吴明，1959年毕业于南京大学，1969年开始从事微生物科技情报工作，曾任中国科学院微生物研究所副研究员。已出版《微生物和分子生物学》（译著）、《生物工程学：过去、现在和未来》；在各种刊物上发表过80多篇论文及文章。

我作为一个物理学家，目睹了噬菌体以某种颗粒
小体形式存在的实验全过程，我愿意将这项实验视为
噬菌体非连续性形式存在的证据。
——爱因斯坦 相对论创立者
从基因的不变性和占据的空间十分细微这两方面
研究后得出结论，基因的奥秘中蕴藏着量子力学。
——薛定谔 量子力学创始人之一
量子力学中的互补性学说可能广泛适用于其他学
科领域，尤其可能适用于物理学和生物学的关系方面
。
——玻尔 量子力学创始人之一
研究探索中遇到的不顺心、烦恼事就是我每天的
面包，我就是靠这些让自己得到营养。
——艾弗利 DNA的最初发现者
要寻找启示，只有一个办法——学习历史。
——马赫 广义相对论的先驱

在本书稿即将付梓之际，我深切缅怀和感激我的恩师
中国微生物学会原秘书长、中国科学院微生物研究所研究
员、遗传实验室主任已故的相望年先生。我所获得的若能
称得上些许成就，全都是与相先生昔日对我的帮助、指导
分不开的。我的第一本专著《生物工程学：过去一现在一
将来》（上海知识出版社，1989年）就是相望年先生亲自
审定的。我还要衷心地感谢中国科学院院士张树政先生，
她教会我如何写“专题综述”等；即便在她已是年逾80高
龄的老人，还在百忙中阅读本书手稿。我因受到她的肯定
而备感鼓舞，决心克服种种困难将手稿补充扩大成此书。
我亦不能忘记中国微生物学会原秘书长、科学史专家、退
休研究员程光胜先生多年来对我的帮助，感谢他为本书写
的序，对书稿作的全面校阅，以及提出的宝贵的修改意见
。感谢美国哈佛大学医学院Dana—Farher癌症研究所王蕾
博士对本书稿第5章的校阅及其提出的宝贵修改意见。还要
感谢清华大学出版社张立红主任及其部门编辑为本书付出
的辛劳，认真反复校对，始能达到出版要求。
吴明
2018年10月6日于北京

第1章 经典遗传学家的探索
1.1 孟德尔和他的豌豆杂交试验
1.2 摩尔根和他的基因学说
第2章 米歇尔的核素研究及其对化学遗传论的思考
2.1 米歇尔其人其事
2.2 米歇尔的核素研究
2.3 米歇尔的失误
2.4 后米歇尔时代——核酸的化学性质研究
2.5 米歇尔对化学遗传论的思考
第3章 医学微生物学和细菌转化实验
3.1 格里菲斯的事迹
3.2 艾弗利和他的细菌遗传转化实验
3.3 DNA的发现和艾弗利的审慎
3.4 诺贝尔奖的“双重标准”和永久性“遗憾”
3.5 生长点是在举步维艰中萌发的
3.6 艾弗利的影响力和查伽夫的巨大功绩
第4章 德尔布吕克和噬菌体研究组
4.1 玻尔互补论的影响力和德尔布吕克的事迹
4.2 多学科合作的雏形
4.3 如何选择遗传研究材料
4.4 微生物步入现代研究舞台的历程
4.5 从噬菌体研究组看到科学发展普通动力学要素
4.6 德尔布吕克对分子生物学的影响
第5章 薛定谔和他的《生命是什么？》小册子
5.1 薛定谔凡人逸事
5.2 从物理学层面讨论“生命是什么？”
5.3 几个有待商榷的问题
5.4 薛定谔对生物学的巨大贡献
第6章 DNA双螺旋立体结构模型的建立
6.1 威尔金斯的DNA图（A型）和他的“烦恼”
6.2 弗兰克林的DNA图（B型）和她的不朽功绩
6.3 遗传学家走进了物理学实验室——沃森的智慧和戏剧般成就
6.4 克里克其人其事
6.5 欢笑声的背后
6.6 漫话DNA分子的遗传密码
6.7 人类基因组计划
6.8 刍议天才与基因
6.9 发现DNA分子结构的多种途径
第7章 生物学文献史的一大失误和半普及刊物的作用
7.1 背景
7.2 生物学文献史中的一大失误
7.3 怎样发表科学论文
7.4 半普及学术刊物的作用
7.5 科技情报爆炸期
7.6 信息学是“现代化”标志之一
第8章 生物学与物理学的关系
8.1 物理学家眼中的生物学
8.2 X射线衍射技术的起源和发展
8.3 物理学家向生物学转移
8.4 物理学单行道跨入生物学和生物学巨大的包容性
8.5 物理学、数学以其优势支配科学数百年，如今受到质疑
8.6 具有学科交叉性的现代生物学
第9章 结构论和信息论分子生物学的三次会合
9.1 结构论和信息论分子生物学
9.2 第一次会合促成DNA双螺旋立体模型建立——遗传工程诞生
9.3 第二次会合催生出了蛋白质工程
9.4 第三次会合促成糖工程的研发
9.5 分化，综合，再分化，再综合是科学发展进程的历史必然
9.6 分子生物学的发展前景
第10章 有待思考的几个方法论问题
10.1 不同学科背景的合作范例
10.2 模型的直观效应
10.3 学科单一和闭门造车导致败北的典型
10.4 群体性文化底蕴深厚
10.5 运用了“社会工程学”
10.6 科研资源使用最佳化
10.7 破除学术界的潜规则
10.8 选择课题的两大误区
10.9 科学源于求知，求知出自闲暇，闲暇始于富裕
10.10 科学生活中的另类“拐点”和科学家的“情商”
10.11 美妙的科学研究园
10.12 探索生命本质DNA分子历程中的必然性和偶然性
第11章 结束语
11.1 100余年来遗传学揭示的一些规律
11.2 已知活细胞内有2000多种化学反应，但还有2/3我们尚未掌控
11.3 生物学研究的最终目的
11.4 生物学发展的启示——学习历史
参考文献
后记

