DNA中的启示-周光召(2003年5月7日)

   
    今年是DNA双螺旋结构发现五十周年，借这个机会，我把这里边的故事讲一讲。 

　　对DNA双螺旋结构的发现做出重大贡献的科学家有四位，这四位科学家中的沃森（Watson）毕业于生物专业，克里克（Crick）和威尔金斯（Wilkins）毕业于物理专业，而富兰克林（Franklin）则毕业于化学专业，他们在合作又竞争中为双螺旋结构的发现做出了各自的贡献。 

　　Cawendish实验室是英国剑桥大学内设的物理学实验室，在二次世界大战的时候，主要从事雷达、核武器的军事研究。二战结束以后，该实验室主任Bragg转变了实验室的发展方向。当时克里克和沃森就在这里工作。 

　　上世纪50年代初，还有两个知名的研究小组从事DNA分子结构的研究工作，一个在美国加州理工大学，由当时知名的量子化学家鲍林（Linus Pauling）领导。还有一个小组是伦敦皇家学院的威尔金斯和富兰克林小组。 

　　富兰克林是一位杰出的女科学家。她不仅拍出当时最清晰的DNA结构照片，而且指出了沃森和克里克早期构造的DNA结构模型的错误。但好几次沃森和克里克想和她合作，都被她拒绝了。以致在1962年他们在有关诺贝尔奖的报告中，一共引用了98篇文章，却一次也没有提及富兰克林的工作，这是非常不公正的。实际上在沃森和克里克发表他们双螺旋结构文章的前夕，除配对方案外，富兰克林已经独立地得到了相同的结论，她完全能够在短期内会解决这一问题。 

　　沃森和克里克对DNA提出的第一个设想是一个三螺旋模型，他们请威尔金斯和富兰克林到Cawendish实验室来讨论，这一模型立刻被富兰克林所否定。在美国的鲍林是最有经验的，但他一直没有机会接触DNA结构的X光分析照片。鲍林提出的也是一个骨架在内的三螺旋模型。沃森和克里克虽然知道这和他们提出的模型相似而不可能正确，但感到了竞争的压力，他们知道必须加快，不然更有经验的鲍林将抢在他们前面。 

　　沃森经过努力，在富兰克林不知道的情况下看到了她不久前拍的一张含水的DNA的X光照片。这张照片在X光专家眼里已经清楚显示出双螺旋的结构。沃森和克里克根据富兰克林的新X光照片，提出了双螺旋结构的设想。 

　　到1953年4月25日，自然杂志发表了克里克和沃森的论文，也同时发表了威尔金斯和富兰克林以及他们的合作者分别写的两篇实验结果的论文。 

　　从DNA双螺旋结构的发现过程，我们可以得到一些有益的启示。1.将一个学科发展成熟的知识、技术和方法应用到另一学科的前沿，能够产生重大的创新成果。2.重大的科学发现不会孤立出现，在它之前必然已经有前人大量的探索。3.高明的学术领导人，善于及时开辟新的发展方向，又善于创造宽松的学术环境。4.取得重大发现的路程不会一帆风顺，青年科学家必须像沃森和克里克那样，充满自信，不畏艰险，不怕失败，不怕嘲笑，以坚定不移的努力去实现认定的目标。5.要敢于竞争，更要善于合作。沃森和克里克之最后成功，在于他们之间有良好合作。6.保持理论和实验的密切合作是取得重大发现，证明理论正确的关键。