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媒体几乎天天有关于DNA神奇功效的报道，就连农村老婆婆赶上儿女亲翁对簿公堂，也学会了运用DNA亲子鉴定来讨回公道或验证一身清白。但是DNA当初是如何被发现的？其间又经历过哪些曲折？我们从中能获取到哪些可借鉴的启示呢？
豌豆、果蝇、细菌和噬菌体，它们作为遗传研究材料，经遗传学家、化学家、医学细菌学家和物理学家各自潜心探索，一步步逼近了生命本质——DNA分子。
探索DNA分子的世界科学中心在西欧与北美间来回变迁，这项研究吸引来100多位世界各路杰出的英才，甚至将量子力学创立者玻尔、薛定谔也吸引过来了，就连爱因斯坦也曾在噬菌体研究中短暂停留过。
这些人有不同的文化传统、不同的专业背景，所以，沐鸣娱乐主管他们显现出了各具特色的研究风格、学养乃至行事之道，既有成功的经验，也有失败的教训。
DNA是如何发现的？其间经历过哪些曲折？我们从中能获取到哪些可借鉴的启示呢？
书评 | 李雪森
人们常常发出似有哲思的感慨：世间万物皆如何如何，而往往忽略了其实世间万物即非寻常又不简单。从地球向太空望去，各个星球全都一片荒芜，最多也只有元素周期表上百余种元素的极简单的组合。当天文学家们在火星上偶然探测到一小股10亿分之21的“高浓度”的甲烷，就让整个学界为之一振的时候，生物学的研究者们就有些幸福的尴尬了，因为数以万计的物种，数以亿计的细胞类型，不可胜数的生物大分子以及生物代谢物并非在数亿光年之外，而生物学家并不敢说对自己的研究对象比天文物理学家更清楚。
没错，地球上因有生命而有无穷无尽的万物，而生命的核心，几乎都是一种从化学上说比较简单的脱氧核糖核酸（Deoxyribo Nucleic Acid），也就是DNA。DNA用四种碱基排列成不同的编码序列，每种碱基只不过因几个氢碳氧氮原子的组成相异而略有不同，却造就了无比复杂的生物圈，所以，发现DNA的意义之重大——我们必须实事求是地说—是无可复加的！
相比牛顿和爱因斯坦的逸闻和理论几乎家喻户晓，DNA发现历程中的人物故事和科学思想就不是那么众所周知了。甚至我作为一名生命科学的研究者，如果让我说出一些科学家的名字，也是想起物理学家多一些。因为生物学上纷繁复杂的内在关系，不像砸在头上的苹果那么直观，也不能描述成尺缩钟慢那么简洁，于是这里有了一本中国学者写作的关于DNA发现历程的书。
从孟德尔先生的豌豆，到摩根先生的果蝇；从核素的化学提炼，到物理学家对基因的估算；从DNA遗传物质的确认，到量子思维对生命的思考；进而到反向双链螺旋结构的发现以及生命中心法则的提出：这本书描述了DNA被猜测，被发现，被重视，被认识的过程。
常说读史使人明志，读科学史同样使人更能把握科学的走向。在很长一段时期，生物学以形态观察和区分物种为目的，发展十分缓慢。书中虽然没有提到，但是我作为读者可以领悟到，DNA发现的诸多关键过程相当依赖于精确的定量研究。
孟德尔豌豆实验的成功在于他发现各个类型子代的数量，符合亲代特征的数学乘式。德尔布吕克将噬菌体引入到DNA的研究，最初的根源是他对DNA大小的计算（虽然并不准确）。沃森和克里克认识到查伽夫发现的嘌呤碱基和嘧啶碱基保持1:1的数值意义，从而很快产生了碱基对互补的猜想，而他们对DNA晶体结构的解析本身就是数学计算。20种氨基酸和4种碱基的配合使用三联密码子，虽然最终需经实验证实，但是数量的准确确实使猜想更容易形成，最终归纳出了DNA-RNA-蛋白质相互关系的中心法则。
目前，分子生物学领域经过30多年来定性和半定量的反复积累，终于迎来了以测定蛋白序列和核酸序列为基础的精确定量的大数据时代。生物学中的核酸序列数据成为当今数据时代三大数据来源之一（另两个分别是天文学的光谱电磁信号数据，以及人们的社交生活行为数据），可以预见分子生物学正在迎来一个快速发展的时期。
本书中物理学家对DNA的发现占了相当的篇幅，除了德尔布吕克的噬菌体研究，还有爱因斯坦对生物实验的兴趣，以及最重要的薛定谔的《生命是什么？》一书。大名鼎鼎的薛定谔或许激励了很多其他领域的学者在20世纪中期进入生物化学与分子生物学领域，其中就有可能包括后来DNA双螺旋结构的发现者，本是物理学家的克里克。
