第六章
DNA雙螺旋

成功的科學家必將意識到，他們與報紙報道或其母親描述的形象大相徑庭，他們中有許多人不僅狹隘沉悶，而且愚不可及。

——詹姆斯·沃森

科學家的作用要遠遜于分子的魅力。

——弗朗西斯·克里克

如果以體育競技為尊，那么科學將走向毀滅。

——本華·曼德博（Benoit Mandelbrot）

奧斯瓦爾德·埃弗里的實驗實現了另外一種“轉化”。在所有生物分子中，DNA曾經只是個無足輕重的角色，然而現在終于輪到它閃亮登場。盡管某些科學家開始還對“基因由DNA組成”的觀點持反對態度，但是埃弗里的實驗證據讓他們無法反駁（雖然埃弗里曾獲得三次諾貝爾獎提名，但是由于艾納·哈馬斯登這位極具影響力的瑞典化學家拒不相信DNA能攜帶遺傳信息，因此埃弗里終生都沒能獲得諾貝爾獎）。20世紀50年代，隨著其他實驗室的研究結果相繼問世，就連最頑固的懷疑論者也不得不轉為DNA的信徒。生物分子的角色就此發生轉變：以染色質侍女身份存在的DNA突然間化身為王后。

莫里斯·威爾金斯是一位年輕的新西蘭物理學家，他是早期皈依DNA信仰的科學家之一。作為鄉村醫生的兒子，威爾金斯曾于20世紀30年代在劍橋大學攻讀物理學。其實還有一位重量級的科學家也來自遙遠的新西蘭，他就是顛覆20世紀物理學的歐內斯特·盧瑟福（Ernest Rutherford）。1895年，這位年輕人在獎學金的資助下進入劍橋大學，他從此踏上了揭開原子物理學奧秘的道路。盧瑟福在實驗研究中展現出無與倫比的才華，他根據結果推導出放射性的特點，搭建出一個令人信服的原子概念模型，然后還將原子拆分成亞原子粒子，并且開辟出亞原子物理學這個新領域。1919年，盧瑟福成為第一位實現中世紀關于化學嬗變夢想的科學家：他使用放射性α粒子轟擊氮原子并將其轉化為氧原子。盧瑟福證實化學元素并不是構成物質的基本單位。就像作為物質基本單位的原子也是由電子、質子與中子等更基本的物質單位組成。

威爾金斯追隨盧瑟福的方向開始研究原子物理學與放射線。20世紀40年代，威爾金斯搬到伯克利居住，他曾經短期參與過曼哈頓計劃，并與其他科學家共同分離純化同位素。但是在返回英格蘭以后，威爾金斯與許多順應潮流的物理學家一樣，在逐漸遠離物理學的同時向生物學靠攏。他也被埃爾溫·薛定諤的《生命是什么？》深深打動。威爾金斯推斷，基因作為遺傳的基本單位必然是由亞單位組成，而DNA的結構則可以解釋這些亞單位的功能。現在這位物理學家就面臨著解決生物學領域最具誘惑問題的良機。1946年，威爾金斯被任命為倫敦國王學院新成立的生物物理系主任助理。

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生物物理學是學科發展進入新時代的標志，而這個奇特的稱謂由生物學與物理學組成。19世紀學術界的觀點認為，活細胞不過是相互關聯的化學反應的產物，并由此誕生了生物化學（融合了生物學與化學）這門重要的學科。化學家保羅·埃利希（Paul Ehrlich）曾經說過：“生命……就是個化學反應過程。”他將細胞裂解后釋放的“活化學物質”按照組別與功能分類。其中糖源提供能量，脂肪儲存能量。由于蛋白質不僅能夠進行化學反應，同時還可以調控生化過程的節奏，因此起到生物界交換機的作用。

但是蛋白質是如何調控生理反應的呢？例如血液中氧氣的載體血紅蛋白，它所執行的是一項貌似簡單但是卻至關重要的生理反應。血紅蛋白在含氧量較高的環境里會與氧分子結合，而當其運動到含氧量較低的環境后會釋放氧分子。這種屬性能夠讓血紅蛋白將氧氣從肺部轉運至心臟和大腦。但是血紅蛋白需要具備什么特點才能讓它成為高效的分子擺渡車呢？

其實答案就在血紅蛋白的分子結構里。血紅蛋白A是目前研究最為廣泛的分子，它的分子構象好似長著四片葉子的幸運草。其中兩片“葉子”由α—珠蛋白構成，而另外兩片葉子由β—珠蛋白構成。葉子之間兩兩重疊，其中心部位是一種名為血紅素的含鐵物質，它可以與血液中的氧分子結合，整個過程有點類似于可控的氧化反應。一旦氧分子與血紅素結合完畢，圍繞氧分子血紅蛋白的四片葉子就會像搭扣一樣收緊。當血紅蛋白釋放氧分子時，這種搭扣裝置將會自然放松。此外，某個血紅蛋白釋放氧分子會引起其他同伴的協同效應，就像從兒童拼圖游戲中移走了關鍵部位的零片。然后幸運草的四片葉子在扭動中打開，血紅蛋白可以再次與氧分子結合。通過控制鐵離子和氧分子的結合與釋放（血液的周期性氧化與還原），血紅蛋白可以為機體組織提供充足的氧氣。與單純溶解在血漿中的氧含量相比，血紅蛋白可以讓血液的攜氧量提高70倍。脊椎動物的身體構造依賴于這種屬性：如果血紅蛋白向較遠部位供氧的能力遭到破壞，那么我們將變成身材矮小的冷血動物。也許我們醒來后會發現自己蛻變為昆蟲。

血紅蛋白的結構造就了其獨特的功能。分子的物理結構決定其化學性質，化學性質決定其生理功能，而生理功能最終決定其生物活性。生物體復雜的功能可以按照以下邏輯來理解：物理結構決定化學反應，化學反應決定生理功能。對于薛定諤提出的“生命是什么”，生物化學家可能會這樣回答：“生命由化學物質組成。”而生物物理學家還會補充道：“如果化學物質不以分子形式存在，那么生命又會是什么？”

生理學是形態與功能的精妙匹配，其具體過程發生于分子作用過程中，而對于生理學的描述則可以追溯到亞里士多德時代。在亞里士多德眼中，生物體不過是由某些精致原件組裝的機器。生物學從中世紀開始逐漸擺脫了傳統理論的影響，當時的學術界認為神奇法力與魔幻之水是決定生命的要素，而生物學家則使用天外救星（deus ex machina）來解釋生物體的神秘功能（對于神的存在進行辯護）。生物物理學家打算在生物學研究中重啟教條的機械論描述。他們認為應該根據物理學概念來解釋生理活動，例如力、運動、行為、動力、引擎、杠桿、滑輪以及搭扣。牛頓發現的萬有引力定律同樣適用于蘋果樹的生長。人們沒有必要援引神奇法力或者杜撰魔幻之水來解釋生命現象。生物學的基礎是物理學。天外救星其實就近在眼前。

