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意思是，自然面对如此多的突变，却并没有做出选择！或者，自然即便做出了选择，也只是淘汰那些极度不符合条件的突变体，而对大多数的中性突变体，大自然是无动于衷的。
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把这个中性选择学说换一个词说，就是自然不选择。
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这下问题大了，既然自然对某些突变不选择，那么，是不是意味着，适应性的变化只不过是进化的一个部分？有学者就提出，适应性的变化并不完全等同于进化，此前的研究太看重适应性的意义了，从而把解释适应性的学说等同于解释整个生物进化的学说。而这似乎是一个误区。
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然而木村本人没有这个意思，他本是自然选择进化论的忠实信徒，否定自然选择的念头是他平时想都不会想的，但他的研究结果却让他不得不这么想。
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他领导的研究小组通过计算发现，从整个基因组水平来看，碱基发生替换的速率大概是每两年一个；而此前霍尔丹有过一个计算，证明每一次替换突变平均约需300个世代的时间。这两种结果相差太大了，肯定是什么地方出了差错。而木村一向崇拜霍尔丹，深信只要自然选择的力量存在，霍尔丹的计算就不应该有什么大错，可是自己的计算也没问题，那么问题出在哪里呢？
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结论只能是，在分子水平上，大自然并没有产生应有的严厉的选择力量，大部分碱基替换产生的突变并没有被自然选择淘汰。这种突变对机体可能很有好处，也可能没有更多的好处，但也没有那么多的害处，它们是中性的。这就是中性突变理论。木村在1968年正式提出了这个进化论上的重要理论。
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中性突变理论还认为，在不同物种体内执行相同功能的同一种蛋白在漫长的进化过程中有一个固定的突变速率，这种速率是如此稳定，几乎可以拿来当作衡量生物进化速率的“分子钟”，而这也是中性突变理论的一个证据。因为环境是瞬息万变的，那么由此造成的自然选择的速率也应该是快慢不齐的，可是“分子钟”却给出了一个反证，充分证明自然选择的力量在分子水平不是那么强烈，所以“分子钟”才能我行我素地向前爬动。
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日常所用的时钟可以用小时为单位，那么分子钟应该以什么为单位呢？以代为单位还是以年为单位？木村认为，进化的速率与基因突变的速率成正比，而细胞分裂的时候基因才最容易发生突变，因此，分子钟应该以代为单位。凡一代时间比较短的物种，分子钟相应跑得就快些；一代时间比较长的物种，分子钟当然就要慢些了。
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木村还有一个更漂亮的证据支持他的理论：很多功能蛋白都是复杂的复合体，内部往往会分为几个区域。这些不同的蛋白区域的重要性也不同，一些活性区域执行着蛋白的主要功能，是蛋白质的核心所在，这些部位的氨基酸序列往往比较保守，轻易不会改变，进化的速度也就比较慢。其他区域算是郊区，进化的反而比较快些。木村认为，越是重要的区域，面临自然选择的压力就越大，进化的速率应该越快才对，就好比是重要的领导岗位，面临很多优秀人才的竞争，干不好就淘汰，所以换人应该也快；而扫大街的岗位是没有多少竞争压力的，所以换人相应就慢。可是现在蛋白质却倒了过来，反而是重要的领导岗位换人慢，扫大街的却换人较快。这说明自然选择没有起作用。这从相反的角度证明中性选择理论是正确的。因为在重要区域，不存在可有可无的中性突变，大多数突变都是破坏性的，严重影响了蛋白质的功能，这样的突变不能得到保存。所以，区域越是重要，中性突变就越少，进化当然也就慢了下来。
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1983年，中国中央电视台开始搞春节联欢晚会的时候，木村资生把自己对中性学说的认识进行了一次全面总结，写成一本专著《分子进化的中性学说》。这一理论在世界范围内受到了学习和尊重，也打破了综合进化论一直以来的统治局面，被认为是达尔文自然选择进化论以来最有创造性的进化理论之一，也让木村成为了一位进化生物学方面的重要理论家。尽管这一点还有争议，但木村分别得到了美国科学院院士头衔和日本科学院院士头衔，则是对他的充分肯定。
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中性选择学说无疑是往生物学界扔了一颗炸弹，特别是让进化论领域的学者们又吵开了锅。主流的自然选择派人物当然不能容忍否定自然选择的威力，他们针对木村的论证，给以针锋相对的一一反驳，一时间成为论战的焦点之一。
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自然选择派指出，自然选择本身可以分为硬性选择和软性选择。硬性的自然选择就像是脾气暴躁的老师，学生是不敢跟他硬踫的，只要与之相抵触，立马会遭到淘汰。有一部分蛋白质的突变就是触犯了硬性的自然选择。而软性的自然选择则相对温柔，就好像是脾气很好的老师，就算学生有一点违反纪律行为也不会被他立即赶出教室。另有一些蛋白质突变面对的就是这种软性选择，所以不会被淘汰。
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既然自然选择软硬不定，那么蛋白质进化的速率也就飘忽不定了。因此，不能据此推测说蛋白质的突变速率过高。
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另一个问题，也就是木村指出的每两年左右基因组就会有一次突变的情况，自然选择派也提出了不同看法。因为这是木村假设每个基因都单独接受自然选择的压力才出现的结果，而事实上很多基因会联起手来，共同接受大自然的选择，这样一来，分子的实际进化速率就没有木村说得那样有那么高。
