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【美】罗伊 沃森 柯里著《伍德罗 威尔逊与远东政策(1913-1921)》【社会科学文献出版社1994】
黄安年 2020-3-15 07:54
【美】罗伊 沃森 柯里著《伍德罗 威尔逊与远东政策(1913-1921) 》【社会科学文献出版社1994】 【美国问题中文书目(编号GHM 第3642)】 黄安年文 黄安年的博客/2020年3月15日发布(第24154篇) 2019 年1月6日 -11月24日笔者通过博客先后发布,个人收藏图书的英文图书书目、个人在纸媒发表的论著、译、评、介学术资料;吕启祥在纸质图书报刊上发表的论著等目录。完整保存这些学术资料,符合我们践行学术报国的心愿和学术为公、实事求是、与时俱进、资源共享的宗旨,也一个普通教育和学术工作者学术探索历程的文字记录。对于笔者和家乡主管单位达成全部无偿捐赠的承诺,也是提供了一个完整目录检索。 自2019年11月25日开始集中发布笔者个人藏书中的美国问题中文藏书部分,迄今已经三个半月。按类别分大体上:GWM00- 综合、哲学、心理学部分书目 GWM10- 社会学的部分 GWM20- 政治学(国内)部分 GWM30- 政治学(外交)部分 GWM40- 法学、军事学部分 GWM50- 经济学、坏境学部分 GWM60- 科学技术部分 GWM70- 历史学、地理学部分 GWM80- 教育学、文化、新闻、图博部分 GWM90- 语言学、文学部分 鉴于这部分藏书较多,难以完全按照分类子目和出版时间顺序上    传,但编目划分是明确的。 需要说明的是该书为当年出版,本书目 叙述该书出版基本信息,内容评价见仁见智,这里 并不涉及博主当前美中关系评介和观点。重要的是我们需要知晓昨天已经出版的各种书籍中有关美中关系的各种信息。书目发布也符合科学网主张高等教育界学术交流的宗旨。 现在发布的是【美】罗伊 沃森 柯里著,张玮瑛、曽学白译,《伍德罗 威尔逊与远东政策(1913-1921)》【社会科学文献出版社1994】 【美国问题中文书目(编号GHM 第3642)】 新源 印刷厂 印制,1994年2月第一版 ,850X1168毫米,11.375印张,351页,28万字,8.6元,责任编辑郭边,封面设计孙元明。ISBN7-80050-512-X/K 53。根据1968年英文版翻译。   为了避免上传时的困扰,照片6张拍自 【美】罗伊 沃森 柯里著《伍德罗 威尔逊与远东政策(1913-1921)》【社会科学文献出版社1994】【美国问题中文书目(编号GHM 第3642)】仅仅上传封面页、目录页和版权页、编目页。 1 2 , 3 , 4 , 5 , 6 ,
个人分类: 个人藏书书目|1310 次阅读|0 个评论
【从IBM沃森平台的云服务谈AI热门中的热门 bots】
热度 1 liwei999 2016-12-20 04:19
我: 哥仨老革命在去 IBM 的 traffic 中 去大名鼎鼎的沃森(Watson)系统探秘 洪: 讲者是这位印度籍女士: http://researcher.watson.ibm.com/researcher/view.php?person=us-vibha.sinha : 郭: 比较有意思的是她后面讲的三点: 1. LSTM based intent recognition and entity extraction 2. tone recognition 这里tone指的是从一句话(书面语)反应出的说话人的喜怒哀乐和处事方式等 3. personality recognition 主要基于心理学的分类,用200到2000条tweets训练 她重点强调的是,通过增加tone和personality的识别,人机对话可以有更高的可接受度。 我: 唐老师 诸位 汇报一下昨天的听闻。上面 郭老师也总结了几条,很好。我再说几点。 话说三位老革命慕名而去,这个 meet-up 一共才来了20几位听众吧 大概湾区此类活动甚多 marketing 不够的话 也难。据说北京的 AI 沙龙,弄个花哨一点的题目 往往门庭若市。 1. 没有什么 surprises 但参加沙龙的好处是可以问问题和可以听别人问问题,而主讲人常常在回答的时候给出一些书面没有的数据和细节。否则的话,各种资料都在网上(最后的 slide 给了链接),要写利人似的调研报告,只要不怕苦,有的是资料。 听讲的另一个好处是,主讲人事先已经组织好材料讲解,可以快速了解一个项目的概貌。 2. 特地替唐老师问了他钟情的 Prolog,问你们有用吗,在什么模块用。主讲人说,没有用。我说有报道说有用到。她说,她没听说,至少在她主讲的已经产品化的这个沃森 chatbot 的组建 toolkit 里面没有 Prolog。当然她不排除某个小组或个人 在沃森的某个项目或模块用到。IBM 对 AI 的投入增大,在沃森的名号下的各种研究项目和小组很多。 马: 我问过了IBM中国的,在沃森参加电视节目版本中没有用prolog,但是后续的版本中,确实用到了prolog 陈: 它是很多services构成,用不会奇怪,尤其是某些既有系统 我: 3. 现在不少巨头都在 offer 这样的 toolkit,问微软 offer 的 cortana 的 toolkit 与你们沃森的这套有啥不同。回答是,非常类似,不过她自认为沃森质量更好。亚马逊也有类似的 offer。 所以回来路上,我们就谈到这个 bots 遍地开花的场景。郭老师说,现如今谁要想做一个领域内的 bot,或自己的 app 做一个 bot 接口,根本就不需要编程。只要准备好领域的 experts,把数据准备好,用这些巨头的工具箱就可以构建一个出来。也一样可以 deploy 到 messenger 或嵌入其他场景,这几乎是一条龙的云服务。 当然 用这些服务是要交钱的,但主讲人说很便宜很便宜的,郭兄说,真用上了,其实也不便宜。便宜与否放一边,至少现如今,bots 的门槛很低,需要的不是软件人才,而是领域数据的人。于是,我看到一种前景,以前毕业即失业的语言学家、图书馆业人士,将来可能成为 AI 的主力,只有对数据和细节敏感的人,最终才是 AI 接口的血肉构筑者,反正架构是现成通用的。这个细想想是有道理的。这是沃森 API calls 的价格。 我: 这就回到我们以前议论过的话题。AI 创业,如果做平台或工具箱,初创公司怎么敌得过巨头呢?我觉得几乎是死路。 大而言之 做平台和工具箱创业的,历史上就没见过什么成功案例(不排除做了被收购那种,那也是“成功”,如果你的技术有幸被巨头看中:其实昨晚介绍的沃森系统的一个重要组件 AlchomyLanguage 就是收购的,洪爷知道收购的来路和细节)。 白: 麦当劳玩法,方便,质量可控,但绝非美食,虽然是“美”食。 我: 不错,这些巨头的 offerring 都是麦当劳式的流程。创业的空间,从工具角度,可以是中华料理的配方辅助工具之类。不过,还是那句话,最好绕过平台本身创业的思维,而是用巨头的工具或者自家建造匕首去做领域的 AI,这样的创业应该具有更大的空间和更多的可能性。 对于 NLP(AI之一种) 我写过 n 篇博文强调,所有的 offshelf 的平台和toolkit(譬如 历史悠久的GATE),甚至一个小插件(譬如 Brill Tagger or some Chinese word segmenter)都不好用。可以 prototyping 但如果稍微有点长期观点 要建一个大规模的NLP的应用,还是一切自家建造为好。当然,自家建造的门槛很高,多数人造不起,也没这个 architect 来指挥。但最终是,自家建造的胜出,从质量上说(质量包括速度、鲁棒性、精度广度、领域的可适应性等关键综合指标)。 巨头的工具箱的产品 offers 一开始也不赚钱,但他们的研发积累已经做了,且还在不断投入,不产品化成工具箱不是傻瓜吗,赚多少算多少。如果真到了AI bots 遍地开花的时候,他们凭借巨大的平台优势,赚钱也是可能的。小公司这条路没门吧。如果你的 offer 的确 unique,譬如是中华料理,譬如是伟哥的 parsing,你可能会吸引一批使用者。但想赚钱必须有规模,而 component tech 或平台工具之类,在小公司的环境中,是成不了规模的。所以不要想赚钱的事儿。 赚钱靠的是产品,而不是工具,这是AI创业铁律。 当然,通过平台或工具打出影响,做 marketing,曲线救国创业,另当别论。 回到 meet-up: 4. bots 构建的核心当然是 conversations 的训练工具。IBM沃森的工具用的是深度神经。 对于 bots,input 是确定的,就是用 bots 的人的输入。自然语言的语音也好 文字也好,语音反正也要转化为文字 所以我们面对的就是人机接口中的“人话”,理论上无止境 千变万化。 bots 的 output 呢? 在目前的框架里,在绝大多数实际场景,这个 output 都是以极为有限的集合 最典型的案例是为 apps(天气、股票、时间之类) 做 bots 作为 apps 的人机接口, 其 output 就是 app 里面的 commands 集合。于是 bot 产品定义为从无限到有限的映射,这是一个典型的分类场景。于是沃森提供这个深度学习为基础的工具帮助你训练你所需要的 classifiers,这是标准做法 无甚新意。 数据越多,分类质量越好。千变万化的死敌是稀疏数据。好在对于 bots,数据的收集会是一个边使用边加强的过程。如果你的 bots 开始有用户,你就形成了正循环,数据源源而来,你不断打磨、训练,这些都是可以 streamline 的流水作业,就越来越好。Siri 如此,Echo 也如此。 白: 分类本身是不带参数的,而bots的应对必须是带参数的,这是硬伤。 拿分类来做对话是看得到天花板的。 我: I cannot agree more :=) 这里其实是有历史渊源的。IBM 做问答,一直是把问题简化为分类。18 年前我们在第一次 QA 竞赛(TREC-8)中交流 就是如此,这么多年这个核心做法一直不变。当时我们的QA成绩最好,得分66%,沃森的系统印象是40%左右,他们的组长就追在后面问,我们思路差不多呀,都是 question intents(我们叫 asking points,比多数 intents 其实更聚焦),外加 Named Entity 的support。