科学的新发现并不总是前后连贯、循序渐进的。相反，在科学发展过程中有一系列的间断。早熟的科学发现是科学家在当时的情况下并没有意识到而在回顾时被描述为“超越时代”的发现。巴伯（Barber）和斯坦特（Stent）对此做了研究。在本文中我们将指出还存在着有晚成的科学发现，即在回顾时被判定为“被耽搁了”的发现。我们将分析有关细菌性别的发现是否为晚成的争议，并提出一些与这一判定相关的问题，探讨在当时投身此项研究的人们中，为什么利德伯格（Lederberg）和塔特姆（Tatum）成为作出此项发现的功臣？

本文是依据出版的和私人的文件及由社会观察家和亲身参与研究的科学家所写的分析文章综合而成的。我们的论证过程与绝大多数口述事件经过不同。首先，我们的论证过程是反复推敲的；第二，我们俩人都对正在分析的问题作出鉴别，并对这些问题尝试可能的解答。

科学发展的连续性和间断性

科学发展一般是非常迅猛的，可是在紧要关头可以是一系列事件中的一个事件，是间断的。早熟的科学发现是科学发展中时间性间断的一个明显表现，在它产生的当时，或是被无意中忽视了，或是被人为地拒绝了。1865年孟德尔颗粒遗传现象的发现被隐没了达35年之久，这便是一个最有名的史例。科学发现之所以会变成早熟的，是由于这些发现与“传统知识”发生了观念上的不协调。这类发现通常由一个不引人注目的人所获得，并在一个不为人重视的刊物上发表；抑或为占统治地位的宗教和政治准则所不容；科学探索的分门别类导致学科间的隔阂，也造成了这类科学发现的被忽视或被拒绝。虽早熟的科学发现的特点及其产生渊源已得到了一些分析评论，但晚成的科学发现的特式却还未被认识，更不用说对此作系统研究了。

—个原先不被认为是晚成的科学发现，如果将其视作晚成的加以判定，则将引起有关学术界的惊异，鉴于此，对于一个将被判定为晚成的科学发现来说，它必须具备如下三个属性：在回顾时，此发现必须被判定为在技术上采用当时的有效方法是早就可以达到的；此发现必须是可理解的，可用当时科学家所明了的科学术语表达的；最后此发现的用途必须可以为人们正确认识。

科学发现的早熟与晚成两者都只能通过回顾来认识。两者的区别在于，科学发现的早熟结论是由真实的历史观察得出的，而晚成结论是在回顾时假想出来的。这样的推断程式似乎有点“辉格党史”的味道，按伯特费尔德（Butterfield）的说法，这意味着“去产生一个若不是对现实的颂扬便是被认可的故事”。但是上述的推断程式被用来服务于完全相反的目的。早熟与晚成的科学发现观念对分析科学知识增长过程中的间断现象提供了方法，这些观念也支持了一个非线性的、复杂的科学理解发展模式。

晚成的科学发现并不都是同一类型的。其中有一类之所以晚成是由于科学家的研究兴趣早有他顾。例如L. 鲍林（Linus Pauling）感到并没有什么理由可以解释为什么他本人不能早十一年发现α – 螺旋结构。事实上，当时鲍林早为其他一些似乎更为重要和更易行的探索所吸引。另一类晚成的科学发现对一些早先不为科学家们认为是疑难课题的问题作了解答。一些为科学思想体系所必不可少的假定、信念和设想，在特殊情况下，能妨碍科学探索时科学家的感知。例如温伯格（Weinberg）注意到30年代时因为占统治地位的设想、概念框架和对理论所持的态度、以及经验依据阻碍，物理学家忽视去进一步探究量子场理论。在我们研究的这个例子中，认识的和社会的作用两者都?碍了科学家们对细菌重组的思索。

疑难课题研究被忽视的原因

为什么在1946年之前细菌重组未被视作为疑难课题？细菌的无性生殖是如何变成一个毫无疑义的“真实”的？这样的观念又何以长久？

1870年之前，许多科学家坚信细菌所具有的不同形态是同一有机体在不同条件下的种种变形。事实上，十九世纪的绝大多数时期，细菌的多形论或形状易变论的教条成了过分要求细菌具备变异能力的依据。至1872年F. 科恩（Ferdinard Cohn）断定细菌所具有的多样化的形状并不是同一有机体的不同形态，细菌是单一形态的，在它们短暂的存活期内是不发生变化的。

但是，有关变异的报导仍旧持续不断，直到1881年R. 科赫（Robert Koch）引进了个简捷有效的纯培养菌的方法，这种状况才有所改观。科赫的纯培养方法因排除了污染作用而成了现代细菌学的标志，它与科恩的细菌单形论准则一起迅速地改变了科学家们对变异的看法。这两者合在一起并称为科恩 - 科赫法则。这一法则曾动摇了人们对细菌的形态、遗传和变异等疑难课题进行研究的信心达数年之久。