用量子理论的视角看待基因问题，似乎并不科学，因为二者应用的层面完全不同，或许只是量子论弱势之时广泛寻求论据支持的行为。但是从哲学观点出发，把包含全部DNA的基因组看做一份份不连续的信息，或者把一个基因内的不同区域看做一份份不连续的信息，确实相当给人以启发，因为每份信息都是重要的，这样能更好的理解小小的基因突变引起表型剧烈变化。
这本书在脉络上遵循着历史的发展轨迹，可读性强；而在深度上其实是可以看作分子生物学导论的，但并非难懂，以我对大学新生的了解，现在高中的生物学课程已经相当深入于分子机制，所以它的受众可以推广到几乎所有的年轻人。
书中对科学研究方法、经验教训的总结和思考，很有助于加强对实验科学的理解，以及对科学研究这一职业的理解。煌煌的科学理论背后，是极大量的用血汗垒筑的实验数据，读此书或许可以使读者理解享用科研成果和以科研为职业的区别，沐鸣如同看电影与当演员的区别一样，精彩的背后必是艰辛的付出和激烈的竞争。顺便多类比一句，大科学家和大明星一样稀少，而默默无闻的研究者们大约和群众演员相仿。
对于非生物学背景的读者，读此书或可以了解一些生物学思维方法，必有益处，因为我自己也常常借鉴它学科的视角来揣摩自己领域的问题。这本书的作者似乎长期从事了科技情报工作，他对DNA发现过程中各个科学家成功与失败经验进行了独到的讨论，尤其是对科技论文的发表与科研成果被学界认可的关系方面，见解颇深，开卷有益。
或许是出于避免太过艰深的考虑，这本书对于很多实验的设计和解读并没有深入展开。当然，这可能是我作为专业读者的苛求了。一本好的科学史或者科普读物，还是应该有好的却不难懂的科学论述。不过如同霍金在《时间简史》里提到的，每多一个公式就少一半的读者，要取得平衡着实不易。
不可否认，科学史的著作往往是欧美的作者们写得更丰富一些。写作科学史需要的原始文献资料年代久远，存量稀少，在国内尤其不易获得，而且还不见得是我们多数人相对熟悉的英文，一个中国作者要跨越文化和时代的差异来体会一个世纪前外国科学家的思维形成过程，是相当困难的。这其实是这些重要科学发现与我国关系甚少的一个不良后果，我们必须努力让这样的遗憾永远成为历史。
值得注意的是，对于DNA的发现和认识还远远没有完结，仅以人类基因组而言，还有大量的问题知之甚少，比如基因组中大量存在的非编码序列的生物学功能的问题，DNA碱基和DNA结合蛋白的修饰问题，还远未明晰。更不要说每个物种的基因组都是独特的，要解析所有物种的DNA信息真是遥遥无期。
在DNA被发现之前，生物学乃至人类社会最重要的理论之一，进化论已经被达尔文提出，而DNA的发现为之提供了最为坚实的论据。在DNA双螺旋结构发现之前，迄今为止医学上最重要的贡献，疫苗与抗生素已经被发明发现，但是后来基于DNA技术的生物工程将这两者对人类的贡献发挥到了最大。现在DNA在考古、分类、环境保护、法医鉴定，研究民族变迁等方方面面都起着重大作用。将来，个人健康的一切方面，包括癌症，衰老相关疾病等一系列病症的征服，必定依赖对DNA更深入的了解。我们怎么能不了解《DNA是如何发现的》呢？
在博大精深的科学论说史这类历史遗产面前，学以致用、引以为鉴，只是研读科学史的一个方面，而不是全部意义。一个真正的科学史研究者不仅要鉴史，还要鉴人、鉴事、鉴细节。
《DNA是如何发现的？一幅生命本质的探索路线图》
这本书应该是我看过的第一本完整的科学史书，我第一次发现，科学史也像其他各国各朝代的历史一样，可以有如此宏大的历史背景，跌宕起伏的故事情节，鲜明的人物个性；但同时阅读科学史也与其他历史不同，他需要你跟随科学先驱的身影将自己置身于时代的洪流中，仔细品味各种知识背景下主人公们的思维模式，以及他们是如何通过各种细碎的故事，灵感的碰撞，逐渐填补学科空白，构建出如今相对完整的知识体系。
《DNA是如何发现的？》一书从细节处还原了科学家们从经典遗传学开始到DNA发现的一系列过程，非生物专业的我对DNA的了解仅限于高中课本讲的孟德尔豌豆，摩尔根果蝇，DNA双螺旋结构等重要时间节点的发现，而对其从1866年至今跨越一百五十余年的艰难探索和学科融合成果却知之甚少。这本书告诉我们，在孟德尔和摩尔根两位遗传学先驱之后，遗传学融入了化学的思想，米歇尔设计了分离，精制核内物质的方法从而发现了核素，但核素和遗传学的挂钩则要归功于医学微生物学，艾弗利的细菌转化实验提示了人们DNA可能是基础遗传物质，而DNA作为遗传转化因子的具体证据则是物理学家提供的，当我读到这部分的时候，也忍不住要喊出“尤里卡”，由基因稳定性到基因突变再到基因的量子力学模型，感觉就是把很多自己已知的知识突然联系起来然后推导出了未知，意料之外但又在情理之中，不得不佩服既往科学家的联想力和看问题的全局观。
