基本介紹
- 中文名：弗朗西斯·哈利·康普頓·克里克
- 外文名：Francis Harry Compton Crick
- 國籍：英國
- 出生地：英國北安普敦郡韋斯頓法弗爾
- 出生日期：1916年6月8日
- 逝世日期：2004年7月28日
- 職業：生物學家，物理學家，神經科學家
- 畢業院校：倫敦大學學院，劍橋大學
- 主要成就：DNA結構、意識
諾貝爾生理學或醫學獎（1962年）
英國皇家學會院士
法蘭西科學院院士
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生平
他曾在倫敦大學學習物理，二戰的爆發使他被迫中斷攻讀博士的學習，來到英國海軍部研究製造水雷。二戰後，他對“生物與非生物的區別”產生了濃厚興趣，但那時他在生物學、有機化學以及晶體學方面都沒有什麼基礎，在此後的幾年裡他花了大量的時間自學這些知識，完成了從物理學家到生物學家的轉變。這是他的第一次學科領域轉換。
1937年，在倫敦大學學院學習，並獲得了物理學士學位。
1947年，克里克進入劍橋大學的斯坦格威斯實驗室參與研究工作。隨後又加入劍橋大學卡文迪許實驗室。他的學術生涯的一個重要轉折是1951年與美國科學家詹姆斯·沃森(James Dewey Watson)的相遇。由於有著一致的研究興趣，兩人可說是一拍即合。儘管他們都在做著蛋白質晶體結構的研究工作，但兩人都對“基因到底是什麼”感興趣，他們深信一旦解讀了DNA的結構，對搞清遺傳的真相將很有幫助。
1952年，美國化學家鮑林(Linus Pauling)發表了關於DNA三鏈模型的研究報告，這種模型被稱為α螺旋。沃森與威爾金斯、富蘭克林等討論了鮑林的模型。威爾金斯出示了同事羅莎琳德·富蘭克林(Rosalind Franklin)在一年前拍下的DNAX射線衍射照片，沃森看出了DNA的內部是一種螺旋形的結構，他立即產生了一種新概念：DNA不是三鏈結構而應該是雙鏈結構。
他們繼續循著這個思路深入探討，先在理論上得出一個共識：DNA是一種雙鏈螺旋結構。隨後沃森和克里克立即行動，在實驗室中聯手開始搭建DNA雙螺旋模型，終於在1953年3月7日，將他們想像中的DNA模型搭建成功了。
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，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信息傳遞的重要性”。
他在科學史上第一次明確提出用自然科學的辦法可以解決意識問題。因此，霍根在《科學極限》(The End of Science)一書中稱讚道，“只有尼克森才能打開與中國的外交僵局；同樣的，也只有克里克才能使意識成為合法的科學對象”。
克里克開始思考意識的本質，但他並沒有走實驗的道路，而是決定從理論研究入手。他對意識問題研究的另一個特點是他不僅從自己熟悉的分子角度研究問題，還注重從心理學、神經解剖學以及神經生理學等各個水平，甚至從哲學水平來看問題，以期架起連通各個領域的橋樑。
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”。
作為克里克對意識本質問題興趣的一部分，他還研究了關於人類夢境的複雜問題。當然，克里克研究的目的並不在夢本身，而在神經網路。他認為只有理解了神經組群之間如何相互作用和協同工作，才能理解大腦。神經組群之間這種複雜的相互作用有時發生在睡眠和快速眼動中，克里克希望通過研究夢來作為神經互動作用的證據。
2003年初，克里克在著名的《自然-神經科學》雜誌上發表論文“意識的框架”，提出意識不是先天就有，而是由大腦中位於“扣帶前回”的一小組神經元產生和控制的。他的論文又一次奠定了他的意識問題的制高點，受到認知科學界的廣泛關注。這已經是他生命的垂暮之年，克里克為世界各地的年輕科學家吹響了號角：腦科學還有很長的一段路要走，但它的吸引力和重要意義將不可避免地推動它不斷前進。
在《生命本身：起源和本質》(Life Itself: Its Origin and Nature)一書中，克里克提出直接的有生源說理論，以此來解釋生命的起源。
