9月29日 DNA雙螺旋結構的發現 周光召

央視國際 2003年09月30日 15:58

　　主講人簡介

　　周光召院士，1951年畢業于清華大學物理系。1954年畢業于北京大學研究生院。1996-1997年任中科院院長、中國科協主席。1998年當選為全國人大常委副委員長。

　　內容簡介

　　今年是DNA雙螺旋結構發現50週年，是20世紀生物學最重要的發現，這個發現闡明了生物遺傳基因密碼的構成，開闢了分子生物學的新學科領域，為人類從分子水平認識生命過程的發生、遺傳、發育、衰老、進化以及生命體內部細胞和器官的結構、功能和運行的模式，都奠定了堅實的基礎。21世紀將要看到它會對我們人類的生活、生産，産生巨大的影響。

　　發現DNA雙螺旋結構做出重大貢獻的四位科學家，他們在大學學的都是不同的專業，所以他們具有不同的知識背景，在同一時間又都致力於研究遺傳基因的分子結構，在又合作、又競爭，充滿了學術交流和爭論的環境中，發揮了各自專業的特長，為雙螺旋結構的發現，做出了各自的貢獻，所以這是科學史上由學科交叉，而産生的一次重大的科研成果。

　　那麼自然科學的重大科學發現的過程，它不僅是科學家用嚴謹的科學態度，嚴格的科學方法，有敏銳的思維和觀察對自然現象和規律進行的一種探索的過程，它又表現出科學家的個性、他的愛好和他們的觀點，在競爭和合作中所形成的學術思想上的融合、碰撞和衝突，也反映出社會和學術群體的評價，給予他們的鼓勵、包容和壓力，這些都在他們發現的過程中間不停地在起著作用。所以我們不僅應當從自然科學本身的規律出發，去了解這個發現的過程，而且應當從人文和社會的角度來研究這個過程，創造促進創新的條件和環境。

　　研究DNA雙螺旋結構這個重大發現産生的背景、環境和條件，能夠吸取有益的經驗，採取相應的措施，對改進我國基礎研究的環境和氛圍，對促進我國科技創新，是有重大的現實意義的。從DNA雙螺旋結構的發現過程，我們可以得到很多有益的啟示。

　　中國目前正處在科技發展物質條件最好的時期，但是如果能夠迅速創造一個好的人文環境，選好科學前沿的發展方向和領軍人才，吸引一批最優秀的青年，中國科學的起飛是指日可待的。

　　DNA雙螺旋結構的發現》（全文）

　　上世紀最重要的三個大的發現，就是相對論、量子力學和DNA雙螺旋結構，這是20世紀自然科學最偉大的三個發現，都是在物質條件，不是太好的情況下産生的。相對論我們不去説它了，因為愛因斯坦這是一個天才，在1905年發現的特殊相對論。

　　量子力學是在德國發現的，是1925年。而1918年，第一次世界大戰結束，德國是失敗了，而1925年那個時候在德國肯定生活是很困難。然後DNA雙螺旋結構在英國發現的，是1953年，也是在第二次世界大戰以後的英國，那個時候相對來講，它比美國是困難多了，美國當時是惟一沒有受到戰爭影響的一個大國，而且由於戰爭的關係，使得美國非常重視科學，所以在“二戰”以後，美國大量投錢來發展科學。而英國，這個實驗室和這批科學家，是處於一個很困難的境地，但是儘管如此，他們還是發現了DNA雙螺旋結構。所以就可見，我得出來的一個結論，就是投資是很重要的，是一個必要的條件，但是絕對不是一個充分的條件，也不是説在投資不夠的情況下，就不能做出世界最高的、最重要的成果，所以我們就必須要研究，為什麼他們能夠在這樣比較困難的情況下，能做出世界最重要的科學成果，我想這是今天值得我們來深思的一些課題。

　　那麼今年，是DNA雙螺旋結構發現50週年，這個是20世紀生物學最重要的發現，這個發現闡明了生物遺傳基因密碼的構成，開闢了分子生物學的新學科領域，為人類從分子水平認識生命過程的發生、遺傳、發育、衰老、進化以及生命體內部細胞和器官的結構、功能和運行的模式，都奠定了堅實的基礎。

