喬治·伽莫夫寄出的眾多信件之一。在這封1953年11月寫給萊納斯·鮑林的信中，伽莫夫解釋了他的遺傳密碼“菱形”模型。

1953年3月19日，雙螺旋模型完工的兩周后，弗朗西斯·克里克給他正在上寄宿學校的12歲兒子邁克爾寫了一封信。克里克告訴邁克爾自己發現了什么，并附上了一幅DNA（Deoxyribonucleic acid，脫氧核糖核酸）結構的簡筆畫。接下來，他解釋了雙螺旋的重要意義：

它就像一段密碼。如果你有了一組字母，就可以寫下其余的部分。現在我們認為，DNA就是一段密碼。也就是說，堿基（字母）的順序讓一個基因不同于另一個（正如一頁紙上印刷的字不同于另一頁）。

盡管堿基序列可能是遺傳特異性的來源這個觀點的形成和傳播已有時日，但這還是第一次有人說DNA含有密碼，而克里克的兒子則是第一個讀到它的人。2013年，這封信在一場拍賣會上以600萬美元成交。

在1953年5月30日與沃森合作發表在《自然》雜志上的第二篇論文中，克里克更進了一步。和他們發表的第一篇論文一樣，這篇論文完全沒有數據—只是純粹講理論。正如論文的標題解釋的那樣，其目的是探討“脫氧核糖核酸的結構在遺傳上的含義”。論文開門見山地指出，DNA是“攜帶染色體一部分（如果不是全部的話）遺傳特異性的物質，由此便攜帶著基因本身”。4月發表的那三篇關于DNA的論文里都沒有這種“宏觀視野”，它們都只涉及這種分子的結構化學，而非其功能，除了那句欲語還休的結語“我們沒有忽視……”。在他們的第二篇論文中，沃森和克里克將大部分篇幅用于展開論述這種大膽的觀點。他們描述了在基因復制的過程中，雙螺旋可以如何解旋，每條鏈分別作為構建一個新分子的模板，造就兩條相同的子代雙螺旋。

這些討論當中有一段欲言又止的話，一段幾乎是漫不經心的評述，它與克里克寫給兒子的信中所用的術語相呼應，但又將它們擴展到了一個寬廣得多的概念，并將生物學推入了現代之門：

我們模型中的磷酸—脫氧核糖骨架完全是規則的，但任何成對堿基的序列都能被置于這個結構當中。由此可以得知，在一個長分子里，可能存在很多不同的排序。因此，似乎堿基的準確序列就是攜帶遺傳信息的密碼。

除了埃弗呂西和沃森7周前寫給《自然》雜志的那封不好笑的惡搞信，這是第一次有人將基因的內容描述為一種信息。沒人知道“遺傳信息”這個詞從何而來—根據沃森的回憶，論文草稿的大部分都是克里克在4月底不到一周的時間里寫成的，其格式和內容都更貼近克里克而非沃森的風格。鑒于“信息”這個詞越來越多地出現在諸多學科的科研論文中，以及公眾對通信原理和控制論的興趣，這個想法可能只是作為時代風潮的一部分，自然而然地浮現在了克里克的腦海里。沒有證據表明克里克或者沃森讀過香農或者維納的書，也沒有證據表明克里克和沃森用這個術語是在指涉香農和維納的數學思想。和“密碼”這個詞一樣，“信息”似乎是被用作了一種極其形象的比喻，而不是一個精準的理論構架。

過去，科學家也曾論及遺傳特異性，但隨著DNA序列包含“承載遺傳信息的密碼”這一觀點的引入，一整套概念性的新詞匯出現了。基因不再是特異性的神秘化身，它們是信息—一段密碼—可以被傳輸（另一個源自電子時代的詞匯）。而其中的核心假說是，密碼由一系列字母—A、T、C和G構成。這種密碼究竟如何發揮作用，它可能表征什么，這些問題此時都還沒有被闡明。然而，這個克里克和沃森如此漫不經心地使用的詞，改變了科學家們談論和思考基因的方式。最終，在這套新詞匯的幫助下，基因與電子通信和處理之間得以建立起一種新的類比。

