生命编码背后的故事（卅九）
达尔文《物种起源》中的“物种”是复数，即自然界琳琅满目物种的起源。他的进化论认为所有物种都来自一个共同的祖先，也就是生命之树的根。达尔文没有追究那个祖先的起源。
生命本身的起源似乎平淡无奇。没有生命迹象的食物、垃圾中随时会出现微生物以及蛆虫蚊蝇等等，说明生命可以“自然发生”（spontaneous generation）。古希腊的亚里士多德认为即使是果汁、酒、酸等都具有活力，可以凭空孕育出生命来。这个朴素的思想直到达尔文所在的19世纪中期还属于共识。但研究食物发酵、发霉机制的法国化学家巴斯德用一个精巧的鹅颈瓶实验证明让食物变质的微生物并不是食物中无中生有，它们其实来自与食物接触的空气。蛆虫蚊蝇也类似地由肉眼很难分辨的虫卵孵化而来。生命与非生命的世界之间有着不可逾越的鸿沟。于是，达尔文生命之树的根——最早的、作为单数的物种——的来源也成为疑问。
同时期的德国病理学家魏尔肖在1855年通过观察细胞的自主分裂大胆提出“所有细胞来自细胞”的论断，也在微观尺度否定生命的自然发生。他的论据直截了当：细胞如此复杂，不可能自己凭空出现，只能从已有的细胞复制。像生命之树一样，所有细胞也都有一个共同的起源。只是他同样无法解释第一个细胞从哪而来。
一个世纪之后，克里克在构想分子生物学中心法则时遭遇同样的难题。生命编码从DNA转录到RNA，再翻译而成蛋白质是一个极为精巧繁琐的运作，似乎很多此一举。这个过程也是细胞如此复杂的主要原因。很难想象在原初生命诞生的那一刻，DNA、RNA、蛋白质会同时现身，各就各位地扮演起自己的角色。然而，它们又互相依赖缺一不可。DNA的自我复制并非完全“自我”，需要有作为催化剂的酶帮忙。而酶是蛋白质，需要DNA中的编码和mRNA、tRNA的运作才能被合成。孰先孰后？生命的起源在分子层次上也有一个“先有鸡还是先有蛋”的怪圈。
克里克只能继续大胆假设。最初的生命肯定不会具备中心法则所描述的繁琐机制。最大的可能是那时压根没有DNA，最先出现的只是RNA。与双螺旋的DNA相比，RNA结构简单也轻巧灵活，既可以自我复制也能代理酶的催化剂职责。这样它既是“鸡”也是“蛋”。这么一个由核糖、磷酸和碱基组成的小巧分子可以像其它有机分子一样在地球表面合适的环境中出现。如果某个RNA中的碱基恰好排成某种序列，导致相应的蛋白质出现，地球上便开始有了生命的端倪。
但是轻巧灵活的RNA分子不稳定，其松散的碱基系列也容易发生变异，无法保证编码的稳定。在出现之后几十亿年的物竞天择中，利用有着稳固双螺旋结构的DNA保存最珍贵的生命编码的物种成为生存下来的适者。它们的DNA分子也有了细胞和细胞核的双重保护。灵活的RNA则退位担负起信使、转运的技术性角色，成就今天中心法则下丰富多彩的生物世界和人类。
如此这般，生命的起源自然而然，不需要另外虚无缥缈的活力。
1962年6月，76岁高龄的玻尔应德尔布吕克的邀请来到德国科隆市为新成立的遗传研究所剪彩助兴。整整30年前，25岁的德尔布吕克在哥本哈根聆听玻尔的《光与生命》演讲后豁然开朗，带着导师的互补原理和物理学家的眼光走进生物学，寻觅生命之活力。在邀请信里，德尔布吕克不无得意地指出自己是玻尔满天下的桃李中完成从物理转型生物之绝无仅有者。
师徒俩均已今非昔比。人过中年的德尔布吕克功成名就，但他在生命领域发掘互补原理和新的物理定律的初衷已然落空。在一手开创的噬菌体研究伴随新兴的分子生物学走向辉煌之际，他急流勇退，转向早已不热门的生理学，期望在植物的光合作用和动物神经对光和其它环境刺激的反应中探究“光与生命”的直接联系。