　　同時DNA的發現和後來緊接著的由RNA轉錄、翻譯為蛋白質的中心法則的發現，以及後來發明的基因重組和克隆技術，就使人類獲得了嶄新的干預生物進化和優化生物功能的途徑，為農業、林業、醫療、環保、化學、材料、信息和能源工業都提供了新的發展途徑，像品質優良，抗擊性強的轉基因和克隆的生物，改變結構提高功能的蛋白質，用於醫療檢測和環保監測的生物芯片，高療效個性化的基因治療藥物，克隆器官，生産化學工業原料，有機材料和可再生能源的轉基因的生物工廠，DNA計算機，用於控制和消除環境污染的轉基因微生物等等。所以不僅是一個非常重要的基礎性的發現，而且在應用方面，我想21世紀將要看到它會對我們人類的生活、生産，産生巨大的影響。

　　那麼DNA雙螺旋結構的發現，做出重大貢獻的科學家有四位，是弗郎西絲克裏克、詹姆斯沃森、莫裏斯威爾金絲、羅薩琳富蘭克琳這四位，當時都是在戰後的英國工作的，他們發現的時候都在英國實驗室裏面。此外，有一位美國的著名科學家叫裏納斯鮑林，他是美國惟一參與這個競賽的，他也是很想做出這個DNA結構的一個人。還有一位是叫做傑裏多洛，在他們發現DNA雙螺旋結構的時候，他提供了非常重要的意見。

　　那麼這四位中間，最後一位是位女科學家，1962年他們獲得諾貝爾獎的時候，她已經去世了，而諾貝爾獎又只能發給三個人，所以就發給了前面這三個。發現DNA雙螺旋結構的四位科學家中，只有沃森是畢業于生物專業的，克裏克和威爾金絲是畢業于物理專業，富蘭克琳是畢業于化學專業，他們在大學學的都是不同的專業，所以他們具有不同的知識背景，在同一時間又都致力於研究遺傳基因的分子結構，在又合作、又競爭，充滿了學術交流和爭論的環境中，發揮了各自專業的特長，為雙螺旋結構的發現，做出了各自的貢獻，所以這是科學史上由學科交叉，而産生的一次重大的科研成果。

　　那麼自然科學的重大科學發現的過程，它不僅是科學家用嚴謹的科學態度，嚴格的科學方法，有敏銳的思維和觀察對自然現象和規律進行的一種探索的過程，它又表現出科學家的個性、他的愛好和他們的觀點，在競爭和合作中所形成的學術思想上的融合、碰撞和衝突，也反映出社會和學術群體的評價，給予他們的鼓勵、包容和壓力，這些都在他們發現的過程中間，都不停地在起著作用。所以我們不僅應當從自然科學本身的規律出發，去了解這個發現的過程，而且應當從人文和社會的角度來研究這個過程，創造促進創新的條件和環境。

　　研究DNA雙螺旋結構這個重大發現産生的背景、環境和條件，吸取有益的經驗，採取相應的措施，對改進我國基礎研究的環境和氛圍，對促進我國科技創新，我相信是有重大的現實意義的。

　　我們現在來看看DNA雙螺旋結構發現的背景。絢麗多彩的生物世界，它是怎麼樣産生的？成千上萬種不同性狀和習性的生物之間有什麼關係，這就是自古以來人們一直在追問的一個問題。那麼到了1859年，達爾文發表了《物種的起源》一本書，就提出了生物進化的學説，那麼不同的物種，它有共同的祖先，它們是由同一個祖先發展而來的，而這個共同的祖先是通過遺傳變異，生存競爭和適應選擇逐步發展起來的，所以遺傳在我們生命的世界中，是起了非常重要的作用。這個在歷史上當然不斷有人提出來，但是達爾文在這裡是系統地提出來了這樣一個學説，那麼遺傳機制一直是生物學家關注的重大課題。那麼在達爾文提出進化論不久，1865年孟德爾通過豌豆子代性狀顯示的規律，他把豌豆一代一代培育起來，然後去研究它們的性狀，就發現由父母向子代遺傳，並且能夠一代一代遺傳下去，今天我們把它叫做基因的這種遺傳信息的單位。孟德爾他寫了一篇文章，但是很少有人去看，所以誰也不知道。就説再過了三十幾年以後，他的這結論被另外幾位科學家又重新再發現，這就説明科學的傳播不夠的時候，科學的成果就不能起到它應有的作用，這個至少使得我們生物學的進展推遲了幾十年。