雖然他認為來自宇宙空間的微生物或生物化合物是地球上生命的起源這一理論仍徘徊在科學的主流之外，但由這種理論引發的各種支持和反對意見卻富有啟發性和建設性意義。
克里克還在上世紀80年代的一本書《狂熱的追求：對科學發現的個人見解》(What Mad Pursuit: A Personal View of Scientific Discovery)中，以其輕鬆的個人風格迅速地傳遞出他對於生命本身的科學知識的熱情。儘管他沒有再像從前領導分子生物學一樣走在研究的最前沿，但他熱切地渴望推動關於腦和意識本質的研究。有趣的是，該書由唐孝威院士翻譯出版(中國科技大學出版社，1995)，唐孝威院士的興趣也是從核子彈設計轉變到現在的腦科學。
除了在有生之年對於科學作出的廣泛而卓越的貢獻，讓我們記住克里克的還有他的科學精神和人格魅力。
也許克里克並不是最聰明的科學家，但他卻擁有一名優秀科學家所具備的最重要的品質：敏銳的洞察力和堅忍不拔的毅力。現在我們看來，DNA雙螺旋結構並不複雜，之所以作出這個重大發現的人是他和沃森而不是與他們同時代的其他科學家，用克里克自己的話來說，就是：“我想，詹姆斯和我最值得稱讚的是我們選對了問題並堅持不懈地為之奮鬥。為了找到黃金，我們一路跌跌撞撞，總是犯錯誤，這是真的，但事實是我們仍在一直尋找黃金。”
在生活中，這個執著的科研者喜歡大聲講話，無論是沿著河邊散步、吃飯，還是在老鷹酒廊聊天，他都一口氣能說好幾個小時。他是理想的研究夥伴，也是真誠的朋友。沃森說：“我將永遠緬懷弗朗西斯，記住他高人一籌、專注於一點的智慧，記住他對我的友善和對我樹立信心的幫助”。
2001年，中科院汪雲九教授曾經到聖迭戈的索爾克生物研究所訪問克里克教授，同他探討了研究意識問題的理論，克里克從未到過中國，但他表示了對東方古國的強烈興趣，他說可惜他的身體和腿腳已經不允許他作國際旅行了，但他還是為《狂熱的追求》和《驚人的假說》中譯本寫了序言。-
生物學研究
克里克對生物學中的兩個問題很感興趣：一，分子如何從無生命的物質變成生物；二，大腦如何產生思想。他後來意識到他所受到的教育很適合成為一名生物物理學家。當時，克里克受到了很多來自一些著名物理學家，例如鮑林和薛丁格等人的影響。理論上，共價鍵可以將生物分子連線起來，成為基因的基礎。但是實際上，生物學家們仍然需要知道到底是哪個分子使得整個結構具有生命。對於克里克來說，只要將達爾文從自然選擇所創造出的進化論及孟德爾在基因方面所進行的研究一起匯集起來，就能獲得生命的秘密。不過當他意識到自然地形成生命有多么困難時，他說：“一個誠實的人，不管知道多少，也只能說生命的起源幾乎是一個奇蹟，因為有多少條件需要具備啊！”總之他稱自己為“強烈傾向於無神論的懷疑論者”。
當時許多生物學家已經意識到，像蛋白質這樣的高分子很有可能是基因的基礎物質。但是，蛋白質只是結構性和功能性的高分子，並且很多又是酶。1940年代中，生物學家們已經開始發現另一種高分子：脫氧核糖核酸，這是染色體另一個重要的結構，有可能是基因的根源。奧斯瓦爾德·埃弗里及他的同事發現，細菌可以替基因添加DNA分子而造成基因表現型的不同。可是也有證據說明DNA和生物學家的目標無關；DNA可能只是給更重要的蛋白質分子提供基本的框架而已。正在這時，克里克在1949年參加了劍橋大學馬克斯·佩魯茨的研究小組，開始利用X射線來研究蛋白質結晶。此種研究，在理論上，提供了科學家很好的機會來徹底明白大型分子的結構，可是實際上又有太多的技術問題，使得利用X射線在當時並不適合研究分子結晶。
X射線結晶學
克里克自己學習了X射線結晶學的數學理論基礎。在這段時間內，劍橋大學的研究員正在嘗試著確認蛋白質的最穩定的螺旋鏈模型—α螺旋。鮑林是第一個發現α螺旋中胺基酸：旋轉=3.6的比例的科學家。克里克自己目睹了他同事在研究α螺旋中所犯的錯誤，並在研究DNA的結構中成功地避免了類似的情景。
雙螺旋形結構
1951年，克里克與威廉斯·科克倫（William Cochran）及泛德（Vladimir Vand）一起推出了螺旋形分子的X射線衍射的數學理論。從這個數學理論得出的結果和認為含有α螺旋的蛋白質的X射線實驗結果正好吻合。此結果在1952年的一期自然雜誌里出版。螺旋體衍射理論對研究DNA的結構很有幫助。