与爱因斯坦等当年逃离纳粹暴政依然不堪回首的德国科学家不同，德尔布吕克在第二次世界大战刚结束后就经常回祖国访问，尽一己之力援助在战后废墟中艰难生存的同胞。科隆的遗传研究所是复兴德国生物学研究的象征。他举家回归，在那里担任为期两年的创始所长，试图在严谨呆板的德国建立一个美国式不拘小节生动活泼的科研机构。
接受德尔布吕克的建议，玻尔在科隆以《重访光与生命》1为题发表演讲，回顾30年间物理学和生物学的革命性进展。他坦率地承认自己当年的判断已经被否证，生命现象并不需要超越物理定律的活力。不过也正如30年前，熙熙攘攘的听众中没有人能听清楚玻尔的话语。他们当然也绝不会想到那是这位物理大师的最后一场公开演讲。短短五个月后，玻尔因心脏病发作去世。
在卡文迪许实验室里全神贯注破解DNA分子结构的克里克和沃森没有留意导师布拉格、佩鲁茨和肯德鲁的研究进展。克里克刚进实验室时曾做过那个《怎样疯狂的追求》讲座，毫不留情地指出他们用X射线衍射测定血红蛋白分子结构的追求注定会徒劳无功，惹得布拉格警告他不要刚上船就瞎摇晃。其实，克里克在摇晃之余也曾指点迷津，汇报在文献中读到一个新技巧。他认为那是唯一的可行之道。
鲍林已经抢先揭示出蛋白质中的α螺旋和β折叠结构，令布拉格和佩鲁茨十分懊丧。但那也还只是粗线条的二级结构。佩鲁茨的目标是彻底解析血红蛋白，细致到每一颗原子的位置。布拉格早年的布拉格定律只适用于探测诸如食盐晶体中的简单周期性，对大分子中不具周期性的原子分布无能为力。在1940年代末，佩鲁茨当年的导师伯纳尔提出利用化学反应将分子中某些原子置换成质量略有差异的同类原子，两相比较可以在X射线衍射图案中获取更多的三维结构信息，从而计算出原子的分布。
在克里克和沃森发现DNA双螺旋的热潮背后，佩鲁茨和肯德鲁默默地埋头苦干。他们终于在1959年底彻底解析血红蛋白和肌红蛋白的分子结构。圆球状的血红蛋白分子中有着大约一万颗原子，与当年布拉格解析的食盐——氯化钠（NaCl）——不可同日而语。
三年后，卡文迪许实验室双喜临门，一举夺得两项诺贝尔奖。
双螺旋早在1953年问世，但直到1960年才第一次被提名诺贝尔奖。那年，布拉格同时提名佩鲁茨、肯德鲁与霍奇金分享物理奖，沃森、克里克和威尔金斯分享化学奖。富兰克林已经去世，不再有得奖资格。布拉格还特意邀约鲍林助一臂之力。但鲍林却觉得DNA分子结构尚未有定论，得奖为时过早。同时，他更觉得威尔金斯不够得奖资格。两年后，鲍林提名佩鲁茨、肯德鲁和自己的助手科里共享诺贝尔化学奖。他们都在解析蛋白质分子结构上做出显著贡献。
瑞典科学院终于在1962年决定将生理学或医学奖授予DNA双螺旋的发现，由沃森、克里克和威尔金斯分享。佩鲁茨和肯德鲁则赢得该年的化学奖。2物理奖被授予伽莫夫大学时的好友朗道。那位在苏联历经坎坷的物理学家恰在年初遭遇车祸身受重伤，无法出席颁奖仪式。于是，那年在斯德哥尔摩领奖的六位精英中只有文学奖得主、美国著名作家斯坦贝克（John Steinbeck）是与卡文迪许实验室不相干的“圈外人”。
诺贝尔在世时，瑞典和挪威属于同一个联合王国。这个政治联盟在他去世时已然摇摇欲坠。诺贝尔在遗嘱中规定物理、化学和生理学或医学奖三项科学奖和文学奖都由瑞典的相关机构评选，却将和平奖单独委托给挪威议会另行颁发。
但在那个1962年，挪威人没有找出合适的人选，让和平奖临时空缺。当他们在1963年补发1962年度的和平奖时，获奖者居然也是一年前科学奖得主的老朋友：化学家鲍林。