在當時，這些都不是顯而易見的。這篇文章發不發表，沃森并不是很掛懷，他在5月對德爾布呂克如此解釋道：

克里克特別希望把這第二篇小短文投給《自然》雜志。為了安寧，我同意了，因此它很快就會發出來。

威爾金斯也不是很感冒。他后來回憶道：“但弗朗西斯和吉姆的一些朋友覺得第二篇論文有些‘過了’。”這些朋友就包括威爾金斯本人。盡管存在這些疑問，克里克的想法還是有其好處的，它明確了雙螺旋的兩大革命性含義：堿基互補配對解釋了基因如何復制，而堿基序列則解釋了遺傳特異性從何而來。如果正確，這將是兩項為生物學帶來革命的假說。

克里克認識到，雙螺旋的發現與薛定諤10年前的思想存在聯系。1953年8月12日，他將發表在《自然》雜志上的那兩篇論文給薛定諤寄去了一份，并附上了一封短信：

沃森和我曾經聊過我們是怎樣進入分子生物學這個領域的，我們發現，我們都收到了您的小書《生命是什么？》的影響。

我們覺得您或許會對信封里的論文復印件感興趣—您會看到，論文似乎表明，您的“非周期性晶體”這個說法是一個非常恰當的詞。 

1953年7月，沃森和克里克收到了一封從美國寄來的奇怪信件。這封信用斗大的字寫在密歇根大學學生會的抬頭信紙上，涂涂改改，錯字滿篇，看起來像是一個怪人寫的。事實上，寫信的人是俄裔宇宙學家喬治·伽莫夫。他是馬克斯·德爾布呂克的老友，曾經主持過1946年的“生命體的物理學”會議。雖然是一名核物理學專家，但伽莫夫沒能通過曼哈頓計劃的安全審查，完全沒有參與原子彈的研發。美國聯邦調查局在戰后繼續監視著伽莫夫，遲至1957年還曾找過他面談，但從未發現任何對他不利的證據。

伽莫夫是一個50歲的怪人，喜歡喝威士忌，業余寫一些科普書，這些書圍繞著一個名叫湯普金斯先生的普通人物角色展開。在這封古怪的信里，伽莫夫緊緊圍繞沃森和克里克堿基序列含有“密碼”的這個說法，大膽地試圖破解這種密碼。伽莫夫的出發點是，每個生命體都可以被“一個長長的數字”所定義，這個數字與DNA序列中位置的數量相對應。隨后，他摒棄了經典遺傳學幾十年來那些表明基因處在染色體上確定位置的研究。他認為，與此相反，基因“由整個數字的不同數學特征決定”才顯得更符合邏輯。為了努力把自己的觀點闡釋清楚，伽莫夫在信中——一如既往地滿是錯別字——寫道：

如果一種動物DNA鏈上的腺嘌呤后面總是跟著胞嘧啶，那么這種動物就是貓，而腓（鯡）魚的特征是鳥嘌呤忠（總）是沿著鏈成對出現……這會開啟一種很有意思，基于組何（合）數學和數論的理論研究的可能！

伽莫夫說，他秋天時會去英格蘭，并問他們能不能見面。沃森和克里克都在準備離開劍橋，追求各自的職業發展—沃森要去帕薩迪納，而克里克一旦完成有關血紅蛋白結構的博士學位研究，就將前往布魯克林理工學院。所以兩個人直接無視了伽莫夫的信。或者說，他們沒有回信。克里克并沒有無視它：伽莫夫已經給他根植了一個揮之不去的想法。

參加1953年冷泉港研討會的詹姆斯·沃森。

伽莫夫沒有輕易放棄。接下來的兩個月里，他理順了自己有關遺傳密碼的觀點，并在10月給《自然》雜志寄去了一篇小短文，這篇論文最終于次年2月發表。他還嘗試在《美國科學院院刊》發表一篇有關這一課題的論文，比《自然》上的那一篇更長，共同作者是他筆下的虛構人物湯普金斯先生。但《美國科學院院刊》的編輯識破了這個玩笑，而且并不覺得這好玩，于是伽莫夫又把湯普金斯的名字刪去，把論文寄到了丹麥皇家科學院。伽莫夫在論文中探討了DNA密碼與蛋白質之間的聯系。他指出，其中的核心問題是基因中的四位數（four-digit）的“數字”（A、C、T和G）是如何被翻譯成一個蛋白質中的氨基酸“字母表”的。

