不管你是好奇那段歷史的真實面目，關心那些科學英雄的生動形象，還是單純地希望以科學家的視角重溫那段激動人心的歷史，沃森的《雙螺旋》都值得一讀。

揭示一個偉大科學發現的發生過程，展示想像力和創造力如何突破人類的認知邊界、在自然科學中大放異彩。

沃森先生親筆致信中國讀者，冷泉港亞洲CEO季茂業博士專文作序，北京大學教授饒毅、北京大學教授黃岩誼、北京大學教授謝燦、浙江大學教授王立銘傾情推薦！

湛廬文化出品。

諾貝爾獎獲得者詹姆斯沃森，親自講述他與自己的“黃金搭檔”弗朗西斯·克里克發現DNA雙螺旋結構背後的故事，還原雙螺旋發現故事蕞出彩的一面！與普通科學家的自述不同，沃森用自己獨特的敘事方式，使本書行文中充滿著好萊塢式的戲劇張力，同時又保留了歷史敘事的真實性。 “整個科學史上，可能都難以找到像沃森這樣真實、犀利、充滿個人情緒地記敘科學發現歷程的書了。”

與文字版相比，新增300餘幅珍貴歷史照片及信件，補充大量註釋及說明，增補文字版中刪除的章節及附錄，收錄了《雙螺旋》一書出版前後在學界引發的爭議與評論內容，全景還原與展示一個充滿了動人細節與張力的、真實有血肉的發現DNA雙螺旋結構的“新”故事。

詹姆斯 · D. 沃森

1928年4月出生於美國芝加哥。

15歲考入芝加哥大學，1947年獲得芝加哥大學動物學學士學位。 1950年獲得印第安納大學遺傳學博士學位。

1953年4月25日，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克在一篇題為《核酸的分子結構》的論文中向世人宣告：引導生物發育和生命機能運作的脫氧核糖核酸（DNA）具有雙螺旋結構。而這篇論文僅用了1 100個單詞和1張圖片。 1962年，沃森和克里克與英國分子生物學家莫里斯·威爾金斯分享了諾貝爾生理學或醫學獎。

20世紀60年代，沃森入主冷泉港實驗室，在他的努力下，冷泉港實驗室從一個瀕臨破產的小機構成了世界上蕞有影響力的綜合性科研教育中心之一。

1988年，沃森加入美國國家衛生研究院，並於1990年被任命為“人類基因組計劃”主任。沃森是“人類基因組計劃”的主要推動者。

贊 譽

推薦序一 亦師亦友的詹姆斯·D. 沃森先生    

季茂業

冷泉港亞洲CEO、冷泉港亞洲DNA學習中心前主任

推薦序二 生命的終極奧義

尹燁

華大集團 CEO

推薦序三 20 世紀重大的科學事件

威廉· 勞倫斯 · 布拉格爵士

劍橋大學卡文迪許實驗室前主任

中文版序 致中國讀者的一封信

插圖註釋本前言

初版前言

楔 子

01 我的好搭檔克里克

02 DNA是什麼

03 拜師卡爾卡

04 初識威爾金斯

05 轉投劍橋

06 費盡周折的轉學

07 與克里克的次相見

08 克里克與布拉格爵士的恩怨

09 理論與模型

10 富蘭克林向左，威爾金斯向右

11 牛津之行

12 不成功的“三螺旋模型”

13 出師不利

14 臥薪嘗膽

15 獎學金之憂

16 我的張X射線衍射照片

17 “DNA結構不是螺旋狀的”

18 查加夫定律

19 群英會巴黎

20 搶發論文

21 鮑林來信了

22 鮑林的“三螺旋”論文

23 第51號照片

24 開始製作雙螺旋模型

25 曙光初現

26 欣喜若狂

27 塵埃落定

28 來自威爾金斯和富蘭克林的證據

29 我們的論文在《自然》上發表了

尾 聲

獲諾貝爾獎的前前後後

附錄 1 早描述DNA模型的兩封信

附錄 2 版出版時被刪掉的一章

附錄 3 沃森與默克獎學金委員會的爭執

附錄 4 《雙螺旋》的寫作與出版過程

附錄 5 查加夫的書評及相關爭論

致 謝

譯者後記v

生命的終極奧義

    如果說起雙螺旋，你會想到什麼？一段旋轉樓梯、一根大麻花……當然，我這裡想強調的是，雙螺旋是複雜生命設計中精妙的呈現，即我們DNA的結構。

你的空間想像能力如果足夠好，請“腦補”一下：把一段鐵軌沿著中線扭一下，就得到了一段雙螺旋。這兩條鐵軌，我們稱之為“脫氧核糖-磷酸骨架”，而中間的每一條枕木，則是由可配對的兩個鹼基（腺嘌呤必須與胸腺嘧啶配對，鳥嘌呤必須與胞嘧啶配對）通過氫鍵連接而成的。不要小看“配對”這個詞，正是因為這種匹配的專屬特異性，才使得遺傳可以高保真發生，才使得生命語言得以高效率傳遞。