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在倫敦國王學院期間，威爾金斯的主攻方向就是破解DNA的三維結構。他推斷，如果DNA確實是基因的載體，那么其結構理應體現基因的特征。嚴酷的進化過程使長頸鹿的頸部拉長，并且讓血紅蛋白的四臂搭扣結構趨于完美，根據同樣的原理，DNA的構象也應該與其功能相匹配。而這種攜帶基因的分子必定與眾不同。

為了破譯DNA結構，威爾金斯決定采用某些源自劍橋大學的生物物理學手段，其中就包括晶體學與X射線衍射技術。為了對晶體學有個初步了解，我們可以在腦海中試著想象出一個微小的立方體。盡管上述立方體既“看不見”也摸不到，但是它卻具備影子這種所有物質實體的共性。假設我們記錄下光線從不同角度照射在立方體上留下的影子，那么立方體正對光源時投射出的陰影為正方形，斜對光源時形成的陰影為鉆石狀，而再次移動光源時陰影將變成梯形。雖然這項工作耗時費力，就像要從上百方的剪影中還原出某張面部的輪廓，但是該方法的確行之有效：只要通過逐個拼接就可以把二維圖像變為三維立體結構。

X射線衍射技術的原理與之類似，當X射線投射到晶體上發生散射時就會留下“影子”，而為了洞悉分子世界的內在結構并產生散射現象，我們就需要X射線這種具有強大穿透力的光源。但是這項技術還存在一個小問題：分子在不停運動中難以捕捉成像。在液態或者氣態條件下，隨機運動的分子就像塵埃顆粒一樣令人眼花繚亂。當光線照射到數以百萬計的移動立方體上時，我們看到的只是某個處于運動狀態的模糊影子，仿佛是由無數分子組成的電視靜態圖。而有一種方法可以巧妙地解決該問題，那就是讓分子從液態轉化為晶態，然后原子就會固定在某個位置。既然發現了影子成像的規律，那么這些晶格就可以產生有序可讀的剪影。物理學家通過X射線照射晶體就能破譯其三維空間結構。萊納斯·鮑林（Linus Pauling）和羅伯特·科里（Robert Corey）是加州理工學院的兩位物理化學家，他們曾經用這項技術測定了幾種蛋白質片段的結構，而鮑林也憑借該成果于1954年獲得了諾貝爾獎。

當然威爾金斯也希望能借助這項技術來測定DNA的結構。使用X射線照射DNA的過程簡單明了并且無須專業知識。他在化學系里找了一臺X射線衍射儀，然后將其安置在堤岸側翼一間具備放射防護的實驗室里，其位置正好低于旁邊泰晤士河的水平面。威爾金斯已經備齊了實驗所需的全部關鍵材料。他現在面臨的主要挑戰是如何讓DNA靜止不動。

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20世紀50年代早期，正當威爾金斯緊鑼密鼓地開展工作時，一位不速之客的到來打破了這種平靜。1950年冬季，作為倫敦國王學院生物物理系主任，J. T.蘭達爾（J. T. Randall）新招募了一位從事晶體學研究的年輕科學家。蘭達爾出身于貴族家庭，他個頭不高但是為人紳士且衣著考究，平時熱衷于板球運動，然而他在下屬面前卻有著拿破侖般的權威。這位新人名叫羅莎琳德·富蘭克林，她剛剛在巴黎完成了煤晶體方面的研究。1951年1月，富蘭克林來到倫敦拜訪蘭達爾。

那時威爾金斯恰好在外面跟未婚妻度假，而他后來定會為此事追悔莫及。當蘭達爾向富蘭克林推薦威爾金斯的項目時，我們不清楚他能否預料到這兩位學者將會在日后水火不容。他告訴富蘭克林：“威爾金斯已經發現這些（DNA）纖維具有非常完美的結構。”或許富蘭克林會考慮通過這些纖維的衍射照片來推導出DNA的結構？不管怎樣，蘭達爾給她提供了DNA樣本。

當威爾金斯度假歸來后，他希望富蘭克林到他的團隊擔任初級助理，畢竟DNA三維結構是威爾金斯傾注了全部心血的項目。但是富蘭克林無意給任何人做助手。作為一位英國著名銀行家的女兒，黑眼睛的富蘭克林長著一頭烏黑的秀發，而她咄咄逼人的目光就像X射線一樣掃過臺下聽眾。富蘭克林是實驗室里的奇葩，她居然能夠在當時由男性主導的世界里樹立起自己的學術地位。威爾金斯后來寫道，富蘭克林有一個“教條且固執的父親”，在她的家庭環境中，父親與兄弟們并不喜歡這個聰慧的女孩。她不會給任何人當助手，更不用說莫里斯·威爾金斯了。富蘭克林不喜歡威爾金斯溫和的做派，她認為威爾金斯的“中產階級”價值觀無可救藥。而威爾金斯破譯DNA結構的項目更是與她自己的研究方向直接沖突。正如富蘭克林的一位朋友后來所言，她與威爾金斯“相見兩厭”。

起初威爾金斯與富蘭克林的合作也曾有過“蜜月期”，他們偶爾會一起到斯特蘭德皇宮酒店（Strand Palace Hotel）喝咖啡，但是這種關系很快就化為冰冷的敵意。由于他們在理論水平上旗鼓相當，因此相互之間都表現出傲慢不遜的態度；幾個月后，他們便幾乎不再說話。（威爾金斯后來寫道：“她經常大聲吼叫，所幸沒有真正傷到我。”）某天清晨，兩人分別與各自的朋友外出，可是他們卻在康河上劃船的時候不期而遇。富蘭克林駕船沿河沖向威爾金斯，眼看兩船越來越近險些撞在一起。“她現在就想把我淹死！”威爾金斯佯作驚恐地大喊。他在自嘲中流露出內心的緊張，而這種玩笑即將成為尷尬的現實。

