莫里斯·休·弗雷德里克·威尔金斯(Maurice Hugh Frederick Wilkins),英国生物物理学家,1962年诺贝尔生理学或医学奖得主,被公认为DNA双螺旋结构发现的关键人物之一。他的一生,既承载了现代分子生物学崛起的科学荣光,也贯穿了合作与竞争交织的复杂叙事,更长期置身于学术伦理争议的中心。他的科研人生,生动反映了二战前后科学研究模式从个人探索转向跨学科协作的深刻变迁,同时也揭示出重大科学突破背后,个体贡献与集体智慧之间难以简单分割的共生关系。在生命科学的宏大图景中,他留下了深刻而复杂的印记,其经历至今仍在激发人们对科学发现本质、研究伦理与历史叙事的持续反思。
英国生物物理学家莫里斯・威尔金斯,1962年诺奖共同得主之一,这份耀眼的荣光背后缠绕着一段至今仍被热议的科学伦理公案:他在未获同事富兰克林许可的情况下,将其拍摄的对 DNA 结构研究具有决定性意义的X射线衍射照片,私下分享给另两位获奖者沃森与克里克,让这届诺奖的科学丰碑蒙上了一层学术伦理的争议阴影。
1916年12月15日,威尔金斯出生于新西兰北岛一个名为庞加罗阿的宁静小镇。他的父母均为爱尔兰移民,在异国他乡的土地上为生活奔波。6岁那年,为了给子女谋求更优质的教育资源,威尔金斯一家迁回英国,最终定居于伯明翰。这片拥有深厚工业与学术底蕴的土地,成了威尔金斯求知之路的起点。不久后,他便踏入了爱德华六世国王学校的校门。这所学校素以扎实的理科教学与严谨的学术传统享誉业界,为威尔金斯搭建了系统学习科学知识的平台。中学阶段,他对物理学的过人天赋逐渐展露。课堂上,他总能快速洞悉力学、电磁学等核心知识的本质,轻松跟上老师的授课节奏。课余之时,他不满足于课本内容,常常沉浸在前沿物理期刊的世界里,贪婪地汲取当时物理学的最新研究成果。
1934年,18岁的威尔金斯以优异成绩考入剑桥大学圣约翰学院,主修物理学。在剑桥求学的四年间,他系统学习了从经典物理到新兴量子力学的完整理论体系,积极参与实验课程,培养了扎实的科研素养与动手能力。1938年,他以一等荣誉毕业,获物理学学士学位。当时正值二战前夕,国内对国防科技人才需求迫切,于是威尔金斯进入了英国国内安全部下属的航空工业部,投身于雷达技术的研发工作。与此同时他并未中断学术追求,以在职研究人员身份继续在剑桥大学圣约翰学院攻读博士学位,研究方向紧密结合战时需要,聚焦于“雷达波在复杂介质中的传播特性与规律”。凭借严谨的实验设计与深入的理论分析,他于1940年顺利通过论文答辩,获授哲学博士学位。
二战期间,威尔金斯参与了与“曼哈顿计划”相关的铀同位素分离研究,为原子弹的研制提供了重要技术基础。1944年,他前往美国加州大学伯克利分校,继续从事同位素分离技术的深入研究。然而,1945年日本广岛与长崎的原子弹爆炸,使他亲睹了自己研究成果所承载的毁灭性力量。战争结束后,他陷入了深重的伦理反思与方向迷失。彷徨之际,埃尔温·薛定谔(Erwin Schrödinger)的著作《生命是什么》为他指明了方向。书中“以物理学原理阐释生命本质”的论述深深触动了他,令他决定彻底转向,离开军事相关研究,将精力投向一个全新的方向——运用物理学的理论和方法,探索生命的深层结构与奥秘。
几内亚比绍(2010):二战时美国在广岛和长崎投放原子弹造成巨大伤亡。这一事件令威尔金斯直面自身研究的毁灭力量,困在科学伦理的迷雾中迷失了方向,直到薛定谔《生命是什么》中的思索如微光划破混沌,他才挣脱军事研究的桎梏,转而以物理学方法探寻生命的结构与奥秘。