我说我们还用到了语言结构啊。 直到今天他们仍然是没有句法分析,更甭提深度分析。他们当年的 QA 就是基于两点: 1. 问句分类:试图了解 intents;2. NE。有了这两条,通过 keywords 检索作为 context,在大数据中寻找答案,对于 factoid questions 是不难的(见【 立委科普:问答系统的前生今世 】)。这就是沃森打败人类的基本原理,一点也不奥秘,从来没有根本改变。现在这一套继续体现在其 bots 工具箱 offering 里面。 洪: 昨晚Watson讲座听, 今早广告已跟进。 IBM可真下本, 今天我试Bluemix云。 我: 2. 因此 conversations 训练,其核心就是两条:一个是 intents classification (这个 intents 是根据 output 的需求来定义的),一个 NE,不过 NE 是他们已经训练好的模块(NE有一定的domain独立性),用户只是做一些微调和增强而已。 顺便插一句,这几天一直在想,AI 现在的主打就是深度神经,所有的希望都寄托在神经上。但无论怎么神经,都不改 supervised learning 的本性:所以,我的问题是:你怎么克服缺乏带标大数据的知识瓶颈? ok 你把机器翻译玩转了。因为 MT 有几乎无限的 “自然” 带标数据(其实也不是自然了,也是人工,幸运的是这些人力是历史的积累,是人类翻译活动的副产品,是不需要开发者花钱的 free ride)。可其他的 ai 和 nlp 应用呢,你还可以像 MT 这样幸运 这样享用免费午餐吗? 现在想,紧接着 MT 的具有大数据的热门应用是什么?非 bots 莫属。 对于 bots,数据已经有一定的积累了,其最大的特点在于,bots 的使用过程,数据就会源源而来。问题是 这些数据是对路的,real life data from the field,但还是不带标啊。所以,bots 的前景就是玩的跟数据打仗:可以雇佣人去没完没了地给数据做标注。这是一个很像卓别林的【摩登时代】的AI工厂的场景,或者是列宁同志攻打冬宫的人海战术。看上去很笨,但可以确定的是,bots 会越来越“智能”,应对的场景也越来越多。应了那句老话,有多少人工,就有多少智能。然而,这不是、也不应该是 唯一的克服知识瓶颈的做法。 毛: 嗯,有多少人工,就有多少智能。这话说得好。 我: 但这个景象成为常规 也不错 至少是帮助解决了一些白领就业。是用高级的专家知识去编写规则来提高系统质量,还是利用普罗标注去提高质量,从帮助就业和维稳角度看,几乎蛮力似的深度神经对于标注大数据的无休止的渴望和胃口,对于社会似乎更为有利。为了社会稳定和世界和平,我们该看好这种蛮力。我们做深度分析和理解的专家,试图尽可能逼真地去模拟人的智能过程,但对蛮力也应该起一份敬意。 将来的AI,什么人都可做:1. 你发现一个领域的 AI 需求; 2. 你雇佣一个对这个需求可以形式化定义的设计家; 3. 你调用巨头的一个通用的 AI 工具箱(譬如 TensorFlow) 或面向专项产品的工具箱(譬如 bot 的沃森工具箱) 4 你雇佣一批失业但受过教育的普罗,像富士康一样训练他们在流水线上去根据设计家的定义去标注数据、测试系统,你于是通过 AI 创造了价值,不排除你的产品会火。因为产品火不火已经不是技术了,而是你满足需求的产品角度。 3. 但是 正如白老师说的 这种用分类来简化问题的 AI 产品化,走不远。它可能满足一些特定领域的特定的需求 但是后劲不足是显然的。其中一个痛点或挑战就是,这种东西走不出三步,三步以上就抓瞎。如果你的应用可以在三步之内就基本满足需求,没问题。 bots 最显然的有利可图的应用场景是客服。一般而言,bots 取代和补充客服是大势所趋,因为客服的知识资源和记忆,根本没法与我们可以灌输给 bots 的知识来相比。利用知识去回答客户疑问,人不如机,是可以想见的。但是 观察一个好的客服与客户的交互 可以发现,三步的交流模型是远远无法满足稍微复杂一点的场景的。三步的说法是一个比喻,总之是目前的工具箱,对于较长时期的对话,还是束手无策。 bots 对用户话语的理解简化为 classification,以此为基础对用户的回答就不是那么简单了。目前提供的做法是:因为 intents 是有限的集合,是 classification 的结果,那么对于每一个 intent 可以预知答案(存在数据库的 hand-crafted text snippet)或回应(譬如展示一个图,譬如天气app的今日天气图表)。 这些预制的答案,听上去非常自然、生动甚至诙谐,它们都是领域专家的作品。且不说这些预制的 snippets,如何根据classification hierarchy 本身需要做不同组装,在存于数据库里面的核心应答的预制以外,还可以加上情感的维度,还可以加上 personalized 的维度,这些都可以使得对话更加人性化、自然化,但每加一个维度就意味着我们开始接近组装式策略的组合爆炸后果。三步、三维以上就无法收拾。 我问主讲人,你的这些预先制定好的应答片段,按照你的工具的组装方式,不就是一个 decision tree 吗?回答是,的确,就是一个 decision tree 的做法。然后她说,有不少研究想突破这种应答模式,但都是在探索,没有到可以产品化工具化的阶段。 郭老师说,谁要是有本事把人机的 “自然对话”能够延长到 20 分钟,换句话说 就是突破图灵测试,谁就是 AI bots 的真正破局者。如果你证明你能做到,巨头会抢着来高价收购你的。这是所有做 bots 的所面临的共同挑战。 据说小冰最高记录是与单一的人谈了九个小时的心。但那不是真正的突破,那是遇到了一个异常人类。正常的人,我的体会是 两分钟定律 ,你与小冰谈话 超不过两分钟。我试过多次,到了两分钟,它所露出来的破绽就让你无法忍受,除非自己铁心要自我折磨。其实 工业界要求的连续对话,不是小冰这种闲扯。而是针对一个稍微复杂一点的任务场景(譬如订票)如何用自然对话的假象去把相关的信息收集全,来最大限度地满足客户需求。 累了,先笔记和评论如上。其余还有一些有趣的点儿可以讨论,以后再说。这是交给我们唐老师的作业。 郭: Amazon’s $2.5M ‘Alexa Prize’ seeks chatbot that can converse intelligently for 20 minutes 洪: 亚马逊正设大奖, chatbot赛悬赏。 对话若超廿分长, 两半米粒到手上。// 2.5M 【相关】 【 立委科普:问答系统的前生今世 】 Amazon’s $2.5M ‘Alexa Prize’ seeks chatbot that can converse intelligently for 20 minutes 《 微软小冰,两分钟定律 》 中文处理 Parsing 【置顶:立委NLP博文一览】 《朝华午拾》总目录
个人分类: 立委科普|2485 次阅读|3 个评论
长相思·DNA
热度 15 kongmoon 2016-4-25 13:47
磷酸基,戊糖基,扶手双边间宿栖。螺旋两链依。 腺胸吸,鸟胞吸,配对鸳鸯排玉梯。命全凭此批。 1953年4月25日,25岁的生物学博士沃森和37岁的物理学学士克里克在《自然》杂志上发表一篇论文“核酸的分子结构”。谁也没有想到,这篇只有一页A4纸那么大、约1100个单词和1张图的的论文,成为了20世纪生物学中最重要的论文之一,标志着生物学开始进入分子水平的研究。 20世纪50年代初,英国科学家威尔金斯等用X射线衍射技术对DNA结构潜心研究了3年,意识到DNA是一种螺旋结构。女物理学家弗兰克林在1951年底拍摄到一张十分清晰的DNA的X射线照片。 1952年,美国化学家鲍林发表DNA分子α螺旋的三链模型研究报告,而沃森等人将其与弗兰克林一年前的照片对比后,对三链模型提出了质疑。沃森看到DNA照片的内部是一种螺旋形结构,他立即悟出DNA不是三链结构而应是双链的结构。他和克里克顺着双链的思路深入探讨,得出一个新观点:DNA是一种双链螺旋结构。 1953年2月22日起,他们开始联手搭建DNA双螺旋模型,终于在3月7日成功搭建出一个合理的DNA模型,这个模型能解释很多当时DNA实验结果。4月25日,他们的论文被《自然》杂志正式发表。由于沃森、克里克和威尔金斯在DNA分子研究方面卓越的贡献,他们分享了1962年的诺贝尔生理学或医学奖。
个人分类: 生物|5593 次阅读|32 个评论
被“玩坏”的沃森
热度 17 xiazhi397288 2014-12-18 23:00
“那是最美好的时代,那是最糟糕的时代;那是个睿智的年月,那是个蒙昧的年月。” 1962年,由于提出DNA的双螺旋模型学说,詹姆斯·杜威·沃森这位意气风发的34岁的年青人与他的研究伙伴克里克及M.H.F.威尔金斯获得了诺贝尔生理学或医学奖的至高殊荣。 DNA的双螺旋模型学说不但阐明了DNA的基本结构,并且为一个DNA分子如何复制成两个结构相同DNA分子以及DNA怎样储存和传递生物体的遗传信息提供了合理的说明解释。它不仅被认为是生物科学中具有革命性的发现,而且被公认为是20世纪最重要的科学成就之一。 沃森是一位天才。他才华横溢,知识渊博,在研究领域颇有建树。20世纪末,他倡导了人类基因组计划,这个计划的完成被誉为20世纪人类三大伟大的成就之一,其中包括阿波罗登月计划和曼哈顿原子弹计划。他对教育也颇有兴趣和成就。他撰写的《基因的分子生物学》为生物学教科书提供了新的标准。随后出版了《重组DNA》等很多好书。他还积极探索利用多媒体进行教育的方法,并且通过互联网设立DNA学习中心。1976年沃森担任美国冷泉港实验室主任。沃森使冷泉港实验室成为世界上最好的实验室之一。 沃森为当代的生物研究鞠躬尽瘁,用天才的头脑谱写了一些列的生物学发展史上的奇迹。 沃森心直口快,既赢得了朋友的信任,也给他带来了不少麻烦。其中最大的一次是2007年,一个他相当器重的年轻人,还在他家住过不止一天,后来成了一名记者。沃森又是口无遮拦,这位年轻人又不知人间险恶,说沃森说了“黑人不如白人聪明” 此类不可辩驳的话,结果“科学种族主义”的帽子迅速扣在他的头上。这使沃森很伤心,觉得自己被冤枉了,结果又说他自己把自己说成了“被冷落了的人”(实际上他的办公室历来整天门庭如市,不信你去试试看)。