富蘭克林真正想要對抗的是當時盛行的男權主義。她對于男人們平日里在酒吧推杯換盞已經習以為常，但是無法忍受學院的公共休息室禁止女士入內，只能看著那些男性同事悠然自得地談古論今。富蘭克林發現周圍許多男同事都“令人厭惡”。她不僅要面對性別歧視的壓力，還要忍受含沙射影的譏諷：她不愿意把精力浪費在斤斤計較或者察言觀色上。富蘭克林更喜歡把時間用在科學研究（尋找自然界各種晶體中那些看不見的結構）上。蘭達爾的觀點在當時顯得標新立異，他并不反對雇傭女性科學家，而在倫敦國王學院，還有幾位女性同道與富蘭克林攜手共進。實際上女性早已成為科技領域的開拓者：包括工作嚴謹且不失熱情的居里夫人（Marie Curie），其典型的裝束就是那身炭黑色的長裙，她用干裂的雙手從數噸殘渣中提取出元素鐳，并且兩次成為諾貝爾獎獲得者；還有來自牛津大學的多蘿西·霍奇金（Dorothy Hodgkin），她是一位端莊且優雅的生物化學家，后來因測定青霉素的晶體結構而獲得諾貝爾獎（某家報紙形容她是一位“和藹可親的家庭主婦”）。但是富蘭克林與她們完全不同：她既不是和藹的家庭主婦，也不會穿著羊毛長袍在鐵鍋里攪拌，她既不是慈眉善目的圣母馬利亞，也不是面目猙獰的魔法女巫。

DNA圖像中模糊的靜態畫面讓富蘭克林感到十分困惑。威爾金斯從某家瑞士實驗室獲得了一些高純度DNA，然后把它們拉伸成均勻細長的纖維。他將這些DNA纖維纏繞在彎曲的回形針上，并且希望通過X射線衍射得到圖像。可是結果證實這種材料很難成像，只會在膠片上留下分散且模糊的圓點。是什么原因讓高純度的分子也難以成像呢？富蘭克林百思不得其解。但沒過多久，她就在不經意中發現了答案。DNA在純態時以兩種形式存在。在潮濕狀態下，DNA會表現為B型晶體結構；在干燥狀態下，DNA將轉換為A型晶體結構。當樣品池濕度降低時，DNA分子體積會發生舒縮，仿佛可以透過這種呼吸換氣看到生命的節律。由于DNA兩種結構之間的轉換對于實驗結果產生了部分干擾，因此這也是威爾金斯一直在努力克服的障礙。

富蘭克林設計了一個精巧的裝置，可以通過電解食鹽水產生氫氣泡來調節樣品池的濕度。隨著樣品池內濕度增加，這些纖維似乎永久性地處于松弛狀態。她終于獲得了成功。在接下來的幾周內，富蘭克林拍攝了許多前所未有的高清晰照片，后來被晶體學家J. D.貝爾納（J. D. Bernal）稱為“有史以來最迷人的X射線照片”。

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1951年春季，莫里斯·威爾金斯在那不勒斯動物所參加了一場學術會議，而波弗利與摩爾根曾在這里的實驗室研究過海膽。盡管來自海洋的寒流還會不時橫掃城市的街道，但是也無法擋住天氣逐漸變暖的步伐。在那天早上的聽眾中，有一位威爾金斯從來沒有聽說過的生物學家，這位叫作詹姆斯·沃森的年輕人神采奕奕且能言善道，他的襯衫下擺露在外面，破舊的褲子可以看到膝蓋，襪子只提到腳踝處……可是他本人卻像只公雞一樣驕傲地昂著頭。威爾金斯關于DNA結構的演講枯燥乏味。他在最后一張幻燈展示了某張DNA早期X射線衍射照片。在結束這段長篇大論之前，他將這張幻燈片投射到屏幕上，卻沒有引起現場聽眾的熱情反響，就連威爾金斯本人也并未對這張模糊的照片表露出多大興趣。由于他無法解決樣品質量與樣品池干燥度的問題，因此得到的DNA衍射照片總是一片模糊。然而沃森卻當即為之心動。威爾金斯的結論明確無誤：從理論上講，DNA可以結晶成為某種易于發生X射線衍射的形式。沃森后來寫道：“在聆聽莫里斯的演講之前，我曾經擔心基因的結構可能無章可循。”但是這張衍射照片卻迅速打消了他之前的顧慮：“我突然間就對基因的化學組成產生了極大興趣。”沃森試圖與威爾金斯就這張衍射照片交換看法，但是“威爾金斯表現出了英國人的傲慢，他從不和陌生人交談”，因此沃森只能失望而去。

沃森“并不了解什么是X射線衍射技術”，但是他對某些生物學問題的重要性具有敏銳的洞察力。沃森在芝加哥大學接受過鳥類學專業培訓，他曾想盡一切辦法躲開那些化學或物理課。然而最終，他還是在歸巢本能的引導下進入了DNA研究領域。沃森也非常崇拜薛定諤的名著《生命是什么？》。當時沃森正在哥本哈根從事核酸化學領域的研究，而他后來將其描述為“失敗透頂”，可是威爾金斯的DNA衍射照片卻令他為之一振。“雖然我無法詮釋其中的含義，但是這并不影響它對我的吸引。與那些碌碌無為的學者相比，功成名就當然更令人心動。”

沃森急忙趕回哥本哈根并要求轉到位于劍橋的馬克斯·佩魯茨實驗室（佩魯茨是奧地利生物物理學家，他于20世紀30年代逃離納粹德國后移居英國）。那張具有預見性的模糊陰影縈繞在沃森的腦海中揮之不去，而當時佩魯茨從事的分子結構研究與威爾金斯的DNA項目十分接近。于是沃森下定決心要解開DNA的結構之謎，仿佛他要從“羅塞塔石碑中獲取萬物生長的奧秘”。沃森后來說道：“對于遺傳學家而言，DNA是唯一值得去攻克的難關。”那時，他年僅23歲。

沃森為了拍攝DNA衍射照片搬到了劍橋。就在來到劍橋的那一天，他再次遇到了志同道合的伙伴。這位名叫弗朗西斯·克里克的學者恰巧也在佩魯茨實驗室工作。他們之間的默契無關兒女情長，兩個人更多的交集是思想上的共鳴。沃森與克里克都具有桀驁不馴的個性，他們可以在言談話語中碰撞出火花，而且同樣懷著超越現實的雄心壯志。克里克后來這樣寫道：“我們那時候年少輕狂且無所顧忌，頭腦中經常閃過急于求成的念頭。”

克里克當時35歲，盡管他比沃森年長整整12歲，但是卻依然沒有拿到博士學位（部分原因在于克里克曾在戰爭時期參加過海軍）。克里克并不是傳統意義上的“學者”，當然他也不是什么“庸才”。作為曾經的物理學高才生，性格開朗的克里克嗓音穩如洪鐘，他在戰時會幫助同事做好掩護并且備好珍貴的阿莫西林。克里克同樣拜讀過薛定諤的《生命是什么？》，而“這本小冊子引發的一場革命”徹底震撼了生物學領域。

