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胡克的观察中最著名的一项却缺少昆虫手绘稿中的那种巴洛克式的华丽之美。“我拿起一块完好干净的软木塞，用一把像剃刀一样锋利的小刀从软木塞上切了一块下来，切口非常光滑。”他写道。在显微镜下，胡克观察到软木塞内部看上去有很多“孔洞”或“小隔间”（cell，也是英文中“细胞”一词的来源——译者注），这些隔间由非常薄的“墙壁”围成，就像空荡荡的寝室。这些细胞里空空如也，这是由于软木塞并不是活组织。不过，胡克第一次看到了组成所有生命的基本单位。他不知道自己看见的东西是什么，但他知道自己是第一个看到这些的人：“我的确第一次在显微镜下看到小洞。很可能，以前谁都没见过这些小洞，因为我从没有见过任何作者或其他人提到过这些小洞。”
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cell这个词被胡克用来称呼软木塞里的那些个小洞之前，它本是指修道士住的空荡荡的小单间。胡克为软木塞绘制画像后的200年里，细胞学说竟成为了现代生物学的一项基本原理。不过细胞和基因之间的联系依然没有浮出水面，直到某天一个修道士走出他的房间来到花园里。
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上过高中生物课的学生都知道格里哥·孟德尔（Gregor Mendel）的故事。这个奥地利的修道士用豌豆做实验，发现了后代是如何遗传亲代特征的奥秘。孟德尔被视为科学界的民间英雄。他得到这样的称号部分是因为他远离当时的科研机构，就像爱因斯坦当年窝在专利局那样。孟德尔的成就是非常不可思议的，不过，因为孟德尔身上非理性的一面，人们并不怎么看重这一点。
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孟德尔1822年出生在普通农民的家庭，他家住在一个普鲁士小村庄附近，那里后来成了波兰〔12〕。早期，他看上去很适合走学术道路，而且他梦想自己能成就一番事业。不过为了能有钱读完大学，孟德尔苦苦挣扎，这使年轻的他变得忧郁焦虑。即使在经济上他出乎意料地得到了姐姐的支持，但是他还是付不起正统高等教育的学费。“那时候，他选择了19世纪的中欧求学若渴却身无分文的年轻人的唯一出路。”罗宾·马兰兹·赫妮格（Robin Marantz Henig）在她的传记文学《花园里的修道士》中这样写道：“他的物理教授也曾是一名教士，在教授的催促之下，孟德尔成为了一名修道士。”
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对孟德尔来说，幸运的是，位于布隆（也就是现在捷克的布尔诺市）的奥古斯丁修道院尽管并不是19世纪欧洲知识分子的中心，至少与一上午火车路程外的维也纳相比它可算不上，但那里并不缺乏学术机会。而且，修道院的院长鼓励修道士们对科学产生兴趣，他也赞赏孟德尔身上业余博物学家的才能。孟德尔也不是当教士的料。于是院长便让他去中学教自然科学。
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尽管教师同行们也欣赏孟德尔的才华，为孟德尔写传记的作家认为他饱受应试焦虑之苦。要成为中学自然科学老师必须通过考试，这门考试他挂了两次，尽管第一次考试不及格后，不止一名考官认为孟德尔不及格的主要问题在于他缺乏正统大学教育的经历。他在维也纳大学苦读了两年，在读期间，他终于接受了严格的实验科学和数据分析的训练。
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回到修道院后，孟德尔便一头钻进他那个规模不断扩大的花园中，把它当成了一个安静的书房。至于孟德尔是否充分意识到自己从研究中得到的结论的重要意义，学者们在这个问题上意见并不统一。〔13〕但是他凭借直觉跑到了一条之前没人想到的思路上：用数学分析的办法也许能解开那个时代的显微镜无法破解的遗传秘密。
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通过简单细致而有耐心的观察和记录，七年后，孟德尔发现那些青史留名的豌豆不会以混合的方式遗传父母身上的特征。也就是说，黄色豌豆和绿色豌豆杂交的后代绝不会长出黄绿色的豆子，要么绿色要么黄色。他观察到，当后代数量足够多的时候，这两种性状的比例非常接近3∶1。孟德尔不知道这是为什么，不过接下来100年内的研究者才最终确定了遗传显隐性理论的生物学基础，这才开辟了现代遗传学的新天地。最后，孟德尔证明，亲代的特征不会以混合的方式出现在后代身上。不过，如果父母之中任何一人将显性基因传给孩子，那么他们的孩子就会表现出来这个显性性状（比如，棕色眼睛）。如果父母双方都没有将显性基因遗传给下一代，那么孩子将会表现出隐性性状（比如蓝色眼睛）。孟德尔证明了，不论时间如何变化，显性性状和隐性性状的个体数量比永远都是3∶1。