　　那麼1869年，一位科學家叫梅肖爾，他從魚的精子細胞核中間分裂出有DNA分子，但他不知道是幹什麼用的，不知道這裡頭有個叫做DNA分子的這樣的東西。1882年，另外一位科學家弗來明，他發現了染色體。1914年羅伯特浮戈發現DNA是可以染色的。到1910年的時候，美國科學家摩爾根，他研究果蠅的遺傳規律的時候發現，遺傳信息是位於染色體上面，所以知道染色體跟遺傳有非常大的關係。

　　但是染色體上面它有DNA還有蛋白質，以後相當長的一段時間裏，人們更多猜測這個蛋白質是遺傳信息的載體，到底是蛋白質、還是DNA是遺傳信息載體，這個很長時間都弄不明白，認為蛋白質是，染色體和DNA就在細胞核裏面，人的染色體一共有23對，那麼我們可以知道這個染色體，它有DNA和蛋白質，從染色體裏面可以拉出一條長鏈來，這個長鏈就是DNA，這個DNA纏繞在一些蛋白質上面，就能夠形成我們叫染色體的這個形狀，這是我們現在的認識，當年一八幾幾年沒有這種認識。

　　那麼同時在20世紀20年代的時候，科學家戈裏菲斯他就發現了一個叫轉移因子，這個轉移因子，實際上就是我們現在所謂的基因。那麼以後生物學家研究轉移因子，當時叫轉移因子，現在叫基因，到底是碳水化合物呢？是脂肪呢？是蛋白質呢？還是DNA？因為淡水化合物和脂肪很容易被提掉，所以很快就知道不是的，但對是蛋白質還是DNA，就不容易做出判斷，因為這個染色體它既有蛋白質又有DNA，作為化學分子來講，這個DNA比較簡單，它不可能是的，那現在我們知道這個想法是錯的。

　　然後到了1944年，才有幾位科學家，他們初步確定這個轉移因子是在DNA中間，不是在蛋白質中間。但是儘管如此，一直到“二戰”結束還是有很多人懷疑他們這個實驗的結論，在1950年的時候，有一位科學家叫洽嘎弗，他指出這個DNA中間的核苷酸分子，A和T、C和G的數目是相等的，就是A和G是嘌呤分子，T和C是嘧啶分子，就發現不管你這個DNA從那裏取來，裏邊的A和T的數目、G和C的數目都是一樣的，那麼如果你要相信1944年那個結論，DNA是遺傳物質，又有了洽嘎弗定則的話，其實發現DNA分子結構的時機就成熟了，因為這是兩個非常重要的實驗，已經一個顯示的DNA是遺傳信息，另一個，這個定則在一定程度上就告訴你，將來遺傳的這個信息是怎麼樣産生的，不過在這裡要説明，儘管這些實驗已經指明了方向了，多數科學家還是不太相信，只有少數的科學家，其實我們剛才講那四位科學家，加上鮑林，他們早就相信是DNA了，比較早地相信，所以他們起步就早，當1953年他們就得到了這個發現，這裡頭實際上也有科學家的思維方法問題。那我們看他們是怎麼來發現這幾個關鍵問題的。

　　在講這個之前，還有一件很重要的事情，就是這裡邊最重要的發現者是克裏克、沃森，他雖然一個是物理學出身的，一個是生物學出身的，可是他們兩個人當時都在一個物理實驗室裏邊工作，這個物理實驗室，就是劍橋大學裏邊的一個物理學實驗室，叫做卡文迪什實驗室，這個實驗室原來是從事物理學的，它在20世紀初的物理學革命中，扮演了非常重要的角色。從1884年開始，它就是由著名的發現電子的物理學家叫做湯普森，就是首先發現電子的這個物理學家，他來做室主任。到1919年又由發現原子結構，就是我們現在知道原子核在中間，電子在周圍繞的，這麼個結構的，一個也是很著名的物理學家恩斯特羅斯福他來做這個主任。那麼在“二戰”以前，卡文迪什實驗室在原子物理、原子核物理領域是當時世界上最著名的一個研究中心，它不僅出了很多重要的科研成果，而且形成了使其長盛不衰的學術風格和傳統，在這個實驗室又發明了中子，做出了世界第一台加速器等等，有非常重要的發現。

