一、達爾文——進化論的奠基人
查爾斯·羅伯特·達爾文(1809年2月12日—1882年4月19日),英國生物學家,進化論的奠基人。曾經乘坐貝格爾號艦作了歷時5年的環球航行,對動植物和地質結構等進行了大量的觀察和採集。
出版《物種起源》,提出了生物進化論學說,從而摧毀了各種唯心的神造論以及物種不變論。除了生物學外,他的理論對人類學、心理學、哲學的發展都有不容忽視的影響。恩格斯將“進化論”列為19世紀自然科學的三大發現之一(其他兩個是細胞學說、能量守恆轉化定律),對人類有傑出的貢獻。
達爾文字人曾經說過:"我一生中主要的樂趣和唯一的事業,是我的科學著作。還有一些在旅行中直接考察得到的最重要的科學成果。"比如達爾文字人所寫的著名的《考察日記》和《貝格爾號地質學》、《貝格爾號的動物學》等。在他的著作中,具有特別重大歷史意義的是《物種起源》,表明達爾文的進化論思想和自然選擇理論的逐步發展過程。
《物種起源》的出版是一件具有世界意義的大事,因為《物種起源》的出版標誌著十九世紀絕大多數有學問的人對生物界和人類在生物界中的地位的看法發生了深刻的變化。《物種起源》的出版,引起造化論者和具有目的論情緒的科學家們(而這些人卻是佔絕大多數)對達爾文學說的猛烈攻擊,同時也引起維護達爾文主義的相應鬥爭,積極參加這一斗爭的除達爾文字人外還有進步的博物學家,他們到處都成為達爾文學說的熱烈擁護者。
《物種起源》是一部劃時代的著作,標誌著19世紀絕大多數有學問的人對生物界和人類在生物界中的地位的看法發生了深刻的變化。《物種起源》是一部影響歷史程序的經典著作,震撼世界的10本書之一,也是對人類發展程序產生過廣泛影響的鉅著,影響中國近代社會的經典譯作。1985年美國《生活》雜誌評選的人類有史以來的最佳圖書。1986年法國《讀書》雜誌推薦的理想藏書。
值得一提的是,1859年11月24日,在英國倫敦的不平凡的一天。這一天,倫敦大量市民湧向一家書店,爭相購買一本剛出版的新書。這本書的第一版1250冊在出版之日即全部售罄。這本轟動一時的新書就是《物種起源》,它是進化論的奠基人達爾文的第一部鉅著。這部著作的問世,第一次把生物學建立在完全科學的基礎上,以全新的生物進化思想推翻了"神創論"和"物種不變"的理論。
《物種起源》的出版,在歐洲乃至整個世界都引起轟動。它沉重地打擊了神權統治的根基,從反動教會到封建御用文人都瘋狂憤怒了,他們群起攻之達爾文,並誣衊達爾文的學說是 "褻瀆聖靈",觸犯了"君權神授天理",有失人類尊嚴。
相反,以赫胥黎為代表的進步學者,積極宣傳和捍衛達爾文主義。事實上,進化論砸開了人們的思想禁錮,啟發和教育人們從宗教迷信的束縛下解放出來。
馬克思——達爾文的《物種起源》非常有意義,這本書可以用來當做歷史上的階級鬥爭的自然科學根據。
李卜克內西——1859年成為劃分科學史前後兩個"世界"的界限。《物種起源》的出版使生物學發生了一場革命。
英國植物學家華生——達爾文在《物種起源》中的主導思想,即"自然選擇",一定會被當做科學上的確定真理而為人們所接受。它有一切偉大的自然科學真理所具有的特徵,變模糊為清晰,化複雜為簡單,並且在舊有的知識上添加了很多新的東西。達爾文是本世紀的、甚至是一切世紀的博物學中最偉大的革命者。
英國博物學家赫胥黎——我認為《物種起源》這本書的格調是再好也沒有的,它可以感動那些對這個問題一無所知的人們。至於達爾文的理論,我準備即使赴湯蹈火也要支援。
心理學史家 D.舒爾茨——在達爾文的理論中,物種進化的心理因素的重要性是顯而易見的,而且他經常引證人類和動物的意識反應。由於心理學與進化論中的意識相一致,因此心理學不得不接受這一進化的觀點。
達爾文著作還從四個方面影響了心理學:
1、它強調動物和人類之間心理機能的連續性;