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孟德尔反复阅读了自己的论文，里面详细地描述了自己的实验结果，后来布隆自然历史学会于1865年和1866年将他的结果发表在《布隆自然历史学会学报》（Proceedings of the Natural History Society of Brünn）上，这份科学期刊之所以能记载于史，大概完全是因为孟德尔的这篇论文。他在世的时候，并没有因此出名，因为他的结论太超前了。直到19世纪末20世纪初，三个科学家分别重复出了他的实验结果，孟德尔的论文才吸引了很多人的注意，那时候孟德尔已经去世很久了。那时候，生物学家才意识到，一个业余的园艺学家在探寻真理的竞争中已经击败了他同时代的科学家了，而这些科学家还根本没有意识到这场竞赛早已开始了。
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孟德尔从未脱离“无证代课老师”的队伍成为一名职业科学家。不过，正如他的故事展现给我们的那样，黑客精神才是最重要的。他预感统计学分析可能会得出遗传问题的答案，这个预感引领一个没有正式文凭的奥地利传教士得到了查尔斯·达尔文这样卓越的科学家都没有看到的原理，要知道，达尔文在1859年出版了《物种起源》一书，将自然选择理论公诸于世，受到众人赞美，他在世的时候非常有影响力，以至于他成为了19世纪仅有的5名受到国葬待遇的非皇室英国臣民之一。与此同时，孟德尔所在的修道院在他死后焚毁了他大部分的论文，因为他担任修道院长时自己卷入了一场关于税收的争论之中。
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但是，他的遗产保留了下来，当然不是以他神职人员的功绩的形式，而是他的思想的力量。要取得成功，孟德尔根本不需要博士的学位，他的极客身份足够了。
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孟德尔死后，他的工作才得到了科研机构的认可，那时候科学家分离得到了DNA，并且观察到了细胞中的染色体，不过他们对于这两件事情意味着什么毫无概念。20世纪，生物学继续发展，前沿遗传学研究再也不会出现在哈布斯堡帝国修道院的花园里了，而是出现在英美大学的实验室中。1910年，托马斯·亨特·摩尔根（Thomas Hunt Morgan）开始在哥伦比亚大学工作，之后跳槽去了加州理工大学，在那里他发现了基因是如何在染色体上排列的，以及基因在遗传中的作用。其他人将这些研究成果推向深入，包括发现由亲代传递给子代的遗传信息携带于DNA而不是蛋白质里。
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不过，根据加州大学洛杉矶分校的人类学家兼科学史学家克丽丝·凯尔蒂（Chris Kelty）的说法，工作于大学实验室中的摩尔根，还有他的那支“果蝇小分队”，他们都是生物黑客。凯尔蒂写道：
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他们建立了果蝇遗传学家之间的一个广泛的全球联系网，他们通过一种类似原始因特网的新闻邮件这一形式分享信息和果蝇突变体……他们利用一个最常见的物种、一些粗陋的临时工具共同开展了一项研究。他们的新闻邮件中满是改进果蝇的聪明点子，包括果蝇食物配方、数果蝇的方法、给果蝇保温和降温的工具、如何培育出研究所需的特定品系的果蝇。他们是科学界的能工巧匠，不过却有志于将他们的实践活动标准化并加以拓展，从而吸引其他的果蝇遗传学家加入到这个行列中，最终使果蝇遗传学能在遗传学领域中一枝独秀。
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凯尔蒂认为摩尔根及与他志同道合的人走的是一条典型的美国之路：门外汉中的佼佼者最终成为内行大家。这类故事中，最出名的就是两个极客乱打乱撞中发现了DNA的真实结构。
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每当我想象詹姆斯·沃森（James Watson）时（没错，作为一本分子生物学书籍的作者，你会常常这么做），他都长得很像杰夫·高布伦（Jeff Goldblum）〔14〕。高中三年级暑假里，我花了大量时间在宾夕法尼亚州匹兹堡市的卡耐基梅隆大学里，参加一个为货真价实的书呆子量身打造的州立科学项目。除了懵懵懂懂地看显微镜外，关于生物课程中的最生动的记忆就是观看1987年在电视上播出的电影《追逐双螺旋》（Race for the Double Helix），里面高布伦饰演了沃森，两位科学家组成的团队完成了20世纪最重要的科学发现，沃森便是小组成员之一。不论哪位演员饰演沃森，他都必须得看过高布伦那闪闪发光的眼神对沃森的机智的演绎，正是这种机智，使得沃森和同伴弗朗西斯·克里克（Francis Crick）发现了DNA的双螺旋结构。尽管诺贝尔评奖委员会并未在1962年颁奖词中如此夸奖这一对合作者，但沃森和克里克的确是上演了一出漂亮的黑客好戏。
