量子力学和遗传学
我们已经知道，DNA能够传递生物的性状，但这只是通过间接的实验结果所归纳出来的结论。时代要求的是更加直接的证据。在埃弗里不断重复转化实验的时候，摩尔根的研究室不仅在开展果蝇实验，还在进行以微生物为实验对象的研究。这项研究的核心人物就是马克斯·德尔布吕克。
德尔布吕克本来研究的是宇宙物理学，于1930年在名校哥廷根大学获得了理论物理学（量子力学）的博士学位。他在研究了几年辐射物理学和原子核物理学之后，来到了摩尔根的研究室。
听说他从量子力学转而研究遗传学，可能会有读者惊讶：“这也差得太远了吧？”不过在那时，理论物理学家们研究生物学其实是一种潮流。
量子力学的创始人之一埃尔温·薛定谔那部经典名著《生命是什么》就是其中的代表。从20世纪初到20世纪中期，用物理学方法（尤其是从分子和原子层面）来研究生物学，正是时代的趋势。
标志性事件就是分子生物学的诞生。生物学的研究方法原本以博物学为主流，到了这时也终于开始以生物化学和生物物理学为基础，实验与理论相结合的研究方法也变得理所当然。尤其是遗传学需要大量统计，和理论（数学模型）结合起来十分顺畅。
第一个使用“分子生物学”一词的，是当时在洛克菲勒财团的自然科学部门担任负责人的数学家瓦伦·韦弗（他因提出机器翻译的概念而闻名）。1937年，德尔布吕克获得了韦弗推动的洛克菲勒财团的助学金（无须偿还的奖学金），开始在摩尔根的研究室用分子生物学这个新方法来研究遗传现象。
他的实验对象是噬菌体（bacteriophage）。噬菌体是微生物（bacteria）的吞噬者（phage），简而言之就是能够感染单细胞生物的病毒。关于病毒，我会在其他小节详细讲解，在这里大家做如下简要理解即可。
◆噬菌体的放大图
首先，病毒仅靠自己什么都做不成，它必须寄生在其他细胞（根据病毒不同而不同），并在细胞内大量自我复制。最终，病毒会破坏寄生的细胞，并向外扩散（这一过程叫作“溶菌”）。
病毒的结构非常简单，仅由核酸以及包裹在外面的胶囊状蛋白质构成。增殖所需的机制，则依靠于利用被寄生细胞内的物质。因为当时的细胞培养技术还不成熟，所以噬菌体这类寄生在微生物身上的病毒在操作上比较容易。
德尔布吕克进展顺利
德尔布吕克刚来到美国的时候，也使用果蝇开展过研究，但生物分析并没有他这位理论物理学研究出身的学者想象的这么简单。
德尔布吕克想找到一种更简单的实验体系。在他的设想中，需要找到像是量子力学中的氢原子或是电子那么简单的物质。他发现的正是寄生在大肠杆菌内的噬菌体。他在培养皿内铺开一面白色的大肠杆菌上撒下适当稀释过的噬菌体溶液后，培养皿内出现了许多小斑点。
这是大肠杆菌被噬菌体溶解后形成的（被称作“噬菌斑”）。通过统计噬菌斑的数量，就能推断出感染大肠杆菌的噬菌体数目。大肠杆菌培养起来快速方便，被噬菌体溶解后几个小时内就能够观察到，速度很快。如果安排得当，一天可以重复实验两到三次。
通过这种极为简便且高效的实验体系，德尔布吕克接连取得了许多成果。他利用自己研究物理学时积累下的经验（统计和分布对他来说轻而易举）来分析噬菌体的性质。
然而，随着第二次世界大战的爆发，德尔布吕克无法回国，唯一的生活来源奖学金也停止发放，生活困窘至极，只能依靠向朋友借钱度日。最终能在范德堡大学当上物理学讲师，据说还是多亏了对其预见性大加赞扬的摩尔根的推荐和帮助。
萨尔瓦多·卢里亚被德尔布吕克的研究打动，并在之后与他一起研究，最终共同获得了诺贝尔奖。卢里亚出生于意大利，是一位犹太人，原名萨尔瓦拖雷·卢里亚。他之所以选择改名，是因为他也是被战争改变人生的人之一。
