沃森与DNA | 文有引力

我描绘的就是我自己

沃森成名时还是一位大男孩，才25岁，初出茅庐，凡事从头学起，一任天真，率性做事，本色做人，另一位合作者克里克也才35岁，中途转行攻遗传学，学科根底不深，积累不厚，平时还不拘小节，口无遮拦，高傲自大，缺乏合作精神，但是，睿智、执着、视野广大、思考深邃是他们的共同优点。

因此，读《双螺旋》，最强的感受是：这两个楞小子意外早起撞上了机遇之神，可不是吗？

DNA的实证论据来自弗兰克林和威尔金斯的X衍射图，模型建构方法来自于鲍林，对氢键的计算得益于伽莫夫，对DNA构型的认识来自于多纳休，只是双链核苷酸是他们的原创。

沃森还直言要坚持实用主义的治学态度，用到什么才学什么，什么方法有用，就用什么方法，只要能“爬上树梢”，就未必去“高台垒土”，象两只夜行的“狐狸”，目光敏锐，反应敏捷，能打通各种知识，整合各种方法，将思维的触角伸向创造的天空。

因此，当同辈学人深入关注“树木”的时候，他与克里克在系统地研究“森林”。因此，他们的成功并非偶然。

与《双螺旋》相比，《基因•女郎•伽莫夫》更接近于自传，编年体谋篇布局，全书没有中心事件，叙往录旧，注重细节的描摹，不厌其繁，师友间互致的便签条，与女友约会时的心情与装束，香水的牌号，还穿插了许多表情生动的工作照、生活照，能触摸到生命的温情。

他更多的是在写生活，而不是在写事业；在写内心的钟灵毓秀，而不是写外在成就显赫；在写科学群落的交游，写科学探索中自由意志的伸张，而不是写个体的孤军奋斗，刻板的程式运行，教义的诠释；在写情商的卓越，爱情、友情的珍奇，而不是智商的发达。

这大概是美国科学界的写作传统，托马斯 刘易斯写《最年轻的科学》、沃森的老师卢里亚写《老虎机与破试管》，都是一副游侠姿态，而非绅士气。在他们看来，科学是一份自由而真诚，富有神秘感而妙趣内蕴的职业生活，是顽童、大男孩、老男孩们的智力操练，娱心游戏，心头无枷，眼中无羁，才会有所创造，有所愉悦。

相形之下，我们的科学生活略显刻板，略显沉重，而且笔下无情少趣。除了八股腔的学术论文，很少有人能动笔写性灵文字，更别说写自传体的文章了，即使安排“枪手”代笔，也是道德教训多余，生命激情匮乏。

因此，在中国，科学与人文的关系一直十分疏离，科学主义的意识容易滋生，科学原创力也受到羁绊，这不能不让人感到无名的焦虑，看来，要激发科学的创新，还必须“反面敷粉”，注重人文素养，讲求文章性灵，着力提倡科学家写自传才对。

▲沃森与克里克在工作

1946年，暮年的爱因斯坦在谈及马赫的《力学史》时指出，科学思想中本质上是构造的和思辨的（二元）性质。他还批评了马赫，“正是在理论的构造的-思辨的特征赤裸裸地表现出来的那些地方，他却指责了理论，比如在原子运动论中就是这样。”

在生物与医学实验研究领域里，与原子运动模型相仿的认知模型要算DNA的双螺旋模型了，它不同于疾病的动物模型，后者属于完全客观镜象中的、彻底屏弃思辨的；实证的、或者循证的；具象的、或者具体的；繁复的、而非简约的建构体，作为实验研究对象，它是“一元论”的，缺乏思辨，甚至排斥思辨的介入。

尽管这种介入在早期（假说形成阶段）是十分有益的，爱因斯坦称之为“思想实验”，而并非一定就会遁入哲学上的“唯心主义”迷途，但是，生物学实验圈的价值板结却一直未能跳出“一元论”的束缚。

沃森-克里克DNA双螺旋模型的天才建立（以推导解决了化学链的匹配与缠绕路径问题），并且被公认为是自然奥秘的发现成果（如今看来是粗糙的，许多细节是后来补充的，但基本结构与特征仍是无可质疑的），是“自达尔文的书问世以来生物学领域中最轰动的成就”。

这个成果应该让死守“一元论”的人们以警醒，生命现象的研究者不应该仅仅只是实验室里生命图景忠实的观察者与记录者，而应该借助人类思辨与智慧的魅力实现创造性的观察、记录与解释。在主、客观两个实验室里同时向科学的深处掘进。