　　那麼對這個實驗室，下面我想引一個美國學生的一個回憶，當時他在這個實驗室做學生，他説這個實驗室是很難描寫的，就是説它是把一種比較矛盾的風格結合在一起的，這個一方面，因為它這個主任都是非常著名的科學家，所以主任在這個實驗室裏邊有一種決定性的作用。但是另外一方面，它裏邊的人又沒有什麼限制，又是非常之獨立思考的，而且他的學生之間是有很好的友誼。比如説他一個學生可以發現另外一個學生做得不對，他就可以直截了當跑到那兒去，跟他講你做的什麼什麼不對，而且證明他不對，這個在很多其他地方是做不到的，因為這樣一做，這個友誼就要破壞了，這是他講的一段話。第二段話他説，使他覺得相互矛盾的這種性格，是學生和教授之間的這個關係。這毫無疑問，當時這些教授都是非常有名的，但是每個人都是獨立思考，他説在這裡，教授的理論和實驗所遭受學生的批評並不亞於其他的人，就是説學生可以隨意地在這個討論中去評、和教授去爭論，我想這個很可能是他們的一個非常重要的風格和傳統，也是中國今天最缺乏的，需要怎麼樣來解決的一個問題。

　　那麼“二戰”結束以後，鋻於核科學研究，對國家安全的重要性，當時包括英國在內，就覺得不應該再在卡文迪什一個大學的實驗室裏邊進行，就專門為此成立了一個國家的實驗室，是在另外一個地方，那是專門來從事核物理的，所以從事核物理的這些科學家，他們的研究就轉移到新的實驗室去了，而且錢也就轉移過去了，這樣卡文迪什實驗室就沒有經費了，因為它的主要經費來源都轉移到別的地方去了，而且主要的一批科學家也轉移過去了，所以它不僅是經費短缺，而且原來的研究方向也就喪失了，就是面臨一個很大的考驗。這個實驗室當時的主任叫做布拉格，他當機立斷地就把卡文迪什實驗室的發展方向，從純物理研究轉到兩個方向，一個是用戰時他們自己的科學家發展出來的雷達探測技術，用這個來發展射電天文，以及另外一個就是布拉格，是個有名的，也是得了諾貝爾獎金的物理學家，他得諾貝爾獎金是因為他在X光的分析上面做出了傑出的貢獻，而且他做這個貢獻時的年紀很輕，他大概是最年輕的得諾貝爾獎的，他25歲就得了諾貝爾獎金，跟他父親一起，那麼他本人和他父親在卡文迪什實驗室發展出的X光晶體分析技術，來進行生物大分子結構的跨學科的研究，使他轉了兩個完全跟原來不同的新的方面上去了，那麼沒有錢怎麼辦，他一方面是支持他的兩個部下，一個叫瑞勒，一個叫拉特科裏夫，他們去收集軍隊不要的雷達，當時仗打完了，軍隊有些不要的雷達，就組成了原始的射電望遠鏡，他又從醫學研究委員會，大概在英、美，這個醫學研究委員會，一般都是經費相對比物理學要多的一個地方，就組成了由馬克思佩魯茨和約翰肯德魯為首的研究蛋白質晶體結構的小組，就是用X光來做蛋白質結構晶體的分析。那麼這幾位科學家，剛才提到這四位都得過諾貝爾獎金，因為他們這個工作都是在最前沿，克裏克是馬克思佩魯茨的研究生，他大概是1948年去的，沃森是1951年去做了約翰肯德魯博士後，沃森他是博士畢業了，他們兩個都加入了這個蛋白質結構分析的小組，但是這兩個人，都對DNA有濃厚的興趣，他們是很少有的，又比較年輕，又不信大多數人所相信這個蛋白質是遺傳信息這種説法的人，他們對DNA分子結構具有濃厚的共同興趣，他們就密切合作、共同討論、堅持不懈，最後就發現了DNA雙螺旋結構。所以他們不是領導交給的任務，而是自選課題選出來的，這點也值得我們思考。

　　布拉格的遠見，在困難的條件下，保證的卡文迪什實驗室在這兩個新興學科上做出了輝煌的成果，發現了類星體，脈衝星，DNA雙螺旋結構，確定了血紅蛋白這個結構等等，造就了一大批諾貝爾獎金獲得者，為戰後英國的科學爭得了極高的榮譽。

