诀窍就是紧紧抓
住了肽键都在一个平面上这样一个简单的概念。我们感到麻烦的是,似乎有充分理由说明DNA中核苷酸之间的磷酸二酯键会呈现不同的形
状。至少按我们的化学常识水平来看,不太可能有哪种单链构象比别
的都漂亮。
喝过茶后,我们设计出磷酸二酯键的一种形状,于是又重新振奋
起来。我们把3条多核苷酸链以一定方式彼此缠绕在一起,做出了一个
沿螺旋轴每隔28埃绕一周的螺旋模型。这似乎与威尔金斯和富兰克林
的X射线衍射图谱相符合。克里克从实验台边后退一步,细心瞧着并认
真琢磨着,他对那天下午做出的成绩有点沾沾自喜。他觉得有几个原
子似乎摆得挤了点,看上去不太舒服,但无论如何这件小玩意儿才刚
刚出世嘛。再花几个小时的工夫,一个像样的模型总该可以拿出来炫
耀一下。
在碧斋吃晚饭的时候,大家沉浸在一片欢乐的气氛中。奥迪尔虽
然不能完全听懂我们在谈些什么,但她还是为克里克在一个月之内将取得第二次胜利而感到乐滋滋的。这件事如能天遂人愿,他们很快就
会富裕起来,买一辆汽车当然不成问题了。克里克觉得,即使用简单
的语言也不可能教奥迪尔懂得一点科学知识。有一次奥迪尔对克里克
说,重力作用只存在于离地球约3英里以内的空间里,从那以后他们就
再也没有讨论科学的兴趣了。她不仅不懂得科学,而且对她这样一位
小时候受教于女修道院的人来说,就是想在她头脑中装进一点科学常
识也是注定要失败的。她只要懂得加减法,学会数钱就可以了。
我们的话题转而集中到一位学艺术的女大学生身上,她就要嫁给
奥迪尔的朋友韦尔(H. Weil)了。这使克里克多少有点扫兴,他的小
圈子里会因此失去一位最漂亮的姑娘。再说,韦尔的某些事情也确实
令人费解。他长期受德国大学传统的影响,动辄诉诸决斗。可他居然
也能使不少剑桥姑娘在他的照相机镜头前故作媚态,这当然也是他不
可多得的长处。
一天早上,我们正要喝咖啡,克里克闯进实验室,一切关于女人
的谈话就都搁置了。我们开始摆弄起原子模型来,为了把那个3条多核
苷酸链的模型搞得好上加好,我们稍微调整了一下几个原子的位置。
下一步,就要用富兰克林的定量分析数据对它加以验证了。总的说来
这个模型和X射线衍射图谱肯定不会有多大出入,因为我们对所用的基
本螺旋参数都进行过选择,使其和那次讨论会上介绍的情况相吻合。
这些我已经告诉了克里克。要是对头的话,这个模型还能准确预计各
种X射线衍射图谱的相对密度。
我们立即给威尔金斯打了个电话。克里克向他解释如何运用衍射
理论快速检验了DNA模型,并告诉他我们俩刚刚获得一项成果,这很可
能就是我们期待的答案,希望他最好能快点来看看。可是,威尔金斯
只说有可能本周来,却没说他动身的确切日期。电话刚放下,肯德鲁
来了,他想了解一下威尔金斯对这个新发现的反应。克里克觉得一时
很难说得清楚。看上去威尔金斯对我们的工作情况似乎无动于衷。那天下午,我们正在继续摆弄模型,威尔金斯从国王学院打来一
个电话,说他第二天上午将乘十点十分的火车从伦敦赶来。而且他并
非单独一个人来,他的同事西兹也要一起来。他还告诉我们,富兰克
林和她的学生戈斯林(R. Gosling)也将同车到达。看起来,他们对
我们的工作突破还是很感兴趣的。
[1] 约翰·贝尔纳(John Desmond Bernal,1901—1971),英国物理学
家、X射线晶体学家、战争与和平问题专家,1953年获列宁和平奖。1922年在剑桥
大学获学士学位,后在布喇格爵士指导下获博士学位。他的学生中有著名的科学
家霍奇金、富兰克林和佩鲁茨。1937年后贝尔纳任伦敦大学伯克贝克学院
(Birkbeck College)物理学教授。——译者13
威尔金斯从火车站搭公共汽车来我们实验室是习以为常的事。这
次他却叫了一辆出租汽车,因为这笔开销可以由四人来分担。况且,在车站同富兰克林一起等公共汽车也实在不是滋味,这样会使原来令
人不快的气氛变得更僵。威尔金斯过去对她好心好意讲的话全是白费
唇舌。即使现在他们可能面临失败而大丢面子的时候,富兰克林只顾
与戈斯林说话,对威尔金斯仍然不理不睬。他们到了剑桥后,威尔金
斯往实验室里探探头,打了个招呼,示意他们四个是一起来的。碰到
这种尴尬的场面,威尔金斯觉得最好先闲聊几分钟,而富兰克林却不
是这样。她来剑桥不是为了摇唇鼓舌,而是急于想知道事情的究竟。
佩鲁茨和肯德鲁都不想打扰克里克,因为这天正是他表现自己的
日子。他们进来跟威尔金斯寒暄以后,就借口工作繁忙,匆匆回他们
共用的办公室去了。在这一行人抵达之前,我和克里克决定分两步介
绍我们的工作进展情况。首先由克里克扼要阐述一下螺旋理论的优越
性,然后我们俩一起介绍这个DNA模型的制作过程。随后,大家去老鹰
酒馆吃午饭。空出下午的时间,可以讨论一下解决DNA结构最后阶段的
工作。
演示活动的第一步是按计划进行的。克里克把螺旋理论大吹大擂
了一通,并在几分钟内就说明了用贝塞函数获得漂亮答案的方法。然
而来访者中却没有人愿意分享他的快乐。威尔金斯不但不想用这种漂
亮的等式来解决问题,反而说他的同事斯托克斯的某些数学方法比这
种理论更好,只是斯托克斯不喜欢吹牛皮。斯托克斯的课题是在晚上
乘火车回家的路上解决的,次日早晨他把他的理论写在一张纸条上。
富兰克林本来就对这种新创的螺旋理论毫不在意。当克里克喋喋
不休地讲个没完时,她就显得厌烦了。其实,这套说教大可不必,因为她根本就不认为有丝毫的证据可以说明DNA结构呈螺旋状。结果如
何,还有待于X射线工作的证实。现在讨论这个模型,只能增加她的不
满。富兰克林认为克里克讲演的内容根本不值得他如此大惊小怪。
当克里克谈到这个由3条多核苷酸链组成的模型中,磷酸基团之间
是由Mg2+联结时,富兰克林竟显得那样咄咄逼人。她对这种说法根本
不感兴趣,并直截了当地指出,Mg2+由水分子紧密包围着,形成一层
外壳,因而它不可能是一个紧凑结构的中心轴。
尤其令人不安的是,她的反对并非仅仅出于她的倔强个性。这