从DNA双螺旋模型的首次发表，迄今已有50年了，当年荣膺诺贝尔奖的喜悦与辉煌也化作了历史的丰碑。

今天，我们回首历史，不必再沉浸到加冕与狂欢的现场之中，去回味往昔的兴奋，而应该潜入思想史的精神隧道，开掘出对未来富有启迪的认知“天窗”来。这对于今天的人们来说，是另一次未完结的“思想实验”，一次新的“精神长跑”。

在既往满是荣誉星光的天穹捅出一个“天窗”来，是需要批评的勇气的，需要有“坚不可摧的怀疑态度和独立性”，包括对DNA双螺旋模型细节与反向的批评和自我批评。

在沃森的自述《双螺旋——发现DNA结构的个人经历》一书的导言中，史蒂文•琼斯不无尖刻地写道：“该书从遗传的构成上推导遗传的机制，它的基础是理论，而不是实践，是物理，而不是化学（仅仅是化学也是不够的）。

曾几何时，遗传学本身的确有变成数学的一个分支的危险。现代统计学主要是在分析杂交试验中发展的，到了沃森和克里克时代，遗传学的一个分支——群体遗传学已经退化到单纯追求精致的地步，而根本不接触实验。”

在1953年的一次关于DNA结构的学术会议上，沃森再一次感受到他的竞争对手莱纳斯•鲍林有着超乎自己的化学直觉。在这次会上，莱纳斯提出了一个重要观点——DNA的鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）碱基对是由三个氢键结合在一起的，这比克里克与沃森在那篇最早的《NATURE》论文中提出的要多一个。

那时，他们并不知道鸟嘌呤的精确结构，认为第三个氢键也许比前两个要弱很多，因而将其剔除了，后来的实验显示出富含GC的DNA样品的热稳定性很高。

在DNA双螺旋结构被发现的50年间，这类不断的纠错与提升的案例太多了，许多是竞争对手间的“竞合”提升。

DNA双螺旋的发现史，未能脱开“竞争”、“征服”、“加冕”、“狂欢”的科学正剧模式。但是，它的续篇却是“峰回路转”，充满了科学英雄征服后的忐忑，加冕后的窘迫，狂欢后的苦闷。

这也说明，科学的探索是无限延续的，不象珠峰登顶一样，征服尔后折返。要永远虚怀一份敬畏之心，开放之心，谦逊之心，去恭身面对全新的自然奥秘。

▲詹姆斯·杜威·沃森在思考

DNA双螺旋结构的实证论据来自于弗兰克林和威尔金斯的X衍射图，主要研究者克里克早年在伦敦大学学习物理学，二战期间在英国海军部供职，曾对战时雷达性能的改进做出过重要贡献，战后，在薛定谔《生命是什么》一书的感召下转向生命科学的研究。

沃森虽然早年学习动物学，但治学上喜欢左顾右盼，打斜井，对物理学有所旁及，进入DNA研究后还临时抱佛脚读了一本X衍射的教科书，具备看懂X衍射图的理论基础，他拿的是美国的奖学金，却呆在哥本哈根的赫尔曼研究所攻生物化学，中途又转至剑桥佩鲁兹实验室从事X衍射晶体学方面的研究。

他的师友与同事中，能开列出一打著名的物理学家，其中不乏物理学诺贝尔奖得主，如英国物理学家劳伦斯•布拉格（1915年获奖），德国理论物理学家马克斯•德尔布吕克（1969年获奖），创立DNA测序方法的美国物理学家沃尔特•吉尔伯特。

因此，DNA双螺旋结构的发现和完善与其说是生命科学的突破，不如说是生物学与物理学、物理技术的共同突破。

因为在这场发现与发明的探索历程中，物理学、物理学家、物理技术是重要的，不可或缺的参与者，关键技术的发明者，这不同于一般意义上的多学科知识杂合，而必须要承认物理技术在技术突破中的“扳机”效应与“拐杖”价值。它们作为技术的“钢筋”而非“水泥”存在于探索过程之中。

生命科学不仅仅整合了这些理论、技术与人才资源，很显然还对其具有技术依赖意义、模型示范意义、研究类型意义，而且不仅仅只是技术引领，还有思维认知的引领。

无庸讳言，生命科学的理论研究的成熟度远不如物理学，譬如格里菲斯的基因复制理论。这种理论认为，基因复制需要一个补体（负本），其形状和原体（正本）表面上吻合，就像锁-钥关系，一种典型的机械模型。