科恩坚信细菌是“只能以无性方式进行繁殖”的原始植物，并于1875年将所有细菌统称为裂殖菌或“分裂生殖的真菌”。随着每一次使用这个名称，细菌学家便不断被提示：这类有机体只以分裂生殖进行繁殖，它们是简单的原始植物；这一传统观念起源于1675年列文虎克（Leenwenhoek）对细菌的最初观察。名称、类目、术语和分类通常有助于建立科学思想，但它们也能拖延对错误的传统观念的再思考，因而这些传统观念逐渐变成自我完备的经典体系。基于科恩确立的准则基础及科赫的纯培养方法之上，最终，医学微生物学作为一门科学诞生了。尽管如此，当对细菌单形论准则进行剖析时，人们却会发现，这一准则将细菌变异这一婴儿连同污染作用这盆脏水一起倒掉了。当时，人们普遍认为所获得的细菌变异的观察结果一定是由污染造成的。细菌学家们视涉及到变异现象研究的实验为易错的和不可信的。这样的实验应避开，因为其操作过程极其困难，预期的认识价值又很小。由于在科学研究中往往要避开一座难以得到结果的问题，很少有科学家会挑选这类课题进行研究。

细菌在生物分类系统中占据着一个含糊不清的位置。对许多科学家来说，这些有机体看上去是如此原始，因而它们还不可能进化出“分化了的基因”。这一意念更促使人们使用细菌作为一个前基因组织水平的模型进行物理化学分析。这种错综复杂的意念一经形成，若再要打破它，就需要有特殊的冲击以击溃这种意念的一个或更多个组成部分。

各学科的侧重不同以及科学研究的分工也分散了对细菌有性生殖研究的注意力。细菌学家主要潜心于研究医学病理学中的疑难课题而不是诸如细菌繁殖的生物学等问题。遗传学家对细菌繁殖的研究兴致也并不比细菌学家来得高、他们专心于对业已观察到有杂交产物的较大的有机体进行研究。学科的分工以及对作为研究对象的有机体的谨慎选择，虽然，对于科学知识的发展通常是有益的，可是在这种情况下，却成为忽视细菌重组研究的原因之一。但也有人分辩说，“以本学科为教条”和“以本学科为重心”只在极罕见的情况不阻碍了科学创新的发展和推广。

本世纪初期，丹尔福（Delft）微生物学院的成员弥合了细菌学与遗传学间的隔阂。很明显，他们有别于那些憎恶细菌的医学细菌学家，他们坚信基础微生物学的发展取决于那些“热爱”微生物的人们。M. 贝杰林克（Martinus Beijerinck）是这一群人们中的主角。现在看来他是探索细菌性别的有功之臣。贝杰林克反对占主导地位的细菌不变准则，他对于德 · 福利斯（de Vries）所得到的植物突变结论作出了迅捷的评价，他最先对严格的细菌单形论发难，他还发展了“加富培养”方法，即较后在发现细菌重组现象实验中所使用的选择技术的前身。另外，贝杰林克较之绝大多数的微生物学家更了解植物杂交方面的工作，这对设计细菌性别的研究方案可能有所帮助。贝杰林克和丹尔福学院的成员是探索细菌性别现象的干将，但他们却未获成功。事实上，贝杰林克坚决支持科恩的把细菌视作为裂殖菌的法则，因而细菌有性重组这一疑难课题仍被搁置在不同学派间的无人问津之处。

细菌性别的意义

至30年代，科学的进展引导生物学家再度思考细菌与其他的生命形式的关系，并探究细菌是否真的具有基因。在这些进展中重要的是生物学思想的统一，即孟德尔的遗传学、定量的种群理论和达尔文进化论、特别是有关属于孟德尔栽培群体的物种观点或分离的基因库观点等的统一。而性别本身是一个进化了的遗传体系，这一观念连同从简单的和复杂的植物生命体所获得的例证，则更具冲击力。德伯赞斯基（Dobzhansky）的专著“遗传学和物种的起源”被看作是对达尔文进化理论的绝对再释而被广泛阅读，此书详细研究栽培群体系统，并将此视作理解进化发展的关键。它反过来又加强了理解有机体（如被认为缺乏有性机制的细菌）进化的兴趣。

微生物营养作用的生化分析，特别是由奈特（Knight）和勒夫（Lwoff）所做的分析，是另一个促使再度思考细菌与其他生命形式的相互关系的动力。特别是发现了微生物的生物化学与更高级有机体在许多细节上的相似，这些发现激励了比德尔（Beadle）和塔特姆于1941年用脉胞菌属进行研究。他们显示脉胞菌属是一个有用的研究材料，可通过特殊酶的编码，即称之为“一个基因，一个酶”的假设，来研究有机体发育的遗传控制。这是生物化学与遗传学的结合，这对利德伯格和塔特姆的工作有特殊的意义。