时,我发觉我记错了富兰克林所测DNA样品的含水量。正确的DNA模型
至少应该比我们模型中的水多10倍。当然,这也并不意味着我们完全
错了——幸运的话,多余的水说不定流进螺旋边缘的空隙中去了。但
我们这个理论毕竟显得软弱无力,这一点是无法否认的。DNA含有更多
的水这一点一旦确认,可能存在的DNA模型种类就大大增加了。
吃午饭时,克里克还是那样侃侃而谈,但已不再像一位殖民地征
服者在那些无缘瞻仰著名学者风采的不幸儿童面前讲演那样趾高气扬
了。“彩球”抛给了我们,这是人人皆知的。要想解决那天提出的一
些难题,最好的办法是对下一轮实验达成协议。首先,要搞清楚DNA结
构是否决定于那些中和负电性磷酸的金属离子。这个问题只需要花几
周就能解决。到那时,有关Mg2+重要性的种种疑虑就会烟消云散。只
有完成了这项工作,才能着手下阶段的模型制作。假如工作一帆风顺
的话,我们很可能在圣诞节之前搞出点名堂来。
午饭后,我们穿过英王学院,从后院又到三一学院的庭院内散
步。他们还是不改变自己的观点,富兰克林和戈斯林尤为固执。他们
决不因为这次50英里长途跋涉的剑桥之行而改变他们既定的研究计
划。威尔金斯和西兹似乎较为通情达理,但这是否仅仅因为他们要和
富兰克林唱对台戏,还不得而知。
我们回到实验室,大家仍各持己见。克里克并未马上认输,他还
在唠叨着制作模型的某些细节。可是,当发觉只有我一个人和他搭腔时,他马上就泄气了。此时此刻,我们俩真是心灰意懒,对模型再也
不愿意看上一眼,觉得它已黯淡失色,那些改制的粗糙磷原子不见得
会有什么用处。威尔金斯说如果他们快点走的话,还能赶上公共汽车
到火车站,坐上三点四十分开往伦敦利物浦街车站的火车。于是,我
们就和他们匆匆告别了。14
富兰克林成功的消息很快就传到了楼上布喇格那里。事实表明,克里克如果能少说多做,工作进展会更快一些。对此,布喇格并不想
多发表意见。不出所料,这消息还在广为流传。看来,现在威尔金斯
的老板和布喇格应当讨论一下,让克里克和我这个美国人再去仿照国
王学院小组耗费重金的DNA结构研究工作是否合适。
布喇格爵士对于克里克这样一再节外生枝已是见怪不怪了。他在
实验室如果还是那样胡闹下去,又会白白浪费五年时间,连撰写博士
论文需要的资料也收集不起来。想让布喇格在他任期的剩余岁月里继
续容忍克里克蛮干下去,看来是很困难的,对于任何神经正常的人来
说都是不能容忍的。另外,布喇格教授长期生活在他父亲的显赫声望
之下,多数人都误认为布喇格定律主要是他父亲的卓越贡献,而他本
人并没有什么了不起。现在,正是他享有科学界崇高荣誉的时候,却
不得不为一个不得志的天才人物的某些疯癫古怪行为负责。
于是佩鲁茨受命通知我和克里克放弃研究DNA的结构。布喇格征求
佩鲁茨和肯德鲁的意见时,并没有了解到我们工作中的独到之处,因
此认为这样做并不会阻碍科学的发展,也就感到问心无愧。在鲍林获
得成功之后,一般都认为再继续搞螺旋结构,除了说明头脑简单以外
就没有别的什么意义了。不管怎么说,让国王学院的研究小组首先研
究螺旋模型是对的。这样,克里克就能专心致志于他的博士论文工
作,认真研究血红蛋白结晶在不同浓度盐溶液里的收缩情况。再扎扎
实实地干上一年到一年半的时间,他或许能搞清楚血红蛋白分子的形
状。拿到博士学位后,克里克就可以另谋职业了。
那时,我们也不想向布喇格求情。为了不使佩鲁茨和肯德鲁在中
间为难,我们决定采取克制态度,没有公开对布喇格的决定表示疑义。否则,大吵大闹起来就会暴露出我们教授完全不了解DNA这三个字
母到底代表什么。也许在他看来,DNA结构的重要性还不及金属结构的
百分之一,为了研究后者他曾怀着浓厚的兴趣制作那肥皂泡般的模
型。在放映那些肥皂泡相互撞击的片子时,布喇格那股子高兴劲儿真
是无法形容。
我们忍气吞声并不是怕和布喇格伤了和气,而是以糖和磷酸为中
心的模型陷入了困境。不管我们从哪个角度看它,总觉得有点别扭。
国王学院小组来访的第二天,我们又认真地琢磨了那个命运多舛的3条
核苷酸链模型和其他一些有关模型。虽然还不能完全肯定这些模型是
错误的,但我们的确感觉到,把糖和磷酸骨架放在模型中央未免使原
子堆集得太紧了,这是不符合化学规律的。在这种模型中摆正一个原
子的位置,就会使离它较远的原子拥挤不堪。
要想取得成功,一切还得从头开始。很遗憾,我们觉得如果和国
王学院的那几位激烈争吵的话,就再也得不到新的实验资料了。不用
指望被他们邀请去参加有关的学术讨论会了,哪怕偶尔问一问威尔金
斯,也会有人怀疑我们又要搞DNA了。尤其糟糕的是,我们洗手不干
了,国王学院的那几位也不会积极进行模型建造工作。据我们所知,他们至今还没有制作过任何三维分子模型。为了加快研究进程,我们
愿意把剑桥的原子模型给他们使用,他们仍然半推半就。但威尔金斯
曾经说过,几周之内要找人把模型搭起来。于是,我们商定下次有人
去伦敦,能够看到这些模型在他们实验室派上用场。
由于出现这样的僵局,在大西洋这边的英国,任何人要想在圣诞
节前解决DNA的结构问题看来都是渺茫的。克里克重操蛋白质旧业仅仅
是为了应付布喇格要他完成的博士论文,并非他自己心甘情愿。沉默
了几天后,他又开始滔滔不绝地谈论蛋白质α螺旋的超螺旋结构。只
有在吃午饭时,肯定能听到他谈上几句DNA的结构。好在肯德鲁认为
DNA模型建造工作虽然中断了,仍然应该经常考虑一下这方面的问题。
他从根本上就不打算再让我对肌红蛋白发生兴趣了。在那些窒息的日子里,我尽量多学点理论化学方面的知识,或者翻阅各种杂志,希望
能找到一点被人遗忘了的有关DNA结构的资料。
那时,我经常阅读的一本书是克里克买的《化学键的性质》。克
里克为了查找重要键长等资料,常常翻阅它。这本书放在肯德鲁给我
做实验用的一张台面的角落里。我总希望在鲍林的这本名著中找到一
些奥妙之处。于是,克里克又买了一本送给我,这可能是吉祥之兆。
他在这本书的扉页上题字“赠吉姆——弗朗西斯,51年圣诞节”。基