他把冷泉港实验室主任的位置辞了(实际上早就“名存实亡”,不管事了!)又被说成是“被开除了”。实际上他每天仍到同一个办公室上班,到同一个球场打球,到同一个会场听年轻人的报告,完全是同一个样子。 无疑,沃森得罪了不少人。如果回想起来,首先是《双螺旋》这本书。因为他从自己的视角描述了不少DNA双螺旋发现前前后后的故事和细节,激起了不少“朋友”和“敌人”,包括克里克和威尔金斯等人的强烈反对,期间还发生了阻止哈佛大学出版社出版,并一度激化到要到法庭起诉的地步。可最终结果呢,争论消散,而《双螺旋》这本书也一度跃上“枝头”,成了世人公认的畅销书。为何出现这等戏剧性的结果?当然,这与沃森本人的坦率和真诚是分不开的。不信,你去翻翻看,那些字里行间里所透露出来的真实,可是打动人们并最终为人所接受的最好注脚。 说他“种族歧视”!其实吧,也就那么一点点小事,被媒体过度解读和放大,曲解了不少。至少,他本人至今都没有书写任何关于歧视黑人的字句的。或许,口头不经意的说词是有的,但非要因其是“名人”,就拿上放大镜来回的、仔细的清查个遍,并把其架高到“种族歧视”的高度,的确是有点过了的。须不知,别的美国人,英国人,何止说说,还写了不少书呢!而说起沃森,他自己可是重视伦理的先锋。他做的那些“伦理”事,如支持生命伦理问题的讨论, 坚持要把3-5% 的经费首先用于伦理研究,似乎谁都忘了。更不要说他还有不少黑人朋友和学生!而他曾多次强调的须对不同的人种有平常心,要平等对待,为何就被放进历史的垃圾篓里,不“平等”的提及呢?不理会任何背景语境,而单独把其某一两句话摘抄出来然后扣上大帽子进行惨绝人寰的“批判”,恐怕不是科学的待人之道。 而他的“性别歧视”呢?也去翻翻《双螺旋》。不管如何,沃森他自己拿那什么奖, 似乎从来就没有任何异议。那他为什么要拿已故的富兰克林说事呢?的确,贬低富兰克林的人大有人在,但实为他人。多种材料均记载,沃森与富兰克林之间,实际上一直都保持着比较好的私人关系。这脏水扣到沃森头上,却为莫大的冤枉。 “肥胖歧视”就更有意思了。 没有听过沃森说过歧视肥胖人的话,也没在所有他的书中找到过类似的句子。有传言是说他有曾说过“当与肥胖者会谈的时候会感觉不太好也不想雇佣对方”。但,传言嘛毕竟是,而且,是何种场合,何种语气,有无调侃成份在内还另说呢。相反,回想起来,十多年前有一个报告,题为“追求幸福”,好像他还说“肥胖者幸福”呢!而在他的圈中好友之中,大腹便便者可是不在少数。这个,看来又是一大冤假错案。 “同性恋”者歧视这一点也是众说纷纭。怎么说呢,沃森他老人家只是在这个争议性极大的话题上道出了他自己的个人的见解。仅是表明自我立场,应该“言者无罪”才对。如果非要在此点上纠住不放,还给他老人家架上枷锁,一顿猛攻,就显得似乎有点缺乏人性了。 至于拍卖那个奖牌所引起的纷争,也是一度甚嚣尘上。然而,沃森就是沃森。听他的朋友讲,这事已说了至少一年了,而他需要钱这事儿也确实是事实。原本去讨捐赠,是他的最强项,要知道近几十年来,他为冷泉港和多个实验室可是筹到了不少的钱。可那低声下气的活儿的确不好干,更何况他如今都这么一大把年纪了。他老人家一生清贫,又不屑向那些生财有道的科学家们看齐,只得,走上卖家当的道儿了。卖别的,没有,只有这样一个他从来就给孩子玩的牌子。为什么不能卖呢? 说起诺贝尔奖获得者竟然没钱,这个命题好像在我们看来完全不可能成立。然而在欧美等西方世界,却是个不争的事实。须不知,诺奖在西方世界收获的更多的是精神上的认可,或者是一个小小的停车位这样的“小恩小惠”,在我们这个极速增长和不规律膨胀的发展中社会主义国家,实难想象,也难理解。要知道,在某些国度,特别是我们亚洲,最典型的生存之道是:埋头苦干的科学家们,在一朝‘成名’之后,都学而优则仕,按捺不住纷纷当官去了。而沃森他却没有,他以及他的小伙伴们,依旧挺起科学人的脊梁,清贫的傲立着。这,不得不令人敬佩。 而凭借着科学上的伟大贡献,沃森这次让俄罗斯富商阿利舍尔·乌斯马诺夫“(Alisher Usmanov)”“折了腰”,不应是最该为人所津津乐道才是么?这位即是在拍卖会上匿名拍下奖章的人,他表示他将把奖章归还86岁的沃森。他发表声明,表示一名出色的科学家被迫出售认可其成就的奖牌是不可接受的。他同时表示,“沃森是人类历史上最伟大的生物学家,他因为发现DNA结构而获的奖励必须属于他。” --我们不了解这位大亨, 至少他没有落井投石。 事过拂尘,可沃森依旧是那个高朋满座,君临天下的沃森,他低调的贯穿于各大牛之中,为人们所敬仰并膜拜着。几十年过去了,他依旧那么才华横溢、知识渊博而不迂腐。而那直言不讳的毛病也依旧成为他的标签,并未随时光消逝而变得圆滑。 “古今多少事,都付笑谈中”,曾辉煌过,曾被误解过,… 几度心酸唯有自己知。对一个86 岁的老人,就当是一个普通人,不必这样刻薄吧。更何况,有争议的,才是有价值的。争议之下所掩盖不住的,是他老人家的深远眼光和胸襟。他,依旧伟大,如神般存在,照耀着大家。。。
35805 次阅读|18 个评论
诺奖得主卖金牌
热度 2 ormazd 2014-12-1 06:49
刚看到一则新闻: ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 曾发现DNA而获颁诺贝尔医学奖的美国科学家沃森,因在2007年时曾称非洲人种天生的智商比白种人低,被斥种族歧视而受到学界排挤,近日更因为要帮补家计,周四将在纽约出售当年的诺贝尔奖牌。 因种族歧视失去一切 86岁沃森2007年接受英国《星期日泰晤士报》访问时,因发表种族歧视言论而被多间当时其任职董事的公司所辞退,自此更无人再邀请他公开讲学,沃森曾表示,无人在意他的存在。 由于生计大减,沃森周四将拍卖当年所获得的诺贝尔奖牌,拍卖行估计,最高可卖得250万镑(约1325万英镑)。他希望借这笔钱补贴收入,另外亦想购买艺术品及捐钱给母校作研究用途。此次是历来首位在生的诺贝尔得奖者,拍卖奖牌。 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 标榜言论自由却不敢让人说话。 沃森是真牛人,敢表达自己,可惜被“普世价值”这种新“儒学”给排挤了。 普世价值观的建立和儒学成为古中国主流都是统治阶级的需要。 现今科学界的状况用一句话描述即:“光屁股穿西装。”有勇气承认自己裸体的人不多,不屑穿这样的西装的人也不多,沃森这次卖金牌算一个吧。
2548 次阅读|2 个评论
DNA之父告诉您:人类首次发现天然的转基因现象——冠瘿病
热度 11 xyysh2008 2014-3-4 11:51
DNA之父告诉您:人类首次发现天然的转基因现象——冠瘿病 (副标题:您会反对天然的转基因工程师——根瘤农杆菌吗?) 【前言】现在转基因工程在中国之争正如火如荼地开展,让我们来看看 DNA 的双螺旋结构的发现者之一—— 诺贝尔奖得主 詹姆斯·沃森( JAMES.D.WATSON )等的文章,正本清源, 寻找: 什么是 人类首次发现的自然界产生的转基因现象? 天然的转基因工程师 ——根瘤农杆菌,是如何转基因的?是谁发现的?少数 人认为,凡是天然的就是安全的,凡是后天技术改造的就不安全,但 自然界存在的转基因工程时时发生,它是怎么变成了人类所掌握的转基因工程技术呢? James Dewey Watson 冠瘿病 (crown gall disease) 会使植物茎部长出丑陋的“肿瘤”,称为虫瘤(gall)。那是由一种常见的土壤细菌“根瘤农杆菌” ( Agrobacterium tumefaciens ) 所引起的,这种细菌会感染植物被草食性昆虫咬伤的部位。 图1 植物感染根 瘤 农杆菌后得了冠瘿病, 这是人类首次发现的自 然界产生的转基因现象 这些寄生细菌发动攻击的方式令人惊异。它先建立一个管道,从这个管道把自己的遗传物质包裹送入植物细胞内。这个包裹里含有取自一种特殊质体的 DNA 片段 (博主注:质粒), 这段 DNA 在用蛋白质保护膜包装后,才经由管道送出去。 包裹在送出后,会像病毒 DNA 一样,和宿主细胞的 DNA 结合。然后, DNA 片段在寄宿后,不是像病毒一样大量制造自己的复本,而是制造植物生长激素和当做细菌养分的特化蛋白质。这样可以形成一个正反馈回路,同时刺激植物细胞分裂和细菌生长:生长激素促使植物细胞更快速地增殖,而入侵的细菌 DNA 会在每一次细胞分裂时,和宿主细胞的 DNA 一起复制,因此可以制造愈来愈多的细菌养分,以及植物生长激素。 对植物而言,这种疯狂失控的生长结果是一个瘤状肿块,亦即虫 瘿;对细菌来说,虫瘿就像被迫替细菌制造所需物质的植物工厂,而且产量还不断增加。根癌农杆菌的寄生策略可以说非常聪明,它把剥削植物变成了一门艺术。 根瘤 农杆菌寄生方式的细节,是20世纪70年代时由西雅图华盛顿大学的奇尔顿(Mary-Dell Chilton),以及比利时根特自由大学(Free University of Ghent)的范孟塔古(Marc van Montagu)和谢尔(Jeff Schell)解开的。 当时有关重组DNA的辩论正在爱希勒玛和其他地方如火如荼地开展。后来奇尔顿和她西雅图的同事挖苦道,其实根癌农杆菌早就“公然违反了美国国家卫生研究院的方针”,因为它在没有P4防护设施的保护下,把DNA从一个物种转移到另一个物种身上。 。。。 根瘤 农杆菌是将外来DNA送入植物体内的现成输送系统,它就像一个天然的基因工程师。 1983 年1月,在迈阿密举行的一场划时代会议上,奇尔顿、孟山都公司的豪许(Rob Horsch)、以及谢尔各自发表了独立的研究结果,证 实根瘤农 杆菌足以担当大任。 。。。 于是就有奇尔顿的新雇主先正达公司(Syngenta)和孟山都公司的专利之争,侵权与反侵权之争。。。 也就有了全世界的转基因作物的大量出现! 图2 转基因抗虫棉的构建示意图(找不到根瘤农杆菌直接感染植物的图,用此代替) ————节选《DNA 生命的秘密》【美】詹姆斯·沃森 安德鲁·贝瑞 著 陈雅云 译 《 DNA ——生命的秘密》是诺贝尔奖得主詹姆斯·沃森集 50 年研究思考之大成,体现出一位科学家对自然杰作的由衷赞叹,以及一位人文主义者对人类的深切关怀,注定成为记述这时代伟大科学旅程的史诗。 参阅续篇《 DNA之父告诉您2:对转基因进行有意义的评估,应以科学考虑为基础 》 注:图片来自网络,不作任何商业用途,特此致谢!