2、它把心理學的課題改變為意識的機能而非意識的內容,把心理學的目標改變為研究有機體對其環境的適應;
3、它為各種可供選擇的調查和研究方法提供了合理的證據,而非僅僅侷限於實驗的內省;
4、它注重同一物種的成員之間的個體差異。
達爾文對機能主義的發展有著特殊的影響,他的進化論引導了美國機能主義學派心理學思想的興起,從而開啟了以美國為中心的心理學新時代。
在家庭方面,達爾文夫婦共生下了10個子女。其中有3個夭折:二女兒瑪麗僅活了3個星期,小兒子查爾斯在兩歲時死於猩紅熱,大女兒安妮在10歲時死於肺結核。
達爾文兩句名言:只有服從大自然,才能戰勝大自然。脾氣暴躁是人類較為卑劣的天性之一,人要是發脾氣就等於在人類進步的階梯上倒退了一步。
2、林奈——植物學之王
林奈,為瑞典生物學家,全名卡爾·馮·林奈(1707年5月23日—1778年1月10日)是瑞典植物學家、冒險家,他首先構想出定義生物屬種的原則,並創造出統一的生物命名系統。林奈自幼喜愛花卉,曾遊歷歐洲各國,拜訪著名的植物學家,蒐集大量植物標本。
林奈把全部動植物知識系統化,摒棄了人為的按時間順序的分類法,選擇了自然分類方法。創造性地提出“雙名制命名法”(簡稱“雙名法”),給每種植物起兩個名稱,一個是屬名,一個是種名,連起來就是這種植物的學名,包括了8800多個種,甚至達到了“無所不包”的程度,被稱為萬有分類法,這一偉大成就讓林奈成為18世紀最傑出的科學家之一。
18世紀之前,世界上成千上萬的植物沒有統一的名稱,往往同一種植物有幾個名稱,或幾種植物用同一個名稱,無疑給研究植物帶來很大困難,林奈最終改變了這一混亂狀況。林奈在生物學中的最主要的成果是建立了人為分類體系和雙名制命名法。
對於動物分類,林奈也成就斐然,他把動物分成六個綱:四足動物綱、鳥綱、兩棲動物綱、魚綱、昆蟲綱和蠕蟲綱。第一個綱中,林奈將鯨、人、大猩猩、猴等都歸入其中,成為後來人們常說的哺乳動物綱。林奈發現,許多生物之間有從屬的關係,因此他首先將自然分成植物界、動物界和礦物界,在界的下面,是階梯般排列的5個等級:綱、目、屬、種、變種。林奈將世界上的所有生物,甚至包括礦物,都統一在自己的體系中。
《自然系統》一書是林奈人為分類體系的代表作。林奈用拉丁文定植物學名,統一了術語。他採用雙名制命名法,即植物的常用名由兩部分組成,前者為屬名,要求用名詞;後者為重名,要求用形容詞。結合命名,林奈規定學名必須簡化,以12個字為限,這樣使得資料十分清楚,有利於交流。林奈的植物分類方法和雙名制被各國生物學家所接受,他把前人的全部動植物知識系統化,摒棄了人為的按時間順序的分類法,選擇了自然分類方法,因此,這一偉大成就使林奈成為18世紀最傑出的科學家之一。
林奈在《植物種志》一書中,使用雙命名法為7300種左右的植物命名。林奈一生收集的植物標本達1.4萬號,他根據植物花的雄蕊特徵,把植物分成了24個綱,116目,1000多個屬和1萬以上的種,值得一提的是,如此浩大的科學工程是由林奈一人完成的,因此,人們稱他是“植物學之王”
18世紀生物學的進步是和林奈緊緊相連的。瑞典政府為紀念林奈這位傑出的科學家,先後建立了林奈博物館、林奈植物園等,並於1917年成立了瑞典林奈學會。1761年,瑞典國王為了表彰他在生物學中的貢獻,授予其貴族爵位。1778年,林奈去世。倫敦林奈學會自1888年起,向植物學和動物學界有傑出成就者頒發林奈獎。1986年,瑞典國家銀行推出新款100克朗紙幣,上面印有林耐的肖像。
3、拉馬克——偉大的進化論倡導者和先驅。
拉馬克(1744年8月1日—1829年12月18日),男,法國博物學家,生物學偉大的奠基人之一。他最先提出生物進化的學說,是進化論的倡導者和先驅。他還是一個分類學家,林奈的繼承人。主要著作有《法國全境植物誌》、《無脊椎動物的系統》、《動物學哲學》等。