督教的这个传统还确实有点灵验。15
圣诞节期间,我没有一直待在剑桥。米奇森邀请我到他父母家中
去度假。他们家位于卡拉代尔(Carradale)的金泰尔角(Mull of
Kintyre)上。米奇森的母亲娜奥米(Naomi)是一位著名作家,父亲
迪克(Dick)是一位工党议员。非常幸运,在节日期间,他们那间宽
敞的客厅里总是高朋满座。此外,娜奥米的哥哥就是英国最有才华而
不同寻常的生物学家霍尔丹(J. B. S. Haldane)。我在尤斯顿
(Euston)车站见到米奇森和他姐姐瓦尔(Val)时,早就把我们在
DNA工作中遇到的拦路虎和对来年能否拿到奖学金的担心忘得一干二净
了。在开往格拉斯哥(Glasgow)的通宵火车上,我们都没有找到空着
的座位。十个小时的旅途中,我们只能坐在自己的行李上,听瓦尔议
论美国人那种呆板粗鲁的生活习惯,年年都有越来越多的这种美国人
涌向牛津大学。
我在格拉斯哥见到了我的妹妹伊丽莎白。她是从哥本哈根乘飞机
到普雷斯特威克(Prestwick)机场的。两周前,她给我写过一封信,说有一个丹麦人正在追求她。我顿时意识到情况不妙,要出乱子了,因为那个丹麦人是位成功的演员。我马上询问米奇森能否让伊丽莎白
跟我们一道去卡拉代尔,他表示同意,这让我如释重负。我妹妹如能
在卡拉代尔那样不同寻常的村舍里住上两周,她就不会愿意在丹麦安
家落户了。
我们乘了开往坎贝尔敦(Campbelltown)的公共汽车。迪克开小
汽车在通往卡拉代尔的岔道上等候我们。接到我们以后,他开车越过
20英里的山路,把我们带到一个苏格兰小渔村,这就是他们夫妇俩住
了20年的地方。庭院里有一条石子铺成的小路,通向餐厅和那间有几
座壁橱的猎枪储藏室。我们沿着小路走进餐厅时,晚宴正在进行,餐厅里面充斥着激烈的高谈阔论。在座的有米奇森的哥哥,动物学家默
多克(Murdoch)。他总喜欢引导大家谈论细胞是如何分裂的。但是,谈论较多的还是政治问题和某些美国狂人妄想挑起的冷战局面,这些
狂人最好还是回到美国中西部城市的律师事务所去。
第二天早晨,天气很冷。我不想挨冻,于是缩在被窝里不起床。
后来发现这样没用,除非下着倾盆大雨,我就到外边散散步。下午,迪克总要找人同他一起去打野鸽子。我也去过一次,鸽子都飞走了我
才放枪,从那以后我宁愿蹲在客厅地板上紧挨着火取暖。此外,到图
书室打打乒乓球也能暖暖身子。图书室的墙上挂着刘易斯(W.
Lewis)的画作,画的是娜奥米和她的孩子们,看上去很严肃。
一两周以后,我渐渐领悟到这个思想“左倾”的家庭竟会为客人
们出席晚宴的衣着打扮而烦恼。在我看来,这是接近暮年者的反常行
为。我的头发已逐渐褪去了美国式样,因此,我并不觉得自己的仪表
有什么与众不同的地方。我到剑桥的第一天,佩鲁茨把我介绍给奥迪
尔时,她对我的外表甚为惊讶。后来,她对克里克说,一个秃顶美国
佬到实验室来工作了。在我融入剑桥风格以前,要避免这种尴尬场
面,最好留长发。虽然,我妹妹看到我那模样会感到不舒服,但我明
白,要想改变她对英国知识分子的看法中一些肤浅的观念,绝非一朝
一夕之事。卡拉代尔倒是一个使我改头换面的理想地方。没有多久,我脸上就长满了胡须。虽说我并不喜欢自己那把红胡子,但用冷水刮
掉它也确实有点不好受。瓦尔和默多克对我的胡须挖苦了整整一周,不用说,我妹妹也不会满意。于是,我干脆把脸刮得光光的才去出席
晚宴。娜奥米对我的仪表称赞了一番,这时,我才知道我这样做对
了。
晚上,时常有些不得不参加的智力游戏,词汇丰富的人可以占到
便宜。每当我干巴巴地宣读我淡而无味的作品时,总想躲到椅子后面
藏起来,以便避开米奇森家族妇女们殷勤的凝视目光。好在宾客众
多,轮到我的机会很少。我在巧克力糖盒边找了个不显眼的地方坐下,心想这样别人就不会注意到我没过关了。最愉快的是在楼上黑暗
角落里一连几个小时玩一种“杀人”游戏。在这个游戏中,最残忍的
凶手要算米奇森的姐姐洛伊丝(Lois)了,她在卡拉奇教了一年书刚
刚回来。还是个印度伪善主义素食者的坚决倡导者。
几乎从待在卡拉代尔的头一天起,我就知道我会与娜奥米和迪克
的“左倾”家庭难分难舍。午餐佳肴佐以英式苹果酒,充分弥补了那
里敞开大门迎来凛冽西风袭击的习惯。新年过后第三天,我就不得不
离开那里,这是默多克给我约定的日期。他已经为我在伦敦的实验生
物学协会会议上安排了一个演讲。但是,在我即将离开那里的前两
天,下了一场大雪。一些光秃秃的荒山被大雪覆盖得宛似南极山脉。
我们沿着被积雪封闭的坎贝尔敦公路走了一个下午,也因而有了一次
极好的机会,一边观赏雪景,一边听米奇森谈他的免疫体移植实验的
论文,我还在想着再下一天大雪这条路也许就不能通行了。果然天公
不作美,我们一行只好在塔伯特(Tarbert)搭上“克莱德”号
(Clyde)轮船,第二天早上就到伦敦了。
回到剑桥后,我满以为会有关于奖学金问题的美国来信,结果连
一封官方信件都没收到。自从11月份卢里亚写信叫我不要担心此事以
来,至今音讯皆无,这似乎有点凶多吉少。显然,他们尚未做出决
定,我应该做最坏的打算。拿不到这笔奖学金,充其量也不过使我有
点不开心罢了。肯德鲁和佩鲁茨对我说过,如果我经济上真的发生了
困难,可以向英国政府申请一小笔款子以解燃眉之急。直到1月下旬,华盛顿寄来了一封信,我悬着的心才放下来。我的奖学金取消了。信
中引述奖学金条例说,只有在指定的学术机构工作才能享受奖学金待
遇,由于我违反该项条款,他们也就爱莫能助了。
这封信的第二段又说已经给我另外一笔奖学金。然而,在漫长的
等待之后,他们并没有就此放过我。这笔奖学金并不按惯例发12个
月,而是只发8个月,到5月中旬就停止了。我没有听从奖学金委员会
要我去斯德哥尔摩的建议,处罚就是少拿1000美元。9月份新学年开始以前,显然已不可能再得到任何方面的资助了。于是,我就接受了这
笔奖学金。这2000美元可不能轻易放掉。