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美丽的冷泉港实验室(图&文)
热度 6 xiazhi397288 2013-5-20 21:19
The Cold Spring Harbor Laboratory(缩写CSHL),又译为科尔德斯普林实验室,位于美国纽约州长岛上的冷泉港,始建于1890年,至今共诞生了8位诺贝尔奖得主。 它被称为世界生命科学的圣地与分子生物学的摇篮,名列世界上影响最大的十大研究学院榜首。DNA双螺旋结构图的发现者沃森先生是其前任总裁。而现在,它由美国科学院院士英国皇家学院院士Bruce Stillman教授领导。 
 冷泉港原负责人James Dewey Watson 冷泉港实验室现任总裁BruceStillman 它是美国国家癌症研究所(National Cancer Institute)在美国指定的八所基础研究中心之一,也是其中唯一横跨三个州份的基础研究中心。 该研究所出现了因开展著名的赫希-蔡斯实验而证实细胞内起遗传物质作用的是DNA而非蛋白质的1969年诺奖获得者郝希;因其女性身份受不公正待遇转而加入冷泉港研究基因转座子最终荣获1983年诺奖的巴巴拉·麦克林托克;因发现的断裂基因而获1993年诺贝尔奖的罗伯茨(Richard Roberts)等众多对生命医学界产生重大推动和震动的瞩世研究和顶级科学家。 然而,最令人津津乐道的,当之无愧的应属詹姆斯·沃森了。当然,沃森是一个极具争议的人。一方面,沃森作为当代最伟大的生物学家之一,他和克里克所解开的双螺旋,以及他所倡导并启动的国际人类基因组计划,都极速的推动着整个生命科学的发展,是当代生命研究的根本并奠定了牢固的理论基石,给人类发展作出了极大的贡献。 另一方面,他的大胆言论树敌众多。光他在科学自传《双螺旋》(The Double Helix)中所呈现出的对其它科学家的‘低鄙’就惹怒了不少同行。再者,他那对女科学家罗莎琳•富兰克林的男性沙文主义式评语也甚为惹人反感。另外,2007年10月沃森发表了‘黑人先天智力不如白人’的言论,随即便引起了众多抵制,进而促使伦敦科学博物馆(Science Museum)不得不临时取消他的演讲,冷泉港同时也中止了他的职务。当然,他的‘异端’言论不止于此:他觉得肥胖者“让人看了感觉很糟,不想雇用他们”;对于所有“相貌不佳的女性”,还有“愚笨的人”,他认为应该以基因工程来“治疗”;日后可望把具有“潜在同性恋”的胎儿堕胎等,都让各界人士为之咋舌。 补充说明: 张奇伟教授是国际生物信息学界的权威科学家,是冷泉港实验室首位取得Rolling-5教授职位的华人科学家。不过现在在美国UT Dallas和清华任职,是清华信息国家实验室合成与系统生物实验室主任。目前在冷泉港任职的华人貌似只有三位,分别是:Zhong Yi(教授 (神经生理学)、Li bo(副教授、神经学)、Zheng Hongwu(助理教授、遗传学) 不废话了,附上我自己随手照的冷泉美景,以飨读者。
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沃森: “The solution is good chemistry”
热度 2 chemicalbond 2013-3-26 23:31
James Watson 因为在60年前和Francis Crick 一起发现了DNA的双螺旋结构而获得1962年的诺贝尔奖。他后来主持过NIH的人体基因组研究。因为口无遮拦,经常引起争议。近日,他在加州的SALK研究所讲演,对基因研究现状表示不满,认为那些研究癌症的遗传学家们 别再用脚来思考 (这个是我加的私货 ),而是需要一个好的化学头脑。 “化学是中心科学”,那是很多化学家津津乐道的事。 离开了化学,大多数生物研究都可能是一团糟。我也时常看到一些CNS的文章里面的化学内容惨不忍睹,因此我对沃森的这个评论表示理解。 就像是物理学家不可以不精通数学,化学家不能不懂物理,生物学家们,可别轻视化学啊。 因为年事已高,沃森的话不能全信,不过,有些内容还是值得大家思考。 【参考:读者可以从下面的文字和网站(全文)查阅沃森除了调戏遗传学家,还对爱尔兰人有看法,跟因为发光蛋白的研究而获诺贝尔化学奖的钱永健也有交锋。】 http://www.utsandiego.com/news/2013/mar/21/nobel-watson-DNA-irish/?printpage=all Watson, 84, visited the Salk to give a public lecture on the roles that oxidants and anti-oxidants might play in cancer and diabetes . The Salk is deeply involved in cancer research, and it has plans to spend millions of dollars on new sequencing machines to better explore how mutant genes contribute to disease. La Jolla has become a major research center, in part, because Watson and Francis Crick resolved the structure of DNA in 1953, opening up genetics and molecular biology. Watson also was the first director of the Human Genome Project. While noting that genetics is vital, Watson said, You could sequence 150,000 people with cancer and its not going to cure anyone . It might give you a few leads, but it's not, to me, the solution. The solution is good chemistry . And that's what's lacking. We have a world of cancer biology trained to think genes. They don't think chemistry at all . Watson, who had his entire genome sequenced, said the current level of cancer research funding is enough to find a cure. But he added that most of the experiments we do are irrelevant ... We're not going to cure cancer by doubling the money . We're going to do it by being more intelligent . The money thing is just a red herring of people not thinking.
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逃离自然选择之手
热度 9 qmjx 2012-4-23 19:10
逃离自然选择之手 ——遗传学的过去、现在和将来 自从生命诞生以来,自然界就始终没有让生命的发展变化脱离自己的控制,她所运用的办法最终于19世纪被生命所认识:达尔文通过《物种起源》提出了自然选择理论,从此人们真正有机会认识人为什么会是人,以及现在的生物世界究竟又是如何构成的。但是在那时人们仍然无法了解自然选择的根本作用机制是什么,这也是人类的一种天性,如果我们了解了一种东西的一些方面,就想不断了解更多,最终掌握它并用它来做些什么。就自然选择而言,人们的最终目的就是逃离自然选择的掌控并反过来控制自然选择。 1953年的那个春天,沃森与克里克破解DNA双螺旋结构之后,我们开始有了这样的一个机会。沃森则在他写的这本《DNA:生命的秘密》中通过阐述自那时以来我们所了解到的遗传学有关的知识,告诉我们遗传学是什么,借助对基因的了解我们能做些什么,而在不断地反思这短短不到百年的发展过程中,这位诺贝尔奖得主还为遗传学将来的发展整理了不少教训。 遗传学是一门有“原罪”的科学。在人们丝毫不了解遗传的分子机理时,优生学曾为种族主义的肆虐“贡献”很多。从美国的种族主义大肆泛滥到纳粹的种族灭绝,优生学都假借科学的名义仅因人的种族不同宣判其死刑,甚至很多至今大名鼎鼎的人物也受其蛊惑。今天回过头来,凭借最近对人类基因组的了解我们发现,当年针对所谓种族的歧视政策甚至根本就是毫无道理的,人与人的差别完全不能仅凭借肤色、出生地以及宗教信仰来加以区别。 然而,今天我们对遗传学曾经所犯下的错误(其实那甚至不能算是遗传学的错误)加以反思的同时,却发现我们不得不为那些毫不相关的人做的事来承担责任。尽管今天即使一个没有接受过生物学高等教育的人也能很轻易地将一些疾病与基因相联系,但更多的人内心深处对遗传学还是有很深的误解,特别担心那些摇试管的科学家们会有那么一两个“邪恶博士”,在食物或者药物中加点东西改变人类的基因,最后实现他统治世界的目的。 看看现实与历史吧。如今很普通的质粒重组实验,在诞生初期甚至需要很多科学家专门开会,由政府出面来干预这一无害的科学研究活动;原本可以造福人类和环境的基因改造作物,却在很多地方受到非理性地抵制;发展依靠DNA信息检测来判定胎儿是否有遗传病的技术不仅遭到保守人士的反对,还有那些深受疾病困扰的民间团体的反对;DNA指纹技术在法医学上的应用也远非一帆风顺;……这里面有对科学认识不够深入带来的问题,但更重要的我想还是人们对遗传学的认识问题。 当一项技术仅仅是针对外界环境时,比如修建大桥这样的事,很多距离很远的人也许不会关心;但是一项与基因有关的技术一旦提出,人们都会偏向于往坏的方面想:假如这项技术会对人造成糟糕的影响呢?这应该是很正常的反应,但很有意思的是,这种反应也是由我们的基因来决定的。而科学界对很多知识的不透明政策或者叫懒得说政策使得普通人越来越担心遗传学的飞速发展会带来什么问题。这是阻挠对基因的知识进一步研究和应用带来麻烦的主要原因。 还有就是前面所说的“原罪”。有一些敏感问题我们不能碰,比如不能研究肤色有关的基因会对人产生怎样的影响,因为那总是有可能被种族主义者所利用的东西。 可以说,当今影响遗传学发展的因素不在于遗传学本身或者技术手段不够,而在于社会和政治对科学发展的限制。包括科学家在内尽量要的是一种政治正确的姿态,研究杂交水稻高产的民族英雄,研究转基因水稻高产的则是汉奸卖国贼,这样一些毫无道理的逻辑充斥网络和人的头脑。沃森在书中的一句话说的好:“ 拥有知识,就算是可能令人不安的知识,也都比无知好。 ”因为正常来讲,只有了解到可能存在危害的东西究竟怎么回事,才能更好地避免其危害,仅仅因为可能有危险就禁止了解,无异于掩耳盗铃,甚至会因为其有害的一面被处于暗处的坏人利用,反过来造成危险。 如果我们有一天真的能够全面破解基因调控生命的机制,并开始主动扮演“上帝”的角色——我也相信那一天一定会来——那么今天我们所说的种种争论在那时看来一定都是最没用最可笑的。
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Molecular structure of Nucleic acid[沃森克里克DNA论文]
热度 3 putin24 2011-7-11 15:47
Molecular structure of Nucleic acid[沃森克里克DNA论文]
