〔提要〕“分子生物学”这一名称是由W. Weaver在1938年提出来的，而倡导对分子生物学进行研究的人就更多。本文作者M. Perutz本来从事化学研究，后来在分子生物学的研究中作出了杰出贡献，他创立了不用密码书写的结晶蛋白质X射线绕射模式的方法。1953年当沃森和克里克确立DNA的双螺旋结构模型时，分子生物学可以说已进入一个崭新的阶段。M. Perutz对整个分子生物学的产生和发展进程作了生动描述，科学家们对此是花了多么大的代价和艰苦劳动啊！通过这篇概述，告诉我们当今任何一门科学的兴起和发展，都必须要有从事数学、物理、化学等研究的科学家共同协作，这就是科学发展的综合趋势，生命科学就更是如此。

1925年，一位年轻的奥地利物理化学家Hermann Mark加入了K. H. Meyer在Ludwigshafen所从事的I. G. Farben工程的实验室。Meyer提出他将从事丝蛋白的一种X - 射线的衍射研究。1928年，Mark和Meyer提出了适用于任何一种蛋白质的实验性结构，并首先对蛋白质加以研究。几年以后，Mark成了维也纳物理化学方面的领导人，而我当时是那里的一个大学生，正学着化学。在我念三年级时，有一位年轻的老师为我们讲授有机生物化学课程，在讲授过程中，他曾提到剑桥大学的Gowland Hopkins在维生素和酶佥这两方面的研究成果。这，紧紧地吸引了我，启发了我的美好的遐想，我请求我的父亲（他是一个亲自在英国受过训练的纺织品制造厂的经营者，也是一个积极的亲英派）：能否让我在剑桥大学成为一个哲学博士？他表示赞同了。但是，我如何才能在那儿找到立身之地呢？

Mark，当时作为一个著名的聚合物化学家，他把一种朝气勃勃的教授风度带到沉闷的维也纳大学里。他为人友善开朗，平易可近，甚至常常周我们学生一起去滑雪。后来我们都感到惊奇，这“老孩子”滑雪竟如此高明；最近我和Mark都追忆起这件事，当时他已是39岁了！当我听说他准备在1935年9月去剑桥参加法拉第协会会议的消息时，我请他在Hopkins的实验室里为我谋一个职位。他在那里，在Cavendish实验室访问了J. D. Bernal，看到了胃蛋白酶的奇特的X射线衍射照片，这是Bernal和Dorothy Crowfoot（现名Hodgkin）前年就已发现了的。Mark说，上述的见闻使他如此激动，竟至忘记了我的请求；不过倒为我作了另一种安排：同Bernal一道工作。当我申辩说我不懂结晶学时，他回答说：“不要紧，我的孩子，你将学会它的。”

与众不同的人们

一年后，1936年9月，我动身去剑桥，在那里我碰到的不是Bernal，而是一群暗暗怀着恶意的怀疑注视着我的人们。我的父亲早已告诫我永远不要同英国人扯什么个人的事情，果不其然，当时在我首先碰到的这批人中间就有一位，盛气凌人地质问我这样一个问题：“你信仰什么？”使我很是吃惊。那时我回答：“罗马天主教。”此人怒冲冲地向我说：“难道你不知道教皇是残忍的刽子手么？”我承认我并不知道Pius六世是又一个Alexander Borgia，过后不久我才发现这位提问者并不是英国人而是一位美国人，名叫Isidor Fanuchen，他父亲是Brooklyn的犹太教士，一位自学成功的无神论者。他身材矮小，热情奔放，朴实无华，小心谨慎，富于同情心，敢作敢为，但不够老练。像Bernal和他的许多助手一样，他也是一个虔诚的共产主义者，并且不遗余力地想转变我的信仰（这是确实的），使我同他站在一起，但在这一期间他也曾教过我有用的学问——结晶学。他的那一番痛斥还提到在西班牙内战中整个法国教会的作用。