我国民间自古就有句俗语“种瓜得瓜，种豆得豆”，说的就是遗传学现象。但真正将这种现象上升到迄今人们能够接受的理论高度，并深化到遗传机理，应追溯到19世纪中叶生物学界发生的一系列事件，例如显微镜的发明、细胞学说的日臻完善、进化论的提出、大机能团的化学分析、发酵的研究、主要有机化合物的全合成等。当时连同这些不朽贡献一起出现的，还有已确定下来的一些概念、方法、研究材料。这意味着生物学进入了一个重大转变期。
1.1 孟德尔和他的豌豆杂交试验
孟德尔（Gregor Johann Mendel）的豌豆杂交试验是19世纪生物学界发生的一系列事件中极其重要的事件之一。孟德尔1822年生于奥地利西里西亚（Silesia），今属捷克共和国，原是一位贫穷老农的独生子。老农含辛茹苦劳作，能养活他的儿子已实属不易，但拿钱供他上学，尤其是上大学却是困难重重，力不从心。孟德尔大学念了一半，不得已弃学谋生，成为玛哈维（Moravie）小镇修道院的一名见习修道士。4年后转正，他成为一名名副其实的修道士，道号是格利高尔·孟德尔（Gregor Mendel）。还有一种说法是，孟德尔是想找一个便利于思考的幽静环境，并且有足够时间做田间试验，因此当上修道士，他是甘愿做一个“隐居僧侣”的。
他所处的那个时代，在生物遗传研究上有两大方面的进展，即园艺学的经验知识和生物学的理论知识。但孟德尔关注的是演化，他自幼看着父亲整天在田间地头忙着栽培、杂交、嫁接等农事，这令他不由地思考一个问题，即物种是如何形成的。直至他当上了修道院的修道士，仍对演化非常好奇。他所在的修道院地处产粮区，又多亏修道院院长是一位热心农业研究的人，对孟德尔从事豌豆杂交试验多有支持，使得他在传教之余有了足够的空闲时间做试验。他在修道院内在7m×35m的一小块土地上栽种了37个品种，共2．7万株植物，并用它们来进行植物栽培、杂交、嫁接试验。
令他惊讶不已的是，嫁接后的植株，其活力总是高于原先的母本植株。这究竟是为什么呢？年轻的修道士兴趣来了。他进行杂交试验不是为获得更多的杂种，而是一步步追踪子代的特征、习性。好在他大学时代曾经受过名师物理学家、数学家多普勒（Doppler, E.J.）的教导，他能够用学到的数学方法对试验结果进行统计分析。他的研究风格与众不同，主要有以下三个特点：
一是观察试验结果及选择合适的研究材料的方式；
二是引进非连续性和使用大种群，这样便能用数字表示试验结果，更重要的是，这样还可以将这些数字做某种数学处理；
三是用一种简单的符号标示法，使试验结果和处理后的理论数据进行连续多次的比照成为可能。
孟德尔选择豌豆这种作物作为人工育种研究的材料，理由是多方面的。例如，豌豆的性状能保持一定的稳定性，其纯种在严格条件下能保持数年不变，且容易识别。豌豆生长期短，杂种容易繁殖后代。最主要的是豌豆杂交人工致育试验，成功率几乎是100％。不仅如此，他还选择了那些彼此间性状有所不同的杂交品种，因为作为试验研究材料的豌豆植株性状要易于观察识别。其杂交品种彼此间有所不同，不是所有特征均不同，而是在有限的几个特征上显示有差异，因而这个杂交品种只保留诸如种子形状、豆荚形状或颜色等有明显辨别标志的特征。分析杂交试验结果时，应从一开始就避开那种不可克服的复杂性，弃去细节，仅分析少数几种特征或性状。这就需要具备两个条件：第一，试验系统要大到足以允许略去个体，只关注群体；第二，不仅追踪、观察这对杂交植株子代性状的习性，而且还要追踪、观察全部后继子代性状的习性。
孟德尔不仅发现了显性法则以及单一性单位性状，而且还发现了分离法则——由每个亲代提供的这些单位（个别的性状）都以一种准确比率分配到后代的生殖细胞中，而且互不影响。豆荚的颜色、秆的高与矮等，彼此互不干扰，都作为单个性状或单位传递下去。他从1856年起，历时7年的艰辛劳作，积累了大量试验资料、数据，终于于1866年在《布隆博物学会会刊》（Proceedings of the Natural History Society of Brunn）上发表了论文。该论文是现代科学文化宝库中的杰作之一，该论文表明了一个简单的道理，有其父不一定有其子，两头黑色毛的动物杂交，并非总是生出黑色毛的后代。他概括出来的著名的分离定律和自由组合定律，不仅适用于动植物，而且适用于人类自身，至今还是人们解释遗传现象的基本概念。
P2-4