No.4356 April 25, 1953 NATURE Molecular structure of Nucleic acid A structure for Deoxyribose Nucleic Acid We wish to suggest a structure for the salt of deoxyribose nucleic acid (D.N.A). This structure has novel features which are of considerable biological interest. A structure for nucleic acid has already been proposed by Pauling and Corey . They kindly made their manuscript available to us in advance of publication. They model consists of three inter-twined chains, with the phosphates near the fibre axis, and the bases on the outside. In our opinion, this structure is unsatisfactory for two reasons: 1)We believe that the material which gives the X-ray diagrams is the salt, not the free acid. Without the acidic hydrogen atoms it is not clear what forces would hold the structure together, especially as the negatively charged phosphates near the axis will repel each other. 2) Some of the van der Waals distances appear to be too small. Another three-chain structure has also been suggested by Fraser(in the press). In his model the phosphates are on the outside and the bases on the inside, linked together by hydrogen bonds. This structure as described is rather ill-defined, and for this reason we shall not comment on it. We wish to put forward a radically different structure for the salt of deoxyribose nucleic acid. This structure has two helical chains each coiled round the same axis(see diagram), We have made the usual chemical assumptions , namely, that each chain consists of phosphate diester groups joining β -D-deoxyribofuranose residues with 3’,5’ linkages. The two chains (but not their bases) are related by a dyad perpendicular to the fibre axis. Both chains follow right handed helices, but owing to the dyad the sequences of the atoms in the two chains run in opposite directions. Each chain loosely resembles Furberg’s model No.1; that’s , the bases are on the inside of the helix and the phosphates on the outside. The configuration of the sugar and the atoms near it is close to Furberg’s “standard configuration”, the sugar being roughly perpendicular to the attached base. There is a residue on each chain every 34A, in the z-direction. We have assumed in the same chain, so that the structure repeats after 10 residues on each chain, that is, after 34A. The distance of a phosphorus atom from the fibre axis is 10A. As the phosphates are on the outside ,cations have easy access to them. The structure is an open one, and its water content is rather high. At lower water contents we would expect the bases to tilt so that the structure could become more compact. The novel feature of the structure is the manner in which the two chains are held together by the purine and pyrimidine bases. The planes of the bases are perpendicular to the fibre axis. There are join together in pairs, a single base from one chain being hydrogen-bonded to a single base from the other chain, so that the two lie side by side with identical z-co-ordinates. One of the pair must be a purine and the other a pyrimidine for bonding to occur. The hydrogen bonds are made as follows: purine position I to pyrimidine position I ; purine position 6 to pyrimidine position 6. If it is assumed that the bases only occur in the structure in the most plausible tautomeric forms(that is , with the keto rather than the enol configurations)it is found that only specific pairs of bases can bond together. These pairs are: adenine(purine) with thymine (pyrimidine), and guanine(purine) with cytosine(pyrimidine). In other words, if an adenine forms one member of a pair, on either chain, then on these assumptions the other member must be thymine; similarly for guanine and cytosine. The sequence of the bases on a single chain does not appear to be restricted in any way. However, if only specific pairs of bases can be formed, it follows that if the sequence of bases one chain is given, then the sequence on the other chain is automatically determined. It’s has been found experimentally that the ratio of the amounts of adenine to thymine, and the ratio of guanine to cytosine , are always very close to unity for deoxyribose nucleic acid. It’s probably impossible to build this structure with a ribose sugar in place of the deoxyribose , as the extra oxygen atom would make too close a van der Waals contact. The previously published X-ray data on deoxyribose nucleic acid are insufficient for a rigorous test of our structure. So far as we can tell, it is roughly compatible with the experimental data, but it must be regarded as unproved until it has been checked against more exact results. Some of these are given in the following communications. We were not aware of the detail of the details of the results presented there when we devised our structure, which rests mainly though not entirely on published experimental data and stereo-chemical arguments. It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for genetic material. Full details of the structure , including the conditions assumed in building it, together with a set of co-ordinates for the atoms, will be published elsewhere. We are much indebted to Dr.Jerry Donohue for constant advice and criticism, especially on inter atomic distances. We have also been stimulated by a knowledge of the general nature of the unpublished experimental results and ideas of Dr. M.H.F.Wilkins, Dr. R.E.Franklin and their co-workers at King’s College, London. One of us(J.D.W)has been aided by a fellowship from the National Foundation for Infantile Paralysis. J.D.Watson, F.H.C.Crick DNA 双螺旋结构 pdf原文下载链接: Nov2004Classics.pdf
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双螺旋秘密之横空出世篇
cherrylu1960 2010-8-18 00:11