赢得1954年诺贝尔化学奖后，鲍林和夫人艾娃用奖金在加州北部惊涛拍岸的“大苏尔”3海滨买下一座荒废的牧牛庄园，作为他们平时度假和将来退休的世外桃源。诺贝尔奖的光环也让他一劳永逸地摆脱护照困境，同时成为备受瞩目的社会名人。刚刚50出头的鲍林在艾娃的引导和鼓励下再度出山，几乎全身心地投入反对核武器的社会运动。
第二次世界大战结束后，美国和苏联两个超级大国陷入旷日持久的冷战，军备竞赛如火如荼。双方的核武器实验也此起彼伏热闹非凡。每次核爆炸产生的微粒会随着大气环流扩散，向全球各地回落。这些“尘埃”（fallout）带有放射性，其辐射与穆勒最早使用的X射线一样可以损害生物体内的DNA，导致基因突变。出于对苯丙酮尿症和镰状细胞贫血症等分子病的认识，鲍林对基因突变的风险深有体会。他和穆勒一起估算核爆炸后放射性尘埃对人体的威胁，得出与政府的官方说法相反的结论。为了引起重视，鲍林在知名科学家中征集到数以万计的签名，共同向联合国请愿呼吁禁止核试验。他还在电视台上与坚持核试验必要性的物理学家泰勒公开辩论。当新官上任的肯尼迪（John F. Kennedy）总统在白宫举行盛大宴会招待美国的科学、文化明星时，鲍林欣然赴会，但也借机连续两天在白宫门口参加抗议游行。肯尼迪总统不以为忤，宾主在宴会席上照常谈笑风生。
在严峻的冷战形势下，鲍林的立场不可避免地被看作偏袒苏联，站在自己国家的敌对面。他又一次被国会传讯，在听证会上遭到百般诘问和攻击。保守的加州理工学院对他日益激进的左派思想和社会活动也极不以为然，更不满于他无暇顾及自己的本职工作。1958年，鲍林在学校董事会和校长的压力下被迫辞去已经担任21年的化学部主任职务。他的工资和实验室规模也随之被大幅削减。
但在1963年，美国和苏联经过十来年漫长谈判和交锋终于达成《部分禁止核试验条约》，杜绝在大气层、外太空或水下进行的核爆炸，只保留了放射性不至于扩散的地下核试验。虽然鲍林的目标在于彻底禁止一切核试验，这个来之不易的有限成功也足以让他倍感欣慰。全面禁止核试验的理想直到1996年才成为现实，那时鲍林已经不在人世。
《部分禁止核试验条约》在1963年10月10日生效。同一天，挪威国会宣布将补发的1962年诺贝尔和平奖授予鲍林，表彰他反对核武器的功绩。鲍林因而第二次成为诺贝尔奖获得者。在那之前，只有居里夫人享有这一殊荣，曾经分别得到物理奖和化学奖。不过居里夫人的物理奖是与丈夫和另一位物理学家分享。鲍林的两个诺贝尔奖4皆由他个人独得，而且更为“跨界”地分属科学类和非科学类。这两个独特的记录直到今天还未被打破。
鲍林的得奖再次引起轰动，但与九年前截然不同。《华盛顿邮报》、《华尔街日报》和《时代周刊》等主流媒体不是谴责挪威在美国背后捅刀子就是对鲍林的立场讥讽有加。除了不痛不痒的官方声明，加州理工学院没有为他举行任何庆祝活动，只有科里和实验室里的学生们私下庆贺。最让鲍林伤心的还是他曾担任主席的美国化学学会也保持缄默，只是在会员杂志的一个不起眼角落里发了一句话的消息。
繁重的社会活动和压力也不可避免地影响鲍林自己的学术研究。加州理工学院针对分子病的新项目已经开始几年，一直毫无进展可言。他的毕生得意之作《化学键的本质》在引领风骚几十年后终于过时。那个以大胆假设小心求证为主体的计算方法被后来居上、更为严谨精确的“分子轨道”（molecular orbital）理论取代。赢得诺贝尔和平奖的一星期后，鲍林果断做出人生重大决定。他向已经度过40多年教学和科研生涯的加州理工学院辞职，同时也退出美国化学学会。在那个冬季，已经63岁、拥有两个诺贝尔奖的鲍林不再有实验室，不再有终身教授职位。与妻子艾娃一起，他成为一个自由自在的人，一个学术和思想的流浪者。