除去对专业知识的描述，书中科学家们的故事也给我留下了深刻的印象。
如果用一句话介绍年轻的德国物理学家德尔布吕克，那一定是——不想研究社会学和哲学的理论物理学家不是好的生物学家。德尔布吕克开始时作为物理学研究生成为著名物理学家玻尔早期的学生，在参加了一场著名的物理学术讨论会后，他开始意识到物理学将在一段时间里提不出有意义的研究，但可用于解释生物学中的一些待解决问题，因此转而研究起了生物学。
就像孟德尔遇见了豌豆，摩尔根遇见了果蝇，德尔布吕克的成就是因为遇见了噬菌体，选择了正确的实验研究材料就相当于实验成功了一半。德尔布吕克像是一个机敏的狩猎者，敏锐地发现了噬菌体作为研究对象具有结构简单，繁殖速度快，DNA片段可进行置换等特点，从而抛弃传统的果蝇研究转而投向噬菌体。
德尔布吕克曾告诫年轻科学家：“选课题立项不要追风赶时髦”，而他自己的经历也告诉我们，要在科学的空白区努力探索，勇于挑战未知和进行创新，切不可急于求成，盲目跟风。
不过，德尔布吕克最让我佩服的还是他建立了“噬菌体研究组”，在二战的历史条件下，大批欧洲学术精英走出家门，在美国这个相对宽松的学术环境里进行不同学术背景的大讨论，“噬菌体研究组”不限制成员的学术背景，水平和出席次数，大家各取所需，思维碰撞，到德尔布吕克自己在1969年获得诺贝尔奖时，这个平台已先后走出了14位诺奖大师，他们都曾是噬菌体研究组的成员。
德尔布吕克反对在科学研究中相互保密，认为这不利于新概念的形成。这也让我想到如今正在进行的很多国际合作研究，为解决一个共同问题，各个国家的科学家们搭建了合作平台，包括公开研究计划和数据库，以及帮助科研实力较弱的国家建立监测系统实验平台等，科学是没有国界的，面对人类共同的问题，科学家们应该携起手来加强信息的流通，打破学术壁垒。
1939年德尔布吕克作为物理学家走进了遗传学实验室进行噬菌体的研究，而十年之后，美国年轻的噬菌体研究组成员沃森，则以遗传学家的身份走进了物理学实验室学习X射线衍射技术，这两进两出，标志着历史发生了DNA研究从噬菌体向新学派的过渡，也正是后者将DNA研究带入了双螺旋模型的历史性“拐点”。
沃森是一个美国人，自由成长的环境让他的研究跨越专业间的藩篱，并能进行颠覆性的思考。沃森在一场学术报告上偶然听到了威尔金斯有关DNA纤维X射线衍射的报告，他随即创新性地将基因可以结晶和基因的结构与功能联系在一起，当时参加讨论会的来自各学科的其他代表没有一个人像沃森那样思考的那么深。在那之后，他想方设法接近威尔金斯，以获得更多DNA结构的知识。这是沃森的最大的优点，相比较埋头研究“闭门造车”，沃森是一个会吸纳众家所长从而综合之后进行知识创新的人，这使他的工作一直处于研究的最前端，并能结合多学科的特点大胆推测，小心求证。
一直以来，有些人认为沃森和克里克的研究是盗用了弗兰克林的研究成果（弗兰克林本身的故事也很值得当代研究者学习，可以自己读书体会一下），而本书的作者认为：当竞争不只来自一个，而是来自多个方面的时候，碍于情面的礼让，踌躇不前则显得过于迂腐和荒唐。这种科学研究的“潜规则”到底应该怎样选择，相信每一个研究者都有自己的看法，但沃森这种穷尽各种可用资源来解决学术问题的劲头，和勤于思考勇于提问创新的精神确实值得我们每一个人学习。
除了上述的两位科学家，在DNA的发现研究过程中，还有“大佬”爱因斯坦对于噬菌体研究的关注，薛定谔写书为分子生物学“站台”，饶毅教授的老师詹裕农和叶公杼夫妇研究的故事等着读者们自己去阅读发现。同时也正是这一个个的小故事串联成了人类探索生命本质的路线图，对于一些专业性较强的理论，非专业的读者我只能是浅薄的了解，但是整个科学史所反映出的研究思路，科学家们本身的研究素养，分析问题的方法，秉持的态度，却值得每一个科研工作者思考和学习。
最后的话：最一开始拿到书的时候还觉得封面怎么是一面墙有点丑……后来看到里页说，封面特意这样设计，用以缅怀所有为DNA模型构建过程添砖加瓦的科学家。正是因为这些研究者的工作积累，才使得我们这些后来人走得更加稳当。
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