DNA之父沃森:“科学种族主义”阴影下的双螺旋人生

DNA之父沃森:“科学种族主义”阴影下的双螺旋人生
2019年04月11日 09:41 新浪科技综合

  来源:科普中央厨房 | 北京科技报

  新媒体编辑/陈炫之  

  文/记者 刘辛味 编辑/陈永杰

  他是一位科学家,发现DNA双螺旋结构;却因频频发表涉嫌种族歧视言论被解除荣誉职位。精彩与争议,一直伴随这位诺贝尔奖得主。

  “基因是导致智商测试中黑人和白人之间差异的原因。”这是被誉为DNA之父、曾获诺贝尔奖的美国科学家詹姆斯·沃森(James Watson)在今年1月美国公共广播公司(PBS)播放的纪录片《美国大师:解读沃森》中表达的观点。节目播出后,沃森的种族歧视言论引起轩然大波。沃森为之奋斗后半生的冷泉港实验室也被迫发表声明,称其“毫无根据而且鲁莽”,并解除了沃森的荣誉职位。

  其实这不是第一次沃森发表类似言论,作为世界上最著名的科学家之一,他屡次发表不当言论,与他伟大的科学贡献成了鲜明对比。回顾他的一生,不难发现,这就是真实的沃森。

  一本书让他走上破解遗传密码之路

  沃森于1928年4月6日出生在美国伊利诺伊州芝加哥市,拥有英格兰、苏格兰和爱尔兰血统的他从小就展示了过人的才智。12岁时,他登上“儿童智力测试”(Quiz Kids),这是上世纪40~50年代美国全国广播公司(NBC)出品的极受欢迎的问答节目,由此节目发展出了流行语”神童(Whiz Kid)”一词。沃森算得上是一位神童(虽然在智商测试上只有120),他15岁就通过一个为有天赋的青少年设立的奖学金而进入了芝加哥大学。受到他父亲的影响,沃森在孩童时代一直对鸟类感兴趣,促使他在四年后获得了动物学的学士学位。

▲1947年沃森本科毕业时 来源:simonsfoundation.org▲1947年沃森本科毕业时 来源:simonsfoundation.org

  在大学中需要系统的学习生物学课程,其中就包括遗传学,但沃森当时觉得很无趣,他更专心于鸟类。但他读过著名物理学家薛定谔的《生命是什么》之后,兴趣发生了转变。薛定谔试图用物理学的方法诠释生命现象,提出遗传分子存在某种有序的结构使其能复制遗传信息,如何复制遗传信息是所有人的未解之谜。这本从讲座整理而来的小册子影响了一代青年科学家,让他们走上了破解遗传密码之路,沃森是其中之一。

▲薛定谔《生命是什么》 来源:Kuenzig Books▲薛定谔《生命是什么》 来源:Kuenzig Books

  本科毕业后,沃森申请加州理工学院,这里化学家鲍林(Linus Pauling)正在用物理学手段研究蛋白质结构,并试图用同样方法解决DNA的结构。然而加州理工拒绝了这位长时间摆弄鸟类标本的年轻人,原因是认为他缺乏物理学和化学训练。当时的大环境还受美国曼哈顿计划影响,物理学属于更“高端”的学问。第一志愿未成,沃森申请了哈佛大学,沃森在自传中写道,“哈佛就是哈佛,没有理由”。可是这里不提供经济补助,沃森没能前往这个圣地。

  沃森的第三志愿是印第安纳大学,这里同样以研究DNA闻名,该校的遗传学家穆勒(Hermann Muller)在他申请的前一年因发现X射线诱导突变获得了诺贝尔生理学或医学奖。

  最终沃森获得了印第安纳大学的奖学金,3年后,22岁的沃森获得了博士学位。沃森毕业论文是在卢瑞亚(Salvador Luria)指导下做的研究X射线对噬菌体病毒影响的研究,这位导师后来成为1969年的诺贝尔奖得主。他们的团队工作让当时的遗传学实验从对果蝇转向了微生物,探寻基因的本质。