生命的本質是化學，化學的本質是物理。 DNA作為生命的遺傳物質，從形成的那一刻開始就呈現雙螺旋結構，無比精巧、無比合理、無比美妙，然而這個地球上的生命是在幾十億年後才知道的。 “如果說我比別人看得更遠些，那是因為我站在了巨人的肩上。”物理大神牛頓講的這句話同樣適用於生命科學。

1859年，達爾文已經知道了物競天擇，但還遠遠不知道其物質上的實證；

1865年，孟德爾已經發現了遺傳變異，但還遠遠不知道其還原論的演繹；

1871年，米歇爾已經提純出核酸，但還遠遠不知道這就是遺傳物質的本體；

1909年，約翰遜已經提出了“基因”一詞，但它還僅僅是一個高度凝練的概念；

1911年，摩爾根已經提出了染色體遺傳理論，但還不知道遺傳物質是核酸還是蛋白質；

1944年，薛定諤已開始從物理的角度思考“生命是什麼”，並嘗試從核酸中找到“第五種力”；

1944年，埃弗里通過肺炎雙球菌實驗確證了DNA是遺傳物質，但還不知道其分子基礎；

1952年，鮑林已經搶先提出了DNA“三螺旋結構”，然而發表後被證明錯誤；

……

這一眾巨人們的肩膀，都為1953年4月2日關於雙螺旋結構的偉大發現奠定了基礎。

某些特殊的時間節點，使人們對世界的認知產生了質的變化。 1953年4月1日，當時人類還不知道DNA的結構，但到了第二天，當世界學術刊物《自然》接收由詹姆斯·D. 沃森（也即本書作者）、弗朗西斯·克里克以及莫里斯·威爾金斯聯合署名，題為“DNA雙螺旋結構”的科研論文投稿後，人類的認知則將被改變。值得一提的是，這篇文章從投稿、審閱到出版僅僅用了23天，這個創紀錄的效率，從另一個角度證明了這件事情的偉大意義。 （必須一提的是，這個發現還必須感謝一位卓越的女性科學家羅莎琳德·富蘭克林，正是她關於雙螺旋的“51號照片”——一張清晰的DNAX射線衍射照片才啟發上面幾位諾貝爾生理學或醫學獎的獲得者得出了正確結論，而她本人則因卵巢癌英年早逝，無緣諾獎……）那一刻之後的70年，圍繞著DNA基本結構，全世界眾多“聰明的腦子”逐步向生命科學領域匯集，而“生命世紀”的大幕也徐徐拉開。

1958年，弗朗西斯·克里克提出了中心法則，從而理順了從DNA到RNA再到蛋白質的關係；

1970年，吳瑞發明了引物延伸並將其應用於DNA測序，啟發了桑格後續研發出測序技術；

1975年，桑格發明了個被廣泛應用的DNA測序方法——雙脫氧終止法，人類基因組解密在技術上有了堅實的依托；

1983年，穆利斯發明了聚合酶鍊式反應（PCR），使得微量DNA可被大量擴增，使如今耳熟能詳的核酸檢測成為可能；

1985年，美國ABI公司發明了台DNA自動測序儀Prism310，從而為大規模基因測序做好了工程化的準備；

1990年，人類基因組計劃（HGP）啟動，並於2003年完成，美、英、日、德、法、中六國參與，花費38億美元，華大基因代表中國完成其中1%的測序任務；

2005年，高通量測序技術橫空出世，測序通量指數級增加、成本指數級下降，使得人人基因組得到測序成為可能；

2015年，中國台測序儀BGISEQ-500由華大集團研製成功，自此中國測序技術逐步領先世界；

2022年，華大研究院的時空組學技術首次實現了細胞內DNA的空間定位，這一超高分辨率的成像技術使得人們對DNA的“工作狀態”一覽無餘；

……

“每覽昔人興感之由，若合一契，未嘗不臨文嗟悼，不能喻之於懷。”關於DNA研究的故事實在太多，原諒本人才疏學淺且筆墨有限，不能一一鋪敘。而圍繞DNA的科學發現、技術發明、產業發展也正如其結構一般螺旋式上升，不斷地為人類的生命科學和生物技術產業貢獻力量。種種精彩，尚請翻看本書，必然開卷有益。可以確定的是，這些故事還在繼續，而且會越來越精彩！

