DNA双螺旋结构的发现-周光召

主讲人简介

　　周光召院士，1951年毕业于清华大学物理系。1954年毕业于北京大学研究生院。1996-1997年任中科院院长、中国科协主席。1998年当选为全国人大常委副委员长。

　　内容简介

　　今年是DNA双螺旋结构发现50周年，是20世纪生物学最重要的发现，这个发现阐明了生物遗传基因密码的构成，开辟了分子生物学的新学科领域，为人类从分子水平认识生命过程的发生、遗传、发育、衰老、进化以及生命体内部细胞和器官的结构、功能和运行的模式，都奠定了坚实的基础。21世纪将要看到它会对我们人类的生活、生产，产生巨大的影响。

　　发现DNA双螺旋结构做出重大贡献的四位科学家，他们在大学学的都是不同的专业，所以他们具有不同的知识背景，在同一时间又都致力于研究遗传基因的分子结构，在又合作、又竞争，充满了学术交流和争论的环境中，发挥了各自专业的特长，为双螺旋结构的发现，做出了各自的贡献，所以这是科学史上由学科交叉，而产生的一次重大的科研成果。

　　那么自然科学的重大科学发现的过程，它不仅是科学家用严谨的科学态度，严格的科学方法，有敏锐的思维和观察对自然现象和规律进行的一种探索的过程，它又表现出科学家的个性、他的爱好和他们的观点，在竞争和合作中所形成的学术思想上的融合、碰撞和冲突，也反映出社会和学术群体的评价，给予他们的鼓励、包容和压力，这些都在他们发现的过程中间不停地在起着作用。所以我们不仅应当从自然科学本身的规律出发，去了解这个发现的过程，而且应当从人文和社会的角度来研究这个过程，创造促进创新的条件和环境。

　　研究DNA双螺旋结构这个重大发现产生的背景、环境和条件，能够吸取有益的经验，采取相应的措施，对改进我国基础研究的环境和氛围，对促进我国科技创新，是有重大的现实意义的。从DNA双螺旋结构的发现过程，我们可以得到很多有益的启示。

　　中国目前正处在科技发展物质条件最好的时期，但是如果能够迅速创造一个好的人文环境，选好科学前沿的发展方向和领军人才，吸引一批最优秀的青年，中国科学的起飞是指日可待的。

　　DNA双螺旋结构的发现》（全文）

　　上世纪最重要的三个大的发现，就是相对论、量子力学和DNA双螺旋结构，这是20世纪自然科学最伟大的三个发现，都是在物质条件，不是太好的情况下产生的。相对论我们不去说它了，因为爱因斯坦这是一个天才，在1905年发现的特殊相对论。

　　量子力学是在德国发现的，是1925年。而1918年，第一次世界大战结束，德国是失败了，而1925年那个时候在德国肯定生活是很困难。然后DNA双螺旋结构在英国发现的，是1953年，也是在第二次世界大战以后的英国，那个时候相对来讲，它比美国是困难多了，美国当时是惟一没有受到战争影响的一个大国，而且由于战争的关系，使得美国非常重视科学，所以在“二战”以后，美国大量投钱来发展科学。而英国，这个实验室和这批科学家，是处于一个很困难的境地，但是尽管如此，他们还是发现了DNA双螺旋结构。所以就可见，我得出来的一个结论，就是投资是很重要的，是一个必要的条件，但是绝对不是一个充分的条件，也不是说在投资不够的情况下，就不能做出世界最高的、最重要的成果，所以我们就必须要研究，为什么他们能够在这样比较困难的情况下，能做出世界最重要的科学成果，我想这是今天值得我们来深思的一些课题。

　　那么今年，是DNA双螺旋结构发现50周年，这个是20世纪生物学最重要的发现，这个发现阐明了生物遗传基因密码的构成，开辟了分子生物学的新学科领域，为人类从分子水平认识生命过程的发生、遗传、发育、衰老、进化以及生命体内部细胞和器官的结构、功能和运行的模式，都奠定了坚实的基础。