与他们相比，我是一个富豪，因为我父亲给了我500英镑以供我在剑桥的学习研究。有两年多，他们付给我全部生活费和奖学金。当Bernal终于从国外旅途归来后，我请求他提出一个生物学研究课题；但他对生物结晶学方面并无兴趣，并告诉我他是在研究一些令人厌烦的硅酸盐矿物碎片。这是一件憾事，因为Bernal和Crowfoot对胃蛋白酶的研究早已打开了结晶蛋白X射线分析的大门。由于人们过去所采用的是干结晶和大屏障（在它上面隐约可见那些干结晶的不完全衍射），先前所有的从结晶蛋白获得X射线衍射模型的尝试都告失败了。

Bernal在剑桥受过矿物学方面的传统教育，他有一台大的带有可旋转的尼科耳偏光镜的老式岩相显微镜。他借助于这台显微镜，可以看到悬浮在硫酸铵溶液上面的胃蛋白酶结晶呈双折射现象，但当在载片上使之干燥时，它们的双折射就消失了，它们本身就破裂了。一种干结晶的X射线照片呈现了一片模糊的黑化状态。因此他就把一种结晶连同它的母液一起引入林德曼薄壁玻璃试管，而获得了另一幅照片。这时期他和Dorothy Crowfoot发现了许多原子间的反射现象。

Bernal是我所遇到的口才最好、才气横溢的人。有一次他告诉我，他童年时经常一天读一本书。因为他懂得形形色色的事情，从物理学到史学的任何课题，他都有独到的见解，这样，我们便都称他为“Sage”（“圣哲”）。他在结晶学方面所主持的大学生讲座，内容丰富多彩，极大地鼓舞了我们这些研究生，但这些内容早已超出大学生的水平了。一次，有个大学生把他的笔记本忘在身后了）在这个笔记本上除了标着“Bernal的Bloody Business”这几个字外，全都空着，一无所记。

1937年夏天，当我返回奥地利度假时，我的研究命题仍无着落，我记起在我的布格拉表姐们中，有一位是同一个生物化学家Felix Haurowitz结婚的，我便去走访他。我问他测定血晶素的结构有无价值？但他告诉我，Hans Fischer研究出的化学结构已解决了这个问题，他建议我另外抓住血红蛋白来进行研究。他还告诉我剑桥有一位生理学家Gilbert Adair知道怎样使血红蛋白晶核长大。他又告诫我：“在他们做实验的日子里你不能闯到他们的房子里去叫他们的教名，而必须由别人把你介绍给他们。”Hopkins的女儿Barbara Holmes很客气地邀我和Adair参加她设置的一次午宴；数周之后，Adair给我带来一些马的血红蛋白的美丽结晶。这些结晶造成一些奇异的衍射模式，并在X射线分析中呈现出恰如其分的对称性。

Adai只是一个胆怯的贵格会教徒，一个细心的实验家，也是一个优秀的数学家。1924年，他第一个用渗透压准确地测定了血红蛋白和一些其它的蛋白质的分子量。他曾教给我使血红蛋白晶核长大的方法，但是他生性怪僻，很难与他共事。

因此，当生物学教授David Keilin在唐宁街的Molteno研究院为觅得一个职位时，我很高兴。Keilin是英国的伟大生物化学家和寄生虫学家；他和Hopkins也是最惹人喜欢的人。Keilin生在莫斯科，求学于华沙，在巴黎搞过研究，年来到剑桥。他身材矮小，用一种带有悦耳的波兰地方口音说英语。当他在早晨进入实验室的时候，他总是用下面这句话来欢迎我：“你过得怎么样啊，Perutz？”他不赞成Francis Crick的不切实际的推理，建议我同他公开辩论，并驳倒他的推理。他必须爬上一条长凳才能够到显微分光镜，他用这仪器做了许多工作。这台简单的仪器使他得以发现在昆虫的肌肉和鲜酵母的活标本中细胞色素的吸收光带。由于这些样品太不透明、过于漫射，假使他用一种现在这种形式的分光光度计，是永远看不见它们的。

