nλ=2d sin θ
n：任何整數 λ：波長 d：晶體中兩層相鄰而相同的原子層間的距離。θ：光線和原子層所成的角度
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＃發行日期：1970、06
＃期號：0006
＃專欄：科學家傳記
＃標題：雙螺旋──生命的絞練（一）
＃作者：James D. Watson 譯者：陳正萱
．自序
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雙螺旋──生命的絞練（一）
關於專司遺傳基本物質──去氧核糖核酸（DNA）的構造之發現經過，在好幾方面說來都是很特出的。因此在華特森（Watson）請我替這本書作序時，我感到非常高興。
首先，它在科學上有極重大的意義。克立克（Crick）與華特森所發現的構造及其在生物學上之涵義，是本世紀科學界最重要的大事之一。它所引發的實驗，為數之多著實驚人。它在生物化學界的影響，宛如晴天霹靂，整個地球轉換了這一門科學的研究方向。我是力勸作者在記憶猶新時寫下經過的許多人之一，因為我明白這對科學史的貢獻會有多大。但是成績之佳卻是出乎我的意料。描述新意念產生的最後幾章是如此生動活潑，達到了戲劇的最高境界──懸宕疊起直到最高峰。就我所知，再沒有別的實例能使讀者和作者這般共享研究工作的懸疑，掙扎與最後的勝利了。
同時，它又是一個曾令許多科學家面對左右為難的局面和嘗盡甜酸苦辣的例證。他知道有位同事在某種問題的研究上已花了好幾年的功夫，嘔心瀝血地收集了一些資料，但是因為覺得成功在望而尚未發表。他看過了這些資枓，並有理由自信可以想出一個辦法來解決問題，有時甚至只要是換一個角度來看，便可完全解決。這時如果去要求合作的話，很可能被人認為是越俎代庖。那末，他是否應該自作主張地也從事研究呢？一個新意念的產生，究竟是來自內心深處還是在與人談話時觸動靈機，是很不容易斷定的。基於對這層困難的了解，科學家之間形成了一條並無明文規定的戒條，就是在某種情形下，不去侵犯他人的工作範圍。但是在多方面逐鹿的情況下，這戒條就不再適用。這種進退維谷的局面，在DNA的故事中寫得很清楚。對所有與事人而言，1962年的諾貝爾獎金同時頒發給在倫敦王家學院，長期困苦工作的維爾金斯（Wilkins）和在劍橋精彩而迅速地覓得最後答案的克立克與華特森是一件使人感到非常欣慰的事。
最後，這故事內還有人性方面的興味──一個美國青年對歐洲及英國的印象。他寫得如赤子般坦率。書中人物必需以很容忍的態度來看。我們要記住，他這本書並不是史書，而是為將來終會出現的史書作前驅的自傳。正如作者本人所說的，這書內記錄的是印象而不是史實。其中的問題多半比他當時所能體會得到的要來得複雜，而當事人的動機也不是那般冷酷。不過另一方面，我們也得承認，他對於人性的脆弱所具有的直覺的認識往往是一針見血的。
作者曾將底稿給有些當事人過目，而我們也提出了一些史實上的更正。但我個人覺得改太多了不好，因為書中所記錄的印象之鮮明與率直是本書可貴的特色之一。
在這本小冊子內我寫的是從我個人的眼光看來，DNA（去氧核糖核酸）構造的發現經過。寫的時候我試著把戰後英國的氣氛也摻揉進去，因為那裡是大部份的重要發現的發生地。我希望這本書能夠表示出，科學的進展往往不是像外行人所想像的那樣循著邏輯一步步推進的。實際上，它的進展（甚至退步）經常是循乎人性的，其中個性與文化背景有著濃厚的影響。為了達到這個目的，我試著再創當時我對有關事件的觀感而不作事後綜合性的判斷。雖然後者也許是較為客觀，但卻無法傳神地表達出這番經歷的真髓；它的突出處是少年的盛氣凌人，和對真理必然是簡易而優美的一種信念。因此，書中有許多斷語看起來都是一面之辭，很不公平的。但這往往是凡人用以決定是否喜歡新思想或新知識的武斷方式。總之，這本書代表1951-53年我對一切事物的看法：其中包括了思想，人物和我自己。