  从未入流选手到诺贝尔奖获得者

  在沃森的博士时期,染色体中的蛋白质是遗传物质的传统观点仍占据一席之地,当沃森前往冷泉港实验室交流,了解到了关于DNA的最新实验,确信DNA是负责传递遗传信息的物质,并且有一个可以被解释的结构。这一想法也被认为是他最终发现DNA双螺旋结构的成功因素之一。

  博士毕业后,沃森去了哥本哈根大学做博士后工作,本来他想成为生物化学家,但发现生物化学跟基因没什么关系,那里还是围绕核科学在做研究。不过,那时他参加了在那不勒斯举行一场学术会议,遇见了威尔金斯(Maurice Wilkins),这位也读过《生命是什么》的物理学家展示了DNA的X射线衍射图,沃森非常兴奋。可威尔金斯并未太理会这个年轻人。在因发现DNA双螺旋结构而获诺奖的三人中,威尔金斯是最被忽视的,他自己的自传的名字就是“双螺旋结构的第三人”。也有历史学家认为这次会议上俩人没有合作成功,否则DNA结构会以两人命名。

▲1953年威尔金斯在加工车间搭建了DNA模型 来源:mrc.ukri.org▲1953年威尔金斯在加工车间搭建了DNA模型 来源:mrc.ukri.org

  沃森来到剑桥卡文迪许实验室,这里是那时研究X射线晶体学最好的地方。他在遇到了克里克(Francis Crick),两人一拍即合。原因从学术角度来说,他们都认为阐明DNA分子结构是了解遗传的关键,是科学理论的重大突破,希望能走一条“捷径”直接建立DNA模型。

  另外一方面,是俩人的个性。23岁的沃森带有美国自由做派,穿着和谈吐都与英国绅士风格格不入。后来和沃森一起获得诺贝尔奖的克里克还是个35岁的在读博士(最初读博时被二战打断),虽然年龄比沃森大了不少,却还是很莽撞,生活事业都不太如意。后来,沃森认定他的这位伙伴也是一位天才。这两人的合作也成为了科学史上的一段佳话而广为流传。当然,因为他们两人的合作过于耀眼,也使威尔金斯和富兰克林(Rosalind Franklin,英国女科学家)的贡献容易被忽略。

▲沃森和克里克(左)来源:CSHL▲沃森和克里克(左)来源:CSHL

  沃森与克里克当初更像是未入流选手,因为两人都没有化学背景,关于化学键的问题还要再找教科书自学,再用纸板和铁丝搭建结构,他们还不知道教科书中有新知识未补充进去,成为了他们研究的小小的阻碍。

  要知道当时与他们同时竞争的另外两个团队,一是鲍林,给出了蛋白质α螺旋结构,正在用同样的方法研究DNA。二是伦敦国王学院威尔金斯与富兰克林(Franklin)拍摄了DNA的X射线衍射图。实际上,除了读过《生命是什么》,克里克对DNA的兴趣更多来自他的好友威尔金斯,他们经常一起讨论。

  沃森和克里克最初提出了一种三螺旋结构,结果被富兰克林进行了严肃的批评。剑桥的两位男士被伦敦国王学院的女学者直接说“你们没能力构建模型”,似乎让卡文迪许实验室的领导布拉格(W。 L。 Bragg)很没面子。他下令让沃森和克里克停止DNA的研究,两人的研究一度转成了地下工作。但因为鲍林的工作,让沃森很有危机感。

  由于威尔金斯和富兰克林有些矛盾,加上当时女科学家的处境更加困难,富兰克林很快转向了其他研究。威尔金斯把富兰克林拍下的高清晰度的B型结构的照片给沃森和看过后,沃森坚定了双螺旋的想法——而这是富兰克林所反对的。

▲富兰克林和她助手拍下的51号照片,被认为是破解DNA结构的关键。来源:askabiologist.asu.edu▲富兰克林和她助手拍下的51号照片,被认为是破解DNA结构的关键。来源:askabiologist.asu.edu

  “我一看照片,立刻目瞪口呆,心跳也加速了。毫无疑问,这幅图比以前A型结构要简单的多,而且只有螺旋结构才会呈现照片中醒目的交叉形的黑色反射线条”,沃森在《双螺旋》一书中写道。