1938年3月里的一个早晨，我的一个朋友路过Cavendish实验室我的窗下，告诉我：希特勒已侵入奥地利。有许多确实无疑的事实——比如亲人们的死亡——使你怀着如此大的恐惧，即使一切迹象告诉你它们已经发生了，但你还是不指望它们发生的。我亲爱的奥地利大难临头了，但这件事在我心目之中还不占主导地位：当时我已决计来英国。我的来到英国是为了科学的目的；不过还是预感到这场灾难将是严重的。这次侵略战争改变了我的地位：我从一个客人变为一个逃难者。我父亲给我的钱马上花光了，环境不允许我自己去赚任何钱，也不能指望研究院的施舍。我怎样去完成我的研究呢？1937年秋天，Lord。 Rutherford逝世，W. L. Bragg被委任来接替他。P. M. S. Blackett在曼，彻斯特接替了Bragg，Bernal在伦敦接任了BIackett的Birkbeck研究院物理学会主席之职，一直工作到1938年秋关。他表示很乐意接纳我，同他共事，但却不能为我弄到钱。

我日复一日地等待着，我希望Bragg会来到结晶实验室，来发现那里正在研究些什么。大约六星期后，我鼓足勇气，在“自由学院”区的Rutherford的维多利亚式办公室里拜访了他。当我把我的血红蛋白X射线照片拿给他看时，他的脸上显露出兴奋的神情。他立刻意识到对活细胞的大分子开展X分析的极大必要性，并从Rockefeller Foundation那里获许委任我为他的研究助理。Bragg的卓有成效的活动成全了我的科学生涯，并使我能把我的双亲带到英国，使他们在这场战争的屠杀中得以幸免。

恭俭的赠品

Rockefeller Foundation还花了99镑为我买了一支X射线管，提供给我一件恭俭的赠品。现在人们常常抱怨用于研究的钱是越来越难弄到手，但他们永远不能体会那些一文不名的日子。RockefeIler Foundation资助过所有的在分子生物学研究方面的开拓者；自然科学协会会长Warren Weaver于1938年第一次创造了“分子生物学”这个名称。分子生物学的倡导者包括Theo Svedberg、Arne Tiselius、Kaj Linderstrom Lang、Bill Astbury以及David Keilin等人。我还能回忆起在摩尔塔纳研究院的乐趣，当时该院的创办人买给Keilin一台Beckman分光光度计。

1945年秋天，一位身穿时髦的空军联队指挥官制服的青年在Cavendish实验室露了面，他声言要当一个蛋白结晶学博士。我感到荣幸，因为我以往从未碰见过领博士衔的研究员；同时也觉困惑，因为我想象不出他能在三年内实现自己的愿望。有一回我走过唐宁街时，偶然遇见生理学家Joseph Barcroft先生，我向他说明了我的窘境。那时Barcroft的研究兴趣已转向胎儿生理学，他还提出比较胚胎学以及成人的血红蛋白的研究课题。那位身穿时髦军服的John Kendrew同意了这个建议，但以后他又决定换了一个较简单的蛋白质——肌红朊来进行研究。

Kendrew还有一些资助金，都是从故前两年多时间里得到的资助金里节余下来的；而我呢，在帝国化学工业公司领取研究员薪金已有三年多了。在我领取研究员薪金的期限行将完结时，Bragg通知大学为我安排一个工作，但却得不到资助金，因为我当时是一个在物理学领域进行研究、以求在工业方面为自己谋求工作的化学家。事实上，从某一角度说，我研究的是生物学问题。

在这样一种不良环境中，一个人还能做些什么呢？联想起我地位的不稳定，我告诉Keilin，我将要抨击一下时弊；Keilin却建议Bragg向“医学研究协会”靠拢。Keilin同医学研究协会的理事长、营养学家Edward Mellanby先生至为友好。他知道由于青霉素的研究成果，这个协会正收到越来越多的资助金，并且Mellanby已在注意新的研究单位。Bragg在一次科学界的午宴上碰到Mellanby，并指出我和Kendrew很明显地是面对着十分渺茫的成功机会在“探宝”，但如研究成功，就将进一步增强在微观分子领域内对生命研究的洞察力。Mellanby进行了这个冒险。从1947，年10月1日开始，我和Kendrew就成为“医学研究协会”研究生物系统的分子结构的成员了。经过九年之后，我才考虑到将上面的术语简为“分子生物学”。