《DNA是如何发现的--一幅生命本质的探索路线图》沿着DNA的发现路线图，紧紧扣住研究材料的选择和DNA研究的世界科学中心转移这两条主线，以时间顺序为经，以人、事、材料、技术等学科发展的自然进程为纬，层层铺展DNA从0到1的发现历程。
本书封面用一面墙，来缅怀为DNA发现及推动双螺旋立体结构模型建立所做出贡献的科学家们，这些贡献犹如墙上的每块砖，层层叠叠，缺一不可，正是有这些砖块的铺垫，才使DNA的发现之路更加坚实。

媒体几乎天天有关于DNA神奇功效的报道，就连农村老
婆婆赶上儿女亲翁对簿公堂，也学会了运用DNA亲子鉴定来
讨回公道或验证一身清白。但是DNA当初是如何被发现的，
其间又经历过哪些曲折，从中能获取到哪些可借鉴的启示
呢，值得我们每个人了解。
DNA被发现的过程，堪称多学科合作的范例。从学科发
展的自然进程来看，先后涉及遗传学、化学、微生物学、
物理学；从DNA研究的科学中心转移来看，在西欧与北美问
来回变迁，先后涉及100多位世界一流的科学家，甚至吸引
来了量子力学创立者玻尔、薛定谔，就连著名物理学大师
爱因斯坦也曾在噬菌体研究中有过短暂逗留。他们有不同
的文化传统、不同的专业背景，显现出各具特色的研究风
格、创新思维模式和学养，既有成功的经验，也有失败的
教训。这足以构成一个大智库——有学不完的知识、用不
尽的学问和掘不竭的智慧。
本书全景式地叙述了DNA的发现过程，是国内首部涉及
这一内容的著作。这本书对于正为响应党中央“科学发展
观”思维模式、“文化大发展”方针，为实现“中国梦”
而勤奋学习的广大青年学者和科学史爱好者来说，很值得
一读。
中国微生物学会原秘书长、科学史专家、中国科学院
微生物研究所研究员 程光胜

豌豆、果蝇、细菌和噬菌体被作为遗传研究材料，经遗传学家、化学家、医学细菌学家和物理学家各自潜心探索，一步步逼近了生命本质——DNA分子。而探索DNA分子的世界科学中心在西欧与北美间来回变迁，于是此项研究吸引来100多位世界各路杰出的英才，甚至将量子力学创立者玻尔、薛定谔等也吸引过来了，就连爱因斯坦也曾在噬菌体研究中短暂停留过。
这些人有不同的文化传统、不同的专业背景，所以，他们显现出了各具特色的研究风格、学养乃至行事之道，既有成功的经验，也有失败的教训，均值得我们后人借鉴和学习。
本书适合于理科各学科及社会科学等诸多领域的广大读者研读。