克里克所繪的DNA結構草圖
克里克所繪的DNA結構草圖從1951年底開始，克里克開始與沃森一起在英國劍橋大學的卡文迪許實驗室里工作。他們利用倫敦國王學院的科學家莫里斯·威爾金斯、雷蒙德·葛斯林及富蘭克林等人的X射線衍射的實驗結果，一起提出了DNA的螺旋形結構模型，並在1953年發表研究結果。
當沃森來到劍橋時，35歲的克里克僅是一名研究生，而23歲的沃森已經有了博士學位，可他們都對分子結構如何儲存遺傳信息的這個問題很感興趣。他們不斷地討論著，認為他們有可能能猜到一個好的、可以解釋這個問題的分子結構。1951年11月，威爾金斯與他的學生雷蒙德·葛斯林（Raymond Gosling）來到了劍橋大學，並且提供沃森和克里克一項非常重要的實驗結果，那就是威爾金斯和他的同事亞歷山大·斯托克斯（Alexander Stokes），最近從DNA的X射線衍射的實驗結果意識到DNA的結構必定是螺旋形的。他們的實驗結果和富蘭克林後來的一堂課鼓勵沃森和克里克繼續研究螺旋形的分子結構，但是因為他們（特別是沃森）認為鮑林有可能會搶在他們前面發表研究結果，所以在匆忙中發布一個錯誤的模型。他們的積極性受到了一定的打擊；幾個月來，他們並沒有在這方面做太多的研究。就在這時，富蘭克林發現並指出了他們的錯誤－DNA里親水的磷酸鹽應該位在螺旋表面，而疏水的鹼性部分應該位在螺旋內部；而在他們的模型中，磷酸鹽位在螺旋的內部，顯然是不正確的。
克里克向威爾金斯描述了他們原本模型的錯誤，並請他與富蘭克林繼續幫助沃森和克里克研究DNA的分子結構。威爾金斯向他們提供了最新的、還沒有發表的X射線衍射圖像；富蘭克林也在1952年向他們提供了她對這些圖像所做的分析（這些分析後被包括在她交給倫敦國王大學的蘭德爾的一份實驗報告裡)。這份信息進一步地鞏固了他們對雙螺旋、反平行的分子模型的信心。
克里克在1952年初曾經讓格里菲斯試著利用基本化學原理和量子力學計算一下不同的核苷酸之間的吸引力。格里菲斯的結果顯示鳥嘌呤（G）與胞嘧啶（C）互相吸引，而腺嘌呤（A）與胸腺嘧啶（T）同樣也是同一對。此時克里克並沒有意識到此結果的重要性。1952年底，查戈夫來到英國與沃森和克里克見面，並告知他們他的新發現，也就是查戈夫法則（也稱鹼基當量規則）。這條法則內含兩個比例：鳥嘌呤（G）與胞嘧啶（C）的比例為1：1，腺嘌呤（A）與胸腺嘧啶（T）的比例也為1：1，與格里菲斯的計算結果相同。沃森後來突然意識到，A:T這一對和C:G這一對的結構很相似，它們都一樣長，且每一對里的兩個分子都是由氫鍵連起來的。沃森及克里克在綜合查戈夫等人的發現後完成DNA分子結構的研究。
沃森及克里克在1953年4月25日首次在《自然雜誌》公布研究結果。，卡文迪許實驗室主任勞倫斯·布拉格爵士1953年5月14日於倫敦蓋茲醫學院進行演講，里奇·考爾德在1953年5月15日於《倫敦新聞紀事報》發表一篇文章，描述該場演講內容。《紐約時報》於隔天進行報導，探討克里克的生平，文章標題為“沃森及DNA：創造一次科學革命”。劍橋大學在校生報紙《Varsity》也於1953年5月30日星期六發布短篇文章。1962年，沃森、克里克及威爾金斯因為DNA研究被授予諾貝爾醫學獎。
分子生物學
1954年，37歲的克里克完成博士論文：“X-射線晶體學：肽及蛋白質”，並獲得博士學位。克里克然後在紐約科技大學的實驗室工作，他在那裡繼續進行蛋白質X射線晶體學的分析研究，主要目標是核糖核酸酶與蛋白質生物合成機制。
1956年，克里克與沃森推測出小病毒的內部結構，認為球形病毒是由60個相同亞基所組成，例如番茄叢生矮化病毒。
俄羅斯科學家喬治·伽莫夫組織一群科學家，針對RNA進行研究。克里克清楚的意識到，必須有一個短序列的核苷酸代碼來指定一個特定的胺基酸在新蛋白質中形成。1956年，克里克為伽莫夫的RNA研究小組撰寫一篇有關的遺傳密碼問題的論文。克里克在這篇文章中，提出蛋白質是由大約20個胺基酸所合成的證據。
在1950年代中期至後期之間，克里克持續研究蛋白質的合成。到了1958年，克里克已經可以列出所有的蛋白質合成過程中的關鍵程式。