怎样使这么多有才干的人参加我们的研究呢？Kendrew在战时的远东遇到过Bernal，他唤起了Kendrew在蛋白结晶方面的兴趣。1948年的一天，—位生性古怪的德国数学家来问我是否能接纳他的一位朋友作为博士研究员？当Francis Crick笑着参加我们大家都以极高的兴致投入这项研究的时候，我惊异于一个胆怯谨慎的人何以需要这样一个奇怪的使节为他自己铺平道路。战前他在伦敦的大学学院研究物理，在研究100℃以上的冰的粘度方面始获博士学位，参加过英国海军部的水雷研制工作，而现在却要研究生物分子或者大脑的结构了。一年后，Hugh Huxley作为一个研究员与Kendrew共事。Kendrew、Crick和Huxley他们都具有将科学应用于战争的经验，战争使他们比通常的大学毕业生更多、更深刻地想到自己的研究前途，他们认清了物理学和化学的最远大的前途即在于应用到对生命的认识和研讨这方面去。

1950年，有一个平头、凸眼睛的怪相的人突然走过我门前，问我：“我可以到这里来工作么？”我说：“可以。”因为我猜想他一定是Jim Watson，Salvador Luria已把他推荐给Kendrew了。Jim在他的著作《双螺旋线》一书中，把自己描写为一个来自美国西部地区的轻慢活泼、天真朴实的小伙子，当然这不过是一种讽喻而已。因为我们是从致力于蛋白质功能研究的生物化学家和生理学家（他们总是不管这些蛋白质的来源如何）那里得到鼓舞的化学家和物理学家，所以，Watson的到来不仅对Crick（他的思想的发展基本上已与Watson的观点合拍了），而且对我们大家都有着极大的影响。Watson使我们的注意力集中在生物学的大多数基本问题上。我还记得，当他在冷泉湾开会回来时，我是如何的激动；他把Alfred Hershey和Martha Chase当时做的著名实验告诉了我，他们的实验表明：一种细菌的病毒，只要将它的DNA注入到受害体上，那么这种大肠杆菌就把蛋白质游离在外，完全像螫过之后的蜜蜂一样。

1953年成了奇迹般的一年。女王加了冕；Everest登了位；DNA得到了更透彻的解释；Huxley和稍晚一点的Jean Hanson（当时他在美国麻省理工学院）发现了肌肉收缩变化的机制；我则创立了不用密码书写结晶蛋白X射线绕射模式的方法。这一年九月，Linus Pauling们都去加利福尼亚的Pasadena开会，在那里他讲演了有关蛋白质分子链的螺旋形延展形式，这种结构形式他早在两年以前就发现了，但我似乎感到生物分子结构研究的中心已转到剑桥来了。

我的任务便是在此基础上继续开拓，但实际证明很困难。这一年的秋天，Bragg辞去了Cavendish实验室教授职位，而成为伦敦Royal学院院长，他要我们到他那里去参加工作。当时Bristol的物理教授Nevill Mott_委任来接替他。而仍然还是在这Bristol，Mott了解到Cavendish实验室过于拥挤的状况而感到沮丧，劝我们离去5但我和Kendrew却认为剑桥的环境对我们单位继续生存下去乃是必不可少的。

就在这个关键的时刻，我向学院全体委员会发出了呼吁，我指出前途还是光明的。我出于对事业的荣誉感，向新任的教授提出争辩只要求他容许我们在Cavendish实验室至少再坚持两年，直到大学能够提供给我们所需要的设备和贷款为止。Mott—到剑桥，就对我们的研究中产生强烈的兴趣，他成为我们的最强有力的支持者之一。我们一直十分缺乏房子，我奔波于许多自然科学教授之间，以乞求随处可以争得一点工作的空间、一点可以舒展手足的余地。当时就在Cavendish实验室前面有一间小屋马上可以使用，我为此去乞求全委会理事长，但遭他拒绝，他说这房子是新近已被毁坏了的。Mott终于还是帮助我们将这房子搞到手，它今天仍旧在那里。1959年夏天，在剑桥举行了生物物理学专业会议，苏联派来一个代表团。一天，他们要参观分子生物学研究所。我领他们到这所小屋里去，他们显得困惑不解似的，秘密地商议了一番。最后他们问我：“冬天你们将在哪里工作呢？”