他1809年發表了《動物哲學》一書,系統地闡述了他的進化理論,即通常所稱的拉馬克學說。書中提出了用進廢退與獲得性遺傳兩個法則,並認為這既是生物產生變異的原因,又是適應環境的過程。
偉大的生物學家達爾文在《物種起源》一書中曾多次引用拉馬克的著作。達爾文於1859年出版了《物種起源》,提出了以自然選擇為基礎的進化學說,成為生物學史上的一個轉折點。
但拉馬克早於達爾文誕生之前(1809年)就在《動物學哲學》裡提出了生物進化的學說,在進化學說史上產生過重大影響,為達爾文的進化論的產生提供了一定的理論基礎,但鮮為人知。
拉馬克的《無脊椎動物的系統》、《動物學哲學》在科學史上具有重要的地位。被後人稱為"拉馬克學說"。提出了兩個重要法則:一個是用進廢退、一個是獲得性遺傳。他認為這兩者既是變異產生的原因,又是適應形成的過程。
他提出物種是可以變化的,種的穩定性只有相對意義。生物進化的原因是環境條件對生物機體的直接影響。他認為生物在新環境的直接影響下,習性改變、某些經常使用的器官發達增大,不經常使用的器官逐漸退化。他認為物種經過這樣不斷地加強和完善適應性狀,便能逐漸變成新種,而且這些獲得的後天性狀可以傳給後代,使得生物逐漸演變,並認為適應是生物進化的主要過程。
他第一次從生物與環境的相互關係方面探討了生物進化的動力,為達爾文進化理論的產生提供了一定的理論基礎。但由於當時生產水平和科學水平的限制,拉馬克在說明進化原因時,把環境對於生物體的直接作用以及獲得性狀遺傳給後代的過程過於簡單化了,成為缺乏科學依據的一種推論,並錯誤地認為生物天生具有向上發展的趨向,以及動物的意志和慾望也在進化中發生作用。
拉馬克一生勤奮好學,堅持真理,與當時佔統治地位的物種不變論者進行了激烈的鬥爭,他反對居維葉的激變論,受到了他們的打擊及迫害。
拉馬克的一生,是在貧窮與冷漠中度過的。他晚年雙目失明,受到病痛折磨,但他仍頑強地工作。他藉助幼女柯尼利婭的筆錄,堅持寫作,把畢生精力貢獻於生物科學的研究上,最終成為一位生物科學的巨匠,偉大的科學進化論的創始者。
1909年,在紀念他的名著《動物學哲學》出版100週年之際,巴黎植物園為他建立了紀念碑,讓人們永遠緬懷這位偉大的進化論的倡導者和先驅。
拉馬克認為,生物經常使用的器官會逐漸發達,不使用的器官會逐漸退化,是所謂的"用進廢退說"。拉馬克認為,用進廢退這種後天獲得的性狀是可以遺傳的,因此,生物可把後天鍛鍊的成果遺傳給下一代。比如長頸鹿的祖先原本是短頸的,但是為了要吃到高樹上的葉子經常伸長脖子和前腿,透過遺傳而演化為現在的長頸鹿。再比如上一輩是為舉重運動員,那麼子代應遺傳得到父母的強健肌肉。
讓-巴蒂斯特·拉馬克,生前及死後呈現大起大落的過山車。他的人生剛開始是十分順利的:他早年在戰場上獲得過榮譽,後來又有在學術上的取得成就。實際上,早在達爾文之前幾十年,拉馬克就是演化論的支持者,他參與發明了演化樹的概念,還幫助創造了“生物學(biology)”這個詞。
但到他去世時,拉馬克已經身無分文,孑然一身,甚至還被一大批人嘲弄。作為一個演化學家,拉馬克在達爾文發表《物種起源》前30年就去世了,臨終時又病又盲,甚至死後屍首則被扔在石灰坑裡,他的學術對手甚至在他的悼詞裡都要來一記補刀。
4、哈維——世界血液迴圈規律的先驅
威廉·哈維,是英國17世紀著名的生理學家和醫生,它發現了血液迴圈的規律,奠定了近代生理科學發展的基礎。
威廉·哈維於1578年4月1日出生於英國肯特郡福克斯通鎮,排行老大。他發現了血液迴圈和心臟的功能,其成就及貢獻是劃時代的,他的工作標誌著新的生命科學的開始,屬於發端於16世紀的科學革命的一個重要組成部分。