作为一个女生,可能更钟情于曲线美。每每看到北京街头并不少见的螺旋造型,心理不免涌起一种特别的感动。作为一个遗传学爱好者,真的感慨造物主给予生命如此美妙的双螺旋分子,关于她――DNA双螺旋的秘密,恐怕永远也讲不完,因为她每天都在演绎着新的内容。 上个世纪四五十年代,生命科学经历了新的飞跃,DNA不但确立了自己作为遗传物质的重要位置,而且一展其双螺旋的美妙身姿,将遗传学和医学真正带入了分子水平。 DNA双螺旋的发现,成为20世纪最伟大的发现之一。 当然,谈到作为双螺旋的DNA,她的横空出世,离不开威尔金斯、富兰克林、沃森、克里克这些功臣的助推。遗憾的是,作为一名剑桥大学毕业的高材生,杰出的女科学家,一个用X射线衍射的方法,几乎揭开了DNA螺旋结构真容的著名科学家,富兰克林却仅以一步之遥,没有摘取DNA发现者的桂冠,而只能由沃森、克里克这两个后来者摘桃子了。当然,这与她缺乏生物学知识有关。无疑,没有富兰克林等的重要发现,就没有沃森和克里克很快誉满全球的幸运。 现在,DNA双螺旋模型以沃森-克里克而命名,也许更增添了她的美妙感。这天作之和的一对,具有美的结合。一个孤独、文静而内向,一个却以大声谈情欢笑而为人所熟知。沃森和克里克有着截然相反的性格,一个内向,一个外向,却有着美好的合作――相互补充、相互批评、相互激发对方的灵感。 1953年2月18日星期六上午,我跟往常一样比克里克(Francis Crick)早到剑桥的卡文迪什实验室(Cavendish Labratory)。这么早来是有理由的,我知道我们即将解开在当时鲜为人知的脱氧核糖核酸(DNA)的结构,不过我并不知道它会什么时候来到。DNA并非问世已久的分子。但当时克里克和我就已明白,它掌握着解开生物本质的重要关键。DNA储存世代相传的遗传信息,掌管极度复杂的细胞世界。我们希望找出它的三维立体结构,得以一窥克里克所谓的生命的秘密克里克此言虽然带点打趣的味道,可也是认真的。沃森在他的新作《生命的秘密》一书中这样描述双螺旋现身前的那一刻。 那一刻,DNA发现的那个时代,似乎离我们并不遥远,关于沃森克里克的故事,也有很多的记载。特别值得强调的是,学科的交叉合作,个人专长的良好互补,是他们获得成功的关键。前者是热衷于通过物理方法研究生命物理结构的生物学家,后者则是特别擅长于X射线晶体学来探讨生命物质遗传学机制的物理学家,对探讨生命秘密的共同兴趣使他们成功结合。克里克曾说过沃森是我所遇到过的,以同我一样的方思考生物学问题的第一个人。 当然他们俩人都是天才,都具有丰富的想像力,而且特别善于与前人交流,利用他人的成果,终于成功揭开了DNA双螺旋之谜。因此,可以这样说,这个重大发现,是典型的跨学科联合,生命科学与物理科学交融互补的实例。是不同领域的科学家良好结合的典范。关于这些,也是现在科研领域的一个重要研究方向吧。 无论是沃森,还是克里克,都不太相信自己会单独发现DNA的双螺旋结构,克里克曾经写道: 沃森和我没有发明这个结构,它就在那里,等待着人们去发现。我似乎觉得,我们两人中无论是谁都不能独立地发现它,但富兰克林已经非常接近这一点了威尔金斯在富兰克林去世以后,应该在他某一个凑巧的时达到这一步。鲍林是否将作第二次尝试我难以肯定其他生物化学家们是否也会最后征服它呢?如果是这样,其结果又会有什么不同呢?摘自《生命科学史》。 也许是上帝安排沃森和克里克,在剑桥相遇,安排他们在同一个实验室工作,又在特定的时间让DNA露出芳容。如果他们没有走到一起,不知道历史的进程该是什么样子的。 最不幸的还是富兰克林,一个为献身X线衍射科学,而早逝的女科学家,只活了38岁。她的重要发现,很长时间没有得到应有的承认,以致当 沃森、克里克和威尔金斯三人因发现 DNA 双螺旋分子模型,而获得 1962 年诺贝尔生理学或医学奖,富兰克林本人却与诺贝尔奖擦肩而过,成为科学史上的一桩著名 公案 。但她终究不会被人们遗忘, 2002 年,英国皇家学会设立 3 万英镑的 富 兰克林奖章 ,以奖励像她那样在科研领域做出重要贡献的科学家。 系列之下一篇:双螺旋秘密 之自我复制篇
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科学史上最锐利的激情
yangjunchao 2009-11-1 22:14
科学史上最锐利的激情 作者 量子猫 引子 每个人似乎都可以问一下自己,23、24岁的时候我在做些什么。那些年龄还小的,也可以估计一下,自己23、24岁的时候会做些什么。 这里介绍一个人23、24岁两年的经历。 从心智的发展来看,他只是一个普通人,普普通通的高智商、优秀、有才华的人,但不是天才,不是像牛顿、爱因斯坦那样的少年天才。那种天才,少年的时 候就对世界或人自身的基本问题开始质疑,围绕问题吮吸了哲学和科学充分的营养,把人类的认识推进到了一个全新的台阶。那种天才是独立特行的世外高人,绝顶 高手,功力深厚,他们做什么事情,甚至没有什么人能插上手帮忙。抬手举足,稍有不慎,功力的余威就可能伤及好人。和他们,不用去比较什么,也没有竞争的余 地可言。虽然那种天才也只是一粒生命的普通种子,但是他们遇到了合适的土壤、水分、空气和阳光,自己长成了参天大树,为人类留下了永恒的福荫。那样的天 才,即便对于人类漫长的历史,也只是可遇而不可强求的。 这个人不是这样的天才。他和许多中国时下优秀的大学高年级或刚毕业的学生没什么两样。 像几乎所有聪明、才华出众的男生一样,他执着、投入、充满激情,而又自命不凡、爱慕虚荣、甚至懒惰、贪玩。而且,不管是从50年前还是现在人们的观念中,有一点都可能会招人非议,他还是一个花花公子,很多的激情用来追逐漂亮女性,他自己也对此直言不讳! 就是这样一个人,在他23、24岁的两年里,他不安心踏踏实实、按部就班的做自己的实验,从美国跑到丹麦的哥本哈根,然后是英国的剑桥,没人清楚他 到底要干些什么,看起来很有些不务正业,甚至偷偷摸摸,就这样玩了两年。当然,也没有人给他发工资,他靠原来在美国的奖学金维持生活。但这两 年的时间,让他的名字,永远地写在了科学的史册中,而且排名很靠前。在我看来,应该是前几名或前十几名吧。除去亚里斯多德、牛顿、爱因斯坦等为数不多的在 第一排的几位,那么在第二排中,他处在最显眼的位置。当然,实在要有人让他坐在第一排,他自己可能会心虚,但作为科学一个历史性的重要里程碑的代表,他还 是当之无愧的。中国本土的科学家,除去老子、孔子(如果也可以算科学家的话)可以大大方方地坐在第一排,那么,在第二排、第三排中现在还找不到影子, 恐怕到第四、第五、或更后排中,才有极零星的几个位置。而且,也主要是在中国的过去年代里。 但是,在这之前,没有任何迹象,也没有任何人能够预见这一点,也包括他的实验室老板,甚至也包括他自己。当然,他的老板还是非常欣赏他的,否则不会给他一路开绿灯,并不遗余力地帮助他申请奖学金,托朋友熟人帮他联系学习、打工的地方。 他是谁呢?他这两年到底都做了什么惊天动地的事情?了解清楚了,可能也会觉得没有什么,甚至没有玩一场高水平的电子游戏更精彩、刺激。所有的理论都是玩具,伟人、天才都是些贪玩的孩子。他们只是玩了一些比较有意义的游戏而已。仅此而已! 背景 既然我们说的是科学史中为数不多的最重要的一页,那就让我们从科学的历史说起吧。 生物进化出现了感觉器官和神经系统,才能对周围事物的信息进行收集并支配机体的活动,这种功能在环境因素的影响下仍然不断进化而强大,经过亿万年的 积累,出现了可以直立行走并使用工具的人类。对周围事物及其变化的感觉经验的积累,产生了时间、空间的概念。在清醒、睡眠、做梦、谵妄时感觉经验的显著不 同,产生了自我或意识、灵魂的概念。古希腊时期的亚里斯多德和中国春秋战国的诸子百家,关于周围事物、人自身以及事物数量和空间关系的学说已 经逐步建立了起来。但之后中国的研究基本停滞了。西方在第谷的天体观察数据、开普勒继续的观察和分析的基础上,经过伽利略的实验,到牛顿,已经可以把地上 的事物和天地运行的规律通过物理公式来描述,并可以根据某一个时刻的位置信息预测其一段时间之后的位置。麦克斯韦也把闪电、生物电、地磁场等关于电磁的认 识,通过一组微分方程统一了起来,用来解释预测所有与电和磁有关的现象和运动。人类的认识进入了严格意义上的科学时代,或者说经典物理学时代。人类的整个 工业文明,从电器到汽车,从电话到电视,从爱迪生的通用公司到日本的松下等等,都是在这样一个基础上发展起来的。 爱因斯坦从小对指南针、钟表一类的东东为什么那样动很好奇,学生时候自学了当时集经典物理学、数理逻辑、心理学等科学之大成的康德哲学和几何的很多 知识,开始继续对时间、运动的概念刨根问底。举一个例子,我们现在都知道,闪电和打雷是同时发生的同一个事件,但我们总是先看到闪电、过一会儿才能听到雷 声。我们坐在火车、轮船、电梯里,相对于站在地球上的人来说,是运动的,但相对于身边的人,是不动的。所以观察结果严格依赖于我们感受到的信息,而传递信 息速度最快的是光。据此,26岁的时候,爱因斯坦在业余时间建立了狭义相对论,几年以后,在黎曼几何的基础上,推广到系统相对之间处于加速运动的情况,建 立了广义相对论,把时间空间表述为质量的分布,而运动正是这样的空间的一种必然特性,定量地回答了为什么牛顿定律可以描述千姿百态的物体的运动。而电磁场 方面,黑体辐射现象给理论带来了灾难,比如白炽灯丝温度越高,发的光越明亮,即发出的光波的能量越高,会无限高下去吗?事实上不可能,但理论上却不能解 释。普朗克提出光的量子说,即能量是一份一份的不连续的,经历了爱因斯坦的光电效应、波尔的轨道能级理论,经过 薛定 谔和 几个刚毕业没多久的毛头小伙子海森伯、狄拉克、泡利等等的杰出贡献,量子理论建立了起来,成为对原子、分子运动描述的基本工具。爱因斯坦更是创造性地提出,相对论描述的引力场和量子理论描 述的电磁场,是可以统一在一起的。这样的一种理念,后来发展成了规范场理论,目前物质的几种基本相互作用如弱相互作用和强相互作用与电磁理论已经大致统一 在了一起,我们对物质世界有了一个基本上统一的图景。半导体芯片、激光、超导、原子能等新的高科技产业,我们今天很多人都不能离开的计算机、互联网,便在 相对论和量子理论的基础上快速发展了起来。 不同于上面提到的严谨、内敛、具有绅士风度的欧洲科学家,完全美国风格的科学家,富于冒险精神、直率、进取,也是美国本土有史以来最伟大的科学家之 一,科学史上为数不多的两次诺贝尔奖获得者之一,化学家鲍林,把量子理论应用到经典化学中,并在通过X射线对225种分子结构的确定的经验之中,创建了结 构化学,在用X射性研究蛋白结构方面,走到了25岁就获诺贝尔奖、创立X射线衍射研究晶体结构技术的大物理学家布拉格领导的英国剑桥大学卡文迪许实验室小 组的前面。他的《化学键的本质》一书,他关于键长、键角的概念,他通过引进实际原子模型以确定在复杂的蛋白质立体结构中原子排列组合的可能性的方法,为科 学对生命本质研究的伟大突破性进展,奠定了直接的基础。直到现在,还是研究蛋白结构的最有效的工具。中国这两三年才在著名的生命科学期刊Cell上有几篇 文章发表,其中一篇就是利用X射线晶体衍射研究蛋白的结构。 有了这样的背景基础,我们要叙述的故事就可以比较容易的进行下去了,那就是关于生命自身内在机制的科学认识的重大突破。 首先还是需要说明一下,对生命认识的一个重大的观念性的突破,首先要归功于达尔文。他出生于富裕之家,父亲要他学神学,将来当牧师,当时是很体面的 职业。但他没有兴趣,因为很热爱收集各种动植物标本,后来就免费搭上了一艘海船,开始他的酷驴游天下,通过对收集的各个地方不同地质时期的标本的共同 特征及其变化的分析、归纳,提出了进化论。所有的物种,不管是人还是猴子,都是从低等生物甚至更早的细菌进化过来了。但决定进化的力量和机制到底是怎么回 事呢?1865年,孟德尔通过观察分析若干代杂交豌豆的种子性状和开花的颜色的变化规律,提出了生物性状信息(如漂亮的眼睛、高高的鼻子、白晰的皮肤等 等)由基因携带并在一代又一代之间传递。摩尔根和助手的试验进一步揭示出,基因在染色体上呈线状排列,并在细胞分裂前复制为两份,平均分配在后代中传递性 状信息。基因可能发生突然的永久性的变化,并导致后代性状的变化。如开红花的,可能开白花。 上个世纪二三十年代以后,对生命本质问题的思考和研究的接力棒开始传到物理学家手里。如果说起量子理论,波尔的名字不会不被提起。他不仅自己提出了 能级和原子轨道理论,对量子理论的建立做出了重要贡献,还支持那些年轻的物理学家,像梁山好汉一样,他差不多是早期量子理论学家如海森伯、泡利等等一群小 伙子的首领,更是特别能从各个渠道搞钱,人缘极好。他父亲是著名的生理学教授,所以从小就对生命的基本问题感兴趣,并从物理学的角度,发表了光与生命 的一系列演讲,应用物理学的概念来解释生命现象。他的一个学生叫德尔布吕克(1906-1981,获1969年诺贝尔奖奖),在哥本哈根学习量子理论,但 在这个领域似乎有点看不到机会了,那时候量子理论已经造就了普朗克、海森伯、薛定谔、爱因斯坦、波尔、波恩、德布罗意、泡利、狄拉克等十数位诺贝尔奖获得 者了。德尔布吕克是一个学生的时候,就对病毒颗粒的快速复制很着迷,他最初的想法很简单,病毒在很短时间就可以通过复制从一个变成几百个,只要改变实验条 件,如温度、培养基、光照等,就可以通过可控制的试验,来研究基因复制的机制了。一个实验只需要几个小时,所以顶多几个月,问题就可能被解决。受波尔的影 响,德尔布吕克对新的研究领域跃跃欲试。 我们现在看到的历史事实,是德尔布吕克移民到美国后,在加州理工学院,以噬菌体为研究对象,通过用放射性同位素照射后对噬菌体后代的定量的突变分 析,来有控制的研究基因的复制和变异的问题。放射性的剂量不同,噬菌体变异(突变)的程度不同,甚至高剂量会全部杀死噬菌体。这些研究开创的方法极大的促 进了美国生物遗传学的发展。