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关于分子钟，自然选择派也提出了怀疑。根据实验得出的数据，蛋白质的分子钟并不像木村所预言的那样以代为单位，而恰是以绝对时间为单位的。也就是说，无论一个物种的一代时间是长还是短，分子钟跑的速度都是一样的。这一结果与中性选择学说相违背，却符合自然选择的原则。比如，普通小鼠大约每四个月繁殖一代，而大象则需要三十年才繁殖一代。它们都要接受细菌的选择。对于小鼠而言，一代时间内，它身上的细菌可以积累四个月的突变结果，这样就对小鼠作出了一次选择。不能抵抗细菌选择的小鼠将被淘汰。对于大象而言，却需要三十年才作出一次选择。可问题是，三十年后，在大象身上居住过的细菌要比在小鼠身上的细菌多出一百倍突变的可能。因此，细菌对大象的选择强度也要超出小鼠的一百倍。这样一平衡，虽然小鼠和大象一代时间长度不同，但进化的速率却是相同的。这一解释完全与自然选择相一致。
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而对于蛋白质不同区域进化速率不同这一说法，自然选择派也有自己的理论，他们认为这完全可以用自然选择来解释而不需要借助于中性选择学说。蛋白质非活性区域的突变并非是毫无意义的，那根本不是什么中性突变，而是趋向最佳结果的一个过程。
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木村提出中性选择学说的基础是蛋白质序列，后来随着分子生物学的迅速发展，很多物种基因的DNA序列被测定了出来，这样就可以在DNA水平来进一步验证双方理论的正确性。这场争论的战场就这样悄悄发生了转移。不过这里面发生了一些小小的变化。
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首先，如果以DNA为分子钟的话，却是以代为单位的，这与蛋白质为分子钟不同。也就是说，一代时间较长的物种，DNA分子钟就跑得比较慢些。这两种分子钟不是同步的。
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DNA序列与蛋白质序列还有一个重要的不同，所有的蛋白质序列基本都是有用的，只不过是对活性的影响大小不同而已。而DNA则不然，里面存在大量不编码蛋白质的序列，内含分子和假基因就是这样一种序列，曾一度被生物界称为垃圾基因。现在已认为这些基因也都有各自的功能，只不过不表现在蛋白质方面罢了。
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既然不是所有的DNA序列都会被翻译为蛋白质序列，那么，就算有一些DNA序列发生了突变，也不会影响到正常的蛋白质序列。所以，不编码蛋白质的DNA不妨多突变一些，对生物的生理功能不会有致命的影响。而事实也正是这样的。非编码区的DNA序列有很丰富的多态性，也就是说这个序列也行，那个序列也好，大家都能混得下去。但那些编码蛋白质的DNA序列就不能这样随便乱变了，搞不好把蛋白质序列编错了，就会影响到正常的生理活动。实验表明，编码区的DNA序列是非常保守的，变化不是没有，但很少，而且基本不影响翻译后的蛋白质功能。
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这样一来，似乎两种理论都有道理，即在非编码区的DNA序列接受中性选择，而编码区的DNA序列则接受自然选择。
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然而，在基因水平上的更多研究也是支持中性选择学说的。基因突变中有一种突变叫同义突变，这就是一种典型的中性突变。这涉及基因的遗传密码属性，基因中的三个碱基可以决定一个氨基酸，这就是所谓遗传密码；但一个氨基酸却并不是只有一个遗传密码，有好几个密码都可以翻译出相同的氨基酸来，比如UUU这个三联密码对应的是苯丙氨酸，但UUC也可以翻译成苯丙氨酸。特别是三个碱基中的最后一位，变化的灵活性相当高，这种突变就叫同义突变，变了也没啥大问题。这是典型的木村所说的不好也不坏的突变。
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就算有些基因变化大了点，彻底把某个位点的氨基酸换了一个上来，但是，却有可能这个氨基酸只是起到一种支架的作用，因为蛋白质的氨基酸序列虽然重要，但支架性的四维结构也很重要，不过这些支架对氨基酸没有什么特别的要求，就好比一块砖头，谁都可以在那里垫着。这，也就是前面提到的不重要的区域，这种突变仍然对蛋白质的功能没有明显影响。甚至，现在还有可能在实验室里对这些部位进行有目的的突变，以期能把蛋白质的活性部分更好地呈现出来，从整体上提高蛋白质的功能。大家熟悉的血红蛋白就是这样一种情况，不同物种体内的血红蛋白氨基酸序列是有差别的，但大家都把工作完成得很好，这是中性突变的最好例证。当然，也有变坏了的，比如人的镰刀形红细胞贫血病就是因为血红蛋白上的一个氨基酸的改变造成的。
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之所以总拿血红蛋白说事，是因为这是一个重要的考察对象。因为其运输氧气和排出二氧化碳的功能对所有动物来说都相当重要，甚至在细菌和植物体内都有它的身影，是一种不可或缺的蛋白质。人体内的血红蛋白分子是一个设计精妙的结构。每分子血红蛋白由四个亚基组成，分别是两个α亚基和两个β亚基。每个亚基就是一条多肽，每条多肽里面都包裹着一个含铁的血红素，血的颜色就是由血红素决定的。鲤鱼、马和人的血红蛋白α亚基都是由141个氨基酸组成，但氨基酸的种类有很大变化；鲤鱼和马只有75个氨基酸是相同的，其他66个氨基酸已经完全变化了。而人与马之间有123个氨基酸是相同的，只有18个不同。这意味着，人与马的亲缘关系比较近，而马与鲤鱼就相对远些。
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重要的是，这些变化了的氨基酸都没有影响血红蛋白的正常功能，所以应该属于中性突变，符合中性选择学说。
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