哈維吸收了前人的研究成果和古典作家論述的精華,完整地、精闢地提出了血液迴圈的偉大理論。他的重要觀點是: 心臟肌肉的收縮,是輸送血液的動力; 脈搏的產生,是由於血管充血而擴張; 兩心室間沒有什麼看不見的通道。右心室排出的血液,經肺動脈,肺臟和肺靜脈,進入左心室,再由左心室進入主動脈,再送達肢體各部位,然後由體靜脈回到右心室,一次迴圈最終完成。
哈維觀點認為,流在動脈血管和靜脈血管中的血液是完全一樣的;左右心室的作用都是接納和推動血液,只是左心室接納的是帶有新鮮空氣的血液。哈維透過實驗說明:心臟每20分鐘排出的血液就等於身體內血液的總量;因而,血液在流動中不可能完全耗盡,而是在不斷地迴圈流動。哈維也透過實驗說明了血液的流動方向,指出靜脈血都是向心髒流動的,靜脈瓣的作用就在於防止血液倒流。
最終,哈維否定了血液迴圈的起點在肝臟的錯誤論點。但由於條件限制,哈維無法證明動脈血是怎樣進入靜脈血管中的。他曾斷言:動脈血管和靜脈血管之間,一定會有某種肉眼見不到的起連線作用的血管,他沒有找到這種"中介"的毛細血管,因為他沒有使用顯微鏡。這一工作,後來是由義大利醫學家馬爾切洛·馬爾比基來完成的。
哈維徹底否定了心臟的心室之間可以透過血液,指出右心室的血液透過肺迴圈流到左心室。他證實了心臟瓣膜的作用是防止血液倒流,證實了靜脈瓣膜的作用是防止靜脈中的血液以離心臟的方向流動。他透過定量計算和邏輯分析,證明人體及一些動物體內的血量是有限的,血液只能以迴圈的方式在體內流動。
他證明動脈是將血液從心臟輸出的血管,靜脈是將血液輸迴心髒的血管,這兩個血管系統並不是完全分開的,因為當剖開靜脈,不僅靜脈中的血液,而且動脈中的血液都會流空,反之亦同樣。他說明左右心房和左右心室之間的聯絡途徑,以及它們各自不同的作用。他利用比較解剖的方法,說明了高等動物以及人與低等動物的心血系統的差別,說明了胎兒與成年人心血系統的差別。最重要的是,哈維從各種角度,利用大量證據證明血液在體內以迴圈方式流動。
哈維的貢獻是劃時代的,他的工作標誌著新的生命科學的開始,屬於發端於16世紀的科學革命的一個重要組成部分。哈維由於他出色的心血系統的研究包括他的動物生殖的研究),讓他成為與哥白尼、伽利略、牛頓等人齊名的科學革命的巨匠。他的《心血運動論》一書也像《天體執行論》、《關於托勒密和哥白尼兩大體系的對話》、《自然哲學之數學原理》等著作一樣,成為科學革命時期以及整個科學史上十分重要的文獻。
哈維不僅深刻認識到了心臟在血液迴圈理論中的重要作用,而且深刻地認識到了心臟就是“小宇宙”——人體血液迴圈系統中的太陽。他在《心血運動論》中是這樣寫的:“心臟是生命的開始,它是微型宇宙的太陽。
在哈維的心血運動論中,只有一個問題解決得不徹底,他一直沒有觀察到連線動脈與靜脈之間的毛細血管,他在實驗中發現,血液是不斷流動的,因此動脈與靜脈之間一定有某種微細的小管相連線,才能使血液的流動成為一個環路。但遺憾的是,在哈維進行血液系統迴圈的研究時,他根本什麼像樣的顯微鏡,哈維只有一個手持的“放大鏡”,根本看不到毛細血管。因此,他的天才的預言直到幾十年以後才被顯微鏡所證明。
哈維的《心血運動論》結構緊湊,論證清晰,超過了前人所有的醫學論著。但是哈維的《心血運動論》的出版並不順利,早在1626年,他就同英國的國務大臣弗蘭西斯·培根談起過他的《心血運動論》,但培根卻認為是無稽之談。哈維的書是1628年在德國的法蘭克福出版的,並非是他主動出版的,原因是德國的一位出版商知道了他有一篇立意十分新奇的論文之後,給他寫了一封熱情洋溢的信,信中說:“我們不願失去一個讓全歐洲都知道您的思想的機會,決定支付出版《心血運動論》的一切費用。”哈維深深地感動,最終下決心出版這本劃時代的著作。
哈維是十分幸運的,因為當時英國正處於動亂之中,人們忙於打仗、忙於爭權奪勢,幾乎沒有人願意去看哈維深奧的醫學著作。此外,哈維為人溫和沉靜,幾乎很少與人結怨,因此,他在英國一直沒有受到嚴重迫害。