两年后,另一个学者卢利亚因战争避难从欧洲来到美国,还有一个学者,圣路易斯华盛顿大学的赫尔希,也加入了这项研究。1938 年,德尔布吕克发表了基因突变与复制方面的研究报告。但这时的他还没有什么名气,影响力不是很大。 这时,已很著名的物理学家薛定谔在德国受纳粹迫害,辗转来到爱尔兰的都柏林。薛定谔和德尔布吕克在哥本哈根就是莫逆之交,自然很关心老朋友的研究。 薛定谔在德尔布吕克基因突变研究基础上,以量子理论为基础,从物质都是由原子、分子构造的角度,思考了基因的可能构造,并提出了密码子的概念,并以此为基 础,思考了生命的本质问题。因薛定谔方程的缘故,薛定谔的名气在科学的圈子里已经是太大的了,那个时代前几位的吧,(顺便说一下,量子猫也来自于波 尔、海森伯等与爱因斯坦关于量子理论和猜不准原理本质的争论,与基于薛定谔方程的一个思想试验有关,量子猫也叫薛定谔猫),他以这个主题在各个大 学和研究所的演讲大受欢迎,他的演讲和后来编写成的一本薄薄的小册子《生命是什么》,不仅影响了很多大牌物理学家和实验室开始关注生命的基本构造和本质问 题,也影响了一代年轻学生,如我们这篇文章要讲的主人公沃森,他的合作者克里克,威尔金斯,等等。这个时候,1944年,我们的主人公还只是个高智商的孩 子,16岁吧,但已经是美国芝加哥大学二年级的学生了。这也不太能说明什么,中国这个年龄进入大学的孩子,一度也很多。我大学时的一个同班同学,就是14 岁进的大学。 在我们的主人公出场之前,还有一个重要的背景需要介绍一下。研究生命遗传问题的,除了德尔布吕克小组之外,另一个有重大贡献的是洛克菲勒研究所的艾 弗里。经过多年的研究,也是在1944年,他把正常肺炎菌的DNA提取出来,加入有异常肺炎菌的培养液之中,结果也出现了正常肺炎菌,这证明DNA就是遗 传物质。但太出乎意料,因为那时化学家莱文等的研究分析已发现,DNA仅由简单的4种核苷分子、糖和磷酸构成,要承载那么丰富的遗传信息,简直无法想象。 科学家们更能接受的观念,遗传信息可能由二十多种氨基酸组成、结构也更复杂的蛋白质传递。因为很难排除微量蛋白质的污染问题,所以这项至关重要的研究结 果,没有被普遍接受。因为是相关主题的研究,德尔布吕克小组1941年就开始关注艾弗里的实验进展了。 揭秘 现在,是我们的主人公沃森出场的时候了。 和现在的绝大部分学生一样,尽管他也崇拜伟大的科学家如薛定谔、德尔布吕克,也想发现基因的奥秘,但对自己脚下的路,仍然很模糊。在学校,一度喜欢 鸟类学,甚至把将来成为一个博物馆馆长作为自己的人生目标。为了拿到学位,还多读了一年动物学,到19岁大学毕业时,也不是事事如意。申请到哈佛大学、加 州理工学院做研究生,也均被拒绝。后来到了名气不是很大的印第安那大学,这个学校的研究生院院长还给他写了个很不客气的字条,如果他想继续学鸟类学,最好 到别的学校去。但这个学校的遗传学还是不错,有名气很大通过X射线研究基因突变刚获诺贝尔奖不久的马勒,还有到这里任教的德尔布吕克的合作者卢里亚。沃森 申请到这里读研究生,基因奥秘的潜意识仍在起作用。他虽然学动物学,却成了卢里亚的学生,通过放射性研究噬菌体突变和复制。 使卢里亚大为赞赏的是,这个平时乱七八糟、衣冠不整、聪明而又古怪的学生,实验却处理的简洁漂亮。3年以后,一个不太复杂的研究项目完成,他博士毕业。 直到这时,还看不到他和伟大两个字有任何关系。继续沿着突变和复制的思路下去,不再会有实质性的突破了。解决生命本质问题的思路必须回到物理学那里,也就是薛定谔《生命是什么》一书的伟大启示。必须从基因的原子、分子等基本组成来考虑问题。 他的导师卢里亚,包括因薛定谔的影响力而名气大增的德尔布鲁克,很容易地帮他联系到丹麦的哥本哈根,除继续噬菌体的研究之外,同时把研究范围扩展到 核酸(DNA)的化学研究。但由于合作者的一些个人问题,沃森并没有如愿,只是做了一些用放射性跟踪DNA的研究工作。他在卢里亚那里三年研究噬菌体突变 与复制、与艾弗里小组的交流、现在的工作,都使他倾向于认为,基因是DNA而不是蛋白。这是至关重要的,这使得是沃森而不是其他更有资格和实力的研究者主 导了科学这一伟大的进程。 但也只有在决定了下一步的何去何从之后,沃森才终于开始与科学历史上一项最伟大的突破直接联系了起来。 这时的欧洲仍是科学的中心,鲍林对蛋白质结构研究的突破是科学界最兴奋的主题。作为一个著名导师的博士后,一个聪明、自信、雄心勃勃的年轻人,不关 注这些东西是不可能。他虽然此时对X射线晶体学一窍不通,但他很容易知道,在欧洲,布拉格领导下的剑桥大学卡文迪许实验室是X射线晶体学研究分子结构的发 源地和中心。在德尔布吕克的帮助下,他成了卡文迪许实验室从事血红蛋白结构研究的佩鲁茨(后来因这项研究获诺贝尔奖)的博士后,并认识了同样读过《生命是 什么》的克里克。克里克从军队退役后已经31岁了,跟着佩鲁茨在这里读博士。学术交流也使他知道了只有两小时车程的伦敦国王学院的威尔金斯在做DNA的X 射线晶体结构研究,而能拍得最好DNA照片的是威尔金斯实验室的罗瑟琳德.富兰克林。 至此,所有的要素都具备了。但是能把所有这些要素组合在一起变成一个科学的伟大发现,仍然并不是一件容易的事情。详细叙述这个伟大历史过程即使几百页厚度的书也无能为力,我们在这里跳过细节直奔主题。 在沃森、克里克、威尔金斯、富兰克林这四个与DNA结构阐明直接相关的人中间,沃森对晶体结构方面的知识一无所知,但他清楚DNA结构对阐明突变和 复制机理的意义,而这将带来对生命的认识的革命性突破。克里克是学物理出身,对遗传问题和思维问题曾经都有很大的兴趣,在X射线晶体学方面的理论上也不时 有一些小突破,但不清楚DNA就是遗传物质。沃森使他认识到了这一点后,他的激情立刻就被点燃了。当然,这种激情来自于薛定谔那本小册子,来自于人类对生 命自身到底是怎么回事的历史性疑问。威尔金斯是个典型的英国绅士,大好人,但不是很进取很敏锐的那种个性。富兰克林是富家大小姐,心高气傲,十足的女权主 义者,是当时为数不多的处处敢与男性科学家争锋的大龄未婚女强人。她这样高傲的资本是她很清楚自己的勤奋、严谨和优秀,在英国以至欧洲只有她而不是别的男 性科学可以给出最清晰的X射线照片。当沃森试探提出与她合作进行DNA结构的研究时,她断然拒绝。在她看来,沃森根本没有与她合作的资格。但因为没有认识 到DNA结构的历史性意义,同时也缺乏一些理论分析方面的功底,伦敦国王学院的研究在按部就班的进行着。而沃森和克里克,他们炽烈的热情仿佛已可以熔化冰 山。 沃森和克里克名义上的工作是跟佩鲁茨研究蛋白质结构,但他们很快把正事儿扔在了一边,开始了DNA结构解析的尝试。克里克买了鲍林最有影响力的书 《化学键的本质》,签了名,送给沃森,给他扫盲。他们也学着鲍林使用原子、分子模型的方法,让工人制作了磷酸分子、核苷分子、糖分子的塑料模型,雄心勃勃 地在铁架台上去组装DNA的结构。这是这个伟大实验室的传统,从卡文迪许的经典物理学扭矩实验,到卢瑟福开始的原子核研究,到布拉格创立X射线晶体结构技 术,在历史上最伟大的几代科学家的管理下,这里形成了最鼓励创造性的气氛。你只要有好的主意,不管你资历如何,或者甚至是学生,所有的资源你都可以支配, 只要给出好的结果就可以。这个实验室在科学的历史上功勋卓著,获诺贝尔奖次数也最多。这个奠定了经典物理学基础的传统深厚的实验室,后来仅在生命科学领 域,获诺贝尔奖就有12次之多。可以设想,天天和一帮子诺贝尔奖获得者一起玩儿,你不获个奖,恐怕也有点难为情!沃森,这个美国青年,比欧洲文化传统成长 起来的英国青年克里克要激进的多,他仿佛已经看到了诺贝尔奖章在熠熠生辉! 1951年底,他们的第一个结构出炉,但在有经验的富兰克林看来是荒唐可笑的,他们失败了。布拉格和佩鲁茨知道了这件事,也警告他们不可以再做 DNA结构的研究,因为DNA结构是伦敦国王学院正在进行的项目。在当时的英国还是很讲究这一点的,布拉格的身份,也使他不能容许下面的人出现科学道德方 面的争议,克里克和沃森的工作应该是老老实实地去做蛋白质结构的研究。 但两个年轻人并没有就此罢休,他们从各个方面审视问题所在,同时也在悄悄地寻找机会。 剑桥大学的数学家格里菲斯应他们的要求,对碱基之间相互作用进行了数学计算,表明是不同碱基而不是相同碱基之间相互吸引。这是他们后来设想碱基互补配对原则的基础。 1952年7月,化学家查伽夫访问剑桥大学,他是看到艾弗里工作隐含的重大意义的时候转向对核酸的组成进行化学分析的,他对许多物种的核酸碱基组成 和比例做了充分的研究。沃森和克里克从与查伽夫的交流中了解到,DNA所含四种碱基含量不相等,但嘌呤与嘧啶的比例总是1:1,这也为他们后来根据碱基配 对来设想三维模型奠定了坚实的基础。 从美国的鲍林那里,也不断传来消息,他加快了解析DNA结构的步伐。前面的背景介绍说过,因为鲍林,把量子理论引入经典化学,同时也引入原子分子模 型来组装结构的分析手段,使加州理工大学的X射线晶体结构研究方法和手段,已走在了创立这项技术的剑桥大学的布拉格的前面,并且已经阐明了蛋白质的a-螺 旋结构。沃森很清楚,鲍林是这个领域的雄狮,如果鲍林全力以赴的去做DNA结构,他和克里克就不可能会有机会。所以他们必须全力以赴、加快进度! 1952年冬天,鲍林还是先发表了DNA结构。两个年轻人得到消息,所受的打击可想而知!不过看过鲍林的手稿后,他们又看到了一线希望,他们一年多 来在这方面的深厚的理论和知识积累以及各种尝试,使他们一眼就看出,鲍林的结构,也是错的。但沃森明白,如果有人告诉鲍林,他的结构是错的,或者他自己什 么时候认识到自己错了,马上就会再做实验纠正。所以他们更加疯狂的工作,必须在一半个月的时间内,必须赶在鲍林在会议上讨论这个结构从而可能使这头雄狮清 醒之前,得出他们自己的结构! 1953年2月,沃森访问伦敦大学的威尔金斯小组,看到了弗兰克林新拍的高清晰的DNA晶体照片,是一种含水比较多的新的构型,他们长时间沉迷在这 个问题上的经验,使他有了新的结构设想。他立即找到克里克,根据照片资料,重新设计制作模型,计算、安排碱基位置和比例关系。最终,他们搭出了完美的模 型,与X射线照片和碱基的化学分析数据都符合,如此简单、如此优美,最为重要的是,这是一种碱基互补的双螺旋结构,恰好揭示了DNA复制以及传递遗传信息 的机制。 不管是富兰克林,还是布拉格,所有的人都无话可说。布拉格感到由衷的高兴,不管怎么样,这项历史性的发现是在他领导下的卡文迪许实验室完成的,也是他毕生四十年致力于X射线晶体学研究结出的硕果。 沃森出生于1928年4月6日。这时的沃森,离他25岁生日还有两周时间。 沃森和克里克赶写了一篇只有900多单词的短文,布拉格很主动热情地写了一封推荐信,连同这篇文章一起寄给《自然》杂志。差不多是最快的速度,一个月后,1953年4月25日,他们的发现随着这期 Nature 杂志,传播到了世界各地的科学家那里。 为什么种瓜得瓜、种豆得豆?生命为什么可以代代相传?生命最神秘的、最基本的问题,终于因这个结构的发现而得以彻底的揭示。科学,可以开始深入到分子水平的基本构造单元,来探索生命的所有活动规律。 科学的历史,翻开了新的最重要的一页。 革命 随后,也就是五十年来,分子生物学快速发展的历史,就不用多说了。我们看一下这场革命带来的新的科学和商业上的机会。像任何革命都会带来社会形态和 人的命运的变化一样,这场革命,让很多人有机会进入了人类文明发展创新的历史,同时,也像开辟了一片充满阳光雨露而又水土肥沃的原野,造就了商业上新一轮 的新型技术公司爆炸般诞生和成长的机会。 克里克仍参与了随后从基因到蛋白的中心法则的建立。接着,基因的人工合成和序列分析技术,蛋白质的人工合成(中国首先人工合成胰岛素)和序列分析技 术,很快建立,并开发出全自动的仪器,由ABI公司实现了商业化。再以后,酶催化基因扩增技术建立,基因重组的广泛应用,生物芯片技术出现并大规模应用, 人和很多模式生物或经济作物的基因组全序列测定完成,称为生物导弹的抗体药物大规模上市,具有优良性状的转基因作物大面积推广,各种疾病的快速准确诊 断, 所有的这些重大突破,都是由DNA结构的解析直接衍生的机会,就对人类自身的认识和人类的生存状态来说,这五十年所发生的改变比过去人类所发生的进化积累 的历史总和都要多得多。 沃森和克里克当然一度成为了分子生物学的中心人物。沃森领导了德尔布吕克开创的冷泉港实验室,编著的《分子克隆手册》、《蛋白质的纯化和鉴定》等等 是这个领域早期的标准实验教程。学生物的人即便不清楚DNA结构发现的前因后果,但一听冷泉港和《分子克隆手册》都会肃然起敬。沃森后来更是领导了全球多 个国家实验室参与的投资40亿美元的对生命科学意义非同寻常的人类基因图谱计划(重要性类似于曼哈顿计划和人类的登月计划),并在基因芯片的大规模应用后 提前完成。到现在,不仅许多对科学研究有重要意义的模式生物如线虫、酵母、海马、果蝇、拟南芥等等的全基因序列都已清楚,重要的经济作物和动物如水稻、猪 等等的全基因序列也都已经测完。人们正雄心勃勃的要把所有的蛋白结构和相互作用都研究清楚,并把从基因到蛋白的表达和调控关系都揭示出来。也就是说,从逻 辑上,我们已经可以看到这样的前景,从一个受精卵开始到一个发育成熟的人,变化的每一个细节都将会从基因和蛋白水平得到清楚的描述。