　　同时DNA的发现和后来紧接着的由RNA转录、翻译为蛋白质的中心法则的发现，以及后来发明的基因重组和克隆技术，就使人类获得了崭新的干预生物进化和优化生物功能的途径，为农业、林业、医疗、环保、化学、材料、信息和能源工业都提供了新的发展途径，像品质优良，抗击性强的转基因和克隆的生物，改变结构提高功能的蛋白质，用于医疗检测和环保监测的生物芯片，高疗效个性化的基因治疗药物，克隆器官，生产化学工业原料，有机材料和可再生能源的转基因的生物工厂，DNA计算机，用于控制和消除环境污染的转基因微生物等等。所以不仅是一个非常重要的基础性的发现，而且在应用方面，我想21世纪将要看到它会对我们人类的生活、生产，产生巨大的影响。

　　那么DNA双螺旋结构的发现，做出重大贡献的科学家有四位，是弗郎西丝·克里克、詹姆斯·沃森、莫里斯·威尔金丝、罗萨琳·富兰克琳这四位，当时都是在战后的英国工作的，他们发现的时候都在英国实验室里面。此外，有一位美国的著名科学家叫里纳斯·鲍林，他是美国惟一参与这个竞赛的，他也是很想做出这个DNA结构的一个人。还有一位是叫做杰里·多洛，在他们发现DNA双螺旋结构的时候，他提供了非常重要的意见。

　　那么这四位中间，最后一位是位女科学家，1962年他们获得诺贝尔奖的时候，她已经去世了，而诺贝尔奖又只能发给三个人，所以就发给了前面这三个。发现DNA双螺旋结构的四位科学家中，只有沃森是毕业于生物专业的，克里克和威尔金丝是毕业于物理专业，富兰克琳是毕业于化学专业，他们在大学学的都是不同的专业，所以他们具有不同的知识背景，在同一时间又都致力于研究遗传基因的分子结构，在又合作、又竞争，充满了学术交流和争论的环境中，发挥了各自专业的特长，为双螺旋结构的发现，做出了各自的贡献，所以这是科学史上由学科交叉，而产生的一次重大的科研成果。

　　那么自然科学的重大科学发现的过程，它不仅是科学家用严谨的科学态度，严格的科学方法，有敏锐的思维和观察对自然现象和规律进行的一种探索的过程，它又表现出科学家的个性、他的爱好和他们的观点，在竞争和合作中所形成的学术思想上的融合、碰撞和冲突，也反映出社会和学术群体的评价，给予他们的鼓励、包容和压力，这些都在他们发现的过程中间，都不停地在起着作用。所以我们不仅应当从自然科学本身的规律出发，去了解这个发现的过程，而且应当从人文和社会的角度来研究这个过程，创造促进创新的条件和环境。

　　研究DNA双螺旋结构这个重大发现产生的背景、环境和条件，吸取有益的经验，采取相应的措施，对改进我国基础研究的环境和氛围，对促进我国科技创新，我相信是有重大的现实意义的。

　　我们现在来看看DNA双螺旋结构发现的背景。绚丽多彩的生物世界，它是怎么样产生的？成千上万种不同性状和习性的生物之间有什么关系，这就是自古以来人们一直在追问的一个问题。那么到了1859年，达尔文发表了《物种的起源》一本书，就提出了生物进化的学说，那么不同的物种，它有共同的祖先，它们是由同一个祖先发展而来的，而这个共同的祖先是通过遗传变异，生存竞争和适应选择逐步发展起来的，所以遗传在我们生命的世界中，是起了非常重要的作用。这个在历史上当然不断有人提出来，但是达尔文在这里是系统地提出来了这样一个学说，那么遗传机制一直是生物学家关注的重大课题。那么在达尔文提出进化论不久，1865年孟德尔通过豌豆子代性状显示的规律，他把豌豆一代一代培育起来，然后去研究它们的性状，就发现由父母向子代遗传，并且能够一代一代遗传下去，今天我们把它叫做基因的这种遗传信息的单位。孟德尔他写了一篇文章，但是很少有人去看，所以谁也不知道。就说再过了三十几年以后，他的这结论被另外几位科学家又重新再发现，这就说明科学的传播不够的时候，科学的成果就不能起到它应有的作用，这个至少使得我们生物学的进展推迟了几十年。