晚年的哈維致力於研究胚胎學方面的問題,他認為,從鳥類、爬行類動物都是“從卵中發育形成的”,認識到:一切胎生動物也都是由卵發生的。1651年,他完成了另一部偉大的醫學著作《胚胎學》。
哈維在醫學上是一個革命者,在政治上卻是一個保皇派。哈維不僅是查理一世的御醫,同時也是國王的好朋友,所以他始終忠於國王。在查理一世與議會進行的戰爭期間,他也一直追隨著國王,在克倫威爾徹底擊退保皇軍隊的激烈戰鬥中,哈維就在離戰場不遠的矮樹篙下讀他的醫學書。後保皇黨被打敗,查理一世被送上了斷頭臺,於是,哈維就回到了離倫敦不遠的鄉村裡,繼續他的醫學研究。克倫威爾執政以後,皇家醫學院曾推選哈維當醫學院院長,但由於他對本次革命非常不滿,就以年老為由推辭掉了。
從哥白尼——布魯諾到開普勒、伽利略確立了大宇宙體系。而從維薩里——塞爾維特到幸運的哈維,確立了小宇宙體系。前者是對自然界的研究,後者則是對人體自身的研究。
5、法布林——昆蟲界的荷馬
讓-亨利·卡西米爾·法布林(Jean-Henri Casimir Fabre,1823年12月22日~1915年10月11日),法國著名的昆蟲學家、文學家。被世人稱為“昆蟲界的荷馬”“昆蟲界的維吉爾”。他用水彩繪畫的700多幅真菌圖,深受普羅旺斯詩人米斯特拉爾的讚賞及喜愛。他也為漂染業做出貢獻,曾獲得三項有關茜素的專利權,主要作品有:《昆蟲記》。
《昆蟲記》又譯為《昆蟲世界》。昆蟲記不僅是一部研究昆蟲的科學鉅著同時也是一部讚美生命的宏偉詩篇,法布林也由此獲得了“科學詩人”、“昆蟲荷馬”、“昆蟲世界的維吉爾”等桂冠。還被譽昆蟲世界的維吉爾”。魯迅曾經在“五四”前他的文章中提起過“法布耳”的《昆蟲記》,把《昆蟲記》奉為"講昆蟲生活"的楷模。
法布林一生堅持自學,先後取得了業士學位、數學學士學位、自然科學學士學位和自然科學博士學位。他精通拉丁語和希臘語,喜愛古羅馬作家賀拉斯和詩人維吉爾的作品。他在繪畫、水彩方面也幾乎是自學成材留下的許多精緻的菌類圖鑑。曾經讓諾貝爾文學獎獲得者、法國詩人弗雷德裡克·米斯特拉爾讚不絕口。
法布林的成就獲得了社會的廣泛承認。法布林雖然獲得了許多科學頭銜,但他仍然樸實如初,為人靦腆而謙遜,過著清貧的生活。
他的才華受到當時文人及學者的仰慕,其中包括英國生物學家達爾文、1911年諾貝爾文學獎得主、比利時的劇作家梅特林克、德國作家榮格爾、法國哲學家柏格森、詩人馬拉美、普羅旺斯文學家魯瑪尼耶等。由於《昆蟲記》中精確地記錄了法布林進行的試驗,揭開了昆蟲生命與生活習慣中的許多秘密,達爾文稱法布林為“無法效仿的觀察家”。
當時的公共教育部長維克多·杜盧伊曾經將法布林舉薦給拿破崙三世,後者授予他榮譽勳位勳章。法國證明政治家雷蒙·普恩加萊在途經塞利尼昂特意繞道荒石園向他致意。擁有多重身份的法布林的作品種類繁多。作為博物學家,他留下了許多動植物學術論著。其中包括《茜草專利與論文》、《阿維尼翁的動物》、《塊菰》、《橄欖樹上的傘菌》、《葡萄根瘤蚜》等。
《昆蟲記》展現了法布林科學觀察研究方面的才能和文學才華,法布林終年92歲。
6、海克爾——原腸祖說的鼻祖
恩斯特·海克爾(1834~1919) 德國博物學家,達爾文進化論的捍衛者和傳播者。生於德國波茨坦。早年在柏林、維爾茨堡和維也納學醫,著名學者繆勒(J.Müller)、克里克爾(R.A.vonKlliker)和微爾和都曾是他的老師。
海克爾的理論對進化論的歷史非常重要。海克爾是提出生態學這個概念的人。特別是他在解剖學上的知識給進化論提供了很多新的觀點。他還描述了上百新的物種。此外他引入了使用家譜圖來描寫生物學中的進化關係的表示方式。他提出了所有生物是從共同的祖先發展出來的設想。