我明白故事中其他的人物會有不同的看法。有時是因為我們的記憶略有出入，但更可能是因為從來沒有兩個人會用同樣的眼光來看一件事情的。這樣說來，沒有人能夠寫出一篇完全正確的DNA構造發現史了。不過，我還是覺得這個故事是該把它寫出來的。一方面固然是因為許多科學界的朋友一再對雙螺旋（Double
Helix）的發現表示興趣。對他們而言，片斷的故事也聊勝於無。但更重要的是我覺得一般人對科學推進的實際情形仍是盡然無知。這並不是說一切科學的進展都如本書所描述的一樣。恰恰相反地，科學研究的「風格」也和各人個性一樣地大有出入。不過，我不相信在這個私人野心與公道精神自相矛盾雜合的科學界，DNA的研究過程是一個孤例。
自從雙螺旋發現以來，我一直覺得該寫這本書。因此我對於這一段時期內重要事件的記憶比起我一生其他事件來要完整得多。我也參考了當時寫給我雙親的信件那幾乎是每週一封的。這些信件對於鑒定事項的日期有莫大的幫助。同樣重要的是讀過未定稿的許多朋友提供的寶貴意見。有些地方並承他們補充了被我略過的許多細節。當然，有些地方我的記憶和他們的有些出入，所以這書終究只能算是我個人的看法。
一九五五年的夏天，有些朋友約好了要深入阿爾卑斯山，我也說好了要去。艾佛瑞．提色瑞（Alfred
Tissieres）當時是王家學院（King's
College）的院士（Fellow），說要把我帶到羅得亨（Rothorn）頂峰。我雖然見空心怯，但決定這不是示弱的時候。於是在經過由嚮導指引爬上阿理寧（Allinim）的初步鍛鍊之後，我就搭上了要坐兩小時，去席納（Zinal）的郵車。一路上司機把車在亂石坡的窄路上轉來轉去，我只盼望著司機別暈車才好。最後我終於看到了艾佛瑞。他正站在旅館門口，和一個戰時曾在印度，留著八字鬚的三一院士（Fellow
of Trinity College）聊天。
因為艾佛瑞還沒有練過身手，所以我們決定當天下午先步行到垂在奧卜給卜亨（Obergabelhorn）峰的大冰河下端的一家小飯館去，次日再步渡冰河。當旅館消失在視線後的幾分鐘內，我們就碰上了一群人。其中之一我認得是威利．西茲（Willy
Seeds）。他是幾年前在倫敦王家學院跟莫理士．維爾金斯（Maurice
Wilkins）研究DNA光學性質的一位科學家。威利也看見了我，他的腳步慢了下來，似乎想把背包除下和我談一會。但他只說了一句「誠實的傑姆你好？」就加快了腳步。不久他就在我腳下的山路上了。
在繼續往上爬時，我想到了當年在倫敦相聚的情形。那時DNA還是一個謎，任君逐鹿，沒人知道究竟誰會得手。而且，也沒人知道在這一場的競賽中，贏的人是否會贏得公平。當時我們都半公開地承認過這場競賽極富刺激性。現在這場競賽已告一段落。作為勝者之一的我，知道其中曲折並不像記者所報導的那末簡單。主要的人物共有五個：莫理士．維爾金斯（Maurice
Wilkins），若瑟琳．佛蘭克林（Rosalind Franklin），蘭納斯．鮑林（LinusPauling），佛蘭西斯．克立克（Francis
Crick）和我本人。因為佛蘭西斯是形成我那一份的最大力量，我的故事便從他開始。
1
我從未見過佛蘭西斯虛懷若谷。也許在別人面前他也會謙虛，但我卻沒有理由覺得他真會如此。這和他現在的名望並不相干。目前，他的名字已經常被人們崇敬地掛在嘴邊，也許終有一天會和羅塞福（Rutherford，註一）和波爾（Bohr，註二）並列。但是在一九五一年秋天，我到劍橋大學（CambridgeUniversity）的卡文迪希（Cavendish）實驗室去參與由一小組物理與化學家組成的蛋白質立體構造的研究工作時，情形卻不是如此的。那時他已卅五歲，還幾乎默默無聞。雖然他的近交都很重視敏銳的頭腦，不時向他求教，但一般說來，他是「懷才不遇」的，大多數人認為他的廢話太多。