在斯德哥尔摩授奖仪式后的正式晚宴上，沃森代表克里克和威尔金斯发表答谢词。他特意致敬不在场的布拉格和刚去世的玻尔，感谢两位伟大先驱早年的贡献为发现DNA分子结构开拓道路。在第二天的学术讲座中，沃森讲述的是他在哈佛大学发现mRNA的实验。克里克则介绍核酸中的碱基如何以密码子方式储存组装蛋白质的生命信息。那都是他们在获奖发现之后的新进展。只有威尔金斯老老实实地回溯历史，讲解如何利用X射线衍射实验发现DNA的双螺旋。他着重向自己的导师兰德尔致谢，也顺便感谢已经去世的富兰克林“在早期实验中的提供的帮助”。那是连续几天节日般仪式活动中第一次也是唯一一次出现富兰克林的名字。
长期单身抑郁的威尔金斯已经再婚，有了新的孩子。生活美满之余，他没有离开DNA，独自在国王学院兢兢业业地继续着X射线衍射实验，仔细检验、纠正双螺旋结构的每一个细节。经过七年的不懈努力，DNA分子结构也与佩鲁茨的血红蛋白分子一样，每一颗原子都有了确定的着落。
当然双螺旋终归还是“W-C模型”，属于沃森和克里克。威尔金斯有意无意地被当作多余的“第三者”。直到他迟至2003年出版自传时，牛津大学出版社还特意加上《双螺旋的第三人》5作为哗众取宠的副标题。威尔金斯也明白自己“陪同”得奖实属侥幸，但不知道那也是出于布拉格的坚持。也许出于内疚，布拉格在提名信中刻意强调威尔金斯在国王学院的实验在卡文迪许实验室的理论分析中所起的关键性作用，无疑给评奖委员会留下深刻印象。假如那时富兰克林还健在，这个“第三人”的称号会如何归属则成为历史之谜。
曾经与威尔金斯合作的查戈夫却认为自己应该是双螺旋的第一人。在剑桥那次不愉快的一面之交后，他没有把沃森和克里克放在眼里。得知他们赢得诺贝尔奖后，查戈夫火冒三丈。他接连给80多位声名显赫的同行写信申冤，坚持查戈夫定律才是最关键的发现，尽管他也承认自己没能从中悟出双螺旋结构。
当年以精致的实验证明DNA是促成肺炎球菌转型的转化因子，从而推论它是生命遗传信息载体的艾弗里已经在1955年去世。他有幸看到双螺旋模型的问世，但没能等到自己的诺贝尔奖。他的实验曾经启迪查戈夫和沃森等人进入DNA领域，但在艾弗里有生之年却饱受诟病。在蛋白质被普遍认作遗传物质的年代，他的结果令人难以置信。艾弗里在洛克菲勒医学研究所的同事、曾经与鲍林一起发现氢键在蛋白质变性中作用的米尔斯基尤其如此。他从加州理工学院回来后就大肆抨击艾弗里的实验，认定那只是样品中未能清除干净的蛋白质在起作用。已经退休的艾弗里有口莫辩。他在去世前曾被提名诺贝尔奖37次，终归未能修成正果。
发现DNA双螺旋的故事没有随着沃森、克里克和威尔金斯的诺贝尔奖完美落幕。得奖六年后，沃森在美国出版回忆录《双螺旋》6，掀起轩然大波。
沃森本来拟定的书名是《诚实的吉姆》7。这个称号来自国王学院那位爱给人取外号的物理学家，原意在于反讽沃森偷用富兰克林实验数据的不诚实。沃森不以为意，觉得这个绰号与他的书正是天作之合。这本副标题为《发现DNA结构的个人回忆》8的书不加任何掩饰地以他当年23岁美国小青年的视角追记自己从哥本哈根到卡文迪许实验室一路追寻DNA奥秘的所见所闻所知和所思，包括对从德高望重的布拉格到身边每个小人物的看法。跌宕起伏的生动故事在书中以第一人称口述形式流畅地展开。从开篇突兀的第一句“我从没见过谦逊时的克里克”9到结尾戛然而止的“我25岁了，过了可以与众不同的年龄”10，全书贯穿着沃森风格的妙语连珠。