　　那麼當時在美國，20世紀50年代初，還有兩個知名的研究小組，來做DNA分子結構的研究工作，一個是在美國加州理工大學，由當時知名的量子化學家鮑林來領導，他在1950年成功地發現了蛋白質的α螺旋結構，並且從那個時候起，他就開始DNA分子結構的分析工作，他這個α螺旋的結構，對DNA的發現，也起了很重要的作用，因為他是第一個用分子形成螺旋這種結構生物大分子之人，所以就啟發了很多的人，在研究DNA的時候，考慮那是一個螺旋結構。

　　那麼還有一個小組，就是威爾金絲和富蘭克琳，他們在英國倫敦皇家學院的兩個人，這個威爾金絲是個學物理的，他戰爭時候是參加了曼哈頓計劃，就是美國的核武器研製的曼哈頓計劃，戰爭完了以後他就回來到了英國，他是開始用X光分析DNA晶體結構最早的一個物理學家。那麼1951年，富蘭克琳加入進來了，但是富蘭克琳的技術非常之高，所以她很快就獲得了更清楚的DNA的照片。由於他們所提供的X光照片，就成為發現雙螺旋結構最重要的實驗根據。富蘭克琳不僅拍出了當時最清楚的DNA結構的照片，而且指出了沃森和克裏克早期構造的DNA結構模型的錯誤，但好幾次沃森、克裏克想跟她合作，都被她拒絕了，這也可能傷害了他們的自尊心，我想可能是因為男的看不起她，她大概也看不起男的，總之這裡頭有點問題，她不願意跟男的合作，以至於沃森和克裏克在1962年他們得諾貝爾獎的時候，他們做了一個報告，這個報告裏頭引用的98篇文章，一次也沒有提到富蘭克琳的工作，這個非常是不公平，因為底下我們要看到，正是由於富蘭克琳的工作，才使得沃森和克裏克得出了這個雙螺旋結構的結論的。 這裡有一位畫家打抱不平，就畫了一張富蘭克琳的像，裏面畫了兩個富蘭克琳的像，一個是紅的，一個是藍的，紅像的臉後邊就是沃森和克裏克，裏頭畫了沃森和克裏克在討論這個DNA雙螺旋結構，右下角有一個小的像就是威爾金絲，他把富蘭克琳畫得這麼大，把威爾金絲畫這麼小，把沃森和克裏克畫在她的腦袋裏邊，實際上説明的意思就是沃森和克裏克所得的很多結論，實際上是因為她的貢獻而得來的，某種意義上表示這個意思，我想可能是這位畫家他是打抱不平。後來從富蘭克琳的工作筆記中發現，在沃森和克裏克發表他們雙螺旋結構文章的前夕，除了這個配對方案以外，她已經獨立地得到了相同的結論，作為有經驗的化學家，她必定會在短期之內解決這個問題，如果不是當時英國科學界對婦女的歧視，和開始的時候威爾金絲對她不夠尊重，造成兩人之間的不合，影響了他們的工作進度，那完全可能最先發現雙螺旋結構的桂冠，會落在威爾金絲和富蘭克琳的頭上。雙螺旋結構的發現過程，是有一定的戲劇性的，當事人的回憶也不盡相同，褒貶也不一，這大概是因為每個人都想把自己的功勞説得大一點，而當事人的個性和複雜的人際關係，在其中又起了相當大的作用。下面我就以沃森和克裏克這一組為主線做一個簡單的介紹。