　　那么1869年，一位科学家叫梅肖尔，他从鱼的精子细胞核中间分裂出有DNA分子，但他不知道是干什么用的，不知道这里头有个叫做DNA分子的这样的东西。1882年，另外一位科学家弗来明，他发现了染色体。1914年罗伯特·浮戈发现DNA是可以染色的。到1910年的时候，美国科学家摩尔根，他研究果蝇的遗传规律的时候发现，遗传信息是位于染色体上面，所以知道染色体跟遗传有非常大的关系。

　　但是染色体上面它有DNA还有蛋白质，以后相当长的一段时间里，人们更多猜测这个蛋白质是遗传信息的载体，到底是蛋白质、还是DNA是遗传信息载体，这个很长时间都弄不明白，认为蛋白质是，染色体和DNA就在细胞核里面，人的染色体一共有23对，那么我们可以知道这个染色体，它有DNA和蛋白质，从染色体里面可以拉出一条长链来，这个长链就是DNA，这个DNA缠绕在一些蛋白质上面，就能够形成我们叫染色体的这个形状，这是我们现在的认识，当年一八几几年没有这种认识。

　　那么同时在20世纪20年代的时候，科学家戈里菲斯他就发现了一个叫转移因子，这个转移因子，实际上就是我们现在所谓的基因。那么以后生物学家研究转移因子，当时叫转移因子，现在叫基因，到底是碳水化合物呢？是脂肪呢？是蛋白质呢？还是DNA？因为淡水化合物和脂肪很容易被提掉，所以很快就知道不是的，但对是蛋白质还是DNA，就不容易做出判断，因为这个染色体它既有蛋白质又有DNA，作为化学分子来讲，这个DNA比较简单，它不可能是的，那现在我们知道这个想法是错的。

　　然后到了1944年，才有几位科学家，他们初步确定这个转移因子是在DNA中间，不是在蛋白质中间。但是尽管如此，一直到“二战”结束还是有很多人怀疑他们这个实验的结论，在1950年的时候，有一位科学家叫洽嘎弗，他指出这个DNA中间的核苷酸分子，A和T、C和G的数目是相等的，就是A和G是嘌呤分子，T和C是嘧啶分子，就发现不管你这个DNA从那里取来，里边的A和T的数目、G和C的数目都是一样的，那么如果你要相信1944年那个结论，DNA是遗传物质，又有了洽嘎弗定则的话，其实发现DNA分子结构的时机就成熟了，因为这是两个非常重要的实验，已经一个显示的DNA是遗传信息，另一个，这个定则在一定程度上就告诉你，将来遗传的这个信息是怎么样产生的，不过在这里要说明，尽管这些实验已经指明了方向了，多数科学家还是不太相信，只有少数的科学家，其实我们刚才讲那四位科学家，加上鲍林，他们早就相信是DNA了，比较早地相信，所以他们起步就早，当1953年他们就得到了这个发现，这里头实际上也有科学家的思维方法问题。那我们看他们是怎么来发现这几个关键问题的。

　　在讲这个之前，还有一件很重要的事情，就是这里边最重要的发现者是克里克、沃森，他虽然一个是物理学出身的，一个是生物学出身的，可是他们两个人当时都在一个物理实验室里边工作，这个物理实验室，就是剑桥大学里边的一个物理学实验室，叫做卡文迪什实验室，这个实验室原来是从事物理学的，它在20世纪初的物理学革命中，扮演了非常重要的角色。从1884年开始，它就是由著名的发现电子的物理学家叫做汤普森，就是首先发现电子的这个物理学家，他来做室主任。到1919年又由发现原子结构，就是我们现在知道原子核在中间，电子在周围绕的，这么个结构的，一个也是很著名的物理学家恩斯特·罗斯福他来做这个主任。那么在“二战”以前，卡文迪什实验室在原子物理、原子核物理领域是当时世界上最著名的一个研究中心，它不仅出了很多重要的科研成果，而且形成了使其长盛不衰的学术风格和传统，在这个实验室又发明了中子，做出了世界第一台加速器等等，有非常重要的发现。