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这两人1951年在剑桥大学相遇时，连业余生物学家都算不上。尽管当时沃森仅仅20出头，不过他两年之后便拿到了动物学博士的学位〔15〕，算得上是一名科学奇才。而克里克是一名物理学家，大沃森十几岁，与沃森比起来，显得有点懒散。他到三十岁的时候都没有完成自己的学位论文，尽管公平来讲他可能是因为在二战期间为英国海军设计磁性水雷而分散了精力。不过，他把成年后便大部分时间都花在高等学术殿堂里做职业科学家的工作。这对合作者是体制内学者，能够接触到这座世界顶级学府中的所有资源。
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科学发现的浪漫版本总是这样：天才科学家独自在实验室疯狂地工作，在月圆之夜，伏在实验台上守着冒着泡泡的烧杯。但是沃森和克里克的故事并不是这个套路。事实上，他们两个都没有动手做过引发这个重大科学进展的基础实验。
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当时走在时代最前沿的研究里使用了一种叫做X射线晶体学的技术。高级实验室的科学家当时致力于处理有机分子，主要是蛋白质，让它们形成晶体，然后用X射线照射晶体。射线通过不同的分子后，会形成特定的衍射图，光敏底片会记录下这些衍射图。研究者认为他们可以利用这些衍射图来推断不同生物物质的基本结构，并进一步了解这些物质是如何发挥其生物学作用的。
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沃森和克里克相信这些衍射图可以揭示DNA的结构。但是他们并不懂晶体衍射技术，所以不能自己绘制衍射图。不过，科学史上最有名的两面派故事里记录，一位叫罗莎琳德·富兰克林（Rosalind Franklin）的年轻有才华的科学家实验得到了最清晰的DNA晶体衍射图，但尚未发表。一名与她有竞争关系的同事，在未经富兰克林的允许的情况下，将这张衍射图交给了沃森和克里克。这张图像证实了他们关于DNA双螺旋结构的猜测。他们依靠其他人的生化试验结果将DNA分子的不同组分拼凑起来，包括磷酸糖骨架和碱基对等，他们意识到，正是这些碱基对编码了所有生物的遗传蓝图。总之，他们的“发现”其实是一种整合工作，他们将已经得到的信息片段拼凑起来并重新组合，直到总结出的结论合情合理、无懈可击。他们的论文只有一页纸长，发表在1953年的《自然》杂志上，其结论也得到了证实。双螺旋结构本身无需煞费苦心的赘述解释。因为这个结构具有优雅的简洁性，使结论的精确性不言自明。
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有观点认为：“沃森和克里克开创了一种新的研究方法。这种研究方法中，讨论和理论的重要性超过了实验和观察。”在《二十世纪生物学的分子革命——分子生物学所走过的路》（A History of Molecular Biology）这本书中，作者米歇尔·莫朗热（Michel Morange）并不同意这样的观点。莫朗热认为，结晶学和生物化学的扎实工作是沃森和克里克得到重要结论的基础。不过，他承认他们自己没有亲手做任何DNA的实验便发现了双螺旋结构。“仔细研究他们的方法便知……他们的研究更接近于修补工作，而不是工程师或建筑师那样的活儿。”
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不过他们并不是像无知的人胡搞一样地进行他们的修补工作。他们使用了富兰克林的数据，他们得到这些数据的手段并不光彩，而且她的工作并没有得到应有的引用，尽管她那篇描述自己的观察的论文就发表在沃森和克里克那篇著名的论文旁边。富兰克林37岁便死于卵巢癌，接下来的几年，她成了反抗科学界性别歧视的人眼中的偶像。在《追逐双螺旋》中，她被刻画成第三位主人公，在即将独立破解DNA结构的秘密时，被不公正的待遇困住了前进的脚步，这种不公正待遇使才华横溢的女性无法获得与自己相当的男同事的成就。怀疑和明争暗斗的气氛使她的实验数据被拒之门外，而且最终以不被认可的方式发表出来。这一气氛代表了典型的体制内文化，而且生物朋克和很多职业生物学家认为，这种气氛依旧在今天的生物领域内占主导地位。如果当时有一种思想开放、数据共享的文化，可能富兰克林的衍射图早就被公之于众了。没有人需要，也没有人能够通过——未经许可把她的实验数据给别人看——来出卖她了。她对这个重大发现的贡献也不会被人忽视，因为她的数据已经成了知识资源共享的一部分，大家早就已经知道了。
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沃森和克里克的研究行为对制度的影响可能与对科学的影响相当。他们聪明地引导科研机构帮助自己得到了所需的知识。生物朋克可能会争辩说，将科学知识从这些机构里解放出来会让任何有才智有远见的人成为沃森或克里克这样的大人物。把知识从所有权的禁锢中适当分离也能消除不必要的隐秘，而且更强的透明度意味着创造者的所有权更清晰。未来的沃森和克里克能够在不用承担信誉与指责的伦理道德风险的情况下，尽情折腾他们的理论。
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