事隔不到一周,从华盛顿又来了一封信,是由同一个人签发的。
这次不是以奖学金委员会头头的名义,他现在的头衔是国家研究委员
会主席。信中说他安排了一次会议,要我做关于病毒生长的学术报
告,会议定于6月中旬在威廉斯敦(Williamstown)举行,就是说开会
的日期在我的第二笔奖学金刚刚期满1个月。当然我根本不想在6月或9
月离开剑桥,剩下的问题是如何巧妙地找个借口。起初我想以没有料
到的经济拮据为理由。继而又想,我不能让他觉得他曾对我的事业产
生过影响。于是我找了另外一个借口把信发了出去,告诉他剑桥的学
术气氛非常活跃,因此我不打算在6月份回美国。16
这时,我决定暂时转向对烟草花叶病毒(TMV)的研究来拖延时
间。TMV中的一种活性成分就是核酸,因此,拿它作幌子我可以继续研
究DNA。当然这种核酸成分不是DNA,而是另一种核酸即核糖核酸
(RNA)。由于威尔金斯没有宣称对RNA的研究只他一家别无分店,DNA
和RNA之间的差别就成了对我们有利的因素。一方面,倘若我们能搞清
RNA的结构,也可以为解决DNA结构提供重要的线索。另一方面,当时
认为TMV的分子量为4000万。乍看起来,它要比分子量小得多的肌红蛋
白和血红蛋白分子更加不可思议。肯德鲁和佩鲁茨多年来一直从事这
两种蛋白的研究,那时尚未获得具有生物学意义的结果。
另外,贝尔纳和范库肯(I. Fankucken)曾用X射线观察过TMV。
这就有些吓人了,因为我既不像贝尔纳那样具有非凡的头脑,又从不
敢奢望能像他那样老练地掌握晶体学理论。我甚至都看不懂战争开始
后不久他们在《普通生理学杂志》(Journal of General
Physiology)上发表的大部分重要文章。他们的研究结果发表在这样
的杂志上看来有点奇怪,这大概是由于贝尔纳已专注于与战争有关的
工作之故,而范库肯返回美国后决定在一家杂志上发表他们的研究资
料,对病毒感兴趣的人会去阅读这家杂志。战后,范库肯对病毒就不
感兴趣了。虽然贝尔纳有时还对蛋白质X射线晶体学稍加研究,但他更
关心的是加强与共产主义国家的友好关系。
他们文章中的许多说法尽管缺乏坚实可靠的理论基础,但仍有许
多值得玩味的地方。TMV由大量相同的亚基构成,这些亚基如何排列,他们却一点也不知道。再说要他们在1939年就弄明白蛋白质和RNA是由
完全不同的方式构成的,未免为时过早。但现在,蛋白质有大量亚基
这一点是很容易被人们接受的。RNA却恰恰相反。当RNA被分解成很多亚基时,会产生大量多核苷酸链。但这些链太小,不能携带遗传信
息。克里克和我都认为,遗传信息肯定储存于病毒中完整的RNA之中。
TMV结构的最佳设想乃是RNA位于中心,外面由大量较小的蛋白质亚基
包围。
事实上,蛋白质基本成分早已存在生化证据。1944年德国人施拉
姆(G. Schramm)首次发表了他的实验结果。他报道在弱碱中TMV颗粒
分解成游离的RNA和大量蛋白质分子。这些蛋白质分子即使不完全相
同,也极其相似。除了德国,几乎没有人相信施拉姆的报道是正确
的。这种偏见是战争造成的。他们认为,德国法西斯竟会在战争一败
涂地的最后几年允许按照施拉姆的想法进行这样广泛的实验,这对绝
大多数人来说是难以置信的。很容易联想到这项工作直接受纳粹的支
持,而实验结果得到了错误的分析。绝大多数生物化学家都不愿花费
时间去反驳施拉姆。可是,后来我阅读贝尔纳的文章时,突然对施拉
姆的实验感兴趣起来。要说他把数据解释错了,却偏偏凑巧得到了正
确的答案。
可以想象,再有几张X射线照片就能搞清TMV蛋白质亚基的排列方
式。要是这些亚基以螺旋状堆积,则更能说明问题。我兴奋地把贝尔
纳和范库肯的文章从哲学图书馆偷偷带到了实验室,好让克里克看看
这些TMV的X射线照片。当看到图中有代表螺旋的空白时,他立即动
手,迅速画了几个可能的TMV螺旋状结构。从此,我知道自己不能再避
开有关螺旋的理论了。我不必掌握数学,克里克有空会来教我的,可
在他外出时我就一筹莫展了。幸运的是只要略懂数学就可以明白,这
张TMV的X射线照片显示的正是一个每23埃绕螺旋轴一圈的螺旋。其规
律是如此简单,克里克竟想用“向鸟类观察家解说傅里叶变换”[1]为
题来撰写一篇相关文章。
然而这一次克里克却放了空炮,几天以后他又认为TMV螺旋的证据
不够有力。我自然也心灰意懒了,直到我无意中发现了蛋白亚基呈螺
旋状排列的原因,简单到傻子也能搞明白。晚饭后百无聊赖之际,我阅读了法拉第学会关于“金属结构”的讨论文章。该文阐述了理论家
弗兰克(F. Frank)关于晶体形成的独到见解。可是,几次精确的计
算都得到了矛盾的结果,并没有发现任何晶体能以所论述的速率形
成。弗兰克后来发现,如果晶体不像我们设想的那样有规则,而是包
含了一些错位的话,那么这种矛盾的现象就不复存在。这些错位使得
微小间隙不断出现,新的分子则被安置在这些微小间隙之中。
几天以后,我在乘公共汽车去牛津的路上,头脑里酿成一种想
法:每个TMV颗粒应被视为一个微小晶体,如同其他晶体一样,由于具
有微小间隙而逐渐生长。产生微小间隙的最简便方法就是使亚基呈螺
旋型排列,这是最重要的条件。道理很简单,这个看法肯定是对的。
周末在牛津看到的各种螺旋楼梯更使我坚信其他生物结构也应具有螺
旋型对称。这一两周以来,我仔细观察了肌肉和胶原纤维的电子显微
镜图,想从其中找出螺旋的蛛丝马迹。然而克里克的态度却不冷不
热,很不起劲。在缺乏任何有力证据的情况下,我知道要想说服他是
徒劳无益的。
这时,赫胥黎帮了我的忙,他教我使用X射线照相机拍摄TMV照
片。显示螺旋的方法就是将TMV的样品倾斜,使其与X射线光束保持几
个不同的角度。范库肯没有这样做,因为在战前人们还不大重视螺旋
结构。为此,我到马卡姆处看看他手头是否有多余的TMV。那时马卡姆
在莫尔蒂诺(Molteno)研究所工作,这地方与剑桥其他地方不同,实
验室里暖气很足。这是为了照顾那位讲座教授兼所长凯林(D.