　　那么对这个实验室，下面我想引一个美国学生的一个回忆，当时他在这个实验室做学生，他说这个实验室是很难描写的，就是说它是把一种比较矛盾的风格结合在一起的，这个一方面，因为它这个主任都是非常著名的科学家，所以主任在这个实验室里边有一种决定性的作用。但是另外一方面，它里边的人又没有什么限制，又是非常之独立思考的，而且他的学生之间是有很好的友谊。比如说他一个学生可以发现另外一个学生做得不对，他就可以直截了当跑到那儿去，跟他讲你做的什么什么不对，而且证明他不对，这个在很多其他地方是做不到的，因为这样一做，这个友谊就要破坏了，这是他讲的一段话。第二段话他说，使他觉得相互矛盾的这种性格，是学生和教授之间的这个关系。这毫无疑问，当时这些教授都是非常有名的，但是每个人都是独立思考，他说在这里，教授的理论和实验所遭受学生的批评并不亚于其他的人，就是说学生可以随意地在这个讨论中去评、和教授去争论，我想这个很可能是他们的一个非常重要的风格和传统，也是中国今天最缺乏的，需要怎么样来解决的一个问题。

　　那么“二战”结束以后，鉴于核科学研究，对国家安全的重要性，当时包括英国在内，就觉得不应该再在卡文迪什一个大学的实验室里边进行，就专门为此成立了一个国家的实验室，是在另外一个地方，那是专门来从事核物理的，所以从事核物理的这些科学家，他们的研究就转移到新的实验室去了，而且钱也就转移过去了，这样卡文迪什实验室就没有经费了，因为它的主要经费来源都转移到别的地方去了，而且主要的一批科学家也转移过去了，所以它不仅是经费短缺，而且原来的研究方向也就丧失了，就是面临一个很大的考验。这个实验室当时的主任叫做布拉格，他当机立断地就把卡文迪什实验室的发展方向，从纯物理研究转到两个方向，一个是用战时他们自己的科学家发展出来的雷达探测技术，用这个来发展射电天文，以及另外一个就是布拉格，是个有名的，也是得了诺贝尔奖金的物理学家，他得诺贝尔奖金是因为他在X光的分析上面做出了杰出的贡献，而且他做这个贡献时的年纪很轻，他大概是最年轻的得诺贝尔奖的，他25岁就得了诺贝尔奖金，跟他父亲一起，那么他本人和他父亲在卡文迪什实验室发展出的X光晶体分析技术，来进行生物大分子结构的跨学科的研究，使他转了两个完全跟原来不同的新的方面上去了，那么没有钱怎么办，他一方面是支持他的两个部下，一个叫瑞勒，一个叫拉特科里夫，他们去收集军队不要的雷达，当时仗打完了，军队有些不要的雷达，就组成了原始的射电望远镜，他又从医学研究委员会，大概在英、美，这个医学研究委员会，一般都是经费相对比物理学要多的一个地方，就组成了由马克思·佩鲁茨和约翰·肯德鲁为首的研究蛋白质晶体结构的小组，就是用X光来做蛋白质结构晶体的分析。那么这几位科学家，刚才提到这四位都得过诺贝尔奖金，因为他们这个工作都是在最前沿，克里克是马克思·佩鲁茨的研究生，他大概是1948年去的，沃森是1951年去做了约翰·肯德鲁博士后，沃森他是博士毕业了，他们两个都加入了这个蛋白质结构分析的小组，但是这两个人，都对DNA有浓厚的兴趣，他们是很少有的，又比较年轻，又不信大多数人所相信这个蛋白质是遗传信息这种说法的人，他们对DNA分子结构具有浓厚的共同兴趣，他们就密切合作、共同讨论、坚持不懈，最后就发现了DNA双螺旋结构。所以他们不是领导交给的任务，而是自选课题选出来的，这点也值得我们思考。

　　布拉格的远见，在困难的条件下，保证的卡文迪什实验室在这两个新兴学科上做出了辉煌的成果，发现了类星体，脉冲星，DNA双螺旋结构，确定了血红蛋白这个结构等等，造就了一大批诺贝尔奖金获得者，为战后英国的科学争得了极高的荣誉。