請允許我用這篇發表於1953年4月25日的偉大而精悍的論文中美妙的一句話結束此篇：“It has not escaped our notice that the speci?c pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material.”（我們已註意到，我們所提出的特殊配對模式，提供了一種可能的遺傳物質的複制機制。）

這就是雙螺旋之於生命的終極奧義。

是為序。

[中文版序]

致中國讀者的一封信

親愛的中國讀者：

獲悉《雙螺旋（插圖註釋本）》即將在中國出版，我十分欣喜。這本書主要講述了60多年前我和弗朗西斯·克里克發現DNA雙螺旋結構的故事。我希望中國讀者在閱讀本書的過程中，可以體會到當時我和克里克曾經感受過的那份快樂和興奮，當然，也包括那份沮喪。

“人類基因組計劃”的成功是繼DNA雙螺旋結構發現之後的又一重大成就。破譯人類的全部遺傳密碼，可謂是號稱“本星球上智慧生物”的人類在文明史上次深刻而又精準地理解了生命的本質。如果把生命比作長城，發現DNA雙螺旋結構就相當於深入理解了構築起生命奇蹟的磚石，而“人類基因組計劃”則相當於清點了長城上的每一塊磚石。然而，我們並未止步於此。

重要的是，我們必須解決一些更有趣的問題。例如：生命的整體結構到底是什麼樣的？生命如何得以運行？生命的磚石如何構建起了生命的長城？我認為，這些問題的答案不僅會對科學界產生重要影響，對於整個人類而言也意義非凡。在解決這些問題之後，未來可能會遠遠超出我們的想像：癌症將不再是令人聞之色變的絕症；人與人之間的差異將被更好地理解和尊重；而那些頤養天年的長壽者也將不再罕見。

“人類基因組計劃”的成功是各國科學家通力合作的結果，其中也包括了中國科學家的傾力協作。與“人類基因組計劃”一樣，後基因組學時代的研究也需要展開更為廣泛的國際合作和更為長期的艱辛探索。而中國近年來湧現出的傑出人才、強大的經濟實力和燦爛的文化遺產都使我相信，你們一定能夠在這項挑戰中發揮出更重要的作用！

如果用了解一個年輕科學家的心態去讀這本書的話，這是一本好書，雖然作者對於其他人（特別是異性科學家）的一些猜想並不准確。

饒毅

首都醫科大學校長

三年前，我去美國冷泉港實驗室開會的時候，在他們的小書店裡面看到了新版《雙螺旋》，圖文並茂，還有包括沃森老先生在內的三個作者的親筆簽名，未曾細想就買了一本帶回來，卻一直收在書架上，沒有翻開細讀。前幾天在去英國劍橋開會的飛機上，我趁機把這一版本的中譯本看完了，確實過癮，和我十幾年前念研究生時讀的《雙螺旋》大不一樣——那時只讀到文字，而且當時的我從未想過有朝一日會從事和DNA相關的工作，囫圇吞棗、不求甚解。依稀還能記得的，無非是沃森年輕時的張揚與不羈，以及一個偉大發現誕生的戲劇性過程。這次循著精美的圖片重讀下來，才真正體會到“ his story is history”（他的故事堪稱歷史）。很多批評者會說，這本書也許只還原了故事的一面，但這一面卻是蕞出彩的一面，怎能錯過？

黃岩誼

北京大學教授

DNA雙螺旋結構的發現故事或許是科學史上非常富有戲劇性的重大一幕：一個二十出頭的博士後（沃森）和一位年近不惑的博士生（克里克）以非常原始的方式建模，卻得到了奠定當代生物學領域理論基礎的重大發現。

季茂業

冷泉港亞洲CEO

冷泉港亞洲DNA學習中心前主任

DNA雙螺旋結構被發現之後的70年，圍繞著這一基本結構，全世界眾多“聰明的腦子”逐步向生命科學領域匯集，而“生命世紀”的大幕頁徐徐拉開。關於DNA研究的故事實在太多，而圍繞DNA的科學發現、技術發明、產業發展頁正如其結構一般螺旋式上升，不斷地為人類的生命科學和生物技術產業貢獻力量。種種精彩，尚請翻看本書，必然開卷有益。可以確定的是，這些故事還在繼續，而且會越來越精彩。