海克爾是德國優生論的啟發人。在他的《生命奇蹟》中他寫道:"我們的文明國家人為地養育著成千上萬得了不治之症的人,比如神經病者、麻風病人、癌症病人等等,這對這些人本身和對整個社會沒有任何好處。"從1905年起,海克爾就是"優生論社團"的成員。
海克爾的文章中經常體現出他的德國民族沙文主義思想。比如他的《永久》中他寫道:"每個教育良好的德國戰士……在智慧和道德價值上要比上百個英國、法國、俄國和義大利所能提供的原始的自然人要高。"在《形態學大綱》中他說:"高等人與低等人之間的差別比低等人與高階動物之間的差別要大。"海克爾的言論使他在德國思想史上起了一個極為不光彩的作用。
海克爾認為生物學在許多方面與藝術類似。比如單細胞生物中的放射蟲對他的藝術天賦有很大的啟發。他畫的浮游生物和海母的畫,生動地體現了生物世界的美。不論是在他的學術著作還是在他的科普著作中他都畫有優美的插圖。他的圖畫對20世紀初的藝術也產生了影響。新藝術運動就是從他的一些插圖中獲得啟發的。
海克爾非常勤勞。僅使用英國的"挑戰號"的資料,他描寫了3500多個放射蟲的種。他的這份報告共三卷,2750頁,包括140個非常細膩的放射蟲的影象。他往往每天工作18小時。
在動物學方面,海克爾主要研究放射蟲、海綿體等低等海洋動物的系統分類,描述了近4000個新種。1862年出版的《放射蟲目》專著,按照親緣關係,建立自然分類系統,並努力尋找原始型。
傳播達爾文的進化論,是他一生學術活動中的重要內容。他堅信進化學說,並把進化論作為反對當時社會上和宗教方面保守主義思想的主要武器,他先後出版了:《創造的歷史》、《人類的進化》等著作,通俗地介紹了達爾文的進化論。
此後,他又進一步提出海綿體早期胚胎所經歷的內陷過程--原腸形成,也發生在多細胞動物 中,認為所有多細胞動物都是從一個共同的原始型--原腸祖演化來的,這就是科學史上有名的"原腸祖說"。他的這些觀點雖然在歷史上對進化論的宣傳和普及起過積極作用,但它本質上是機械的,不盡符合實際,比如生物的個體發育,大體上類似於系統發育,但決不是系統發育的重演。
年老後,他由對科學的探討轉至哲學。他認為正確的研究方法是"哲學上的經驗論"、歸納與演繹的相互作用。
7、沃森——DNA之父
詹姆斯.杜威.沃森,是美國著名生物學家,美國科學院院士,由於他提出DNA的雙螺旋結構而獲得諾貝爾生理學或醫學獎,被譽為DNA之父。
1928年4月6日生於芝加哥。1947年畢業於芝加哥大學,獲學士學位,後進印第安納大學研究生院深造,1950年獲博士學位後去丹麥哥本哈根大學從事噬菌體的研究,1951~1953年在英國劍橋大學卡文迪什實驗室進修,1953年回國,1953~1955年在加州理工大學工作,1955年去哈佛大學執教,在哈佛期間,主要從事蛋白質生物合成的研究。1968年起任紐約長島冷泉港實驗室主任,主要從事腫瘤方面的研究。
1951~1953年在英國期間,他和英國生物學家F.H.C.克里克合作,提出了DNA的雙螺旋結構學說。這個學說不但闡明瞭DNA的基本結構,並且為一個DNA分子如何複製成兩個結構相同DNA分子以及DNA怎樣傳遞生物體的遺傳資訊提供了合理的說明。它被認為是生物科學中具有革命性的發現,是20世紀最重要的科學成就之一。
由於提出DNA的雙螺旋模型學說,沃森和克里克及M.H.F.威爾金斯一起獲得了1962年諾貝爾生理學或醫學獎。著有《基因的分子生物學》、《雙螺旋》等書。
20世紀40年代末和50年代初,在DNA被確認為遺傳物質之後,生物學家們面臨著一個難題:DNA應該有什麼樣的結構,才能擔當遺傳的重任?它必須能夠攜帶遺傳資訊,能夠自我複製傳遞遺傳資訊,能夠讓遺傳資訊得到表達以控制細胞活動,並且能夠突變並保留突變。這4點缺一不可,如何建構一個DNA分子模型解釋這一切?