Keilin)的哮喘病。我总是乐于找个借口,在这华氏70度的房间里待
一会儿,虽然我永远料不到马卡姆什么时候就会笑话我看上去有多糟
糕,说我如果是喝英国啤酒长大的话,就不会像现在这么干瘪瘪的
了。这次他却一反常态没有嘲弄我,很爽快地给了我一些病毒样品。
想到克里克和我做起实验来两手脏兮兮的场面,显然很是好笑。
不出所料,我拍的第一张X射线照片,比当时已发表的照片模糊得
多。即使拍一张稍微像样的照片也花了我一个多月的时间,要想拍摄几张能够显示出螺旋的照片,更是难上加难。
由于在工作中遇到了这个“拦路虎”,拉夫顿(G.Roughton)在
亚当斯路(Adams Road)他父母家里举办的化装舞会就成了2月间唯一
使我感到痛快的事。说来奇怪,尽管拉夫顿认识许多漂亮姑娘,而且
据说会戴着一只耳环写诗,克里克还是不愿意去参加这个舞会。但
是,奥迪尔不想失去这次机会。于是,我租了一套帝政复辟时期的士
兵服装和她一同去了。当我们挤进半痴半醉的跳舞人群时,我们觉得
这次晚会相当成功,因为看上去剑桥互惠生[2]中的迷人姑娘约有一半
都在那儿。
一周后又举办了一个“热带之夜舞会”。奥迪尔很想去,一则因
为她参加了筹备,再则这个舞会是由黑人赞助的。克里克仍然不愿参
加,不过这次他倒做对了。参加的人不多,舞场一半空着,我在那里
痛饮了一阵以后,仍然不想在众目睽睽之下蹒跚起舞。我脑子里想的
是鲍林将在5月份来伦敦参加由皇家学会组织的一个有关蛋白质结构的
会议。谁也说不上他下一步要干什么,我们最担心的是他要求参观国
王学院研究小组。
[1] 沃森在芝加哥大学时学习鸟类学,此处说明这个问题浅显易懂。——译
者
[2] 互惠生(au pair)是起源于欧洲的文化现象,年轻外国人为学习某国语
言并体验其文化寄宿于一个东道主家庭,用打理家务、看护孩童等劳动换取食
宿。——译者17
然而鲍林在艾德怀尔德机场[1]时突然被吊销了护照,不得不取消
对伦敦的访问。美国国务院不想让鲍林这位喜欢惹是生非的人在世界
各地跑来跑去,散布关于昔日投资银行家们的政治丑闻,这些人主张
制止信奉无神论的赤色分子四处泛滥。弄得不好,鲍林可能在伦敦举
行记者招待会,大谈和平共处的论调。即使不让麦卡锡(McCarthy)
参议员再有机会指责政府容许激进分子受美国护照保护并使美国生活
方式受到影响,国务卿艾奇逊(Acheson)的地位也已经岌岌可危了。
当这件丑闻传到皇家学会时,克里克和我已经到了伦敦。这消息
太令人难以置信了,比猜想鲍林在去纽约的飞机上生了病更不可思
议。只有俄国才会阻止一位世界著名的科学家出席丝毫不带政治色彩
的会议。因为第一流的俄国科学家可能想叛逃到富裕的西方去。而鲍
林根本不会考虑叛逃的事,因为他和他家人对加州理工学院是非常满
意的。
如果鲍林真的想自愿离开,加州理工学院管理委员会的某些人将
会感到高兴。每当他们拿起报纸看到世界和平会议发起者名单中有鲍
林的名字时就会勃然大怒,他们一心希望南加州能摆脱鲍林的有害诱
惑力。鲍林很清楚这些来自加州暴发户不可言状的愤怒,很大程度上
是因为他们的外交常识受到《洛杉矶时报》(Los Angeles Times)的
影响。
我们有几个人刚在牛津参加过普通微生物学会讨论“病毒增殖性
质”的会议,对这种混乱状况并不感到惊奇。原定主要演讲者之一是
卢里亚。可是在按计划飞抵伦敦前两周,他得知他将无法拿到护照。
美国国务院同往常一样,是不会为这种不光彩的做法做出解释的。卢里亚的缺席给我增加了一项工作——介绍美国噬菌体工作者近
来的实验结果,这并不需要我临阵磨枪拼凑一篇演讲稿。因为在会议
前几天,赫尔希[2]从冷泉港给我发来一封长信,概述了他们近来完成
的实验。他和蔡斯(M. Chase)通过最近的实验,证实了噬菌体感染
细菌的基本特征是病毒DNA进入寄主细菌细胞。尤其重要的是,几乎没
有蛋白质进入细菌细胞。于是他们的实验再次强有力地证明,DNA是基
本的遗传物质。
尽管如此,当我宣读赫尔希的长信时,400多位与会的细菌学者几
乎没有人感兴趣。利沃夫(A. Lwoff)、本兹(S. Benzer)及斯滕特
显然是例外,他们都是从巴黎到此短期逗留。他们知道赫尔希的实验
不同凡响,并且认识到从那时起大家都会更加重视DNA。然而,对绝大
多数旁观者来说,赫尔希的名字无足轻重。而且,在知道我是美国人
时,大家从我的蓬乱长发会联想到我的科学判断力也可能是同样荒诞
无稽的。
英国植物病毒学家鲍登(F. C. Bawden)及皮里(N. W. Pirie)
掌控了这次会议。鲍登学识渊博,皮里信奉虚无主义,在这两方面其
他与会者都望尘莫及。皮里根本不相信噬菌体有尾以及TMV具有固定长
度这种看法。我企图用施拉姆的实验给皮里出难题,他却干脆说这些
实验应该停止。于是我转向政治成见较少的问题:许多TMV粒子长度为
3000埃是否具有重要的生物学意义?问题的答案太简单了,这一点没
有引起皮里的兴趣。他认为病毒是如此之大,尚难将其结构阐述清
楚。
如果利沃夫不出席,那么这次会议可能就会以失败告终了。利沃
夫颇热衷于研究二价金属离子在噬菌体增殖中的作用,于是和我的想
法一拍即合,我们都认为金属离子对核酸结构至关重要。特别有趣的
是,在精确复制大分子或者两个相似染色体相互吸引的过程中,他预
见到某些特定离子可能起关键作用。然而,富兰克林完全信赖经典的X射线衍射技术可以解决一切问题。除非她从这个立场上来个180度大转
变,否则我们这种设想无法得到检验。
在那次皇家学会会议上,没有任何迹象表明从12月初国王学院同
克里克和我发生争论以来他们哪一个曾经提起金属离子。后来我追问
了威尔金斯,才知道分子模型的装配架运到他的实验室以来,还没有
使用过。现在催促富兰克林和戈斯林建造分子模型也还不是时候。如
果说有什么动静的话,那就是威尔金斯和富兰克林之间的口角比他们
访问剑桥前有增无减。现在,她坚持说她的数据证明DNA不是螺旋型
的。要让她听从威尔金斯的指挥来制作螺旋模型,她可能更想把铜丝
模型套在威尔金斯的脖子上。
当威尔金斯问我们是否需要把模具送回剑桥时,我们假意回答说
需要,同时向他暗示我们需要较多的碳原子,以便制造模型研究多肽
链是怎样转弯的。使我放心的是威尔金斯对于那些与他们国王学院无