雖然英國人平時比較挑剔，但是如果有人在早班火車上坐在你身旁，不請自來就替你完成填字游戲，那么這種行為將更讓人反感。克里克的才華就像他的聲音一樣與眾不同，雖然從不對別人的項目指手畫腳，但是他總是正確的那一方。20世紀40年代末期，物理系畢業的克里克在研究生期間轉投生物學領域，他在此期間自學了許多關于晶體學的數學理論，而那些復雜的嵌套方程可以讓模糊的剪影轉化為三維結構。克里克與佩魯茨實驗室里大多數同事的研究方向都是蛋白質結構，但是不同之處在于，他從工作伊始就對DNA產生了濃厚的興趣。克里克與沃森、威爾金斯和富蘭克林一樣，也本能地被攜帶遺傳信息的DNA分子結構吸引。

沃森與克里克就像是在游戲廳一起玩耍的孩童，他們兩人之間總有說不完的話。他們后來終于擁有了一間黃色磚木結構的實驗室，這里不僅安放了實驗設備也成就了彼此的“瘋狂夢想”。沃森與克里克仿佛就是兩條互補的核酸長鏈，雖然他們性格里有玩世不恭的狂傲，但是卻無法遮掩兩位學者卓越的才華。他們藐視權威的束縛卻又渴望得到世俗的認可。他們深諳科研體系因循守舊的弊病，卻又懂得韜光養晦的規則。他們渴望成為悠然自得的閑云野鶴，可是又心甘情愿受制于劍橋大學的條條框框。他們甚至自嘲為宮廷中的弄臣。

假如可以找到某位令他們敬畏的科學家，那么恐怕非萊納斯·鮑林莫屬。具有傳奇色彩的鮑林是加州理工學院的一位化學家，他剛剛宣布自己解決了蛋白質結構測定中某個重要的難題。蛋白質由各種氨基酸鏈組成。氨基酸鏈在三維空間中折疊形成亞結構，然后再次折疊形成更高級的結構（讓我們想象一下，某條氨基酸鏈先盤繞成螺旋狀，然后再進一步蜷曲成球形或球狀）。鮑林在研究晶體結構時發現，蛋白質經常折疊成某種典型的亞結構，看上去就像由單螺旋鏈纏繞而成的彈簧。在加州理工學院舉辦的學術會議上，鮑林用魔幻的手法展現了上述蛋白質結構的模型：他在演講結束前一直把模型藏在窗簾后面，然后隨著一聲“變”才正式推出，當時現場被驚呆的觀眾無不為之喝彩。據傳言，鮑林當時已經將注意力從蛋白質轉到了DNA結構上，而沃森與克里克在5 000英里外的劍橋似乎已經感到了迫在眉睫的危機。

1951年4月，鮑林發表了關于蛋白質螺旋結構的學術論文。這篇文章中密布著各種方程與數據，即便是專家學者也會感到論文晦澀難懂。盡管鮑林將關鍵的研究方法隱藏在數字迷霧中，但是克里克對于那些復雜的數學公式了如指掌。克里克告訴沃森，實際上鮑林的模型“只是根據常識判斷的產物，并非復雜數學推理的結果”，他豐富的想象力才是重中之重。“鮑林有時會使用方程來支持論點，其實在大多數情況下可以用文字描述代替……人們無法從X射線衍射照片中辨別出α—螺旋結構，現在關鍵步驟是要確定原子之間的排列順序。就像學齡前兒童的玩具一樣，我們要用分子模型取代紙筆來完成這個過程。”

在鮑林工作的啟發下，沃森與克里克在科學理念上發生了質的飛躍。那么DNA的結構能否通過鮑林的“訣竅”來測定呢？克里克認為，X射線衍射照片固然有助于解開DNA結構的奧秘，然而試圖通過實驗技術來確定生物分子結構則純屬徒勞。“這就好像當你從樓梯上失足摔下之時卻還惦記著從鋼琴音符中分辨出和弦的組成。”但是假設DNA的結構非常簡單，甚至簡單到可以通過“常識”或構建模型來推斷呢？那么能否用某個簡單的組合來詮釋DNA結構呢？

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就在50英里之外的倫敦國王學院，富蘭克林對于用玩具構建DNA模型的想法嗤之以鼻。她執著地專注于自己的實驗研究，并且拍攝了許多愈發清晰的DNA衍射照片。富蘭克林堅信結果就在其中，完全沒有必要再進行猜測。她認為實驗數據是構建模型的前提，而其他方法都是旁門左道。在A、B兩種DNA晶體結構（A型含水量低，B型含水量高）中，B型DNA的結構似乎相對簡單。當威爾金斯提出合作測定B型DNA結構時，驕傲的富蘭克林一口回絕。她認為合作就是一種變相的投降。他們就像兩個爭強好勝的孩子，就連蘭達爾也在不久后被迫介入并將他們分開。此后，威爾金斯繼續研究B型DNA結構，而富蘭克林則專攻A型DNA結構。

這種惡性競爭讓雙方兩敗俱傷。由于威爾金斯在DNA制備過程中質量不過關，因此無法得到清晰的X射線衍射圖。與此同時，盡管富蘭克林能夠得到清晰的衍射圖，但是她卻無法解釋其中的道理（她曾厲聲指責威爾金斯：“你竟敢替我解釋數據？”）。他們兩人的實驗室相距不過幾百英尺，可是這種劍拔弩張的關系卻像兩個處于戰爭狀態的敵國。

1951年11月21日，富蘭克林在國王學院做了一次演講。沃森則受威爾金斯的邀請來參加本次活動。那是個灰蒙蒙的午后，整個天空都被籠罩在倫敦潮濕的霧氣中。老舊陰冷的報告廳隱藏在學院深處的某個角落，這里就像是查爾斯·狄更斯小說中令人壓抑的賬房。沃森就在這區區15位參會人員中，他“身材干癟瘦小且神情局促不安……雖然目光炯炯有神，但卻沒有做任何筆記”。