同时,生命如何从非生 物进化发展过来的全部细节,也将会逐步揭示清楚。 克里克在与其他科学家合作完成中心法测的建立后,认为生命科学有挑战性的问题已基本解决,转入了神经科学的研究,从分子和细胞水平研究意识、思维的 机制问题。后来,几个大科学家,如提出夸克理论的盖尔曼(获1969年诺贝尔物理学奖)、阐明免疫球蛋白结构和作用机制的埃德尔曼(获1972年诺贝尔生 理医学奖)都把大量的精力投入到复杂性问题和思维机制的研究上。到2000年,哥伦比亚大学的坎德尔教授因在记忆的神经机制方面的研究获诺贝尔奖。目前中 国几个在美国的优秀华人科学家如蒲慕明、饶毅、鲁白等也在从事神经科学方面的研究。虽然我们已非常确定,神经细胞连接形成的神经网络编码了人所记忆的全部 信息并支配着人的行为和情绪,也是人整体性格的物质基础,但仍然有太多的不清楚,所以这儿仍是科学上最热也是出成果最快的地方。 从五十年代开始提供烟草花叶病毒(早期研究基因的一种样本)纯化用层析填料的一对犹太夫妇的开在汽车库的夫妻小店Bio-Rad,现在也成了生命科 学排名前几名的大型跨国公司。80年代初把基因、蛋白的人工合成和测序等技术商业化的ABI公司,一度成为全球排名最前的生命科学跨国公司。通过基因重组 技术生产胰岛素的Genetech,更是创造了风险投资的神话而成为资本运作的教案。而老牌的少年发明家爱迪生创造的通用电气公司GE,两年前也通过直接 收购一个大型跨国集团公司(Amersham, 是由Pharmarcia的生化部分经过收购LKB等不断收购整合发展起来的新公司,在蛋白分离纯化和生产方面全球领先)进入了生命科学和生物制药的核心 技术领域。 我们可以从逻辑上看得更远一些的,是像经典物理学和量子力学引发了一场新的科学革命和产业革命一样,DNA双螺旋结构的发现,对人类自身和生存的生 态环境,更有着不同寻常的意义。彻底弄清楚发育、进化、思维等生命的本质问题,是我们建立社会自身以及社会与生态环境的新的游戏规则的基础。 早期人类自发的群居生活,只能在大自然中勉强地安身立命。进化中形成的发达的神经系统,使得人类通过制造工具和发展农业而使一部人从直接的生存需求 中解放出来,通过发展技术和组织集体的商业生产和贸易等活动,人类的能力越来越强大,不仅成了地球的主宰,而且对地球有限资源的掠夺性利用和对赖以生存的 生态环境的破坏,也在加速着人类在地球上彻底消亡的进程。 两种新的技术,虽然并不能彻底改变人类在地球上走向灭亡的命运,但将会遏制或减缓这一不可逆转的加速的状态。 其中之一就是生命科学和技术。生物经过亿万年进化的历程才能发生改变的性状,目前在实验室只要经过几年或几个月就可以做到。我过去实验室的一个女 孩,捣鼓了几个月,硬是让开紫红色花的蝴蝶兰,开出了洁白颜色的花儿。这些手段使我们直接改变生物性状并进而改善生态环境成为可能,至少可以使逐步增长的 人口的生存问题不以破坏生态的前提下得到解决。 另外一个技术是国际互联网。这是由量子理论为基础发展起来的,没有量子理论,就不会有半导体技术,就不会有芯片和今日的高速计算机,就不可能有互联 网。这也是一场根本性的革命。和生物进化出现了神经系统一样,互联网就相当于人类社会的神经系统,社会各种信息的汇集和社会组织结构的动态、快速、细微的 调控,因互联网而有了物质基础。 人类文明的进步,有时候步伐是非常快的。或许今天,我们每个人还不得不在龌龊的国家或国际政治的烂泥滩中挣扎着,但未来,人们对社会系统和人自身更 清晰的认识,社会的更加完善的调控机制的逐步建立,将会使政治一词,永远成为历史的典故,就像科学正在取代宗教成为社会的主导发展动力和规范一样。 启示 历史从来就是写给今天和未来的人看的。历史是一面镜子,在用过去的轨迹折射出未来的道路,不管是对整体社会的发展,还是某个个体的人生。 DNA结构解析引发的人类文明史的一场历史性的革命的历程,尽管是由为数不多的几个个人为主角推动的,但我们知道这是人类认识积累的一种必然结果。 相对论和量子理论使人们的认识已穿透了时间空间及其存在变化的遥远而广阔的过去和未来,然而面对人自身这个系统还是一团乱麻。不是沃森和克里克,也会是别 人,来揭去笼罩在遗传法则上面的美丽而又神秘的面纱。历史上,每一个有卓越建树的科学家,最后都会把综合了时代认识之大成的最强有力的理智和激情,投射到 人自身这个对象上。从亚里斯多德开始,到伽利略、笛卡尔、莱布尼茨、康德、庞加莱(中国人因为丘成桐先生对庞家莱猜想的情结,应该对这位被称为科学史上最 后一位百科全书式的人物有特别的了解)、爱因斯坦、皮亚杰,无不是这样。不是沃森和克里克,富兰克林研究小组,或者是鲍林,都有可能在不太久的时间 里,把DNA的双螺旋结构解析出来。正像爱因斯坦在评价相对论的发现时讲的,条件已经很成熟了。事实上,洛伦茨和前面提到的庞加莱,都走到了相对论的 边缘,已近在咫尺,然而又失之交臂。而沃森,真正把自己的理智和激情主动地投射到这个伟大发现的努力中的时候,也才不过是22岁的年轻人(博士刚毕业), 而此刻,在涉及揭示这个伟大秘密所必需的直接知识和技术方面,他还几乎是零,这和爱迪生、牛顿、爱因斯坦、比尔盖茨等等自己亲手直接拓展了一片广阔天地的 少年天才们不同,除了敏锐的认识到目标的伟大意义而迸发的激情之外,他几乎一无所有。就个人的贡献来讲,他还不能和历史上那些功力深厚的天才人物相比,所 以,才会有了我们这篇文章的标题,他两年的努力,清晰地呈现了一种人类心灵的最锐利的激情。 在完全未知的时候,解析DNA结构并不是一件容易的事情。首先,必须认识到它是遗传信息的载体,承载了人类生命的全部秘密,这是伟大激情的直接来 源。任何个人和这样一种机会联系起来的时候,我想都不会无动于衷,都会激情澎湃。虽然薛定谔已经宏观的预言了基因是通过密码子来承载和传递遗传信息的,但 那时对它的化学组成,也就是直接的分子基础是什么还不知道。遗传信息存在于染色体上当时是清楚的,但染色体由糖、蛋白、DNA三种复杂的大分子组合而成。 艾弗里的试验已初步表明传递遗传信息的转化因子就是DNA,沃森自己几年对基因复制和突变的研究以及与艾弗里小组的交流强化了这种信念。所以他看到了清晰 的道路,去解析DNA的结构。他放弃在美国、甚至在哥本哈根的研究,直奔剑桥大学的卡文迪许实验室这个欧洲也是人类历史上一度的科学中心寻求问题的答案, 并轻而易举的把有共同梦想的克里克拉了进来,对结构的理论计算和X射线晶体照片的分析的条件具备了。他们实验室不研究DNA,他也没有培养晶体的经验,更 不会拍X光衍射照片,而对他不屑一顾的富兰克林是这方面的专家,他和克里克通过威尔金斯总是能获得这方面的成果。与敏锐的化学家查伽夫的交流是不可或缺 的,查伽夫从艾弗里的试验结果已清楚DNA是关键,所以及时转到分析DNA的化学组成方面,他是当时唯一的拥有很多物种DNA碱基组成的研究结果的化学 家。当然,作为22岁的博士后和31岁的博士生,他和克里克没有任何理由不去向量子理论的后起之秀、结构化学的奠基人、大化学家鲍林学习。没有鲍林在多种 物质分子结构解析过程中建立起来的化学键、键长、键角、蛋白大分子的a(阿尔法)螺旋概念,甚至没有鲍林通过塑料或金属球、棒的模型组装方法搭出结构再通 过实验验证的方法,他们也不大可能在实验数据不是很充分的情况下,构造出这个虽然简单但又无比优美、有无限的震撼力、承载人类生命繁衍全部秘密的模型。事 实上,他们的触角伸得更远,他甚至请数学家格罗斯非来计算碱基之间的相互作用,从而得出碱基互补吸引配对的原则,这是他们正确模型的重要依据。当然,还有 他们和鲍林的失败的尝试,还有不必要在这里一一罗列的许多细节 不管是社会还是科学,还是企业,现在都变得非常复杂,再用简单的逻辑和思维方式,已无法应对未来的挑战,机会只垂青那些有坚韧的意志、敏锐的理智、 丰富想象力和澎湃的激情的心灵。即便是在今天,也不是没有机会,机会很多,关键是我们自己是否能主动的去接近这些机会,把握这些机会。 在人类基因图谱计划完成之后,蛋白质组学,也就是每个基因的表达和调控,或者说是生命从受精卵开始到发育成熟的个体的每一个细节,生命从非生命物质 进化过来的每一个细节,是科学的直接目标。但由于是数万个基本构造单位在参与这一过程,因而单纯的了解个别的基因或蛋白的结构功能对整体功能的揭示已无能 为力。所以,现在数学已经正在走入这个领域。 一个仍然摆在人类面前的最重要的挑战是思维机制。很多基本的知识我们已经非常清楚。我们的学习和记忆,在于构成信息的物理化学信号被感觉器官的一类 特定结构的感受器分子转化为离子强度变化形成的神经脉冲,通过一系列中间过程刺激基因表达制造出蛋白分子等基本构造单元,在神经元的轴突或树突末端,与其 它神经元建立起特定结构的突触联系,这种神经元相互连接成的网状结构,编码了一个个体的全部文化和行为信息,并通过新的信息引发的动态的活动,支配着人的 全部行为、情绪和思维活动。但仅仅这样还不是科学的目标,你还必须通过具体的神经元的活动准确的描述这种机制和过程。行为、情绪、思维是如何与具体的神经 元的活动一一对应起来的?显然,这需要数学。而现在,数学家还没有把触觉伸入到这个领域。 回到基本的问题,一百年了,量子规范场理论,已经通过标准模型把强弱电大致统一起来了,但与描述引力场的方程还不能整合在一起,也就是爱因斯坦的最 初的统一场思想,我们现在还差最后的一步。而现在,一些数学家还在玩这种终极的游戏。这不仅需要数学家的努力,更需要观念的突破。 数学也在发生着革命性的变化,而这可能更少为人所知。从欧几里得几何到黎曼的非欧几何,从函数到群论到建立在拓扑概念基础上的微分几何,数学正在从 研究单一线程或平面的变化发展到直接面对复杂结构和空间的变化。庞加莱猜想一个世纪以来引发众多数学家充满激情地把自己的心智投入到对这种美妙结构变 化的预言中,直到前不久俄国数学家佩雷斯曼最终彻底解决问题。而研究结构及其变化的数学,将为我们面对的诸如基因调控、思维机制、社会的组织结构和调控等 等多因子、多层次系统的复杂调控问题提供直接或间接的工具。 而量子理论的基础问题,为什么这组数学方程就可以描述和解释微观现象的规律呢?我们还不得而知。海森堡从处理光学实验误差提出的测不准原理,被以波 尔为首的哥本哈根学派作为一种根据,认为微观世界就是猜不准的、以几率的方式存在的,这已是人类认识的终极程度了。爱因斯坦包括薛定谔等当即就提出反对的 意见,认为上帝不掷骰子,背后仍然有规则存在。这个时代的大物理学家如提出夸克理论的盖尔曼、提出弱电统一理论的温伯格、提出量子理论的第三种形式路径 几分并进一步通过费曼图简化提升量子计算的费曼,也不同意波尔和海森伯等把猜不准或不确定性原理扩大为一基本的哲学观念,明智的建议在条件还不具备的时 候暂时存疑,把解决问题的机会留给未来的年轻人而不是陷入不可知论的泥潭。 而更直接的可以看到的前景,是社会的调控问题。人的神经系统这种收集自身和环境信息从而使自体系统实时和环境快速适应的机制,曾经是人类得以主宰地 球的直接动力源泉。而互联网的发展终于让人类社会进化到了有神经系统的地步,这将会使对社会事物的认识和管理,与现在的科学理念和方法整合在一起。教 育的问题,或者说未来人的认识可以因心理机制的彻底揭示而通过心理工程得以快速实现,而社会系统,也会因互联网的出现而通过社会工程建立直接有效 快速细致的调控,至少可以让严重打击或影响正常经济秩序的金融危机不再周期性地爆发。在这样的一个可以由互联网这种人类社会的神经系统自动对信息进行收集 和反馈的可以自我调整的社会系统中,国家或国际政治对社会生活的影响将逐步降低,国家之间也必须进行无条件的妥协和协作。我们不得不再一次对爱因斯坦的伟 大洞察力而肃然起敬,在半个多世纪以前,他已经提出了世界政府这一伟大而光明的理念并积极推动让人类社会走上理性的和谐的发展轨道。 (所述事件未能一一与事实核对,如有错误敬请指出,多谢!)
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“DNA之父”沃森获得个人基因组图谱
cuncaoxin 2009-1-3 19:28
詹姆斯沃森基因图谱的一部分 www.nature.com DNA 之父沃森获得个人基因组图谱 诺贝尔奖获得者、 DNA 之父 詹姆斯 沃森获得世界首份个人基因组图谱。英国《自然》杂志 2008 年 4 月公布了用新一代快速基因测序技术排序的个人基因组图谱。此间媒体认为,这是人类基因组测序领域的又一个里程碑。沃森是DNA(脱氧核糖核酸)的双螺旋结构发现者之一。科学家仅用了4个月时间、不到150万美元就完成了沃森个人基因组图谱的测序工作。 沃森的个人基因组图谱将被收入美国国家健康协会的数据库,并向全世界公开。研究者可以从中找到被认为与基因有关的疾病、智力、冒险精神、信仰和性格等问题的密码。 2008 年 10 月份 应邀访问清华大学的沃森刚刚抵达北京,就来到清华大学生物系罗永章教授领导的蛋白质化学实验室,了解该实验室正在进行的各项研究。 中央电视台记者 水均益 最近 专访了詹姆斯 沃森。
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