當時世界上主要有三個實驗室幾乎同時在研究DNA分子模型。第一個實驗室是倫敦國王學院的威爾金斯、弗蘭克林實驗室,他們採用X射線衍射法研究DNA的晶體結構。當X射線照射到生物大分子的晶體時,晶格中的原子或分子會使射線發生偏轉,根據得到的衍射影象,可以推測分子大致的結構和形狀。第二個實驗室是加州理工學院的大化學家萊納斯·鮑林(Linus Pauling)實驗室。此前,鮑林已發現了蛋白質的a螺旋結構。第三個是一個非正式的研究小組。23歲的年輕的遺傳學家沃森於1951年從美國到劍橋大學做博士後時,雖然其真實意圖是要研究DNA分子結構,但掛著的課題專案卻是研究菸草花葉病毒。
比他年長12歲的克里克當時正在做博士論文,論文題目是“多肽和蛋白質:X射線研究”。沃森說服同一個辦公室的克里克一起研究DNA分子模型,因為他需要克里克在X射線晶體衍射學方面的知識。他們從1951年10月開始拼湊模型,幾番嘗試,終於在1953年3月獲得了正確的模型。
沃森一本風靡全球的自傳《雙螺旋》而廣為人知。沃森被許多人描述為:才華橫溢、直言不諱、性格怪異。但他知識淵博而不迂腐,精力十分旺盛,從學生時代開始他就很喜歡打網球。
8、孟德爾——現代遺傳學之父
格雷戈爾·孟德爾(1822年7月20日—1884年1月6日),奧地利帝國生物學家。出生於奧地利帝國西里西亞(今屬捷克)海因策道夫村,在布隆(Brunn)(今捷克的布林諾 )的修道院擔任神父,是遺傳學的奠基人,被譽為現代遺傳學之父。他透過豌豆實驗,發現了遺傳學三大基本規律中的兩個,分別為分離規律及自由組合規律。
1822年7月20日,孟德爾出生在奧匈帝國西里西亞(現屬捷克)海因策道夫村的一個貧寒的農民家庭裡。
在1850年孟德爾被教會派到維也納大學深造,受到相當系統和嚴格的科學教育和訓練,同時也受到傑出科學家們的影響,比如多普勒,孟德爾為他當物理學演示助手。再比如依汀豪生,他是一位數學家和物理學家,另外還有恩格爾,是細胞理論發展中的一位重要人物,這些為他後來的科學實踐打下了堅實的基礎。
1856年,從維也納大學回到布魯恩不久,孟德爾就開始了長達8年的豌豆實驗。孟德爾首先從許多種子商那裡弄來了34個品種的豌豆,從中挑選出22個品種用於實驗。它們都具有某種可以相互區分的穩定性狀,比如高莖或矮莖、圓粒或皺粒、灰色種皮或白色種皮等。
孟德爾透過人工培植這些豌豆,對不同代的豌豆的性狀和數目進行細緻入微的觀察、計數和分析。他酷愛自己的研究工作,經常向前來參觀的客人指著豌豆十分自豪地說:"這些都是我的兒女!"
經過八個寒暑的辛勤勞作,孟德爾發現了生物遺傳的基本規律,並得到了相應的數學關係式。人們分別稱他的發現為"孟德爾第一定律"(即孟德爾遺傳分離規律)和"孟德爾第二定律"(即基因自由組合規律),它們揭示了生物遺傳奧秘的基本規律。
孟德爾出身於貧寒農家,非常喜歡自然科學,對宗教和神學並無興趣。但他為了擺脫飢寒交迫的生活,不得不違心進入修道院,成為一名修道士。
格雷戈爾·約翰·孟德爾,作為遺傳定律最早的發現者,是中學課本里面的常客。但他為自然科學奉獻了一輩子卻充斥著孤寂及蔑視,尤其是他一生辛苦所取得的研究成果卻無人問津甚至被埋沒。直到他死後16年,理論發表35年後,才開始得到認可和承認。
9、瓦維洛夫——植物種群研究大師
瓦維洛夫,是公認的對植物種群研究作出最大貢獻的學者之一。其研究成果被收入到分多卷出版的《應用植物遺傳與育種文集》中,並由此而成為研究栽培植物的蘇聯學派。
瓦維洛夫1887年11月25日出生於莫斯科附近的一個商人家庭,1910年畢業於莫斯科農學院(現季米里亞捷夫農學院),1913~1914年,赴英國劍橋大學,在W.貝特森指導下深造,回國後,於1917~1921年先後任薩拉托夫斯基大學和莫斯科大學教授,1924年任列寧格勒應用植物研究所所長,後擔任全蘇農業科學院的第一任主席至1935年。在他任職期間建立了遍佈全蘇的400多個科學研究機構。卒於1943年1月26日。