　　那么当时在美国，20世纪50年代初，还有两个知名的研究小组，来做DNA分子结构的研究工作，一个是在美国加州理工大学，由当时知名的量子化学家鲍林来领导，他在1950年成功地发现了蛋白质的α螺旋结构，并且从那个时候起，他就开始DNA分子结构的分析工作，他这个α螺旋的结构，对DNA的发现，也起了很重要的作用，因为他是第一个用分子形成螺旋这种结构生物大分子之人，所以就启发了很多的人，在研究DNA的时候，考虑那是一个螺旋结构。

　　那么还有一个小组，就是威尔金丝和富兰克琳，他们在英国伦敦皇家学院的两个人，这个威尔金丝是个学物理的，他战争时候是参加了曼哈顿计划，就是美国的核武器研制的曼哈顿计划，战争完了以后他就回来到了英国，他是开始用X光分析DNA晶体结构最早的一个物理学家。那么1951年，富兰克琳加入进来了，但是富兰克琳的技术非常之高，所以她很快就获得了更清楚的DNA的照片。由于他们所提供的X光照片，就成为发现双螺旋结构最重要的实验根据。富兰克琳不仅拍出了当时最清楚的DNA结构的照片，而且指出了沃森和克里克早期构造的DNA结构模型的错误，但好几次沃森、克里克想跟她合作，都被她拒绝了，这也可能伤害了他们的自尊心，我想可能是因为男的看不起她，她大概也看不起男的，总之这里头有点问题，她不愿意跟男的合作，以至于沃森和克里克在1962年他们得诺贝尔奖的时候，他们做了一个报告，这个报告里头引用的98篇文章，一次也没有提到富兰克琳的工作，这个非常是不公平，因为底下我们要看到，正是由于富兰克琳的工作，才使得沃森和克里克得出了这个双螺旋结构的结论的。 这里有一位画家打抱不平，就画了一张富兰克琳的像，里面画了两个富兰克琳的像，一个是红的，一个是蓝的，红像的脸后边就是沃森和克里克，里头画了沃森和克里克在讨论这个DNA双螺旋结构，右下角有一个小的像就是威尔金丝，他把富兰克琳画得这么大，把威尔金丝画这么小，把沃森和克里克画在她的脑袋里边，实际上说明的意思就是沃森和克里克所得的很多结论，实际上是因为她的贡献而得来的，某种意义上表示这个意思，我想可能是这位画家他是打抱不平。后来从富兰克琳的工作笔记中发现，在沃森和克里克发表他们双螺旋结构文章的前夕，除了这个配对方案以外，她已经独立地得到了相同的结论，作为有经验的化学家，她必定会在短期之内解决这个问题，如果不是当时英国科学界对妇女的歧视，和开始的时候威尔金丝对她不够尊重，造成两人之间的不合，影响了他们的工作进度，那完全可能最先发现双螺旋结构的桂冠，会落在威尔金丝和富兰克琳的头上。双螺旋结构的发现过程，是有一定的戏剧性的，当事人的回忆也不尽相同，褒贬也不一，这大概是因为每个人都想把自己的功劳说得大一点，而当事人的个性和复杂的人际关系，在其中又起了相当大的作用。下面我就以沃森和克里克这一组为主线做一个简单的介绍。