  沃森和克里克还得到了富兰克林未发表的数据,通过这些数据他们发现了碱基配对的完美双螺旋模型,从此开创了分子生物学的全新领域。1953年4月,他们在《自然》杂志上发表了一篇很短的文章,最终这篇短文让他们两人获得了1962年诺贝尔生理学或医学奖。

  组建“RNA领带俱乐部”

  1956年,当沃森等人搞清楚了DNA自我复制的生化机制后,他接受了哈佛大学的职位,工作重点放在了RNA在遗传过程中的作用,希望破解RNA的结构,结果忙活了3年,一无所获。沃森也没闲着,他组建了一个“RNA领带俱乐部”。提出宇宙大爆炸理论的美国科学家伽莫夫(George Gamow)负责设计领带,成员有20人(其中出了8位诺贝尔奖得主),每人代表一种氨基酸。他们带着领带招摇过市,上面还有氨基酸的缩写,但因为和他们名字缩写不同,还闹出过不少误会。

▲沃森说他们RNA领带俱乐部的成员在合影时总有一人没系团队领带。(来源:Nature)▲沃森说他们RNA领带俱乐部的成员在合影时总有一人没系团队领带。(来源:Nature)

  在哈佛期间,沃森的主要工作四从事蛋白质生物合成相关的研究,但更有名的是他写了几本书。有两本生物学教材,其中《基因的分子生物学》是第一本关于基因的分子生物学教材,已成经典。影响更大的是《双螺旋》,销量超过百万册的回忆录,用小说似的笔法写下了DNA发现的故事。

  就是这本书,最初始差点没能出版。原因在于沃森在里面写了不少对科学家的不当言论。克里克在最初看过时,就极力反对,认为侵犯了他的隐私。沃森对不少科学家的描述都颇具贬损意味,尤其对富兰克林形象的描述,被认为是性别歧视。

  在《双螺旋》出版之前,大众根本就不知道有这样一位女科学家存在,在沃森的关于DNA的早期论文中,他们根本就没提过富兰克林。当科学家再回头来看富兰克林的成就时,连克里克都认为她距离发现DNA结构只有一步之遥。多年过去,沃森对于富兰克林的评价也有所变化,承认自己当时因为威尔金斯与她不好的关系影响到了自己。

▲富兰克林被称为“DNA黑女士”,她在沃森等获得诺贝尔奖前4年死于癌症,年仅37岁。(来源:sciencehistory.org)▲富兰克林被称为“DNA黑女士”,她在沃森等获得诺贝尔奖前4年死于癌症,年仅37岁。(来源:sciencehistory.org)

  40岁的沃森把自己二十来岁的经历写进书中,有一股不知天高地厚的年轻人看待世界的味道,却颠覆了大众对科学家古板形象的认知。本来沃森为这本书标题“诚实的吉姆”,还对标了当时的畅销书《幸运的吉姆》,一语双关。

  书中,沃森讲述了学术交流的游玩,自己在科研同时追求异性等一堆引人入胜的故事,这些被哈佛出版社认为都是无关紧要的内容。沃森还在书中讽刺他的前领导布拉格,把这位诺贝尔奖历史上最年轻的获得者比喻成了毕林普上校(Colonel Blimp,漫画人物,指性情暴躁保守的英国人)。最后书能付梓,还要感谢布拉格大度的写下了序言,而直接原因在于布拉格的夫人爱看里面的故事。对于沃森和克里克的工作,“他们站在了巨人的脚趾上”,布拉格在序言中写道。

▲第一版《双螺旋》来源:Bauman Rare Books▲第一版《双螺旋》来源:Bauman Rare Books

  诚然,发现DNA的旅程是一段传奇,沃森工作不可磨灭,但读过此书,其实就能理解这位个性十足的科学家为何会发表那么多奇谈怪论。

  一位充满竞争,古怪的老师

  从1968年起,沃森担任冷泉港实验室(CSHL)主任,但仍作为哈佛大学的研究员,直至1976年才彻底离开哈佛,学生还称他是充满竞争,古怪的老师。冷泉港实验室在沃森的带领下成为了世界上首屈一指的科研机构,被称为生命科学圣地。沃森在这里领导了人类基因组计划,却因专利上的矛盾与他的上司美国国立卫生研究院(NIH)主任希莉(Bernadine Healy)进行了激烈争吵,这位NIH历史上第一个女主任搬出了沃森当年对富兰克林的评价,沃森最后愤然退出项目。