这种互补体合成的基因复制机理直接影响到沃森-克里克DNA双螺旋模型的碱基排序、配对及分子间引力的计算。

回顾百年医学史，以物理技术（声光电磁）的渗入为标志，现代医学已经不再是职业医师与医学家的医学了，成为多学科精英们探究生命现象与本质的科学竞技场。

沃森的导师，1969年诺贝尔生理学或医学奖得主之一卢里亚，虽然他早年受过系统的医学教育，后来却迷恋物理学的革命性激荡，兴趣转到放射学与生物物理学领域。他在自传《老虎机与破试管》中坦言，他一直对职业医师兴趣索然。

1979年获奖者也是一位物理学家，叫柯马克，完全是非常偶然地闯入了医用X射线研究领域，从体内X射线减量联想到体外X射线的减量，提出以不同角度做X射线照射可能测完内部结构。计算机专家洪斯菲尔德在与柯马克没有横向联系的情况下完成了电子计算机X射线断层扫描摄影仪（CT）的设计，与柯马克分享了当年的诺贝尔奖。

20世纪的下半叶，诺贝尔生理学或医学奖就多次落入非医学专家囊中，这在物理学、化学奖颁奖史上是十分少见的。

▲詹姆斯·杜威·沃森

史蒂文•琼斯曾无限感慨的说：达尔文将人类从顶端处拉了下来，DNA将人类的面孔碾碎成生物学意义上的浆汁。

这个过程不过一百年光景，如今，从宇宙、生物圈、动物王国、植物王国，到人类的层析式认知，躯体、器官、组织、细胞、亚细胞、DNA、基因片段，还原论的洋葱皮已经剥到“芯”了，有机生命与无机物质的分水岭就在眼前，从生物碱基转变成有生命表达的基因片段，DNA的合成与复制，标示了生命的拐点所在。

随后也迎来克隆技术的诞生，尽管人们可以希冀基因技术将会带来医学革命，通过替代有缺陷的、危险的DNA能够治愈人类的遗传病，延缓衰老，对抗癌症、糖尿病等等医疗奇迹，但是也把人们拖入由克隆人带来的恐惧之中，基因工厂、基因工程除了给人类造福之外，还将给人类带来何种危险与灾难，不得而知。

基因密码的“黑匣子”的背后已经不仅仅只是技术命题与技术纠错了。它涉及到社会、心理、伦理、乃至政治、历史、文化传统的诸多冲突与失重，将面临由基因再造引发的社会心理、伦理再造，乃至文化再造。

这是新技术的魅力，也是新技术的魔力，科学是一把双刃剑，在20世纪，核子技术的应用已经敲响了警钟，基因技术也应该在飚升中寻求安妥与平衡。

DNA双螺旋结构的发现以及随后的基因突破已经抵达到有机生命与无机物质的拐点，或许这可能算是“还原论”盛行200年以来价值向度与惯性上的最后一次辉煌了。

“还原论”在生命科学领域里所承担的认识掘进的使命已经逼近终点，就像当年恩格斯在他的《自然辩证法》一书所预言的那样，科学的分析时代必然划向综合时代，还原论作为分析时代里的“柳叶刀”，刀尖已经刺到骨膜了，下一刀该往哪里扎？是否该回腕旁出了。

在我看来，生命科学的下一个攻坚堡垒应该是脑科学的玄妙，智者通玄，如意识的形成，神经-内分泌、皮层-躯体、生物-心理-行为-社会的多元整合与系统协同机制，大概探索的路途不会像还原论者抄一把快刀顺势剥“洋葱皮”那般轻松吧。

一部医学史，惊滔拍岸，丰碑林立。然而，许多丰碑上不仅仅只是镌刻着技术的辉煌，而且也是思想史、心灵史的楼梯口，人类由此提升着个体生命的精神海拔与人类智慧的高度。50年前的DNA双螺旋结构的发现就是这样一个精神“事件”。

它的主角不必一定是科学的“绅士”与“淑女”，有时候，科学“顽童”与“怪才”常常能奇峰突起，折桂蟾宫，他们不仅是技术竞技场上的胜利者，而且还是研究“路径”的颠覆者，把后来的探索者引向“斜径”。

如果我们能穿越生物学实验的程式化迷宫，就能洞察到思想实验的创新价值；如果我们能跳出狭小的职业技术生涯，站在人类技术史的长河边回望，就不难发现现代物理学在技术与思维上的“领航”意义，它对于50年来生命科学的引领尤其显著；如果我们爬上历史的钟摆去看生物学的演变，就能从理性的轨道上推断出曾经笼罩医学科学200年的“还原论”认知工具在DNA发现之后已逼近它的价值终点。