　　沃森是一个天才，20岁大学就毕业了，22岁就得了动物学的博士学位，并且得到了一年的资助到哥本哈根去从事病毒的DNA研究。他很早就对DNA很感兴趣，在欧洲一次学术会议上，他听到了威尔金丝报告DNA结构的X光分析，他的印象是很深刻的，所以他就想做DNA分子结构的破译工作，那时他是一个刚毕业的学生，在他要申请下一个博士后工作岗位的时候，他曾经做了一些考虑，他觉得鲍林已经很有名了，不会花时间帮助他，他当时认为他是一个小人物，所以他决定不去。同时他对威尔金丝的报告很有兴趣，他跟威尔金丝谈，但是威尔金丝对他好像没有显出很高的热情要把他留下做博士后。所以他就申请到了卡文迪什，去做了博士后。在1951年的时候，开始跟克里克一起工作，克里克他是在战前就已经在物理系毕业了，在战时他也是从事军事、军工，所以做过磁性地雷和雷达的研发，他在战后读了一个物理学家薛定谔写的书，这本书是《生命的本质》，是物理学家写的，是量子力学的发明人之一，这个书里边当时是按照物理学家的观点，指出来研究决定生命现象内部的分子结构是非常重要的，因为物理学家是还原论了，至少在很长时间之内，一切东西都是由分子、电子、原子所决定的，生命现象他认为也不应该有所例外，所以他这本书特别强调了这一点。受这个影响，克里克就决定改学分子生物，他就重新到卡文迪什实验室去做研究生，沃森来的时候，他正在从事红血球的X光晶体分析的博士论文工作，那是1951年，那个时候他已经35岁，他也是当时和沃森一样，少数坚定相信DNA是遗传物质载体的人之一，这点是使得他们成功很重要的因素，因为他们并没有盲从当时大多数的科学家相信蛋白质是遗传载体，就是说比较普遍的这种观念，而是有自己很明确的想法。

　　这个沃森和克里克他们认定了，大概是克里克的一段话，说所有生命的现象，都是在分子的层次所产生的，所以如果不懂得这些分子的话，我们不可能懂得任何的生命现象。当然他说得稍微过头一点，不过他坚定地相信这个，才能使得他俩认为基因的三维分子结构是了解生命现象的关键，是应当抓紧研究的重大课题，那么这个认识，使得他们能够排除一切困难，紧密合作，抓住这个题目不放，最后终于获得成功。刚才讲了他抓住不放的，是他自选的课题，那么由于当时的布拉格和伦敦皇家学院有一个君子协定，这个君子协定就是卡文迪什实验室只做蛋白质的X光分析，DNA的X光分析是由皇家学院进行，因此沃森和克里克他们只能到皇家学院，才能得到有关的实验数据，他们在卡文迪什是得不到的，那么在这个情况下，他们是在一些并不是条件非常优越的情况下，来完成他们自己热衷的研究工作的。

　　最初，沃森以书本上的核苷酸化学结构为出发点，认为基对是由相同的核苷酸分子通过氢键组成的，就是他原来以为A、G、C、T四个分子，A和A配对，C和C配对，因为按照当时他所认识的这个分子结构只能这样配对，但是这样一配对，就不能解释刚才那个洽嘎弗规则，就不可能是A的数目和T的数目相等，C的数目和G的数目相等，而且我们刚才讲了这个嘌呤分子，它是有两个六角形，所以它比嘧啶的分子大，如果这样来组成一个双螺旋的话，这个双螺旋就忽大忽小了，这个直径就不可能统一，所以他觉得也不太对，他就找到当时在隔壁有一个工作的化学家叫杰里·多洛，征求他的意见，这个杰里·多洛就指出来，他说你用的这个核苷酸化学结构是不对的，更对的是他用的叫做稀醇型的，是氢和氧原子结合，这个不对，他说应该是氢和氮结合的一个酮类型，他说用这样一个分子结构你再试试。结果第二天，沃森就得到了正确的核苷酸分子，A和T、C和G配对的这个模型，他和克里克也早已确认两条骨架链应该是反平行的，有了这些认识，他们很快就创造出一个新的模型，也就很快得到威尔金丝和富兰克琳的认可，必须A和T配对，G和C配对。有了这样一个配对以后，当然就很清楚了，这两条模型，两条链，是完全相同的信息，因为它是严格配对的，一个可以作为另外一个模板，而且打开了以后，两个可以作为新的模板，可以创造出两条新的DNA长链来，糖和磷酸在外边， A、T、C、G遗传信息单位在里边，而且外边的骨架是反平行的。

　　那好了，我们从刚才讲的这些故事中间，能够得到些什么启示？从DNA双螺旋结构的发现过程，我们可以得到很多有益的启示。一个，是把一个学科发展成熟的知识技术和方法，应用到另一个学科的前沿，能够产生重大的创新成果，学科交叉是创新思想的源泉，物理的分析方法和化学关于分子结合键的知识，对建立正确的DNA双螺旋结构起了决定性的作用。