关的事,总是开诚布公的。他觉得我正在认真从事TMV的X射线研究工
作,便确信我不会很快对DNA再发生兴趣。
[1] 艾德怀尔德(Idlewild)即现在的纽约肯尼迪机场。——译者
[2] 阿尔弗雷德·赫尔希(Alfred Hershey,1908—1997),美国细菌学
家、遗传学家。1940年与德尔布吕克和卢里亚开始合作进行噬菌体的实验。1952
年在卡内基学院从事遗传学研究工作期间,和蔡斯合作完成了著名的赫尔希-蔡斯
实验,证明噬菌体DNA才是遗传物质,而蛋白质不是。1969年,他和卢里亚、德尔
布吕克共同获得诺贝尔生理学医学奖。——译者18
威尔金斯深信,我很快就会得到需要的X射线图片,以证明TMV是
一种螺旋。卡文迪什实验室刚安装好一台大功率可旋正极X射线管。我
使用这台仪器获得了意外的成功结果。这种先进设备使我拍片的速度
比使用普通设备快20倍。一周之内,我拍摄TMV照片的数量成倍增长。
卡文迪什实验室通常晚上十点钟锁门。看门人就住在隔壁,但锁
门以后,就没人再去打扰他了。卢瑟福不主张学生开夜车,他认为在
夏季傍晚打打网球倒更合适些。即便在他去世15年后,也只为那些加
班加点的人准备了一把钥匙,这把钥匙现由赫胥黎保管。他坚持说肌
肉纤维是活的,因此不能按照物理学家的常规办事。必要时,他会把
钥匙借给我或亲自走下楼来,帮我打开那扇通向自由学校街(Free
School Lane)的沉重大门。
仲夏6月的一个深夜,赫胥黎不在实验室。我回去关掉X射线管并
且冲洗了一张TMV新样品的照片。这张照片是将样品倾斜25度左右拍摄
的。如果走运的话,我就可能发现螺旋反射。我把还潮湿的底片对着
映片灯一看,立刻就知道我们成功了。那些显示螺旋状的图像是不会
弄错的。现在我可以使卢里亚和德尔布吕克相信,我待在剑桥并不是
一事无成的。尽管已是午夜时分,我却丝毫不想回网球场路的房间,就兴致勃勃地在后院徘徊了一个多小时。
第二天早晨,我焦急地等待着克里克的到来,以便请他判断底片
中是否确实有螺旋存在。不到十秒钟,他就指出了那意义重大的螺旋
反射,这样我的一切疑虑也就消失了。可是我还想跟克里克开个玩
笑,我说我认为这张X射线图片实际上并不十分重要,真正重要的倒是
必须搞清楚那些微小间隙。我刚说完这些话,克里克就当真了。他说
没有判断能力是非常危险的。他总是那样心直口快,并且认为我也同他一样,有啥说啥。在剑桥的辩论中要想取胜,常常得说些荒谬的话
来哗众取宠,可是克里克用不着来这一套。有时,谈论一两分钟外国
姑娘的多愁善感这一迷人的话题,也可以调剂一下剑桥夜晚的沉闷气
氛。
我们下一步该干些什么,当然是再清楚不过的事了。我知道对TMV
的研究在短期内不会再有什么突破。为了进一步详尽地了解它的结
构,需要更加专门的知识,而这是我力不能及的。更何况就算竭尽全
力,能否在几年内搞清RNA的结构,还很难说。而TMV对于DNA结构的研
究也不会起多大作用。
因此,现在还是应该认真考虑一下DNA的那些奇妙的化学特征。这
些化学特征是奥地利出生的生物化学家查加夫[1]在哥伦比亚大学首次
发现的。第二次世界大战以来,查加夫和他的学生们一直致力于分析
各种DNA样品,研究其嘌呤和嘧啶碱基的相对比例。在他们测定的所有
DNA样品中,腺嘌呤(A)分子的数目和胸腺嘧啶(T)分子的数目非常
接近,而鸟嘌呤(G)分子数和胞嘧啶(C)分子数又极其接近。并
且,腺嘌呤与胸腺嘧啶的比值因不同的生物来源而有所不同。某些生
物体的DNA具有较多的A和T,而另一些则具有较多的G和C。查加夫认为
这引人注目的现象具有重大意义,这就是著名的查加夫定律,可是他
当时并没有对此做出解释。我第一次向克里克介绍这一定律时,他并
未留心,而是继续思考其他的问题。
时隔不久,克里克和年轻理论化学家格里菲思(J.Griffith)交
谈几次以后,又觉得该定律可能具有重要的意义了。一天晚上,听了
天文学家戈尔德(T. Gold)做的关于“完善的宇宙法则”的报告后,大家去喝啤酒。戈尔德能言善辩的口才,使克里克联想到是否也可以
提出一个“完善的生物学法则”。他知道格里菲思对基因复制的理论
很感兴趣,于是就开门见山地提出所谓完善的生物学法则就是基因的
自我复制。换句话说,也就是在细胞分裂和染色体数目倍增时,基因准确复制的能力。格里菲思并没有随声附和,这几个月他更相信基因
复制是在互补表面交替形成的基础上进行的。
其实,这种想法并非新鲜玩意儿。近30年来,它一直在那些对基
因复制感兴趣的理论遗传学家中间流传着。这种理论认为基因复制需
要生成一个补体(负本),其形状和原体(正本)的表面相吻合,如
同一把锁和一把钥匙的关系。在一个新的正本合成时,这个互补的负
本就会起到模板的作用。然而有的遗传学家对此持犹豫态度,缪勒[2]
就是一个著名的代表人物。他受某些有名的理论物理学家,尤其是乔
丹(P. Jordan)的影响较深,这些人认为同类物体相互吸引的力量是
存在的,而鲍林却不赞同这种观点,他尤其反对量子力学支持这种理
论的说法。第二次世界大战前夕,他曾请德尔布吕克(他使鲍林注意
到乔丹的文章)和他联名给《科学》(Science)杂志写了一篇短文,郑重声明量子力学是支持合成互补体的基因复制机理的。
那天晚上,看来老调重弹并不能使克里克或格里菲思感到满意。
他们知道,现在重要的是搞清楚这种引力的实质。克里克固执地认
为,问题的答案并不在于特别的氢键。他觉得氢键不能确切地说明具
体的专一性,因为化学界的一些朋友曾多次告诉我们,嘌呤和嘧啶碱
基中的氢原子可以无规律地从一处移到另一处,并没有固定的位置。
克里克倒是主张DNA的复制与碱基平面之间的特殊引力有关。
幸运的是,格里菲思会计算这种引力,如果DNA复制的互补结构的
设想是正确的,他或许能够算出不同碱基之间的引力。而且,如果直
接复制确实存在,他也能计算出相同碱基之间的引力。这样,在下班
时,他们同意由格里菲思先试试这样的计算是否可行。几天后,当他
们在卡文迪什茶室的人群中突然相遇时,格里菲思告诉克里克,一些
粗略的计算结果显示,腺嘌呤和胸腺嘧啶的平面应该是粘在一起的。
同样的说法也适用于鸟嘌呤和胞嘧啶之间的引力。
克里克立即就明白了他的意思。如果他没记错的话,这就是查加
