撰文 | 李兆棟
千人之諾諾，不如一士之諤諤 。——司馬遷《史記·商君列傳》
「1955年12月22日，凌晨2點，觀察到人類細胞含有46條染色體。」
當蔣有興 (Joe Hin Tjio) 在他新拍攝的人類細胞染色體照片的左下角標註上實驗觀察結果的時候，就已經意識到這個數字將會對人類細胞遺傳學領域產生怎樣的歷史性影響。
此刻，瑞典隆德大學 (Lund University) 遺傳學研究所的紅磚大樓裡只剩數點燈火，從蔣有興所在的一樓實驗室窗戶朝外望去，瑞典南部城市隆德的郊區一片漆黑，使這座空蕩的大樓顯得越發寂靜、冷清。然而，對蔣有興來說，這可能是他科學職業生涯中最激動人心的時刻：如果我的觀察是正確的，那麼佩因特 (T. S. Painter) 就是錯誤的，整個人類細胞遺傳學30多年來對人類染色體數的認識都是錯誤的！
他馬上又多拍了幾張染色體的照片，還在其中一張上用法語做了類似的記錄。在接下來的日子裡，蔣有興將與他的同行和朋友分享這些照片和他的新發現。而這，將會徹底改變人類細胞遺傳學的歷史進程！
蔣有興
集中營歸來
複雜的人生經歷，造就了蔣有興的多重身份和背景：華裔印度尼西亞人，在荷蘭接受系統的科學訓練，受聘於西班牙，假期又在瑞典做訪問學者，娶了一位來自冰島的妻子，最後加入美國籍；他能夠熟練地使用法語、英語、德語以及荷蘭語進行交流；他還會日語，不過顯然這會讓他回憶起一些痛苦的經歷而感到憤怒。
1919年2月11日，蔣有興出生於荷屬東印度群島 (現印度尼西亞) 爪哇島的一戶華人家庭，祖籍福建，他的名字Joe Hin Tjio，用的正是閩南語發音。他的父親是一位攝像師。小時候在父親照相館的學徒生涯，讓蔣有興學會了照相技術。蔣有興在一所嚴格的荷蘭殖民學校接受早期教育。1940年從茂物農業學院畢業後，在當地找到了一份馬鈴薯育種工作，開始從事植物細胞遺傳學方面的研究。
1942年，第二次世界大戰日軍侵佔爪哇島的時候，蔣有興只有23歲，被日軍關進集中營達3年之久，飽受折磨。戰爭結束後，逃出虎口的蔣有興被指控為共產主義者，一直遭到印度尼西亞政府當局的關押，直到他以「戰爭無家可歸者」的身份登上一艘紅十字會船，用了3個月的時間漂洋過海到達了荷蘭。
在荷蘭政府一項基金的資助下，蔣有興得以在歐洲繼續他的學習和研究工作。他先在位於哥本哈根的丹麥皇家科學院工作了半年，後又轉到瑞典的隆德大學。在那裡，他結識了擔任遺傳學研究所所長的萊文 (A. Levan) ，以及與他相伴一生的妻子。從1948年到1959年，蔣有興在西班牙薩拉戈薩 (Zaragoza) 主持一項植物細胞遺傳學的研究項目，不過，期間每年的夏季或者節假日，他仍會回到瑞典繼續同萊文一起開展合作研究。
就這樣，蔣有興變成了隆德大學的假日定期訪問學者；也就在1955年的那個聖誕假期，蔣有興做出了他一生中最重大的科學發現！
震驚學界
蔣有興在隆德大學的假期訪問研究，主要集中在人類癌細胞的染色體上，雖然他早期從事的是植物遺傳學研究，但在萊文的影響下，蔣有興拓展了自己的研究範圍。他想要研究人類癌細胞的惡性生長與其染色體改變之間的關係。但問題是，當時其實並沒有關於正常人源細胞染色體形態和組成的很好的數據，當然也就無法判斷癌細胞的染色體是否異常了。