这期间有更多的人参加了我们的实验小组。Sydney Brenner是1956年1月从约翰内斯堡来的。他和Crick在1953年首次结识，那时Jack Dunitz带领Brenner和Leslie Orgel从牛津来参观新的DNA模型。当时Brenner是在牛津的Cyril Hinshelwood先生身边当哲学博士。在他的著作《创造的第八天》中，Horace Judson复制了一些Brenner返回南非之后与Crick往来的有趣的信件。在年Crick要求我发展Brenner成为医学研究协会成员，与我们一起工作。以后事情进行得还是比较顺利的。我去见医学研究协会代理理事长A. Landsborough Thomson，并向他反映了Crick的想法。Thomson答复说：“为什么我们不能让Brenner站在我们的旗帜下呢！”这类事，无须专门小组的鉴定审查，无须口头审查和冗长的申请报告，只需有几个人在上头进行实事求是的良好的鉴识就可以了。

我记得曾有人要求过医学研究协会建立起我们自己的实验室，但我认为这事在至少一种蛋白质结构获得解决之前还为时太早。甚至当Kendrew的肌红朊蛋白组织溶液看上去。已是确定无疑时，我仍然持怀疑态度，因我在化学方面才识浅薄。因此我们曾对Fred Sanger——他原先在一间地下室工作，后来就在Tennis Court路的生物化学研究所的—间拥挤不堪的小屋里工作——加以试探，问他是否愿意加入我们的研究。他当时同意我写封信给医学研究协会。在该会的答复中，Harold Himsworth先生（他已接任了Mellanby的医学研究协会理事长之职）陪同Quintin Hogg（现名Lord Hail，sham）来访我们；Quintin Hogg像Lord Hailsham一样，他是为医学研究协会对议会负责的。

以上这两人才气横溢，很赞同我们的计划。我们应当大大地酬谢他们，尤其是Himsworth，若是没有他，我们这实验室是绝不会产生的。1958年初，Himsworth要我把我们的处境反映给医学研究协会。我在度过了一个不眠之夜之后，到了那里。协会的几位成员告诉我：我的备忘录《分子生物学的新发展》是最令人鼓舞的科学文献，他们已经读过了。我意识到我的斗争是旗开得胜了。次日早晨Himsworth在电话中告诉我，我们的计划已得到协会的批准。

女王的关注

现在，我们仍然需要一个研究的院址以及大学的赞助。这两方面比起取胜于医学研究协会更为困难。大学的最高负责人强烈反对我们的计划，在大学同医学研究协会达成协议之前足足花了两年以上的谈判时间。我们想在剑桥的中心地点设一个院址，以便保持我们与大学里的同事们之间的联系。但由于没有合适的中心地点可供基建，我们最后还是采纳了Joseph Mitchell教授关于院址设在未来的医学研究院内的建议。

1962年3月，我们终于迁进我们的实验室里去了。那时Crick和Brenner已听说女王来到我们的实验大楼参观，他们却去度漫长的周末假而并未出席，可是Jim Watson倒特别从美国赶来晋谒她。其实，Crick和Brenner是犯了个错误，失去了一次机会：女王对我们讲给她听的每一件事是这样感兴趣，她对每个人都表现出一种坦率的、随和的、亲切的态度，甚至连持反对意见的人们也感服于她的德望；当我们出示我们的分子模型时，她的一位侍从小姐竟然惊呼起来：“我万万想不到我们的身子里都是这样小小的颜色球啊！”

分子生物学的历史就写到这里了。人们常常问我究竟做了些什么工作，竟然使这个实验室获得这样的成功？对这个问题我真不知何从谈起，不过让我对你讲个故事吧——我认识一个青年，他有才干，富于想象，高瞻远瞩，出类拔萃，他具有乐观的气质。当我询问他的母亲，她是怎样指引她的孩子前进的，她回答说他生来就具有这些天赋，她只不过需要加以促进而已，她确信人们不应当摧残自然所赋予的天性。我们的这个实验室就好比这个例子。它一开始工作，就拥有这么多有才气的人们，我只不过尽力让他们去发展、帮他们得到他们所需要的东西罢了！

[New Scientist，1980年1月，85卷1192期]