夫以前指出的等量碱基对定律。他激动地告诉格里菲思,我最近曾对他嘀咕过查加夫一些古怪的实验结果。此刻,他还不能断定螺旋是否
与碱基对有关。但这些资料一经核实,他会立即跑到格里菲思那里,尽数告知。
午饭时,我进一步确认了克里克没搞错查加夫的实验结果。他阅
读了格里菲思的量子力学论文,但对其中的结论并没有表现出足够的
热情。因为,一方面,他知道格里菲思在受到压力时就不愿再有力地
坚持自己的论证。为了使计算顺利进行,必要时格里菲思可能忽视了
许多可变因素。另一方面,尽管每个碱基都有两个平面,可是没有理
由说明为什么只能选择其中的一个。另外,也不能排除查加夫提出的
定律可能与遗传编码有关。特定的核苷酸组必然以某种方式为特定的
氨基酸编码。可以设想,腺嘌呤和胸腺嘧啶数量相当,也可能与一种
决定碱基顺序的未知规律有关。此外,马卡姆断言,如果查加夫认为
鸟嘌呤和胞嘧啶数量相等,他同样有把握否定这种现象。在马卡姆看
来,查加夫的实验方法必然低估了胞嘧啶的实际数量。
然而,克里克并不打算否定格里菲思的看法。7月初的一天,肯德
鲁来到我们的新办公室,对我们说查加夫最近要到剑桥待一个晚上。
肯德鲁已为他在彼得豪斯学院安排好了晚餐,同时邀请我和克里克在
晚些时候到他房间里去一起喝几杯。席间,肯德鲁没有谈论任何严肃
的问题,只略微透露了一点克里克和我可能想通过建造模型来探索DNA
结构。查加夫是世界闻名的DNA专家,一开始他对我们这些妄想夺冠的
黑马并没有在意。当肯德鲁一再保证我并不是个一般的美国人时,他
才觉得可能遇上怪人了。看到我使他更证实了自己的感觉是对的。很
快,他开始嘲弄我的发型和口音,既然我来自芝加哥,我的言谈举止
只能如此。我温和地告诉他我留长发是为了避免和美国空军人员混
淆,这样的解释反倒证明我在为人处世方面不够老练。
当克里克不得不承认自己记不住4个碱基间的化学结构差异时,查
加夫对我们的轻视可算到了顶点。这是在克里克提到格里菲思的计算
时,不慎流露出来的一个错误。因为记不清究竟哪种碱基含有氨基,他请查加夫写出它们的结构式来,这样才能定性描述量子力学理论。
克里克接着申述说,他随时可以查到这些资料。然而,查加夫仍然不
相信我们知道自己在干什么或者怎样达到我们的目的。
不管查加夫怎样嘲弄和轻视我们,总得有人去解释他的实验结
果。第二天下午,克里克匆匆跑到三一学院格里菲思办公室,想弄清
楚碱基对的数据。听到里面说“请进”时,他就推开门进去了,却发
现格里菲思正和一位姑娘待在屋里。他马上意识到现在不是谈论学问
的时候,就不慌不忙地准备离开。他请格里菲思把算出来的碱基对数
据再给他介绍一遍,并把结果记在一个信封背面,这才走了。因为我
那天早晨动身前往欧洲大陆去了,克里克只好独个儿到哲学图书馆去
查找资料,好消除他对查加夫的数据解不开的疑惑。掌握了这两方面
的资料之后,他还打算第二天再去格里菲思那儿,但转念一想,又觉
得格里菲思的兴趣并不在此。显然女人和科学有时不能两者兼顾的。
[1] 埃尔温·查加夫(Erwin Chargaff,1905—2002),早年研究领域很广
泛,受艾弗里实验的影响,兴趣转向DNA。他提出的查加夫定律对于后来沃森和克
里克建立DNA双螺旋结构起到了关键的启示作用。——译者
[2] 赫尔曼·缪勒(Herman Joseph Muller,1890—1967),美国遗传学
家、分子生物学家。在康奈尔大学学习生物化学期间他对摩尔根实验室的果蝇研
究一直很感兴趣,并亲自参加实验。1912年正式加入摩尔根研究组,1916年在摩
尔根指导下获博士学位。由于发现X射线诱导生物体遗传性状的变异,于1946年获
诺贝尔生理学医学奖。——译者19
两周后,我和查加夫在巴黎又见面了。我们俩都在那里出席国际
生物化学会议。经过索邦神学院黎塞留大厅(Salle Richelieu)外的
庭院时,查加夫略带嘲弄地冷冷一笑,算是和我认识的唯一表示。那
天,我老是盯着德尔布吕克。在我离开哥本哈根去剑桥前,他给我在
加州理工学院生物学分部找了一个研究员职位,并为我安排了1952年9
月开始由美国国家小儿麻痹症基金会提供的奖学金。这年3月,我曾给
德尔布吕克写信,要求在剑桥再待一年。他毫不迟疑地答应把我的奖
学金转至卡文迪什。德尔布吕克如此爽快,是由于他对在生物学中按
鲍林那种方式进行结构研究是否真有价值还拿不定主意。
这一回随身带着TMV螺旋的照片,我愈发相信德尔布吕克最终会完
全理解我为什么如此喜欢剑桥。但是,和德尔布吕克短短几分钟的谈
话,我并没有看出他的观点有重大改变。我提纲挈领地说明了TMV是如
何构成一个整体的,对此他几乎没有发表任何意见。我又急急忙忙叙
述了我们试图通过制作模型研究DNA结构的情况,他还是显得毫不在
意。只是在我提到克里克才智超人时,他才有所触动。糟糕的是,后
来我把克里克的思考方式比作鲍林的思考方式。然而,在德尔布吕克
看来,没有一种化学见解能与遗传杂交相媲美。后来,那天夜里遗传
学家埃弗吕西(B. Ephrussi)提到我对剑桥有些偏爱,德尔布吕克就
厌恶地举起了双手。
后来,鲍林突然光临,引起国际生化会议全场轰动。这次他能成
行可能是因为他去伦敦的护照被吊销一事曾被报刊大肆渲染,从而使
美国国务院改变了主意,允许他来巴黎炫耀一下α螺旋。于是,在佩
鲁茨演讲的会议上很快为鲍林安排了一个报告。这个消息是在他报告
前不久才匆匆发出的,可是会场还是被挤得水泄不通,人人都想优先获得新的启示。然而,鲍林的演讲尽是些旧调重弹,只不过略带幽默
感罢了。他的演讲并没有惊人的新见解,也看不出他到底在想些什
么。尽管如此,全场的人都听得津津有味,而我们几个看过他近期大
作的人却不以为然。演讲结束后,崇拜者蜂拥而上将他团团围住。而
我没有勇气挤到鲍林和他的夫人海伦(A. Helen)面前,就回了附近
的特里阿农(Trianon)旅馆。
威尔金斯也来了,他的样子显得愁眉不展。他是赴巴西途中路过
巴黎参加会议的。他将在巴西讲授一个月的生物物理学。他出席这次
会议使我感到惊愕,因为这与他的性格是格格不入的,他看不惯约
2000名碌碌无为的生化学家在灯光昏暗、雕梁画栋的演讲厅进进出
出。我们一边聊天,一边走向鹅卵石小路,他问我是否也感到会上某
些演讲冗长乏味。莫诺德(J. Monod)和施皮格尔曼(S.