自從1879年阿諾德 (J. Arnold) 最早觀察人類染色體一直到20世紀初，至少有15位科學家發表過觀察人染色體數的論文，其中大多數觀察得出的人類染色體數很低，最常見的是二倍體細胞含有24條染色體。唯一的例外，是1912年威尼沃特 (H. von Winiwarter) 的觀察結果：精原細胞的染色體數為47，卵原細胞的染色體數為48。造成這些數目不一致的原因，主要是當時普遍採用的「切片法」實驗技術的缺陷，使觀察者在顯微鏡下很難捕捉到一個細胞中所有完整的單條染色體。
1921年，貝林 (J. Belling) 發明了「壓片法」，對三倍體美人蕉的同源染色體進行了觀察和描述。不久，著名的美國細胞遺傳學家佩因特就採用這個新方法觀察了3名男性的睪丸組織細胞，在美國《科學》雜誌上發表了他關於人類染色體的第一篇論文，確認了人類的性別決定機制是XX/XY，而不是XX/X0；同時，在這篇論文中，佩因特提出人類二倍體細胞的染色體數應該是46或者48條，而不是20多條。接著，在1923年發表的論文中，佩因特對人類染色體的數目做了進一步研究，最終得出人類染色體的「正確」數目是48條的結論。
隨後，48這個數字就開始逐漸奠定了它在整個細胞遺傳學界長達30多年無人質疑的統治地位，直到1955年聖誕假期蔣有興度過的那個寒冷、寂靜而又冷清的深夜！
1955年的夏天，萊文到美國斯隆-凱特琳研究所 (Sloan-Kettering Institute) 做短期訪問，將低滲溶液預處理樣品的方法帶回了瑞典。這一年的聖誕假期，蔣有興與以往一樣，來到萊文的實驗室做實驗。蔣有興對這種新方法做了一些細微的改進，使它能夠更好地運用到人類胚胎細胞染色體的觀察。12月22日凌晨，蔣有興在顯微鏡下觀察了人類胚胎細胞的染色體，數出了他自己都難以置信的數字：46。隨後，他和萊文做了更進一步細緻的觀察和研究，到1956年1月底，他們把寫好的論文投到《遺傳》雜誌的時候，一共觀察了來自4個不同人類胚胎組織的細胞，得到了261個細胞的染色體數據，幾乎所有的觀察數據都清楚地表明：人類胚胎細胞染色體為46條。
1956年4月，論文發表，題目雖然不帶任何修飾，樸實無華——「人類的染色體數」 (The Chromosome Number of Man) ——同時也透露著當時科學界依然存在的男權主義色彩，但結論震驚了整個細胞遺傳學界。這一新的結論很快得到了很多其他實驗室觀察結果的驗證。從論文的發表，到人們接受「人類染色體有46條」這個科學事實，結束48條染色體這一認識在細胞遺傳學界長達30多年的統治地位，僅僅用了半年左右的時間。
舊的錯誤結論被推翻，新的科學認識被建立，人類細胞遺傳學終於翻開了新的一頁！
三種驚詫
今天，人類染色體數為46這個數字早已寫進了每一本遺傳學教科書，對這段從48條到46條人類染色體的科學發現史，人們恐怕也早已漸漸淡忘，遺傳學教科書中也鮮有提及；畢竟，與其它許多重大科學發現，甚至遺傳學發現——諸如孟德爾定律的發現、DNA雙螺旋結構的確立以及遺傳密碼的破譯——相比，蔣有興1955年那個聖誕假期深夜的發現，在整個人類科學發現史上，只能夠在角落裡獲得一個小小的註腳。
但是，當你重溫這段歷史，會發現當中發生的一些事情仍然值得今天的我們深思。你會驚詫於為什麼30多年來從沒有人對「48」這個數字提出過科學的質疑，使它在人們的頭腦中變得如此根深蒂固，以至於當時有遺傳學教科書裡的人類染色體圖片儘管顯示只有46條，但在圖片說明裡卻註明是「48條」。在蔣有興的論文發表，結論被其他實驗室證實後，依然有科學家相信人類有48條染色體。然而與此相矛盾的是，另一方面你也會驚詫於整個細胞遺傳學界怎麼能夠如此迅速地改變30多年的錯誤認識，接受蔣有興和萊文的新結論，就好像早就預備好迎接這個新數字的到來一樣。