1945年,威尔金斯离开美国回到英国,受聘于苏格兰圣安德鲁斯大学担任讲师,正式开启生物物理学领域的教学与科研生涯。1946年,他转入伦敦大学,与约翰·兰德尔爵士(Sir John Randall)携手,在伦敦国王学院牵头成立隶属于英国医学研究委员会的生物物理实验室,将研究重心投向DNA结构的研究。然而,分离DNA的操作虽相对简便,但它复杂难辨的微观构型,成为阻碍研究推进的核心难题。为破解这一困境,他尝试了多种观测方法,包括从显微镜下观察DNA样品,到将分子置于X射线照射下分析反光特征,最终在处理一小块胶状DNA样品时,意外发现其独特的纤维样特性。基于DNA的纤维样特性,他大胆推测,其晶体结构可通过X射线衍射技术解析——当X射线照射生物大分子晶体时,晶格中的原子或分子会使射线偏转,借助衍射图像便能推演分子的大致构型与形状。
1951年,精通X射线衍射技术的物理化学家、晶体学家罗莎琳德·弗兰克林(Rosalind Franklin)应邀加入生物物理实验室,参与对DNA结构的研究,威尔金斯与富兰克林就此开始了合作研究。1952年5月,富兰克林在实验室中凭借精湛技术与极致耐心,成功拍摄出一张足以改写生物学历史的照片——“51号照片”。这张照片的曝光时间长达100小时,成像清晰呈现出DNA分子的衍射环纹,其对称的十字结构直接暗示DNA的螺旋形态,甚至能通过数据推算出螺旋的螺距、直径等关键参数,堪称破解 DNA 结构之谜的“钥匙”。当时,富兰克林已对照片进行初步分析,相关数据被记录在实验笔记中,尚未公开发表。作为同实验室的合作者,威尔金斯虽与富兰克林共同致力于DNA研究,却因研究思路、工作方式的差异,未能深入这一关键实验的核心环节,但在富兰克林分享实验进展时,已对“51号照片”及其核心信息有了大致了解。
直布罗陀(2020年):富兰克林诞辰100周年纪念邮票。邮票图案将她留在科学史里的两个珍贵瞬间定格:一帧是她在实验室中俯身显微镜前,眸光落向镜片后幽微神秘的微观世界的模样;另一帧则是那张被称作“科学史上最完美的DNA分子X射线衍射照片”,那些明暗交织的衍射纹路,曾悄悄藏着生命最核心的密码。
1953年初,詹姆斯·杜威·沃森(James Dewey Watson)与弗朗西斯・克里克(Francis Crick)在剑桥大学已多次尝试构建DNA分子模型,均因缺乏关键结构数据而失败。得知威尔金斯与富兰克林团队拍摄出了清晰的DNA分子X射线衍射图像后,两人专程前往国王学院拜访,希望获取相关支持。然而,富兰克林向来秉持严谨自持的科研态度,更信奉独立探索的研究路径。在她看来,DNA 分子结构的破译,需要基于扎实的实验数据与缜密的逻辑推演,凭借自己团队的深耕细作,完全能够揭开这一生命奥秘的面纱。因此,对于沃森和克里克希望共享衍射图像、开展合作的请求,她从专业判断出发给出了断然的拒绝。与之相反,威尔金斯则更推崇开放协作的科研理念,他始终坚信,整合不同团队的技术优势与思维视角,凝聚多方智慧形成合力,才能更高效地攻克 DNA结构这一复杂难题。为此,他曾多次从中斡旋,试图劝说富兰克林放下顾虑、共享研究成果,推动跨团队合作的达成。但富兰克林的态度始终坚定如初,丝毫没有动摇。一来二去之间,两人在研究理念上的分歧逐渐激化,矛盾日益加深,最终竟闹到几乎无法正常沟通的地步。

此时的威尔金斯陷入了进退维谷的两难境地:一方面他无比清楚,这张被称为“51号照片”的X射线衍射图像,藏着破解DNA分子结构的核心密钥,若是因为团队间的理念分歧而将这份关键数据束之高阁,不仅会让各方此前的研究心血付诸东流,更可能拖慢整个分子生物学领域的探索进程;另一方面,他也深知这张照片是富兰克林耗费无数心血、历经无数次实验才捕捉到的珍贵影像,凝聚着她的智慧与汗水,倘若未经其本人同意便擅自分享给他人,既违背了科研伦理的底线,也是对同事研究成果的不尊重。最终,在1953年1月的一次偶然会面中,内心的纠结与对科研突破的迫切渴望交织在一起,让威尔金斯做出了一个颇具争议的决定。他既没有事先告知富兰克林,也未曾征得她的丝毫许可,便将那张承载着破解生命奥秘关键信息的“51号照片”副本径直展示给了沃森,还简要透露了富兰克林在实验中得出的初步分析数据。