沃森后來這樣形容富蘭克林的演講：“她表現得非常緊張……言談舉止顯得呆板嚴肅。我有時候甚至在想，如果她摘下眼鏡，然后再換個新發型，那會是什么樣子？”富蘭克林在講話時不茍言笑，演講的方式就像在播報蘇聯的晚間新聞。如果有人在認真聆聽她的演講，而不是只盯著她奇怪的發型，那么他們將會注意到，盡管富蘭克林只是獨自一人躑躅前行，但是她正為之奮斗的目標卻具有里程碑式的意義。她在筆記中寫道：“幾條核酸鏈組成了一種大螺旋結構，其中磷酸位于螺旋外側。”她似乎已經隱約看到了精美絕倫的DNA骨架結構。然而富蘭克林只給出了某些粗糙的測算結果，她對于這種結構的細節未能做出任何解釋。隨后，盛氣凌人的富蘭克林就草草結束了這場枯燥的學術研討會。

第二天早上，沃森興奮地跟克里克描述了富蘭克林演講的內容。當時他們正要登上開往牛津的列車，準備去拜訪著名的晶體學家多羅西·霍奇金。羅莎琳德·富蘭克林在演講中只提供了某些初步的測算結果，因此當克里克向沃森詢問精確數據時，沃森只能做出某些似是而非的答復。在沃森的學術生涯中，這是他參加過的最重要的研討會之一，可是他居然沒有做筆記。

盡管如此，克里克還是理解了富蘭克林的基本設想，然后他們匆忙趕回劍橋開始搭建DNA模型。第二天早上他們就開始動工了，午飯就在附近的老鷹酒吧解決，當然這里還有他們喜歡的醋栗餡餅。兩個人意識到：“從表面上看，通過X射線衍射技術可以反映DNA的結構（無論核酸鏈的數量是兩條、三條還是四條）。”但是問題在于，他們如何才能把這些核酸鏈整合起來，并構建出一個高深莫測的分子模型。

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單股DNA由糖基和磷酸骨架以及與之相連的四種堿基（A、T、G、C）構成，這些堿基看起來就像是某條拉鏈上突起的鏈牙。為了測定DNA結構，沃森與克里克首先要計算出每個DNA分子中拉鏈結構的數量，其中哪些組分位于螺旋內側，而哪些組分又位于螺旋外側。這個問題看起來并不難，可是想要構建一個簡單明了的DNA模型卻談何容易。“盡管該模型只涉及15個原子，但是怎么都無法用夾子固定住那些代表原子的小球。”到了下午茶時間，沃森與克里克還在擺弄那個令人糾結的模型，最后他們終于想出了一個貌似滿意的答案：其中三條核酸鏈相互纏繞形成螺旋結構，糖基與磷酸組成的骨架則位于螺旋內側，也就是說磷酸在這個三螺旋結構的內側。可是他們也不得不承認：“由于個別原子的間距過于接近，因此整個模型看起來有點別扭。”也許這個問題可以通過某些微調來解決。與理想中的DNA結構相比，該模型還算不上完美。沃森與克里克意識到，他們在下一步研究中需要借鑒富蘭克林的定量檢測方法。于是這兩人突發奇想，主動邀請威爾金斯與富蘭克林前來實驗室參觀，而后來他們對此決定追悔莫及。

第二天清晨，威爾金斯、富蘭克林與她的學生雷·戈斯林（Ray Gosling）從國王學院乘火車出發，他們準備一睹沃森與克里克構建的模型。這次劍橋之行令人心馳神往，就連富蘭克林也對此滿懷期待。

然而當他們看到模型之后卻感到心灰意冷。雖然威爾金斯對此感到“失望”，但是他并沒有流露出來。而性格直率的富蘭克林就沒那么客氣了。她只掃了一眼就發現了這個模型的荒謬之處。富蘭克林認為其設計糟糕至極，這個奇丑無比的模型就像是滿目瘡痍的災難現場或者地震后倒塌的摩天大樓。戈斯林后來回憶道：“羅莎琳德拿出她教訓學生的架勢：‘讓我告訴你們毛病在哪兒！’……她在逐條列舉的時候根本聽不進去別人的建議。”她甚至想把這個丑陋的模型一腳踢出去。

克里克試著把磷酸骨架挪到螺旋結構中央，并以此來穩定“搖擺不定的核酸鏈”。可是磷酸帶有負電荷，如果它們在螺旋結構內側相遇，那么彼此排斥會讓DNA分子在瞬間分崩離析。為了解決排斥問題，克里克在螺旋結構中央插入一個帶正電荷的鎂離子，希望它能像分子膠一樣使DNA結構穩固。但是富蘭克林的測算結果表明，鎂離子不可能出現在螺旋結構中央。更糟糕的是，由于沃森與克里克設計的模型結構非常緊湊，因此無法容納足夠數量的水分子。而就在爭分奪秒搭建模型的過程中，他們居然忽略了富蘭克林的一項重要發現：DNA的晶體結構與含水量密切相關。

這次由沃森與克里克主動邀請的參觀反倒變成了對他們的批判。當富蘭克林劈頭蓋臉地把這個模型從里到外說得一無是處時，他們從心底里感到無地自容。克里克看上去非常沮喪。沃森后來回憶道：“他再也無法恢復到從前向窮苦孩子演講時的自信了。”與此同時，富蘭克林對這些“幼稚的解釋”感到怒不可遏。這兩個大男孩以及他們“自以為是”的玩具浪費了她太多時間。于是富蘭克林乘坐下午3點40分的火車憤憤離去。

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與此同時，萊納斯·鮑林正在帕薩迪納的實驗室試圖揭開DNA結構的奧秘。沃森知道，他們在這場“DNA結構測定的競賽”中肯定無法與之匹敵。鮑林不僅在化學、數學以及晶體學領域造詣頗深，同時還在構建模型方面具有敏銳的直覺，因此他的出現不啻平地一聲驚雷。沃森與克里克對此憂心忡忡，他們擔心某天早上醒來，某份8月出版的學術期刊已經發表了DNA結構測定結果，但是署名作者是鮑林，而非他們自己。

1953年1月的第一個星期，他們一直擔心的噩夢似乎就要成真：鮑林與科里撰寫了一篇有關DNA結構的文章，并且將優先出版的副本提供給劍橋大學。而這無異于在大西洋彼岸投下了一枚重磅炸彈。就在得知此事的那一瞬間，沃森覺得“一切都完了”。他瘋狂地把這篇文章從頭到尾通讀一遍，然后找到了文中具有關鍵意義的DNA結構圖。但是當沃森凝神觀察的時候，他立刻意識到“這個結構有問題”。非常湊巧的是，鮑林與科里也提出了DNA三螺旋結構，其中A、C、G、T四種堿基朝向螺旋外側。同時扭曲的磷酸骨架面朝外，位于螺旋內側，看上去就像螺旋樓梯的中柱一樣。然而鮑林提出的DNA結構中并沒有用鎂離子來固定磷酸骨架。不僅如此，他還提出DNA的結構可以通過較弱的化學鍵來維系。這句重要的結論沒有逃過沃森的眼睛。他當即做出判斷：這個DNA結構根本不成立，它完全無法維持穩定。鮑林的某位同事后來寫道：“如果DNA以這種結構存在，那么它將會發生爆炸。”鮑林的實驗沒能實現一鳴驚人，但是他構建的模型卻能導致分子大爆炸。

