思想史视野中的DNA双螺旋发现

　

提要：医学史上许多丰碑不仅仅只是技术的辉煌，而且是思想史的楼梯口，由此可以提升学科的精神高度，50年前的DNA双螺旋结构的发现就是这样一个精神“事件”。本文试图穿越生物学实验探究其另一面——思想实验的创新价值；重新审定了物理学对于50年来生命科学的技术和思维引领作用；分析了还原论在DNA之后的价值终结。

　　五十年前，沃森、克里克对DNA双螺旋结构的发现无疑是当代医学史上划时代的重大事件，它的意义不仅仅是开启了基因研究的结构性空间，锁定了一段时期里生命科学的研究旨向，同时为基础医学研究开拓了一块巨大的作业面，造就了一代由基因技术探索人类遗传奥秘、疾病本质的技术英雄，而且也引发了人们对医学思想史基本命题与范畴进行深入的思考。这种思考有助于改变人们对医学发现过分平面化的认知与理解。

一、生物学实验与思想实验

　　1946年，暮年的爱因斯坦在谈及马赫的《力学史》时指出，科学思想中本质上是构造的和思辨的（二元）性质。他还批评了马赫，“正是在理论的构造的-思辨的特征赤裸裸地表现出来的那些地方，他却指责了理论，比如在原子运动论中就是这样。”在生物与医学实验研究领域里，与原子运动模型相仿的认知模型要算DNA的双螺旋模型了，它不同于疾病的动物模型，后者属于完全客观镜象中的、彻底屏弃思辨的；实证的、或者循证的；具象的、或者具体的；繁复的、而非简约的建构体，作为实验研究对象，它是“一元论”的，缺乏思辨，甚至排斥思辨的介入。尽管这种介入在早期（假说形成阶段）是十分有益的，爱因斯坦称之为“思想实验”，而并非一定就会遁入哲学上的“唯心主义”迷途，但是，生物学实验圈的价值板结却一直未能跳出“一元论”的束缚，沃森-克里克DNA双螺旋模型的天才建立（以推导解决了化学链的匹配与缠绕路径问题），并且被公认为自然奥秘的发现成果（如今看来是粗糙的，许多细节是后来补充的，但基本结构与特征仍是无可质疑的），是“自达尔文的书问世以来生物学领域中最轰动的成就”，应该让死守“一元论”的人们以警醒，生命现象的研究者不应该仅仅只是实验室里生命图景忠实的观察者与记录者，而应该借助人类思辨与智慧的魅力实现创造性的观察、记录与解释。在主、客观两个实验室里同时向科学的深处掘进。
　　从DNA双螺旋模型的首次发表，迄今已有50年了，当年荣膺诺贝尔奖的喜悦与辉煌也化作了历史的丰碑，今天，我们回首历史，不必再沉浸到加冕与狂欢的现场之中，去回味往昔的兴奋，而应该潜入思想史的精神隧道，开掘出对未来富有启迪的认知“天窗”来。这对于今天的人们来说，是另一次未完结的“思想实验”，一次新的“精神长跑”。在既往满是荣誉星光的天穹捅出一个“天窗”来，是需要批评的勇气的，需要有“坚不可摧的怀疑态度和独立性”，包括对DNA双螺旋模型细节与反向的批评和自我批评。在沃森的自述《双螺旋——发现DNA结构的个人经历》一书的导言中，史蒂文琼斯不无尖刻地写道：“该书从遗传的构成上推导遗传的机制，它的基础是理论，而不是实践，是物理，而不是化学（仅仅是化学也是不够的）。曾几何时，遗传学本身的确有变成数学的一个分支的危险。现代统计学主要是在分析杂交试验中发展的，到了沃森和克里克时代，遗传学的一个分支——群体遗传学已经退化到单纯追求精致的地步，而根本不接触实验。”在1953年的一次关于DNA结构的学术会议上，沃森再一次感受到他的竞争对手莱纳斯鲍林有着超乎自己的化学直觉，在这次会上，莱纳斯提出了一个重要观点——DNA的鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）碱基对是由三个氢键结合在一起的，这比克里克与沃森在那篇最早的《NATURE》论文中提出的要多一个。那时，他们并不知道鸟嘌呤的精确结构，认为第三个氢键也许比前两个要弱很多，因而将其剔除了，后来的实验显示出富含GC的DNA样品的热稳定性很高。在DNA双螺旋结构被发现的50年间，这类不断的纠错与提升的案例太多了，许多是竞争对手间的“竞合”提升。DNA双螺旋的发现史，未能脱开“竞争”、“征服”、“加冕”、“狂欢”的科学正剧模式，但是，它的续篇却是“峰回路转”，充满了科学英雄征服后的忐忑，加冕后的窘迫，狂欢后的苦闷，这也说明，科学的探索是无限延续的，不象珠峰登顶一样，征服尔后折返。要永远虚怀一份敬畏之心，开放之心，谦逊之心，去恭身面对全新的自然奥秘。

二、物理学对生命科学的引领作用

　　DNA双螺旋结构的实证论据来自于弗兰克林和威尔金斯的X衍射图，主要研究者克里克早年在伦敦大学学习物理学，二战期间在英国海军部供职，曾对战时雷

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