在瓦維洛夫領導下,應用植物研究所逐步發展為全蘇作物品種資源的研究中心。該所收集的品種資源達20萬份以上,成為世界上作物標準品種貯存和育種的重要基地。
瓦維洛夫1916~1933年多次率領採集隊到世界各地考察,先後到過伊朗、阿富汗、衣索比亞、中國、中美和南美等幾十個國家,採集了幾十萬份作物及其近緣植物的標本和種子,用形態學、細胞學、遺傳學和免疫學等方法進行鑑別、整理和分類。然後,在世界各地組織了規模浩大的實驗觀察,他根據研究結果提出了一個假說:栽培植物的起源中心應是其野生親緣種顯示最大適應性的地區。這個結論寫入了《栽培植物起源變異、免疫和繁育》一書中。此後,他提出了世界12個栽培植物起源中心。
由於Т. Д.李森科斥責他兜售"孟德爾-摩爾根遺傳學",而受到批判,於1940年被捕,1943年在獄中去世。
1944年1月27日,歷時872天的列寧格勒圍城戰終於結束。在這場被譽為人類歷史上第二血腥的戰役中,僅蘇聯一方面就付出了343萬人的傷亡,面堅固的城池,希特勒寄希望透過長期圍困的方法,將城市中的人活活餓死及病死。
在這樣絕望的氛圍中,卻有這樣一群科學家守護著25萬枚種子,為了守護他們,他們在一堆食物的包圍下被活活餓死了。比如花生專家亞歷山大·史楚金(Alexander Stchukin)在自己的寫作臺上餓暈過去,再也沒有醒來。植物學家德米特里·伊萬諾夫(Dmitri Ivanov)看著自己守衛的幾千包種子,同樣餓死過去。到1944年結束,已經有超過9名植物學、遺傳學科學家倒在了這座倉庫周圍。
他們的領導人尼古拉·瓦維洛夫是這所植物研究所的創始人,然而後來他也被蒙冤下獄,並在1943年1月26日在監獄中被活活餓死。因此,這群科學家畢生為解決人類飢餓而奮鬥,自己卻因飢餓而死。
10、克里克——發現了脫氧核糖核酸
弗朗西斯·哈利·康普頓·克里克,1916年6月8日-2004年7月28日),英國生物學家,物理學家,及神經科學家。他最重要的成就是1953年在劍橋大學卡文迪許實驗室與詹姆斯·沃森共同發現了脫氧核糖核酸(DNA)的雙螺旋結構。二人也因此與莫里斯·威爾金斯共同獲得了1962年的諾貝爾生理及醫學獎,這枚獎章現保存於百慕迪再生醫學中心 。2004年因大腸癌病逝。他的一名同事,科赫,曾感嘆道:"他臨死前還在修改一篇論文;他至死仍然是一名科學家"。
1953年4月25日,克里克和沃森合作在頂級的《自然》雜誌上發表了一篇名為"核酸的分子結構—DNA的一種可能結構"的論文。他們的論文被譽為是"生物學的一個標誌,開創了新的時代"。在此基礎上,克里克進一步分析了DNA在生命活動中的功能和定位,並且提出了著名的中心法則,由此奠定了整個分子遺傳學的基礎。
克里克還和弗農·英格冉姆(Vernon-Ingram)一道,發現了遺傳物質在決定蛋白質特性上的作用,因此被譽為"分子生物學之父"。
由於沃森、克里克和威爾金斯在DNA分子研究方面的卓越貢獻,1962年,他們三人分享了諾貝爾生理學或醫學獎,獲獎原因為"發現核酸的分子結構及其對生物中資訊傳遞的重要性"。
20世紀90年代中期,克里克在其科普著作《驚人的假說:靈魂的科學探索》中指出,我們的思想、意識完全可以用大腦中一些神經元的互動作用來解釋,這就是他提出的關於意識的"驚人假說"。
DNA結構的發現者,英國科學家弗朗西斯·克里克曾經寫給兒子的家書2013年4月10日在紐約被拍賣,以破紀錄的530萬美元高價(當時約合人民幣3286萬元)被匿名人士買走 。克里克寫給當年只有12歲,就讀寄宿學校的兒子邁克爾的這封家書長達7頁。
克里克在信中說,DNA的雙螺旋結構非常"漂亮"。還寫道:"仔細讀,你才能讀懂。你回家後,我們再拿模型給你看。"信上籤署的日期是1953年3月19日。加上拍賣佣金,克里克的這份信件總價格超過600萬美元,該信件拍賣價格遠遠超過2008年美國總統林肯340萬美元(含佣金)的信件拍品。