尹燁

華大集團CEO

DNA雙螺旋結構被發現的時刻可以稱得上是整個人類智慧史的尖峰時刻之一。半個多世紀後的今天，雙螺旋的標誌遍布全世界的學校、公園和圖書館，雙螺旋催生的生物技術產業也已經深刻介入了我們習以為常的現代生活。不管你是好奇那段歷史的真實面目，關心那些科學英雄的生動形象，還是單純地希望以科學家的視角重溫那段激動人心的歷史，沃森的《雙螺旋》都值得一讀。整個科學史上，可能都難以找到像沃森這樣真實、犀利、充滿個人情緒地記敘科學發現歷程的人了。

王立銘

浙江大學生命科學研究院教授

科普暢銷書《上帝的手術刀》《給忙碌者的病毒科學》作者

1953年的DNA雙螺旋還未成為公認的核酸結構，而是詹姆斯·D.沃森與弗朗西斯·克里克從一些非常有限的參數出發，憑藉驚人的想像力和創造力預測出的模型。 《雙螺旋》這本書，展示的不只是關於DNA雙螺旋結構被發現的歷史，更是一段想像力在自然科學中大放光彩的歷史。悲傷的是，這種科學思維和科學模式已經離我們遠去了。拿到此書時，不禁想起我們在發現磁受體蛋白MagR時曾經和《自然》雜誌的資深主編亨利·吉（Henry Gee）有過的一段印象深刻的對話，他曾經對著我傷心地感嘆“The days of Watson and Crick are long over. These days we are much more demanding about mechanism”（沃森與克里克的時代已經離我們遠去，而當下的我們對發現方法和途徑的要求更多了），但他相信我們能夠一起“Find a middle way”（找到一個兩全之法）。我想，我們蕞終還是成功了。在這本書的插圖註釋本中文版面世之際，我想說，如果我們今天因為過度追求煩瑣細節和無懈可擊的多餘數據，而失去了想像力和創造力的翅膀，也許是科學的悲哀。我相信，是想像力和創造力在一次一次地突破人類認知的邊界，就如同1953年的DNA雙螺旋結構的發現。

謝燦

北京大學生命科學學院教授

動物磁感應受體基因和“生物指南針”發現者

01我的好搭檔克里克

我從來沒有見過克里克表現出謙虛謹慎的態度。也許，在有些人眼裡，他就是一個自大傲慢的傢伙，但是我並不認為有任何理由可以這樣去評價他。這與他現在享有的盛名毫無關係。現在，人們經常談起他，談論時通常都頗有敬意。我還相信，總有一天，公眾很有可能將克里克與歐內斯特·盧瑟福（Ernest Rutherford）或尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）這樣的偉大人物相提並論。但在1951年秋天，情況卻並非如此。當時我剛剛來到劍橋大學，在卡文迪許實驗室加入了一個由從事蛋白質三維結構研究的物理學家和化學家組成的研究小組。那一年，克里克35歲，在科學界只是一個默默無聞的小人物。雖然他周圍的同事都承認，他思考問題時思維敏捷、見解深刻，同事們都常常向他請教，但是從更大的範圍來看，他並沒有獲得足夠的賞識，甚至許多人都覺得他有些過於誇誇其談。

克里克所在實驗室的負責人是馬克斯·佩魯茨（Max Perutz），他是一位出生於奧地利的化學家，於1936年來到英國。佩魯茨從事利用X射線衍射分析血紅蛋白晶體結構的研究工作已經有10多年了，當時剛剛取得一些實質性進展。卡文迪許實驗室主任布拉格爵士為他提供了全面的支持。作為一位諾貝爾物理學獎獲得者，同時又是X射線晶體結構分析學的創立人之一，布拉格爵士在長達40年的時間裡一直密切關注著X射線衍射法在解決日趨複雜的分子結構問題中的作用。這種新方法能闡明的分子結構越複雜，布拉格爵士就越高興。就這樣，在第二次世界大戰後的幾年時間裡，他對解析蛋白質分子結構的各種方法特別著迷，因為蛋白質分子是所有分子中復雜的。在管理工作允許的情況下，布拉格爵士會跑去佩魯茨的辦公室，與其探討新近積累起來的X射線資料。即使在回家之後，布拉格爵士也仍然沉浸在對這些資料進行解釋的思考中。