這一群科學家的首領是馬克斯．培如茲（MaxPerutz）。他是生於奧國的化學家，一九三六年來英。十年來他致力於收集血紅蛋白（Haemoglobin）晶體的光折射資料，剛剛才有了點眉目（註三）。幫他忙的有勞侖士．布瑞格爵士，卡文迪希實驗室的主任。布瑞格不僅是諾貝爾獎金得主，也是晶體透析學（Crystallography）的首創人之一。（註四）。四十年來，他看到Ｘ光繞射（Ｘ-ray
diffraction）的方法由簡入繁地揭露了一個個構造。分子越複雜，布瑞格就越樂於看到新的解決構造的方法出現。因此戰後他對解決蛋白質構造的可能性興趣最濃，因為那是最複雜的分子了。公餘他常常去培如茲的實驗室串門子，討論剛收集好的資料。然後回家去嚐試是否能解釋這些資料。
介乎理論家布瑞格與實驗家培如茲之間的是佛蘭西斯。他偶而也做些實驗，但多半的時間是沉浸在解決蛋白質構造的理論中。往往他因得到一點新的啟示便大為振奮，立刻滔滔不絕地講給任何願作聽眾的人聽。一兩天後他自己發現理論不通，於是轉向實驗，直到實驗的煩悶逼著他又去搞理論為止。
隨著這些啟示而來的是一幕幕的趣劇。這給做一個實驗動輒經年的實驗室帶來生氣。這一半是跟著佛蘭西斯的嗓子來的：他說起話來比任何人又快又響，而他笑起來時，身在何處便循音可知。幾乎每個人都很樂於分享這些病狂的時刻，尤其是在我們有空凝神靜聽的時候。聽不懂時我們就會很直率的告訴他。但有一個人卻很顯然地不在此例：勞侖士．布瑞格爵士。他時常被克立克的談話激惱。而克立克的嗓門往往足以使得布瑞格避入一間較為安靜的屋裡去。他很少來參加卡文迪希的下午茶（註五），因為那時他就不得不忍受克立克的疲勞轟炸了。即使如此，布瑞格仍不能算是絕對安全。曾有兩次，他辦公室前的走廊被克立克工作的實驗室中流出來的水所淹沒。佛蘭西斯專心致力於理論的探討而忘了把他的吸揚唧筒（註六）上接水的橡皮管紮緊。
我到劍橋時，佛蘭西斯理論探討的範圍已遠遠地超越了蛋白質晶體透析。任何重要的實驗對他都有吸引力，而他又時常跑到別人的實驗室裡去看新實驗的發展。對於那些自己尚不了解最新實驗結果真正涵義的同事，他雖然是相當客氣，相當體諒，但卻向來毫不避諱地向他們指點真相。緊接著，他又會提出一大堆可以證實他的理論的實驗方案來。不但如此，隨後他又忍不住得意洋洋地告訴任何聽眾，他的透澈見解可能如此這般地幫助了科學的進展。
其結果是大家心照不宣地對克立克都存有一份戒心。尤其是和他同輩，尚未成名的科學家。他對於掌握事實與從中歸納出條理之快捷往往使他的朋友意志消沉。惟恐在不久之後，他會成功地指點給全世界看，隱藏在劍橋一貫地溫文儒雅的氣度之後的頭腦，是多麼混沌不清。
雖然他有權每週在考抑斯學院（Cauis
College）用餐一次，他還不是一個有所屬的院士。這一半也是出乎他自願。他顯然地並不想負責督導大學部的學生。另一半則要歸咎於他的笑聲。許多院長大人們對於每週忍受一次以上這黃鐘大呂般的撞擊必然會提出抗議。我想佛蘭西斯有時也為此感到困惱，雖然他很明白「貴賓席」（註七）的氣氛是被一些既不能教，又不能娛的中年人所左右的。可是，王家學院（King's
College）（註八）一直都是出名前進的，收容他並不會改變他或學院的作風。知道他是個風趣的餐客的朋友們儘管努力解說，卻無法隱瞞一項事實。那就是酒席筵前隨口一句話，便能引得佛蘭西斯闖入你的生命中來。
2
在我到劍橋之前，佛蘭西斯只是偶而想到去氧核糖核酸（DNA）和它在遺傳學上佔的地位而已。並不是因為他覺得它不重要。正相反地，他之脫離物理，轉而對生物學發生興趣的主要因素是在一九四六年閱讀了名理論物理學家沃溫．薛丁格（Erwin
Schrödinger,
註九）所著的「什麼是生命」一書。這本書很精緻地提出了一個信念──基因（Gene）是細胞中最重要的一部份。要了解生命，先要知道基因如何作用。在薛丁格寫這本書時（一九四四年），一般人都認為基因是某種特殊的蛋白質分子。但就在這時，細菌學家阿佛萊（O.T.