当然沃森在书中并未完全诚实。为了增加戏剧性，他随意渲染夸张，包括活灵活现地编造出克里克在老鹰酒吧向满座食客宣布他们发现了生命秘密的场景。
风波在书问世的两年前已经开始。他的书稿遭到一致的谴责。威尔金斯阅后将全部内容浓缩为言简意赅的三句话：“我是吉姆，我很聪明。大多时候，克里克也很聪明。其他人都不过是在添乱。”11克里克更是气不打一处来，不惜以断绝他们兄弟般友情胁迫沃森撤回书稿。在担忧自己形象受损的同时，他们尤其对书中对富兰克林的种种负面描述深恶痛绝。斯人已逝，不再能为自己申辩。
布拉格也是怒气冲天。但他夫人倒觉得沃森的一面之词不失为珍贵的历史记录。在她的抚慰下，布拉格宅心仁厚地为沃森写了一篇模棱两可的前言。伯纳看出沃森的个人视角非常不公平，近乎诽谤、可耻，但也认为这本“小说”在科学历史题材中无与伦比。刚刚赢得1965年诺贝尔物理奖的费曼不仅自己一口气读完，还强迫一位物理同事在他面前连夜通读。沃森表现出的“漠视”12态度深深地触动费曼，感叹人到中年的自己早已遗忘那份自由洒脱。20年后，费曼出版自己的自传体故事续集，书名是《你干吗在乎别人怎么想？》13。
因为沃森一意孤行，克里克和威尔金斯分别致信哈佛大学出版社和哈佛大学校长，要求他们阻止该书的出版。出版社终于不堪压力，在1967年5月撤销出书计划。然而负责该书的编辑带着书稿另谋高就。1968年3月，《双螺旋》通过一家商业出版社问世。沃森听从编辑的建议添加一份后记，比较正面地评价富兰克林的贡献。14但即使遭遇同行朋友的口诛笔伐，他固执地保持书中内容的原貌。那是他青春的记忆。
在《双螺旋》中，象牙塔内科学家的志向和野心、精诚合作和勾心斗角、愚蠢的失误和睿智的发现都一览无余地展现在读者眼前。这在当时的同类题材中史无前例。尽管恶评如潮，这本独特的小册子立即成为风行一时的畅销书。颇具讽刺意味的是，正是因为《双螺旋》，富兰克林的贡献——那张51号照片和她为英国医学研究委员会提供的数据——才开始公诸于世。
那年，沃森也有了一个新的职务：冷泉港实验室主任。
（待续）
Light and Life; Revisited
霍奇金随后在1964年赢得诺贝尔化学奖。虽然鲍林还曾一再提名，科里终究无缘得奖。
Big Sur
在他得到的化学奖和和平奖之外，鲍林还曾因为镰状细胞贫血症的研究在1953年被提名诺贝尔生理学或医学奖。
The Third Man of the Double Helix
The Double Helix
Honest Jim；“吉姆”是沃森的小名。
A Personal Account of the Discovery of the Structure of DNA
I have never seen Francis Crick in a modest mood.
I was twenty-five and too old to be unusual.
I'm Jim, I'm smart. Most of the time, Francis is smart too. The rest are bloody clots.
disregard
What Do You Care What Other People Think?
即使再过几十年后，年老的沃森仍然坚持富兰克林如果在世也不够资格分享诺贝尔奖，因为她没能诠释自己的实验数据。
你说鲍林退休不正确；他去了圣地亚哥自己办一个研究所，不过整天谈维他命C预防伤风，最后搞到美国科学院破例不登他的文章。