沃森描述道：“這種低級錯誤令人難以置信，我恨不得馬上就去告訴別人。”他沖到隔壁實驗室，向某位化學家朋友展示了鮑林提出的DNA結構。這位化學家調侃道：“偉人（鮑林）忘記了基礎化學定律。”沃森興高采烈地告訴了克里克，然后兩個人來到他們最喜歡的老鷹酒吧，幸災樂禍地用威士忌來慶祝鮑林的失敗。

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1953年1月底，沃森來到倫敦拜訪威爾金斯，并且順便也到實驗室看望了富蘭克林。當時富蘭克林正坐在實驗臺前工作，她的周圍散落著幾十張DNA衍射照片，而桌上的那本書上則布滿了各種筆記和方程。他們在辯論鮑林文章觀點的時候爭得面紅耳赤。富蘭克林在某個問題上被沃森惹惱，她憤怒地在實驗室里踱來踱去。沃森擔心“富蘭克林在盛怒之下會動手打他”，于是自討無趣地從前門悄悄溜走了。

相比之下，他在威爾金斯這兒就受歡迎多了。由于他們飽受富蘭克林火暴脾氣的折磨，因此彼此之間表現出惺惺相惜，此外威爾金斯在研究上對于沃森的開放程度可以說是前所未有。而接下來發生的事情就讓人有些匪夷所思了，當然也可能只是捕風捉影與主觀臆測的結果。威爾金斯告訴沃森，羅莎琳德·富蘭克林在去年夏季已經獲得了一組全新的B型DNA照片，這些照片的清晰程度令人難以置信，DNA骨架的基本結構幾乎躍然紙上。

1952年5月2日，那是個星期五的晚上，富蘭克林與戈斯林將DNA纖維置于X射線下曝光過夜。雖然鏡頭略微有點偏離樣本中心，但是這張衍射照片在技術上已經堪稱完美。富蘭克林在她的紅色筆記本上寫道：“非常完美的B型DNA照片。”到了第二天（周六）晚上6點半，當其他同事去酒吧放松的時候，富蘭克林還在實驗室里工作，她在戈斯林的幫助下重新調整了鏡頭的位置。星期二下午，她拍攝了新的照片。它看上去比之前那張更為清晰，而這也是她所見過最完美的DNA照片。富蘭克林將其標記為“51號照片”。

威爾金斯走到隔壁房間，他從抽屜里取出這張關鍵的照片，然后將它展示給沃森。與此同時，富蘭克林還待在辦公室里，心中燃燒著憤怒的火焰。她并不知道自己最珍貴的數據剛剛被威爾金斯透露給了沃森。（“或許我應該先得到羅莎琳德的許可，但是我沒有這樣做，”威爾金斯后來對此深感內疚，“那時的情形一言難盡……如果在正常情況下，那么我自然會先征得她的允許，可是即使當時大家相處融洽，她也不會允許別人這樣做……雖然我先看到了這張照片，但是相信沒有人會忽略其中的螺旋結構。”）

沃森立刻就為眼前的照片所震撼。“我在看到這張照片的瞬間即感到目瞪口呆同時心跳也開始加速。該圖案比之前得到的那些結果更加清晰，簡直達到了令人難以置信的程度……只有某種螺旋結構才能在照片中表現為黑十字的模樣……在經過簡單計算后就可以得知該分子中核酸鏈的數量。”

那天晚上，沃森坐在冰冷的車廂里穿過沼澤地返回劍橋，他在報紙的邊緣勾勒出記憶中那張照片的輪廓。沃森首次去倫敦國王學院參加學術交流時沒有做筆記，而他再也不會犯同樣的錯誤。當沃森回到劍橋后，他興奮地從學院的后門一躍而入，他確信DNA結構由兩條相互纏繞的螺旋鏈組成：這種“重要的生物分子成對出現”。

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第二天早晨，沃森與克里克沖到實驗室滿懷熱情地開始搭建模型，整個過程嚴格遵循遺傳學與生物化學的原理來進行。他們在有條不紊開展工作的同時盡量做到精益求精，并且在模型結構內部為關鍵的水分子留下了足夠空間。如果他們想要贏得這場競賽，那么智慧與直覺都不可或缺；只有具備這些條件，他們才能實現心中的夢想。起初，他們試圖把磷酸骨架置于中央，然后讓堿基朝向側面突出來挽救三螺旋模型。可是這種結構不僅看起來搖擺不定，而且狹小的分子間距令人感到十分別扭。沃森在喝了杯咖啡之后對于上述結構不再堅持：也許磷酸骨架應該位于螺旋結構的外側，而A、T、G、C四種堿基則面對面并列于螺旋內側。雖然上述問題剛剛解決，但是更大的難題卻接踵而至。當堿基朝向外側突出時并不需要考慮空間問題：它們只是像螺旋狀花環一樣圍繞著中央的磷酸骨架。然而當堿基朝向內側時，它們相互之間就會發生擠壓與嵌合，很像拉鏈上交錯排列的鏈牙。如果A、T、G、C四種堿基位于DNA雙螺旋結構的內側，那么它們之間就必須存在某些互動與聯系。例如腺嘌呤（A）與其他堿基之間存在什么聯系呢？

某位落寞的化學家曾提出，DNA的堿基之間必定存在某種聯系。歐文·查加夫（Erwin Chargaff）是一位出生于奧地利的生物化學家。1950年，他在紐約哥倫比亞大學工作期間發現了某種獨特的化學現象。每當查加夫消化DNA并對堿基組成進行分析時，他總能發現A與T所占比例幾乎相同，而G與C的比例也十分相近。某種神秘的力量讓A與T以及G與C出雙入對，好像這些堿基天生就相互綁定在一起。然而盡管沃森與克里克了解查加夫法則，但是他們并不知道如何將其用于構建DNA結構模型。

當堿基在螺旋內部的配對問題解決后，他們又面臨著第二個關鍵問題，也就是如何對于DNA骨架的外部尺寸進行精確測算。這關乎模型中各組分的布局問題，并且明顯受到DNA結構空間維度的限制。而富蘭克林的數據又一次在她不知情的情況下發揮了重大作用。1952年冬季，巡視委員會受命前往國王學院審查工作。威爾金斯與富蘭克林準備了一份關于DNA研究最新進展的工作報告，其中就包括許多已經完成的初步測算結果。馬克斯·佩魯茨是該委員會的成員之一，他得到了一份報告副本并將其轉交給沃森與克里克。雖然該報告沒有明確標注為“機密”，但是顯然不能供他人隨意借閱，尤其是那些富蘭克林的競爭對手。