随后,沃森和克里克以惊人的效率整合多方关键成果,依托富兰克林那张极具突破性的DNA晶体X射线衍射照片所呈现的晶体结构特征,仅用短短两个月的时间,便成功搭建出完整的DNA双螺旋结构模型。1953年4月,二人将这一研究成果发表在权威期刊《自然》上。这一发现被誉为20世纪最伟大的科学发现之一,它不仅一举奠定了分子生物学的学科基石,更如同打开了生命密码的大门,直接推动基因工程、遗传病诊断与治疗、生物制药等诸多领域的跨越式发展,改变了人类对生命本质的认知。事实上,后世学界普遍认为,倘若没有“51号照片”所提供的核心结构线索,这场撬动生命科学版图的重大突破,或许会被推迟数年甚至更久,发现者的名字也许会被改写。
1959年,威尔金斯因其在核酸分子结构研究领域的贡献,当选为英国皇家学会会员。1960年,美国公共卫生协会将阿尔伯特・拉斯克医学研究奖(Albert Lasker Medical Research Awards)授予威尔金斯、沃森与克里克三人,表彰他们在揭开DNA结构奥秘过程中的突破性协作成果。1962年,三人再度携手斩获诺贝尔生理学或医学奖,登上科研荣誉的巅峰。令人深感遗憾的是,为这一伟大发现提供核心支撑的富兰克林,已于1958年因卵巢癌不幸离世,未能亲眼见证这一科研成果的巅峰荣光。
科摩罗(2009):1962年诺奖得主沃森(左)与克里克,背景是他们搭建的DNA双螺旋结构模型,这是足以改写生命科学史的里程碑,而托举起这座里程碑的是富兰克林的“51 号照片”。多年后沃森在自传《双螺旋》里写下初见这张照片的震撼:那一眼,就像天光撞进脑海,他瞬间便确信DNA的结构必然是双螺旋。
下面我们来探讨一下威尔金斯未经许可展示“51号照片”的行为,他这么做并非单纯的“违规操作”,而是多重因素共同作用的结果。首先,对科学突破的迫切追求是核心驱动力,二战后他因参与原子弹研究而心生愧疚,转而投身生物物理学,希望通过基础科学研究造福人类。在他眼中,DNA作为遗传物质的核心,其结构的破解关乎生命奥秘的探索,对医学、遗传学的发展具有革命性意义,科学研究的终极目标是推动人类认知的进步,而非固守个人成果,因此他愿意冒险打破规则,加速研究进程。其次,团队协作理念与个人矛盾的激化起到了推动作用,他与富兰克林的分歧,本质上是科研理念的冲突。富兰克林强调实验的独立性和数据的严谨性,认为只有亲自完成全部验证才能确保成果的准确性;威尔金斯信奉“集体智慧”,主张不同团队共享资源、互补优势。长期的沟通不畅让他对与富兰克林达成合作失去信心,最终选择绕过她与理念相近的沃森、克里克合作。
此外,当时科研界的伦理规范体系尚未成熟,也是这一行为发生的重要时代背景。上世纪50年代,分子生物学正处于萌芽探索期,学术圈对于数据归属权、成果共享边界、同行协作规则的界定标准,远不如现代科研体系这般清晰严谨。跨实验室之间的“非正式数据交流”并不罕见,研究人员常常通过研讨会交流、私下分享实验图谱等方式互通有无,这种松散的协作模式在一定程度上推动了学科的快速发展。在这样的行业语境下,威尔金斯或许并未意识到自己未经富兰克林许可展示“51号照片”的行为存在严重的伦理争议。在他的认知里,这并非“窃取他人研究成果”,而是为了加速破解DNA结构这一重大科学难题的“合理变通”。在他看来,推动人类对生命奥秘的认知,远比固守单一实验室的研究数据更为重要。