　　沃森是一個天才，20歲大學就畢業了，22歲就得了動物學的博士學位，並且得到了一年的資助到哥本哈根去從事病毒的DNA研究。他很早就對DNA很感興趣，在歐洲一次學術會議上，他聽到了威爾金絲報告DNA結構的X光分析，他的印像是很深刻的，所以他就想做DNA分子結構的破譯工作，那時他是一個剛畢業的學生，在他要申請下一個博士後工作崗位的時候，他曾經做了一些考慮，他覺得鮑林已經很有名了，不會花時間幫助他，他當時認為他是一個小人物，所以他決定不去。同時他對威爾金絲的報告很有興趣，他跟威爾金絲談，但是威爾金絲對他好像沒有顯出很高的熱情要把他留下做博士後。所以他就申請到了卡文迪什，去做了博士後。在1951年的時候，開始跟克裏克一起工作，克裏克他是在戰前就已經在物理系畢業了，在戰時他也是從事軍事、軍工，所以做過磁性地雷和雷達的研發，他在戰後讀了一個物理學家薛定諤寫的書，這本書是《生命的本質》，是物理學家寫的，是量子力學的發明人之一，這個書裏邊當時是按照物理學家的觀點，指出來研究決定生命現象內部的分子結構是非常重要的，因為物理學家是還原論了，至少在很長時間之內，一切東西都是由分子、電子、原子所決定的，生命現象他認為也不應該有所例外，所以他這本書特別強調了這一點。受這個影響，克裏克就決定改學分子生物，他就重新到卡文迪什實驗室去做研究生，沃森來的時候，他正在從事紅血球的X光晶體分析的博士論文工作，那是1951年，那個時候他已經35歲，他也是當時和沃森一樣，少數堅定相信DNA是遺傳物質載體的人之一，這點是使得他們成功很重要的因素，因為他們並沒有盲從當時大多數的科學家相信蛋白質是遺傳載體，就是説比較普遍的這種觀念，而是有自己很明確的想法。

　　這個沃森和克裏克他們認定了，大概是克裏克的一段話，説所有生命的現象，都是在分子的層次所産生的，所以如果不懂得這些分子的話，我們不可能懂得任何的生命現象。當然他説得稍微過頭一點，不過他堅定地相信這個，才能使得他倆認為基因的三維分子結構是了解生命現象的關鍵，是應當抓緊研究的重大課題，那麼這個認識，使得他們能夠排除一切困難，緊密合作，抓住這個題目不放，最後終於獲得成功。剛才講了他抓住不放的，是他自選的課題，那麼由於當時的布拉格和倫敦皇家學院有一個君子協定，這個君子協定就是卡文迪什實驗室只做蛋白質的X光分析，DNA的X光分析是由皇家學院進行，因此沃森和克裏克他們只能到皇家學院，才能得到有關的實驗數據，他們在卡文迪什是得不到的，那麼在這個情況下，他們是在一些並不是條件非常優越的情況下，來完成他們自己熱衷的研究工作的。

　　最初，沃森以書本上的核苷酸化學結構為出發點，認為基對是由相同的核苷酸分子通過氫鍵組成的，就是他原來以為A、G、C、T四個分子，A和A配對，C和C配對，因為按照當時他所認識的這個分子結構只能這樣配對，但是這樣一配對，就不能解釋剛才那個洽嘎弗規則，就不可能是A的數目和T的數目相等，C的數目和G的數目相等，而且我們剛才講了這個嘌呤分子，它是有兩個六角形，所以它比嘧啶的分子大，如果這樣來組成一個雙螺旋的話，這個雙螺旋就忽大忽小了，這個直徑就不可能統一，所以他覺得也不太對，他就找到當時在隔壁有一個工作的化學家叫傑裏多洛，徵求他的意見，這個傑裏多洛就指出來，他説你用的這個核苷酸化學結構是不對的，更對的是他用的叫做稀醇型的，是氫和氧原子結合，這個不對，他説應該是氫和氮結合的一個酮類型，他説用這樣一個分子結構你再試試。結果第二天，沃森就得到了正確的核苷酸分子，A和T、C和G配對的這個模型，他和克裏克也早已確認兩條骨架鏈應該是反平行的，有了這些認識，他們很快就創造出一個新的模型，也就很快得到威爾金絲和富蘭克琳的認可，必須A和T配對，G和C配對。有了這樣一個配對以後，當然就很清楚了，這兩條模型，兩條鏈，是完全相同的信息，因為它是嚴格配對的，一個可以作為另外一個模板，而且打開了以後，兩個可以作為新的模板，可以創造出兩條新的DNA長鏈來，糖和磷酸在外邊， A、T、C、G遺傳信息單位在裏邊，而且外邊的骨架是反平行的。

　　那好了，我們從剛才講的這些故事中間，能夠得到些什麼啟示？從DNA雙螺旋結構的發現過程，我們可以得到很多有益的啟示。一個，是把一個學科發展成熟的知識技術和方法，應用到另一個學科的前沿，能夠産生重大的創新成果，學科交叉是創新思想的源泉，物理的分析方法和化學關於分子結合鍵的知識，對建立正確的DNA雙螺旋結構起了決定性的作用。