我們至今都不清楚佩魯茨的意圖，以及他為何在科學競爭中故作天真（他后來寫道：“我在行政事務方面缺乏經驗且考慮不周。既然報告上沒有標明‘機密’，那么我就沒有理由為其保密。”）。于是就出現了這種結果：富蘭克林的報告最終到了沃森與克里克手中。他們已經確認糖基—磷酸骨架位于螺旋結構外側，同時相關測量的基本參數已經明確，現在這兩位搭檔開始進入構建模型中最為復雜的階段。起初，沃森試圖通過腺嘌呤（A）配對來連接雙螺旋結構的兩條鏈，他以為相同堿基之間可以彼此配對。但是這樣建立的螺旋結構看上去凹凸不平且分布不勻，就像身著緊身潛水衣的米其林輪胎人。然后沃森試著將模型調整為理想的形狀，但是依然無法得到滿意的結果。直到次日早晨，他才忍痛放棄這個模型。

就在1953年2月28日的清晨，正當沃森忙著擺弄著用紙板制作的堿基模型時，他開始懷疑螺旋內部相互配對的堿基彼此是否相同。如果其中的規律是A與T配對或C與G配對呢？“我突然間意識到，腺嘌呤與胸腺嘧啶形成的堿基對（A→T）在形狀上與鳥嘌呤與胞嘧啶形成的堿基對（G→C）相同……由于這兩種堿基對形狀一致，因此無須對此進行額外修飾。”

沃森現在意識到，堿基對可以輕而易舉地彼此堆疊在一起，然后它們會朝向螺旋結構的中央。如果此時再回顧查加夫法則，那么其重要性不言而喻，鑒于A與T以及G與C彼此互補，因此它們必須以相同數量出現，看上去就像是拉鏈上相互咬合的鏈牙。此事再次提醒我們，最重要的生物分子必須成對出現。沃森根本等不到克里克走進辦公室。“弗朗西斯剛一出現，他甚至還沒來得及跨入大門，我就迫不及待地告訴他，答案已經盡在我們掌握中。”

克里克只掃了一眼就對這種堿基配對模式深信不疑。盡管該模型的具體細節還有待進一步完善，A∶T與G∶C堿基對在螺旋骨架內的位置仍需明確，但這無疑是一項重大突破。該方案設計非常完美，幾乎找不到任何瑕疵。沃森回憶道，克里克“沖進老鷹酒吧，逢人便拉過來附耳低言，然后告訴對方我們發現了生命的奧秘”。

DNA雙螺旋結構是一個標志性的象征，它與畢達哥拉斯三角形、拉斯科洞穴壁畫、吉薩金字塔以及從外太空俯瞰人類居住的藍色彈珠圖像有異曲同工之妙，并且將永久銘刻在人類歷史與記憶中。我認為心靈之眼可以明察秋毫，因此很少在文中引用生物圖表。但是我偶爾也會打破慣例。

兩股DNA鏈纏繞在一起構成了雙螺旋結構。“右手螺旋”是最為常見的DNA構象，就像向右旋轉的螺絲釘一樣扭轉延伸。在DNA分子中，雙螺旋結構的直徑均為23埃（1埃等于1毫米的百萬分之一）。假如把一百萬個螺旋并排碼放在一起，那么可以組成字母O的形狀。生物學家約翰·薩爾斯頓（John Sulston）寫道：“由于雙螺旋結構很少表現出其細長的特點，因此它看起來是一種短粗的樣子。每個人體細胞中DNA的總長度可以達到兩米；假如我們按照比例將DNA放大到縫紉線粗細，那么每個細胞內DNA的總長度將達到200千米。”

在雙螺旋模型中，每條DNA鏈均是由A、T、G、C構成的長“堿基”序列。而糖基—磷酸骨架把這些堿基串聯起來。該骨架向外側扭曲變形成為螺旋狀結構，同時那些附著在內側的堿基就像是旋轉樓梯的踏板。兩條鏈上的堿基相互對應：A與T配對，G與C配對。從互補的角度來說，兩條鏈包含相同的信息：每條鏈都是對方的“倒影”，或者是彼此的回聲（更貼切的比喻是二者互為陰陽）。A∶T與G∶C堿基對之間的分子間作用力將兩條鏈牢固地鎖定在一起。DNA雙螺旋結構可以看作由四個字母（—ATGCCCTACGGGCCCATCG……—）組成的密碼編寫而成，互補的兩條鏈將會永遠通過這種鏡像密碼纏繞在一起。

法國詩人保爾·瓦萊里（Paul Valéry）曾經寫道：“如果你想了解事物的本質，那么就不要被它們的名字迷惑。”如果我們想要了解DNA的奧秘，那么也不能被它的名字或化學結構式干擾。就像人類使用的那些簡單工具（錘子、鐮刀、風箱、梯子以及剪刀）一樣，我們完全可以從分子結構中領悟其功能。只要了解DNA的結構，那么就可以直接掌握這種信息載體的功能。對于生物學中最重要的分子來說，DNA名字的含義與功能相比可以忽略不計。

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就在1953年3月的第一個星期里，沃森與克里克已經成功構建出完整的DNA模型。沃森沖到卡文迪許（Cavendish）實驗室的地下金屬加工車間，督促工人們抓緊時間制造模型零件。整個鍛造、焊接以及拋光的過程需要幾個小時，而在此期間克里克就在樓上焦急地走來走去。當拿到這些閃閃發光的金屬零件后，沃森與克里克隨即開始搭建DNA雙螺旋模型，他們把代表堿基的紙板逐一固定在骨架上，仿佛是在謹小慎微地建造一間紙牌屋。每個零部件都必須處于恰當的位置，同時還要符合已知的分子測算結果。沃森每添加一個組件，克里克就會皺起眉頭，而這種壓力也會令他感到反胃。最后，全部零部件終于成功組裝到一起，感覺就像完成了一幅復雜的拼圖。第二天，他們帶著鉛垂線和尺子回到實驗室，然后仔細地測量各部件之間的距離。無論是角度、寬度還是分子間隙，所有這些測量結果都近乎完美。