▲沃森多次来到中国,交流讲座,建立科研机构,受到热烈欢迎(来源:sustc.edu.cn)▲沃森多次来到中国,交流讲座,建立科研机构,受到热烈欢迎(来源:sustc.edu.cn)

  仕途上沃森平步青云,40年来从主任直到坐上董事长,退休后获得了荣誉称号,此时的他更像是一位明星,是科研院所与大学的座上宾,也频繁在公开场合发表言论。在与分子生物学相关的领域,他总能说上几句,机智的沃森总受到欢迎。当然,言多必失。

  雷人语录频出晚节不保

  如果要给沃森列个语录,说不定能再出本畅销书。1997年,沃森一次采访中,沃森表示母亲如果知道自己的孩子是同性恋,“她有权选择堕胎”。2000年的一场讲座上,他说“当你面试胖子时会感觉不爽,因为知道自己不会雇佣他。”同一场讲座上他还发表了阳光、肤色和性能力之有关系的言论。还有,“愚蠢是一种基因病”,“女性多会让男科学家更有乐趣,但效率低下”……

  最严重的一次是在2007年,在为新书《避免无聊的人:科学生活的教训》宣传时,他说出了“对非洲前景保持悲观,我们所有的社会政策都是基于他们的智力是和我们的一样,而所有的测试都表明事实并非如此”。这番言论引起轩然大波,沃森之后发表了道歉声明,同时也辞去了主席职位彻底退休。

  今年1月,在新播出的纪录片中,沃森被问到关于种族和智力的看法是否已经改变,90岁的沃森却说,“一点也不……我没看到什么研究表明后天培养比遗传因素更重要,黑人和白人在智力水平上确实有所差异,而我认为这是基因导致的。”

  尽管,他本人也补充说不喜欢“黑人与白人有区别”,并再次对自己2007年的话道歉。但,这次沃森没办法再回应了,2018年的一场车祸后他没有再公开露面。冷泉港实验室则发表声明,只是沃森的个人观点,将彻底解除荣誉主席等称号。

▲坐落在纽约长岛的冷泉港实验室(来源:Architects and Artisans)▲坐落在纽约长岛的冷泉港实验室(来源:Architects and Artisans)
▲詹姆斯·沃森博士在纽约冷泉港的实验室里▲詹姆斯·沃森博士在纽约冷泉港的实验室里

  关于是否智商和基因有关,或是和人种不同,这是科学家应该研究的问题。多位科学家站出来指责沃森的错误言论,与沃森有多次交流的北京大学饶毅教授认为,“沃森的种族言论核心问题在于环境不同,群体出现统计差异,不代表是基因导致。”事实上,在涉及到种族问题的红线,沃森表达的观点过于主观,即使已经有大量研究表明智力发展受到基因控制,但他自己没有做过相关研究,发表不负责任的言论应该受到谴责。

  想办法博得关注

  因为2007年一事,沃森受到了“冷遇”,但他还是想办法玩出点花来博得关注,比如拍卖自己的诺贝尔奖牌,俄罗斯富首富花乌斯马诺夫(Alisher Usmanov)花了480万美元(加佣金)得到了这块奖牌,最后还物归原主。

  如果去读他的另一本自传《基因·女郎·伽莫夫》(Genes, Girls, and Gamow: After the Double Helix),还会了解他更多不一样的一面。25岁的成就让他在34岁获得了诺贝尔奖,然后随心所欲地度过了一生。人们会铭记这位伟大的科学家,也会记住他的诸多争议。

  如果沃森只是想做一个独一无二的人物,他成功了。但他的双螺旋人生,却注定无法摆脱“科学种族主义”的阴影。

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