　　第二個是科學的發現，是一個知識不斷積累，認識不斷深化的一個過程，我在前面講了一段很長的歷史，在DNA雙螺旋結構之前，有上百年的歷史，科學家都在追求怎麼來認識遺傳和基因，所以善於學習和鑒別，對已有的結論經過去粗取精，去偽成真，有選擇地繼承並且加以發展，才能做出重大創新。重大的科學發現，它不會孤立出現，在它之前，必然已經有前人大量的探索，它不斷突出矛盾，不斷掃清外圍，等待著幸運兒的出現。因此只有掌握了前人發展的全部關鍵知識，但是又不盲從，才能站在巨人的肩膀上抓住機遇，實現突破。

　　第三，高明的學術領導人，像布拉格他善於利用自己積累的知識優勢，發現學科交叉的切入點，及時開闢新的發展方向，他領導的集體有寬鬆的學術環境，沒有權威意識，能夠人人平等地展開嚴肅的學術爭論，他支持青年的創意，可以完成指定工作之餘來進行自由選題。

　　第四，選擇有戰略意義的重大課題，堅持不懈地努力是非常重要的，因為取得重大發現的路程，不會一帆風順，中間會出現失敗和挫折，像克裏克和沃森中間就出現過重大的失敗，所以進入新領域的青年科學家必須像克裏克和沃森那樣充滿自信、不畏艱險、不怕失敗、不怕嘲笑，以堅定不移的努力去實現自己認定的這個目標。

　　第五，要敢於競爭，更善於合作，克裏克和沃森之能最後成功，在於他們兩人之間有良好的人際關係，既能夠頑強地堅持己見，又能夠靈活地傾聽對方的意見，在爭論中間互相尊重，發揮各自的長處，最後服從真理，很快達成一致，他們很善於在競爭中間來合作，使得他們能夠從皇家學院得到重要的實驗數據，善於向周圍科學家請教和學習，使他們最快地得到了正確的核苷酸配對的這個方式。

　　第六，實驗是檢驗科學理論惟一的標準，保持理論和實驗的密切合作，是取得重大發現、證明理論正確的關鍵，鮑林兩次獲得諾貝爾獎，是有豐富經驗的化學家，如果他有機會像沃森那樣，早一點看到這個X光照片的話，那完全有可能他會先發現這個DNA雙螺旋結構，因為他已經發現過蛋白質的α螺旋，他對這個螺旋已經有很多的認識。所有這些都再一次説明，當重大發現的時機一成熟，在何時何地由何人發現，這是有很多因素綜合決定的，確定最有發展前途的研究方向，創造適合重大發現的學術環境和條件，識別和支持優秀人才，是各級科學研究機構的領導者應當首先關注並且加以解決的問題。

　　我想我們國家目前的科研環境還不夠理想，特別需要加強人文環境的建設，要創造一個科學團體內部，不同學術思想，通過競爭、選擇、優化、融合而不斷進化的自學、自組織的發展模式，同時從政策上要改進評價體系和經費分配的方式，改革個人收入與科研課題經費挂鉤的做法，抑制急功近利和課題越變越小的單幹傾向，要鼓勵探索性強的自選課題，對一時的失敗要給予寬容，從輿論和政策上要反對近親繁殖，權威把持，堅持在學術問題上人人平等，要在強調專業深入的同時，加強最新科學成果，向周邊相關學科的滲透和應用。要經常向專業人員進行擴大知識面的教育，要創造條件，鼓勵不同學科專業人員進行學術交流，推動他們針對重大科學問題進行跨學科的探索和合作。優秀的人才要通過競爭來進行識別，學術評價要通過充分的學術爭論達到認識上的一致，研究群體要通過提高科學道德和保護知識産權，達到和諧和協同。要提倡民族特別是青年的自信心和團隊精神，敢於向權威挑戰，通過學習和首創達到超越。

　　我想結論簡單地説一下，中國目前正處在科技發展物質條件最好的時期，當然還可以更好了，我們也希望更好，但是如果能夠迅速創造一個好的人文環境，選好科學前沿的發展方向和領軍人才，吸引一批最優秀的青年，中國科學的起飛是指日可待的，謝謝。