第二天清晨，莫里斯·威爾金斯在聞訊后迫不及待地趕到劍橋。他“在轉瞬間……就迷上了它”。威爾金斯后來回憶道：“那個模型高高地佇立在實驗臺上，（它）就是生命的精靈，看上去就像一個剛剛呱呱墜地的嬰兒……這個模型似乎正在自言自語：‘我才不在乎你們怎么想，我知道自己就是完美的化身。’”威爾金斯返回倫敦后再一次進行了確認，他發現自己與富蘭克林最新得到的晶體學數據都明確支持雙螺旋結構。1953年3月18日，威爾金斯從倫敦致信沃森與克里克：“我覺得你們就是一對老謀深算的惡棍，但是你們的確能做到出類拔萃，我喜歡這個創意。”

富蘭克林在兩周之后才見到了雙螺旋模型，她也隨即相信這就是理想中的DNA結構。起初，沃森擔心她會“在咄咄逼人的慣性中落入思維僵化的陷阱”，并且拒絕接受雙螺旋模型。但是聰慧過人的富蘭克林已經做出了判斷。飛速運轉的大腦讓她在第一時間就意識到這是個完美的解決方案。“在這個DNA模型中，糖基—磷酸骨架位于雙螺旋外側，同時獨特的A∶T與G∶C堿基對也符合查加夫法則，因此她沒有理由對于上述事實進行反駁。”正如沃森描述的那樣：“它具有無與倫比的魅力。”

1953年4月25日，沃森與克里克在《自然》（Nature）雜志上發表了《核酸分子結構：脫氧核糖核酸結構》。同期發表的還有一篇由戈斯林與富蘭克林撰寫的論文，他們為支持雙螺旋結構提供了強有力的晶體學證據。而第三篇文章則由威爾金斯完成，他從DNA晶體實驗中獲取的數據進一步印證了該模型的合理性。

但是生物學界似乎存在某種因循守舊的傳統，總是用傲慢的姿態來對待這些重大發現，歷史上孟德爾、埃弗里以及格里菲斯都曾經歷過這種遭遇。沃森與克里克在文章結尾謙虛地提及：“我們已經注意到，文中提出的特定堿基配對直接暗示了某種潛在遺傳物質的復制機理。”DNA最重要的功能就隱藏在其結構之中，它具有在細胞間以及生物體間傳遞遺傳信息的能力。這種不穩定的分子組合不僅記錄了生物體的信息、運動與形態，還為達爾文、孟德爾與摩爾根苦苦追尋的夢想找到了答案。

1962年，沃森、克里克與威爾金斯憑借他們的發現榮獲了諾貝爾獎，可惜富蘭克林卻沒能分享到這種成功的喜悅。1958年，她死于卵巢癌廣泛轉移，當時年僅37歲。而這種疾病歸根結底還是與基因突變有關。

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貝爾格維亞區遠離倫敦市中心，蜿蜒流淌的泰晤士河就途經這里緩緩遠去。當你漫步在文森特廣場的時候，可以看到不遠處的英國皇家園藝協會辦公室。1900年，威廉·貝特森正是在此將孟德爾理論引入科學界，并由此拉開了現代遺傳學的序幕。如果你邁著輕盈的步伐從廣場向西北側行進，那么將會途經白金漢宮南側的花園，從這里可以看到拉蘭特郡別具風格的城鎮住宅。弗朗西斯·高爾頓于20世紀早期在這里提出了優生學理論，他希望通過操縱遺傳技術讓人類走向完美。

英國衛生部病理實驗室的舊址位于泰晤士河對岸以東3英里處。20世紀20年代，弗雷德里克·格里菲斯在此發現了轉化反應，他注意到遺傳物質可以在不同生物體之間進行傳遞，并且通過實驗證明DNA就是“基因分子”。而倫敦國王學院的實驗室就在泰晤士河的北岸。20世紀50年代，羅莎琳德·富蘭克林與莫里斯·威爾金斯在此對DNA的晶體結構進行了研究。如果現在就此轉向西南方向，那么本次旅程將帶你蒞臨位于展覽會路上的科學博物館，參觀者可以在這里目睹“基因分子”誕生的歷史。沃森與克里克搭建的原始DNA雙螺旋模型被放置在一個玻璃箱內，那些左右搖擺的拉桿與經過鍛壓的金屬片鉸接在一起，而支撐這個模型的只是一個鋼制的實驗臺。DNA雙螺旋模型看上去就像是某個瘋子發明的開瓶器，當然也可以將其比作一段精雕細刻的旋轉樓梯，然而只有它才可以銜接人類的過去和未來。時至今日，我們還可以在紙板上看到當年克里克親手寫下的四種堿基符號。

盡管沃森、克里克、威爾金斯與富蘭克林的成果為遺傳學探索開辟了新方向，但是DNA結構在得到破解之后也意味著基因發現之旅步入了尾聲。沃森于1954年寫道：“只要我們破解了DNA結構的奧秘，那么接下來亟待解決的謎題就是，決定生物體性狀的海量遺傳信息存儲于這種分子中的機制。”現在既往的問題已經被當今的焦點替代。雙螺旋結構應該具備哪些特征才能承載生命密碼？這些密碼是如何轉錄并翻譯成為有機體的實際形態和功能？為什么DNA結構會表現為雙螺旋，而不是什么單螺旋、三螺旋或者四螺旋呢？為什么DNA的兩條鏈之間會彼此互補，并且其中的堿基就像陰陽分子一樣按照A∶T以及G∶C的規律進行配對呢？為什么在如此眾多的選項中，只有雙螺旋結構脫穎而出作為所有生物信息的中央儲存庫呢？克里克后來談道：“它（DNA）的美麗不在于外表，而是源自其豐富的內涵。”

圖像是反映事物內在規律的具體表現形式，其中雙螺旋分子的結構圖攜帶著人類構建、操作、修復以及復制的遺傳指令，它承載著20世紀50年代科學界意氣風發的豪情壯志。人類的完美性與脆弱性均隱藏在DNA分子的編碼中：只要我們學會操縱這種化學物質，那么我們將能夠改寫自然、治愈疾病、改變命運并且重塑未來。

當沃森與克里克構建的DNA雙螺旋模型問世后，基因作為代際神秘信息載體的概念正式終結，同時也意味著遺傳學領域從此跨入新紀元。基因作為一種能夠編碼與存儲信息的化學物質或分子，它可以在各種生物體之間傳遞信息。假如說20世紀早期遺傳學領域的關鍵詞是“遺傳信息”，那么到了20世紀末期這個關鍵詞可能就變成了“遺傳密碼”。半個世紀以來，基因是遺傳信息載體的事實已經盡人皆知。而接下來的問題就是，人類能否破譯自身的遺傳密碼。