Avery）在紐約市洛克斐勒研究院（Rockefeller
Institute註十）。所做的實驗卻顯示出遺傳體徵可用淨化的DNA分子由一個菌胞移入另一個菌胞。
既然大家知道DNA存在於所有細胞的染色體中，阿佛萊的實驗很有力的提示著未來的實驗會證明所有基因都是由DNA組成的。果爾，那末對佛蘭西斯來說，蛋白質便不再是解釋生命奧秘的「秘笈」了。DNA才是取而代之的真正關鍵所在。它能使我們發現基因如何決定我們頭髮，眼睛的顏色之類的各種體徵，甚至於我們的智慧與可人的程度。
當然也有其他的科學家認為支持DNA的證據不夠肯定而寧願相信基因是蛋白質分子的。佛蘭西斯倒不曾把這些挑剔放在心上。賭馬經常下錯注的草包多得是。和一般人由報章雜誌及母親大人們的鼓吹中所得到的印象正相反，許多的科學家非但是目光狹窄，毫不風趣，甚至簡直就是笨蛋。一個成功的科學家是不會不了解這一點的。
佛蘭西斯當時反正是沒有作跳入DNA圈內的準備。它本質上的重要性似乎尚不足以把他從才開始工作了兩年，剛能在學識上運用自如的蛋白質研究中拉出來。此外，他在卡文迪希的同事們對核酸只能勉強地算是有點興趣。而即使經濟方面沒有問題，要開創一個用Ｘ光專攻DNA構造的新團體也至少要兩、三年的工夫。
更重要的是，這樣的決定在人事方面就會造成一個很尷尬的局面。當時在英國，對DNA分子的研究可算是莫理士．維爾金斯的專利。他是一個在倫敦王家學院工作的單身漢。像佛蘭西斯一樣，莫理士也是物理學家，用Ｘ光折射作他研究工作的主要利器。如果佛蘭西斯忽然跳入莫理士已工作了幾年的研究範圍內，看起來總有點不大對勁。尤其糟糕的是這二人年歲相當，互相認識，而且在佛蘭西斯再婚之前經常是在一起進餐，討論科學發展的。
如果他們住在不同國度的話，事情就要簡單得多。英國人之間的親蜜──所有要人非親即故──與他們的道義感併在一起，使得佛蘭西斯不便插手莫理士的問題。法國人既無所謂道義感，這些問題就不成問題了。在美國也不會發生這種情形。人們不會覺得如果加州理工學院（簡稱Cal
Tech）已有人開始做，柏克萊（Berkeley 註十一）的人就該忽視一個第一流的問題。但是，在英國，這樣做就顯得不夠朋友了。
比這更糟的是莫理士老是叫佛蘭西斯沮喪，因為他對DNA似乎不夠熱心。他似乎喜歡慢慢地，輕描淡寫地來講述重要的理論。這並不是智慧或判斷力的不足。莫理士顯然是二者兼具；只要看他在別人動手之前便抓住了DNA便知。只是佛蘭西斯總覺得無法使莫理士領會到，如果你手中抓著的是DNA般具有爆炸性的東西的話，就不該再老是慢條斯理地只顧著謹言慎行了。此外，要莫理士不去煩心想到他的助手，若瑟琳．佛蘭克林也越來越難了。
倒不是他愛上了若茜（Rosy,
我們背後這樣叫她）。正相反的──幾乎是在她涉足莫理士的實驗室的那一刻起，二人便鬧上了蹩扭，莫理士在Ｘ光工作方面是個生手，希望以晶體透析起家的若茜能給他技術上的幫助，來促進他的實驗。若茜卻不作這樣的想法。她認為DNA是他給她個人的研究問題，而不承認她只是他的助手。
我猜想最初莫理士是希望若茜能夠逐漸隨和起來的。但你只要略看一眼就會知道她不是一個肯輕易低頭的人。她存心不去重視她的女性特徵。她長得雖然濃眉大眼，卻並不難看。如果肯略為修飾，還可能是相當惹人注目的。然而她不。她從來不用口紅來襯托烏黑的直髮，而她在卅一歲時穿的衣著還像是買給乳臭未乾的黃毛丫頭的。你很容易把她想像成一個，由不滿足的媽媽錯誤地強調職業之可貴乃是使巧婦不必一定要伴拙夫眠之類的謬論，所塑造出來的典型。其實卻不然。她之獻身科學，過著清苦的生活並不為此──她出身於一個穩固，舒適而博學的銀行世家。
