——生命科学的发展
上回说到摩尔根在他的《基因论》一书的末尾,预言了基因是化学实体的假设。但是摩尔根总是念念不忘他的老本行——胚胎发育学,他做此预言之后就离开对细胞遗传学的研究而重操旧业去了。
这科学的研究总是从现象到本质,从宏观到微观,就如那物理从牛顿探讨天体运行,直到卢瑟福打碎原子。这生物学自从达尔文创立进化论,孟德尔、摩尔根发现遗传规律之后,又渐渐追根到细胞内,进而又研究细胞核的结构。就如物理学进入核物理阶段一样,生物学也进到了一个新阶段——分子生物学,它要对生物细胞的分子结构进行探索,从而来破解基因之谜。
其实在摩尔根之前就有人在做这样的探索,不过当时未能引起人们的注意。1869年,瑞典人米歇尔发现细胞核主要由含磷物质构成,二十年后人们发现这种物质是强酸,便称之为“核酸”。德国人科赛尔将核酸水解,又发现它含有三种成分:核糖、磷酸和有机碱;而有机碱又含有四种成分:胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)、腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)。这名字有点儿别扭,我们只要记住那四个字母就行,下面还会有用。这细胞核真像一个竹笋,到此为止已被剥掉好几层皮了。但是,科赛尔的学生美国化学家莱文接过竹笋又剥了一层,他发现核酸里的糖比普通糖少一个碳原子,就叫它“核糖”;他又发现有些核糖少一个氧原子,就命名为“脱氧核糖”。这样,核酸就有了两种:核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。好,现在笋皮已经剥光,下一步且看摩尔根的继承者怎样在这个DNA上做文章。
科学发展到20世纪,和19世纪以前相比,其研究方式已有了明显的不同。一是,一个课题很难由本学科单独完成,出现了多学科交叉。比如原子核的裂变便需要许多费米、哈恩一流的物理学家、化学家共同参与才能发现。二是,一个难题由一个科学家单独解决越来越不可能,需要有庞大的实验室、研究中心,要有许多科学家的通力协作才能完成。这个DNA就在这样的时刻被托到解剖台上,而首先举起解剖刀的却是几个物理学家。
20世纪30年代中期,正是玻尔领导的哥本哈根学派在与爱因斯坦大论战,他们新创立的量子力学正蓬勃向上。这批物理学家不满足于只用物理现象来解释自己的理论,探索的触角又向生物学伸来。
话说1932年夏天,哥本哈根正在召开一个国际光疗会议。作为物理学家的玻尔不怕人说班门弄斧,竟在到会各国医学家、生物学家面前做了一个《光与生命》的演讲。他别出机杼,没有就生物论生物,而是从量子力学出发,大谈物理与生物的互补原理,使在场的许多专家听得茅塞顿开,有如久坐密室忽然打开窗户,吹进一股清新的凉风。单说这时在台下有一位叫德尔布吕克(1906—1981年)的青年。他虽然才26岁,但已是一位原子物理学家。德尔布吕克本是德国人,曾就读于著名的哥廷根大学,这时正在丹麦玻尔的实验室里工作。当时他听了玻尔的讲话,忽然觉得和物理学相比,生物学的微观世界还远没有被人涉足,而物理学的一些研究方法和原理正可以用于这门新学科。生理现象比物理现象复杂,这原因就是它是生命的体现,而生命之谜正在遗传这一点,这是一个多么诱人的题目。于是,德尔布吕克暗下决心,改弦更张,由物理学转入生物学研究。