克里克既不是一個像布拉格爵士那樣的理論家，也不是一個像佩魯茨那樣的實干家，他是介於這兩種類型之間的科學家。克里克偶爾會做些實驗，但更多的時間都在埋頭思考解決蛋白質結構的理論問題。他經常會突然冒出一些新想法，然後整個人就變得非常激動，並立刻把自己的想法告訴任何願意聽的人。然而經過一兩天的沉澱後，他通常會意識到自己的理論原來站不住腳，於是又回過頭去做實驗，等到做實驗做得厭倦了，他又會陷入沉思，對理論發起新一輪衝擊。伴隨著克里克層出不窮的新想法，卡文迪許實驗室發生了許多戲劇性事件。這大大活躍了整個實驗室的氣氛。要知道，這個實驗室裡的許多實驗經常會持續幾個月甚至幾年之久，所以做實驗的人保持樂觀的心情非常重要。而實驗室氣氛的活躍部分要歸功於克里克的大嗓門。他說話的聲音比較大，說話的語速也比其他任何人都快。只要他開懷大笑，大家就知道他身在卡文迪許實驗室的哪個地方了。我們幾乎每個人都享受過克里克帶來的快樂，特別是當我們傾聽完他的想法，表示對他說的東西感到新奇但又完全摸不著頭腦時。

我們中也有例外，那就是布拉格爵士。克里克的談笑經常打擾到布拉格爵士，因為他的嗓門實在太大了，布拉格爵士經常不得不躲到更加安靜的房間裡去。布拉格爵士很少參與卡文迪許實驗室的早茶和午茶，因為那意味著必須忍受克里克震耳欲聾的“噪聲”轟炸。當然，即使布拉格爵士不參加，他也無法保證自己是完全“安全”的。有兩次，布拉格爵士辦公室外的走廊就被從克里克所在的實驗室裡不斷漫出的水給淹沒了。原來是克里克完全沉浸在對理論的思考中，竟然忘記了把抽水機龍頭上的橡皮管綁緊。

我到卡文迪許實驗室時，克里克的理論研究範圍已經遠遠超出了蛋白質晶體學。任何重要的科學問題都能吸引他的注意力，他經常到其他實驗室去，目的只是為了了解一下別人都完成了哪些新實驗。一般來說，克里克對待實驗室裡的其他科學家都表現得彬彬有禮，而對那些並不理解自己實驗真正意義的同事，他也會顧及他們的感受，但是他從來不隱瞞自己的目的。克里克在極短的時間內就可以設計出一系列能夠證實自己的解釋的新實驗。緊接著，他就會開始誇誇其談：克里克會告訴所有願意聽他講解的人，他聰明的新想法將會怎樣推動科學的進步。

克里克這種做法通常會引發其他科學家對他的一種心照不宣的、真實的恐懼，尤其是在那些尚未成名的同輩人中，這種傾向更明顯。克里克掌握別人的資料並將之簡化為內在一致性的統一模式的速度之快，常常令他的朋友們倒吸一口涼氣。他們擔心，不久的將來克里克取得成功後會在全世界面前宣布：劍橋大學各學院給外人留下的謹言慎行、溫文爾雅的良好印像只是一種掩飾—掩飾他們頭腦的糊塗。

在凱斯學院（Caius College），克里克有每週吃一頓飯的權利，但他仍然不是任何一個學院的在編研究員。這是他自己選擇的結果。很顯然，他不想讓本科生過多地找他，那會加重他的負擔。另外，他的大笑也是一個原因，如果每個星期都要忍受他那種雷鳴般的笑聲好多次，許多學監肯定會跳起來反對。我確信，這一點偶爾也會使克里克自己感到煩惱。克里克非常清楚地知道，“高桌吃飯的生活”都被那些學究式的中年人把持住了，而這些人既不會使他感到愉快，也不會使他得到任何教益。幸好還有國王學院，它歷史悠久、財力雄厚，又素來不受古板傳統的羈絆。國王學院接受了克里克，無論是他還是學院本身，都不用放棄自己的風骨或特色，因此這是一件相得益彰的事情。然而，克里克的朋友們卻不得不時刻如履薄冰，儘管他們都知道克里克是一個討人喜歡的午餐夥伴，但他們都無法迴避這樣一個事實：在酒桌上的每一次失言，都可能給克里克提供機會，從而使自己的生活受到影響。