　　第二个是科学的发现，是一个知识不断积累，认识不断深化的一个过程，我在前面讲了一段很长的历史，在DNA双螺旋结构之前，有上百年的历史，科学家都在追求怎么来认识遗传和基因，所以善于学习和鉴别，对已有的结论经过去粗取精，去伪成真，有选择地继承并且加以发展，才能做出重大创新。重大的科学发现，它不会孤立出现，在它之前，必然已经有前人大量的探索，它不断突出矛盾，不断扫清外围，等待着幸运儿的出现。因此只有掌握了前人发展的全部关键知识，但是又不盲从，才能站在巨人的肩膀上抓住机遇，实现突破。

　　第三，高明的学术领导人，像布拉格他善于利用自己积累的知识优势，发现学科交叉的切入点，及时开辟新的发展方向，他领导的集体有宽松的学术环境，没有权威意识，能够人人平等地展开严肃的学术争论，他支持青年的创意，可以完成指定工作之余来进行自由选题。

　　第四，选择有战略意义的重大课题，坚持不懈地努力是非常重要的，因为取得重大发现的路程，不会一帆风顺，中间会出现失败和挫折，像克里克和沃森中间就出现过重大的失败，所以进入新领域的青年科学家必须像克里克和沃森那样充满自信、不畏艰险、不怕失败、不怕嘲笑，以坚定不移的努力去实现自己认定的这个目标。

　　第五，要敢于竞争，更善于合作，克里克和沃森之能最后成功，在于他们两人之间有良好的人际关系，既能够顽强地坚持己见，又能够灵活地倾听对方的意见，在争论中间互相尊重，发挥各自的长处，最后服从真理，很快达成一致，他们很善于在竞争中间来合作，使得他们能够从皇家学院得到重要的实验数据，善于向周围科学家请教和学习，使他们最快地得到了正确的核苷酸配对的这个方式。

　　第六，实验是检验科学理论惟一的标准，保持理论和实验的密切合作，是取得重大发现、证明理论正确的关键，鲍林两次获得诺贝尔奖，是有丰富经验的化学家，如果他有机会像沃森那样，早一点看到这个X光照片的话，那完全有可能他会先发现这个DNA双螺旋结构，因为他已经发现过蛋白质的α螺旋，他对这个螺旋已经有很多的认识。所有这些都再一次说明，当重大发现的时机一成熟，在何时何地由何人发现，这是有很多因素综合决定的，确定最有发展前途的研究方向，创造适合重大发现的学术环境和条件，识别和支持优秀人才，是各级科学研究机构的领导者应当首先关注并且加以解决的问题。

　　我想我们国家目前的科研环境还不够理想，特别需要加强人文环境的建设，要创造一个科学团体内部，不同学术思想，通过竞争、选择、优化、融合而不断进化的自学、自组织的发展模式，同时从政策上要改进评价体系和经费分配的方式，改革个人收入与科研课题经费挂钩的做法，抑制急功近利和课题越变越小的单干倾向，要鼓励探索性强的自选课题，对一时的失败要给予宽容，从舆论和政策上要反对近亲繁殖，权威把持，坚持在学术问题上人人平等，要在强调专业深入的同时，加强最新科学成果，向周边相关学科的渗透和应用。要经常向专业人员进行扩大知识面的教育，要创造条件，鼓励不同学科专业人员进行学术交流，推动他们针对重大科学问题进行跨学科的探索和合作。优秀的人才要通过竞争来进行识别，学术评价要通过充分的学术争论达到认识上的一致，研究群体要通过提高科学道德和保护知识产权，达到和谐和协同。要提倡民族特别是青年的自信心和团队精神，敢于向权威挑战，通过学习和首创达到超越。

　　我想结论简单地说一下，中国目前正处在科技发展物质条件最好的时期，当然还可以更好了，我们也希望更好，但是如果能够迅速创造一个好的人文环境，选好科学前沿的发展方向和领军人才，吸引一批最优秀的青年，中国科学的起飞是指日可待的，谢谢。