伽莫夫的回答很巧妙，與考德威爾和欣謝爾伍德三年前發表的模板觀點大同小異。伽莫夫先是假設蛋白質是直接在DNA分子上合成的，這樣堿基隨著DNA分子的扭轉而形成的形狀就會發揮某種模板的作用，讓氨基酸在上面排列。由于DNA的螺旋形狀，兩排堿基之間會有一個菱形的“洞”，這個菱形各條邊上的4個堿基便由此構成了密碼。

伽莫夫指出，可能存在20種不同的“洞”，并接著寫道：“可以順理成章地將這些‘洞’與生命體必需的20種不同的氨基酸關聯起來。”伽莫夫甚至提出了一個可以檢驗他的模型的預言：由于每個堿基都在決定不止一個氨基酸的“洞”的形狀時起作用，所以“既然相鄰的兩個洞有兩個共用的核苷酸，那么蛋白質分子中相鄰的兩個氨基酸必定存在一定的關聯”。伽莫夫將密碼當作一個數學問題，而不是生物學問題來處理，開啟了學界多年間對遺傳密碼本質的推測。他還犯了物理學家的典型錯誤，認為生命系統是依據優美、符合邏輯、可以通過數學手段闡釋的法則來設計的。事實上，它們都是歷史的產物，背負著過往演化的包袱，完全不是被設計出來的。它們往往遠沒有什么邏輯，通常也并不優美，只要有效就夠了。

伽莫夫給克里克寄了一份他的論文。最終，兩個人于1953年12月在布魯克林見了面。與克里克同一個辦公室的同事維托里奧·盧扎蒂（Vittorio Luzzati）后來回憶道：

那一幕太美妙了。這兩個精力旺盛的男人不停地辯論，闡述自己的觀點，披荊斬棘地深入探索遺傳密碼的話題，處理了一個又一個問題，聊至興起時，他們嗓門一提，就會嚷起來。

克里克并不信服伽莫夫的觀點—首先，他不認為蛋白質的合成像伽莫夫假設的那樣發生在DNA分子上。現在大家都知道，DNA出現在細胞核里，是染色體的一部分，而RNA則游離于細胞中，蛋白質合成是在RNA上進行的。克里克和沃森繼承了卡斯佩松、布拉謝、布瓦萬、旺德雷利和唐斯的觀點，認為RNA發揮著基因與蛋白質之間的媒介作用。這就是DNA→RNA→蛋白質這條公式的含義。菱形密碼從一開始就錯了。

但伽莫夫觸及了一個關鍵且引人遐想的問題：天然存在的氨基酸數量（20種）與A、C、T、G這4種堿基可能形成的密碼的組合數之間的潛在關聯。伽莫夫立刻意識到，如果密碼是由兩個字母的“單詞”（AA、AT、AC、AG等等）構成的，那么就會有16種可能的組合—不足以為每一種不同的氨基酸提供一個對應的“單詞”。可如果密碼由3個字母構成（AAA、AAT、AAC等等），那么就會有64種可能的組合—又過剩了。

克里克口中的“魔幻二十”成了衡量一切可能存在的密碼的準則。所謂的“編碼問題”開始有了一絲數字命理學的味道—大家構想發展著編碼的方案，目標永遠是拿出20種可能的組合，以便與20種普遍存在的氨基酸相對應。對于DNA上的堿基序列與氨基酸序列間的關系，克里克和沃森此前并沒有想過太多—他們更多是著眼于雙螺旋如何在基因復制時解旋的問題。他們認為DNA的序列是“承載遺傳信息的密碼”，但并沒有做超越這一基本觀點的思考。正如沃森在1953年夏天的冷泉港實驗室會議上說的那樣，他和克里克無法解釋基因是如何控制細胞的活動的。伽莫夫的介入讓編碼的問題成了每個人優先思考的對象。對克里克而言，它占據了他隨后15年人生中很重要的一部分。 

在致信沃森和克里克后的幾個月里，伽莫夫組織了幾次非正式討論，參與者有生物學家，以及一小群物理學家和數學家—包括愛德華·特勒（Edward Teller，“氫彈之父”）和未來的諾貝爾獎得主迪克·費曼（Dick Feynman）a—他們是被伽莫夫那富有感染力的激情，以及穿插著笑話、吐槽和漫畫的巧言令色的通知函吸引來的。伽莫夫花了些時間在各大實驗室之間流竄，將他那些略帶瘋癲的信寫在酒店或者鐵路公司的抬頭信紙上，把回信地址搞得像婚禮上的碎彩紙一樣遍地開花。伽莫夫是個與眾不同的人—他身高超過6英尺，嗜好烈酒、惡作劇、魔術戲法和泡妞，說話帶著濃厚的俄語口音，常常很難聽懂。跟他相處是件挺累的事。1955年2月，沃森給克里克寫信說：“伽莫夫在我這兒4天了。很折騰人，我又不是靠喝威士忌過活的。”克里克則回憶道：