此时，对生命起源的生化理论的推测兴趣重新有了起色。由俄国生化学家奥巴林（Oparin）所著的“地球上的生命起源”一书于1944年出版了英译本，而物理学家薛定谔（Schr?dinger）的“生命是什么？”也出版了。两者都将兴趣集中于一些需将病毒和微生物的生物学与更经典的动植物的生物学进行综合的问题上。

在当时，这些独立的进展之间相互关联并不总是很明显的。但有一件事确实因其共性的内涵而吸引了人们的注意力，这便是1944年艾弗里（Avery）、麦克劳德（Macleod）和麦卡迪（McCarty）的发现，即DNA作为转化因子将粗糙型的非致病的肺炎双球菌变成了光滑的致死病菌。

这一发现的科学意义已作了详细分析。对我们的研究来说，这一发现使得两个重要问题更为显著，即细菌的基因结构是什么？它们是如何转移的？因而艾弗里等人的工作使得细菌性别这一疑难课题又变得重要起来了。杜波士（Dubos）清晰地指出，假若能观察到有性繁殖现象，那么这一现象将是可以理解的，并可得到正确评价的。但是人们普遍认为细菌不进行有性繁殖，从来没有人认为这个课题是重大的。法则的力量压抑了普遍的好奇。

细菌有性重组发现的经过

回顾以往，当时利德伯格在科学界的地位以及他的还未开始科学研究的生涯，这些似乎对他识辨出细菌性别这一课题，对他开创一种用于该课题探索的方法，对他进入研究角色来说是有重大意义的。塔特姆却由于其他不同的原因独自地进入了这个课题的研究。1941年当利德伯格刚跨入哥伦比亚学院时，他对于经典的遗传学并不太感兴趣。对“理解生命的化学本质”的兴趣使得他在以后的四年中化了许多时间学习化学、细胞学和生理胚胎学。但利德伯格并不缺乏经典的遗传学知识。哥伦比亚学院的生物学家们与纽约的遗传学界有着很好的联系。德伯赞斯基当时是主角。

阿瑟 · 波利斯特与洛克菲勒研究所的研究人员有紧密的联系。A. 米尔斯基同时在两个研究所工作。利德伯格不仅很快了解了上述新达尔文主义的发展，他也从米尔斯基那儿获悉了艾弗里等人的工作情况，他立即阅读了他们的论文。如若说艾弗里等人的工作加强了利德伯格对细菌繁殖的兴趣，则杜波士对于细菌有性繁殖现象的不确定性所作的综述则加深了他的怀疑态度。认识的因素和学术界的背景因素合在一起了。

利德伯格在哥伦比亚的第二年，遇到了F. 赖安（Francis Ryan）。赖安是一位助教，刚在斯坦福大学与比德尔和塔特姆在一起，完成了他的博士后学业。赖安是第一个告诉利德伯格有关生化遗传学方面的工作，并劝慰说生物化学与遗传学并不是如他想得那么互不相关。也是赖安慷慨地提供给利德伯格实验室设备，促成他与塔特姆相识的。最主要的是赖安鼓励利德伯格、教导他并让他有机会得以锻炼成为一位科学家。对推进利德伯格的科学研究和对促使他进行一项冒险而又无把握的研究计划来说，哥伦比亚学院提供了多方面的有利条件。

到1945年7月，利德伯格完善地完成了他的研究计划。当时他是哥伦比亚医学院的二年级学生，仍在赖安的实验室中工作。这项研究本来可以在哥伦比亚学院继续进行，但赖安和利德伯格俩人都认识到与塔特姆的协作将是很有益的。特别是塔特姆在微生物生化方面的经验可有助于拓宽利德伯格的视野，而哥伦比亚学院在这方面提供的机会是不如的。另外，当时正转往耶鲁大学的塔特姆很快被人们认定为科研的带头人。塔特姆不仅可以使利德伯格更好地获得学术研究动态、研究材料及研究基金的资助，更可使他进入生化遗传学的无形领地。有关科学研究人员间的这种私人交往，对科学研究的方向和进程的影响还有待做适当的研究。

利德伯格的医科学生身份对于其研究细菌性别的不利不如所想象的大。虽然他的大部分时间被花在学业上，但他并未被在学习的早年就申请攻读博士学位的压力所困扰。他不像一般的研究生，迫不得已地挑选一个适于写毕业论文并出版的研究课题。由于刚刚开始其生物科学研究生涯，利德伯格可以设法去着手研究一项极其冒险的疑难课题。细菌性别的研究无疑是极担风险的。这个课题看来并不易干得出有用且可发表的结论。最后，若是实验中没有观察到细菌重组现象，这并不能否认细菌重组的存在。现在对于使用大肠杆菌为材料将得出阴性结果的危险性已有了清楚的认识，而用1946年时的技术只能在5%的菌株中观察到细菌重组现象。