顯然地，若茜不是另去高就就得安於本位。前者顯然是上策。因為她那種好鬥的脾氣使得莫理士很難保持一個足以使他對DNA的思索不受干擾的領導地位。這並不是說他不明白她不服氣的理由──王家學院有兩個聯誼室，一為男士而設，一為女士而設。這當然是沿襲舊例的，不能怪到他的頭上。而要他為她眼中另一根倒刺──女子聯誼室始終昏暗破舊而他和友人喝咖啡用的男士聯誼室卻修整一新──背十字架更是不愉快的事。
不幸的是莫理士並無良策好請若茜走路。第一她就職時以為這職位是為期數年的。第二是她無可否認的確有腦筋。如果不鬧情緒的話，她實在是可以對他大有幫助的。可惜期望情況好轉的想法實際上又是在下一賭注，因為加州理工學院的名化學家蘭納斯．鮑林並不受英國式道義的束縛。年方五十的蘭納斯遲早總會一試奪取科學家最重要的懸賞的。沒人懷礙他對DNA是確有興趣的。開宗明義地說，如果鮑林不明白DNA是分子中最精彩的。他就不配被稱為化學家中最偉大的了。何況此外還有具體的證據。莫理士收到蘭納斯的一封信，要求莫理士寄給他一份DNA晶體的Ｘ光照片的副本。莫理士考慮再三之後，回信說他需要更精細地檢查過他的資料才能公開他的照片。
這些都是使莫理士不安的。他在退入生物學界之後才發現生物學竟和物理學的原子能後果一般地惱人。蘭納斯和佛蘭西斯雙重的鞭促常使他轉側難眠。但鮑林遠在六千哩之外，即使是佛蘭西斯，也還隔著兩小時火車的旅程。所以他最迫切的問題是若茜。他不禁覺得女權主義者最好的去處是別位男士的實驗室。
註一：羅塞福（Rutherford），英國名實驗物理家。他在卡文迪希實驗室內用α射線打擊金箔的實驗證明了原子核只佔原子中心極小的體積，澄清了原子內部構造的紛爭，奠定原子物理學的基礎。
註二：波爾（Niels
Bohr），丹麥物理學家。他首創電子循一定軌道繞原子核運行而不損失能量的學說，開理論原子物理之先河。
注三：培如茲（Max
Perutz）因他對血紅蛋白晶體構造的貢獻於一九六二年和研究肌血蛋白（Myoglobin）的強．甘德魯（John
Kendrew）同時獲得諾貝爾化學獎。
註四：布瑞格（Bragg）父子二人為Ｘ光折射晶體透析學的早期大師。晶體透析學中所運用最基本定律即因他二人而命名。（Bragg's
Law）定律如下：
nλ=2d sin θ
n：任何整數 λ：波長 d：晶體中兩層相鄰而相同的原子層間的距離。θ：光線和原子層所成的角度。
註五：下午茶是英國的習慣。在英國實驗室中，更用它來增進同事間的了解和感情。
註六：吸揚唧筒是利用水流減低氣壓的常用化學儀器。通常是用以增加過濾的速率的；利用低氣壓把濾紙上面的液體吸到濾紙下面的容器中去。
註七：英國大學部分成若干學院，學生住宿在學院內。各學院有院長，院士督導學生課業。進餐時院長，院士們坐的一席叫貴賓席（High
Table）。
註八：這本書中所提及的王家學院共有兩個。一屬劍橋大學。一屬倫敦大學此處所指乃是劍橋的王家學院。讀者讀時要略加注意。
註九：薛丁格（Erwin
Schrödinger）可稱為量子力學的創始人。量子力學的基本方程式即因他而命名。薛丁格方程式一般寫做：
▽2Ψ+8π2m/h2(E-V)Ψ=0
Ψ：粒子的波動函數
m：粒子的質量
h：浦朗克常數（Planck
Constant）
6.6256×10-27erg-sec
E：粒子的動能
V：粒子在場中的靜能
註十：洛克斐勒研究院（Rockefeller
Institute）位於紐約市東河岸，以對生物學方面之貢獻聞名。今已改成洛克斐勒大學（Rockefeller University）。
註十一：柏克萊（Berkeley）為加州州立大學各校區中最負盛名的一所。位於舊金山附近。與處於洛杉磯郊區之加州理工學院（California
Institute of Technology, 簡稱Cal Tech）分庭抗禮，同為美國西岸第一流的研究中心。
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