他就是大伙兒說的那種適合搭伴的人，這就是伽莫夫。我不太想說他是一個小丑，不過—對，有點兒那個意思，但你需要盡量往好的方向想。只要晚飯時間跟伽莫夫一起過，你就知道，又會有“樂子”了。但你知道嗎，在所有這些的背后，還是有點兒東西的。

一聊到編碼，伽莫夫便難以自拔。只要一個構想在確鑿的化學事實面前碰了壁，他立刻就會拿出另一個。因此，當他基于DNA的菱形模型明顯喪失了正確的前景后，他又不畏困難地轉而思考起了RNA的編碼。這種分子跟菱形模型不太配套—它的準確結構尚不清楚，但很可能是某種單螺旋，那么這就意味著伽莫夫最初的構想行不通。

喬治·伽莫夫，系著RNA領帶俱樂部領帶。

1954年3月，伽莫夫和沃森靈光一閃，產生了組建一個非正式研究團體的想法。在這里，極少數的一些科學家—數目又是20—可以天南海北地討論有關編碼問題的觀點。這個完全由詼諧滑稽的男性科學家組成的團體被稱為“RNA領帶俱樂部”，名字來源于發給每個人的繡著RNA分子單螺旋的手工刺繡領帶。每個成員都被賦予了一個名字，對應于20種氨基酸中的一種，還發了一個金質的小領帶夾，上面有持有人的氨基酸三字母縮寫（所以伽莫夫就是ALA，表示丙氨酸；克里克是TYR，表示酪氨酸；等等）。“俱樂部”的成員們從未真正地全員會齊過，但他們會一小群一小群地聚在一起喝酒聊天，伽莫夫往往在其中扮演領頭人的角色。俱樂部最突出的特點是允許成員們給出半成型的想法，不會有發表論文或者在學術會議上正式匯報的那種壓力—克里克后來把它類比于學術想法在現在的科學家團體中通過轉發的電子郵件得以傳播的行為。讀著散布于世界各地的RNA領帶俱樂部成員間慢悠悠往來的信件—有時要好幾天才能寄到，有的通信人甚至在地球的另一邊—你沒法確定他們若是有了現代電子通信的便捷，是會受益還是受害。在這種情況下，郵件的往來會快得多，但通信人用來思考和發展自己想法的時間就少了。

20世紀50年代的 RNA 領帶俱樂部。從左至右：弗朗西斯·克里克、亞歷山大·里奇、萊斯利·奧格爾、吉姆·沃森，1955 年。奧格爾看上去沒跟著他們玩——他沒有系自己的RNA領帶俱樂部領帶。

超過一半的RNA領帶俱樂部的成員是物理學家、化學家或者數學家，但他們都沒有涉足過數學與生物學的兩個主要交叉點—控制論和此時已經有了名字，被稱為信息理論的領域。雖然伽莫夫在1956年確實參加了一場有關生物學中的信息理論的會議，但除了馮·諾伊曼之外，他并沒有與研究控制論或者信息理論的科學家有過任何實質性的直接往來。

在研究遺傳密碼的這個階段中，伽莫夫的角色是奠基性的。通過將一群形形色色的人聚到一起，他為這個項目賦予了形體—事實上，正是他使之成為一個項目。RNA領帶俱樂部的成員亞歷山大·里奇（Alexander Rich）后來回憶道：

伽莫夫所做的，是將一份熱情、一份勇猛和一份專注帶到了這個問題當中。

（作者馬修·科布Matthew Cobb是英國曼徹斯特大學動物學教授、神經科學家、科學作家，出版過多部科學史題材的作品。2021年，英國最具影響力的遺傳學學術組織英國遺傳學會將該年度的霍爾丹獎（JBS Haldane Lecture Award）授予科布，以表彰他在向公眾普及遺傳學方面的杰出貢獻。）

《解碼生命：破解遺傳密碼的競賽與20世紀以來的分子生物學革命》作者：[英] 馬修·科布