Spiegelman)等几位学者倒是热情奔放的演说家,但是,其他的演讲
普遍显得枯燥乏味,即使演讲中有些需要归纳整理的新玩意儿,那些
低沉的演说也实在难以使他打起精神。
为了使威尔金斯振作起来,我陪他去罗约蒙特(Royaumont)寺院
参加为期一周的噬菌体会议。这个会议是在国际生化会议以后举行
的。因为要去里约热内卢,威尔金斯只能在此待一个晚上,可他还是
愿意同那些做过巧妙的DNA生物实验的人见见面。在开往罗约蒙特的火
车上,他脸色苍白,既无心思浏览《泰晤士报》,也没兴致听我闲聊
噬菌体小组的事。在部分整修过的西多会修道院中,我们住进了天花
板很高的房间里,我就去找一些自从离开美国就一直未见过面的朋友
叙谈。我以为威尔金斯会来找我,可是后来他连晚饭也没有去吃。于
是我就跑到他的房间,打开灯后,竟发现他俯卧在床上,头扭向一边
避开昏暗的灯光。他说在巴黎吃的东西不易消化,身体稍有不适,要
我不用为他担心。翌日早晨,我收到他的一张便条,上面写着他已康
复,但要赶开往巴黎的早班车,并对给我添的麻烦表示歉意。中午时分,利沃夫说鲍林第二天要来这儿待几个小时,我立即琢
磨怎样才能在那天午餐时坐在鲍林旁边。然而他的来访与科学毫不沾
边。怀曼(J. Wyman)是美国派驻巴黎的科学参赞,也是鲍林的至
交。他认为鲍林和海伦对13世纪质朴而又富有魅力的建筑物会感兴
趣,安排了他们夫妇到那里观光。上午开会休会期间,在寻找利沃夫
时,我看到了怀曼消瘦而富有贵族气质的面庞。鲍林夫妇也在场,他
们很快开始和德尔布吕克夫妇交谈起来。在德尔布吕克提到一年后我
将去加州理工学院工作时,我才有机会和鲍林简短地谈了一会儿。话
题一直围绕着我将在帕萨迪纳[1]继续利用X射线研究病毒的可能性,只字未提DNA。当我提到国王学院拍的X射线照片时,鲍林表示,他的
同事们关于氨基酸的精确的X射线工作对我们最终了解核酸是很有意义
的。
我和海伦的交谈则随便得多,当她知道我明年仍在剑桥时,她对
我谈起了她的儿子彼得(Peter)。我知道布喇格已经同意让彼得跟肯
德鲁攻读博士学位。彼得患过长期的单核细胞增多症,体质欠佳。他
在加州理工学院的学业实在太差了,但是肯德鲁不想拒绝鲍林把儿子
托付给他的愿望,特别在想到彼得和他的金发妹妹琳达(Linda)时常
举办迷人的舞会时,则更希望彼得能和他一道工作。这样,如果琳达
去看望彼得,他们肯定会给剑桥风光增添异彩。事实上,加州理工学
院化学系几乎每个学者都梦寐以求娶琳达为妻,以此抬高自己的身
价。至于彼得的风流逸事,有许多流言蜚语,传得使人真假难辨。但
现在海伦却把彼得说成是一个极好的小伙子。她说,每个人都会像她
那样乐于和彼得相处。而我对此却保持沉默,不相信彼得会像琳达那
样使我们的实验室变得生气蓬勃。当鲍林招呼道别的时候,我对海伦
说一定尽力帮助她的儿子适应剑桥研究生那拘束的生活。
最后在罗思柴尔德(E. Rothschild)男爵夫人的乡村别墅桑苏西
(Sans Souci)举行了一次花园聚会,并以此结束了这次会议。参加
聚会的衣着对我来说成了大问题。国际生化会议前夕,我在火车车厢里睡觉时,自己的行李物品全被偷光了。现在我手头上尚有一些在军
用消费合作社买的东西,剩下的衣服是准备游览意大利阿尔卑斯山时
穿的。我觉得穿着短裤讲演TMV很舒服,法国代表团却担心我可能会穿
着同样的装束到桑苏西去。后来,我借了一套西装和领带穿起来,在
那座高大的乡村别墅前下车时,照样显得潇洒大方。
我和施皮格尔曼径直朝一个手里拿着熏鲑鱼和香槟酒的男仆走
去。不久,我们就领受到了贵族阶层的社交方式。就在我们离开那里
要上汽车前,我溜进一间大客厅,当中一幅哈尔斯(Hals)画作和一
幅鲁本斯(Rubens)画作挂在显眼的地方。男爵夫人正对几位客人
说,这样多风格各异的贵宾能够光临,她由衷感到高兴。可她对剑桥
那位鲁莽英国人决定不来活跃这儿的气氛,深表遗憾。我迷惑了一会
儿,后来才想明白,是利沃夫事先告诉男爵夫人,请她谅解一位不修
边幅的客人,这个人的脾气有点古怪。我初次和贵 ......
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