因另一些不同的原因，塔特姆当时也能抽空着手一项极冒险的课题的研究。在他的实验室里，塔特姆正开展一系列的研究项目，其间他能设法进行一个省钱节时的但见效可能甚微的实验。对利德伯格和塔特姆来说，细菌重组的研究是一个很好的赌注。对他俩中的任何一个人来说，失败的影响可能是很小的，但倘若预计不可能的结果转变成现实，则收益是可观的。极担风险的科学探索工作并不是所有科学家都能承担的。这些探索重任为相对来说有很好地位名望的人所承担，或为如1946年的利德伯格那样的初来乍到的人所承接下来。通常将这些担风险的探索工作放在首位并设法将其解决的人来自那些有较好地位名望的阶层而不是来自新手，因为这些人在知识积累上具有优势。科学探索中的敢于冒险不只是简单的心理问题，它也与冒险者在社会结构中所处的地位有关。

经过了一段短暂的相互联系，塔特姆邀请利德伯格去耶鲁大学工作。利德伯格于1946年3月到达耶鲁。5月初在实验室观察到了大肠杆菌中的遗传重组现象。这些结果非常吸引人，因而塔特姆设法让利德伯格于七月里举行的冷泉港专题讨论会上宣读研究结果；随后发表的论文不只是起初实验室结果的描述，这些论文是那次会议上对此结果评议讨论及随后所作的相应实验的总结。学术界中的动态或深思熟虑后提出的怀疑意见可在那次会议的记录中以及随后对宣布此发现的论文的反响中看到。即使在第一次发表时，科学发现也不只是最初实验室观察到的事件的简单报导，通常也是发现者与他们的批评者之间相互交换意见的产物。若将科学上的贡献视作科学探索、科学批评以及进一步的科学研究工作的产物，如是，将某位科学家指定为唯一的贡献者的习惯就有点令人疑惑了。上述的观点也还将注意力集中到深思熟虑的批评意见的作用及其对评价科学贡献的影响上来。

结 论

细菌的有性重组的探索是否是晚成的？也就是说，这项探索工作的开展是否明显地比其可能开展的时间为晚？从上述分析来看，很显然，这项疑难课题为科恩 - 科赫的细菌单形法则及细菌变异只是由污染造成的信念隐埋了达几十年之久。甚至对贝杰林克及其丹尔福学院的同事们来说也是如此。贝杰林克等人不信服严格的细菌变形论；他们知道如何按微生物的发酵和营养特性来对微生物菌株作标记（这是利德伯格实验设计的基础）；他们知道植物的孟德尔分离定律；倘若发现细菌的有性重组，那么他们对这一发现的意义也会持肯定的牵度。但是他们坚信细菌只能以裂殖方式繁殖的观念，而并不将此视为是有问题的。正如勃朗宁（Browning）用抗药性作为选择标记（这是利德伯格和塔特姆先前所期待的）所表明的那样，从原理上来说，这项探索于1908年在技术上便是可行的了。但勃朗宁着手研究了另一种生物体，给出了阴性结果的报导，且使用了不能转而借用于细菌重组例子中的术语。在30年代，细菌具有性别仍被视作一个不可能的甚至是不可信的观念。 · 但是倘若实验事实显示细菌性别的存在，则这一观念是可以为遗传学家乃至细菌学家所理解和接受的。

这个事例的研究表明，在科学研究中疑难课题的辨别与选择能决定进一步的分析研究。首先，我们所得的结论是，有两类疑难课题易使研究晚成，一类是因其表面上看来无意义的、不可行的或是两者皆有之的而在其刚出现时未赢得科学家注意的问题；另一类或是为认识上占优势的评价所隐埋的问题，或是其在学术界无明确划定的学科领域的问题。第二，在估价选择某个疑难课题以进行探索的可能收效时，科学家将估算出差错的可能性，而这促使继续对那些历史上有错误倾向的某些疑难课题的忽视。第三，强调极担风险的科学疑难课题有可能得到解决并进而取得重大进展，这并不是所有探索者都同样可以胜传的。这些课题绝大部分留待那些能腾出时间进行此项研究的有很好学术地位名望的人们来解决，以及留待那些因年龄、学历诸原因，以发表论文的多寡来衡量只具有很低学术地位的人们来解决。那些为科学家视作为疑难课题并值得去探索的通常是认识因素和社会因素相互作用的产物。

[Nature，1986年12期]