引言

本书的主要目的是为经典分子生物学的发展提供一份个人记录，从1953年发现DNA双螺旋开始，到1966年破译遗传密码结束。作为准备，我将提供一个简短的序幕，概述我的成长和教育经历的一些细节，包括我早期接受的宗教教育，接下来是我如何用“闲聊测试”决定从事哪个科学领域。在尾声部分，我概述了1966年之后的一些工作。

本书的正文与尾声部分涉及的科学工作有一个重要的区别。在正文部分，我们有相当的把握知道正确答案是什么（蛋白质折叠是个例外）；在尾声部分，我们尚不知道事情会出现什么新变化（在这里，双螺旋是个例外）。因此，尾声里的诸多评论都是一家之言，正文部分的评论则稍微更具权威。现代科学的一个重要特征就是：它进步得如此之快，以至于从业人员可以相当清楚地评估自己早期的想法，或者同时代人的想法。在过去，这种机会并不常见。在那些进步缓慢的领域里，这也不常见。

在本书里，我并不打算事无巨细地列出在那些激动人心的年月里我所参与的所有科学工作，更不奢望记录其他同仁的工作。比如，我很少，或者几乎没有，提及我与吉姆·沃森（Jim Watson）关于病毒结构的想法，也没有谈到我与亚历克斯·里奇（Alex Rich）就一些分子的结构展开的合作。相反，我记录在书里的是一些在我看来具有普遍教益的经历。关于如何做研究，如何避免错误——特别是与生物学相关的错误。为了做到这一点，我会更多地谈到失败，而不是成功。

1947年，我31岁，来到了剑桥。头两年，我在斯特蓝维奇实验室做组织培养，然后转到了卡文迪许物理实验室。在那里，我重新做回了研究生，学习利用X射线衍射分析蛋白晶体，由此解析蛋白质的三维结构。正是在那里，我学会了如何做研究。读研究生的时候，我和吉姆·沃森提出了DNA的双螺旋结构模型。

关于双螺旋发现的来龙去脉，许多书籍和电影已经讲述过许多遍了，我很难再讲出什么新意。与其重复一遍人尽皆知的往事，倒不如对该发现的某些侧面进行评述。与此同时，我也会对BBC最近推出的关于双螺旋发现的电视节目《生命故事》进行评述。同样地，我也不会详细复述遗传密码是如何解开的，因为目前几乎所有的教科书都讲到它了。相反，我将重点讨论理论探索途中的迂回曲折，在我看来，很少有人明确意识到，关于遗传密码的理论探索是一个多么大的失败。

由于我的主要关切是生物学思想，而非人物，所以我没有详细刻画朋友或同事的性格肖像。这主要是由于我不愿直率地讨论与我关系密切并且目前依然在世的人。尽管如此，在书里我还是穿插叙述了不少逸事掌故，读者可以管窥科学家们的大致模样，阅读也不至于太枯燥。要专心致志地阅读一整本毫不间断的思辨的书，且甘之如饴，恐怕只有少数读者才能做到——他们必须对这个主题非常感兴趣。总之，我的主要目的是以一种较轻松的方式表达一些见解和思想。

本书既是为了同行科学家，也是为了一般大众而写。但我相信，外行也可以比较容易地读懂大部分的讨论。当然，其中一些讨论的技术性较强，但即使是在这些例子里，核心论点也比较容易把握。有时我会从一个更开阔的视角添加简短的评论，这会以方括号的形式标出来。为了帮助那些不了解分子生物学的读者，我在本书的目录后附了一张图，列出了分子、染色体、细胞等的大致尺寸；在附录部分还有两张图，图甲—4提供了关于分子生物学核心组成的简明素描，图甲—1则列出了遗传密码的细节。鉴于大多数人（除了化学家）都不爱读化学符号，我仅在附录甲里保留了它们。

我努力提供一份清晰的记录，不过，普通读者可能仍然发现本书第4、5、12章的某些段落读起来颇为费力。我给这些读者的建议是，如果你在这些段落卡住了，要么再耐心坚持一会，要么就跳过去。本书大多数篇章还是相当好读的，千万不要因为少数段落难以理解就放弃了希望。

本书最重要的主题是自然选择。我将会提到，正是由于这一基本原理，生物学才不同于其他科学。当然，人人都能明白这个原理本身，但事实上，只有相当少的人真正理解它。不过，更令人吃惊的是自然选择历经数十亿代产生的结果，即由此产生的生物的特征。自然选择几乎总是依赖于既存事物，因此一个简单的基本过程由于不断添加的新奇部件而趋于复杂。弗朗索瓦·雅各布（François Jacob）对此有优美的描述，“演化是个修补匠”，演化带来的复杂性使生物体显得不可思议。生物学因此迥异于物理学。物理学的基本法则通常都可以用准确的数学公式来表达，而且它们很可能适用于整个宇宙。相比之下，生物学里的“法则”往往只是宏大的概括，因为它们试图描绘的是自然选择在数十亿年里演化而成的化学机制。

生物体的复制对自然选择至关重要，它产生了无数的复杂化学分子的精确复制体。物理或其他学科里从来没有这种现象。有人因此认为生物体似乎无规律可循。

所有这些因素都可能使物理学家对生物学研究望而生畏。在物理学中，优美、简洁且高度抽象的数学归纳，都是有用的向导；但是在生物学中，这些智识工具却可能非常误导人。因此，生物学的理论工作者都必须要从实验证据（无论它们多么含混不清）里接受更多的指导，程度之深远远超过物理学。这些论点将在第13章里得到更具体的阐述。

因为是学物理出身，在30岁之前，我对生物学的了解一直非常肤浅。我花了一段时间才适应了生物学的思考方式。这不啻于一场重生。但这种转变并没有那么困难，而且显然是值得的。为了说明我走过的路，请允许我先简单叙述一下早年的情况。