这一事件,也让威尔金斯后来与沃森、克里克共同斩获诺贝尔生理学或医学奖的荣誉,始终伴随难以消解的争议。一部分声音认为,威尔金斯未经许可分享“51号照片”的行为,无异于“窃取了富兰克林的关键成果”,直接剥夺了她在这一里程碑式发现中应得的席位——毕竟正是这张照片,为双螺旋结构的搭建提供了最核心的实证支撑。但也有观点认为,威尔金斯的行为虽有伦理瑕疵,却实实在在加速了DNA结构的破解进程;更何况他本人在DNA研究领域亦有不可忽视的独立贡献,比如对 DNA 纤维理化特性的早期系统性探索、对衍射实验数据的补充分析与验证,其获奖并非完全名不副实。遗憾的是,富兰克林的卓越贡献,在当时并未得到应有的重视,直到后世才被科学界广泛追认。那张凝聚着她心血的“51号照片”,也超越了实验数据本身的价值,成为她留给人类科学界的宝贵遗产。而这起充满争议的科学往事,更成为科研伦理教育的经典案例。它深刻推动了科研界对数据共享边界、成果署名规则、知识产权保护等相关规范的完善,也警醒后世每一位科研工作者:科学的进步固然离不开开放协作,但所有协作都必须建立在尊重他人劳动成果、恪守学术伦理规范的基础之上。未经许可分享未发表的核心实验数据,不仅会对个人声誉造成难以挽回的损害,更可能引发持久的学术争议,侵蚀科学共同体赖以存续的信任基石。
帕劳(2000):英国生物物理学家威尔金斯,他的一生始终在“科学理想”与“伦理争议”中徘徊。他对DNA结构研究的贡献不可忽视,但“照片51号”事件也成为他人生中无法回避的争议点。他晚年也对这一事件表达了复杂的情感,承认当时的行为“不够妥当”,但始终认为“推动 DNA 结构的破解是最重要的目标”。
在教学与科研并行的生涯里,威尔金斯以国王学院为学术深耕之地,执教数十载始终坚守教学与科研并重的初心,直至1981年正式退休。他将毕生心血毫无保留地倾注于生物医学领域的人才培育事业,以严谨的治学态度和前沿的科研视野,为后辈学者铺就成长之路;同时,他深耕核酸分子结构研究领域,留下了一系列具有里程碑意义的学术成果。其代表性论著包括《精子头部的结晶度:活动核蛋白的分子结构》《脱氧核糖核酸的分子构型・I・结晶态锂盐的X射线衍射研究》《DNA的分子结构》《根据结晶氨基酸转移RNA的X射线衍射研究确定RNA分子的螺旋结构》等。这些论著从核蛋白特性到核酸晶体衍射数据,再到DNA与RNA分子构型的解析,层层递进、系统阐述了核酸分子结构的核心机制,不仅填补了当时分子生物学领域的研究空白,更为学科的蓬勃发展奠定了关键的理论基础。
退休后的威尔金斯并未褪去科研人的热忱,纵然告别了全职教研岗位,却始终没有远离学术一线。他依旧密切追踪分子生物学与遗传学领域的前沿动态,时刻关注学科发展的新方向、新突破;时常受邀参与各类高端学术研讨与交流活动,在会场之上毫无保留地分享自己深耕领域数十载的研究经验与独到学术见解,以深厚的积淀为后辈学者指点迷津,用余热为学科发展倾注力量。2004年10月5日,一颗科学巨星悄然陨落。这位曾在DNA结构研究史上留下浓墨重彩一笔的科学巨匠,因长期患病,在英国伦敦溘然长逝,享年87岁。他的离去,是分子生物学界的重大损失,但他倾注毕生心血铸就的学术成果,以及那份潜心钻研、薪火相传的科学精神,将永远镌刻在学科发展的史册之上。
比利时(2001):DNA双螺旋结构的发现与接力研究。DNA 双螺旋结构问世后,科学界的接力研究硕果累累:三联体遗传密码破译、遗传中心法则确立、重组DNA与PCR技术建立、人类基因组计划完成、核小体原子级结构解析、CRISPR-Cas9基因编辑技术诞生、人工生命合成,不断为分子生物学与生命科学的跨越式发展注入核心动力。
作者简介
王平,南京医科大学医学史研究中心客座教授,中华医学集邮研究会副会长。