倘若你重讀佩因特1921年和1923年發表的兩篇關於人類染色體的論文，你還會驚詫於：為什麼當時人們接受佩因特得出的「人類有48條染色體」的結論是那麼地草率，不顧其缺乏足夠的科學證據支持的事實？其實，就連佩因特本人都對自己的結論沒有十足的把握。在他的第一篇論文中，佩因特寫道：「從我自己製備的樣品中觀察到的染色體數顯然是在45到48條之間，雖然迄今觀察到的最清晰的赤道板上只數出過46條染色體。」他認為數目應該是46或者48。在他第二篇主要討論人類染色體數的論文中，雖然他仍舊錶達了他對得出的染色體數的懷疑，但最終下結論染色體數為48條。確實，從佩因特根據顯微鏡下的觀察所手繪的染色體圖片來看，他很難得出一個確切的數字。著名細胞遺傳學家徐道覺 (Tao-Chiuh Hsu) 在看了佩因特製備的實驗樣品後感嘆：「他居然能數出與實際這麼相近的數字，真是不可思議！」
那麼，是什麼促使佩因特急於為自己都尚且拿不準的數據下結論呢？他1921年的論文主要解決的是人類性別決定機制問題，而染色體的數目就顯得不重要了，所以他沒給出明確的結論。而到1923年的論文，染色體數目成為其中的關鍵問題，所以有人推測，佩因特可能覺得如果他不能給出一個確切的結論，論文恐怕很難發表。後來，佩因特又重新回到昆蟲遺傳學領域，特別是在果蠅染色體研究中取得了許多重大成果。於是，「人類有48條染色體」的結論，也就隨著佩因特在細胞遺傳學領域權威地位的確立，讓人輕易接受，慢慢變成了無人質疑的「真理」。
重溫這段歷史，你還會驚詫於：在這30多年裡，特別是1950年以後，隨著實驗技術的改進，很多人已經不止一次觀察到與佩因特的結論不一致的染色體數，為什麼卻沒人能將觀察結果公開發表，提出質疑？這其中還包括萊文實驗室另外三位科學家：Eva Melander、Yngve Melander和Stig Kullander，他們也曾在自己的實驗樣品中清楚地觀察到46條，而不是48條染色體，並且將觀察結果向萊文做了匯報，但最終他們仍然把這些歸咎於實驗技術原因。甚至在《遺傳》雜誌發表蔣有興著名論文的前幾個月，萊文在他發表的另一篇論文中依然將48當作人類正常染色體數。
顯然，雖然觀察到不同的結果，但他們都沒有打算去推翻那個根深蒂固、大家都認同的權威結論。在科學權威和科學證據面前，人們選擇繼續相信前者。於是，科學論文裡仍然在一遍一遍地引用和重複「人類有48條染色體」這個其實並沒有足夠科學證據支持的結論，似乎整個細胞遺傳學界已經喪失了科學質疑的精神和能力；似乎每一個科學家，面對整個細胞遺傳學界，或者面對佩因特這樣的科學權威，集體缺乏質疑的動力，喪失了質疑的勇氣，最終選擇了集體沉默。
而真理，只得靜靜等待蔣有興的出現。
一士之諤諤
或許是蔣有興所具有的獨特個性、研究背景或者人生經歷，使他少有和其他科學家一樣的種種顧忌而在權威面前畏縮不前。
蔣有興為人直率而近乎情緒化，眼裡揉不得沙子，也沒有在科學領域裡變得圓滑世故，患得患失，這或許跟他早年的經歷有關。在發表在《遺傳》上的那篇著名論文的署名問題上，蔣有興拒絕按當時的慣例將實驗室主任萊文作為文章的第一作者，不然他就要把數據和標本都毀掉。當諾貝爾獎獲得者、國際遺傳學大師穆勒 (H. Muller) 勸說他移居美國的時候，蔣有興因為美國存在的麥卡錫主義，而對穆勒的邀請嗤之以鼻。另外，在人類細胞遺傳學研究領域，當時蔣有興只能算初出茅廬，「涉世未深」，還沒有完成「科學洗腦」，從而像當時大部分的科學家一樣，對「人類有48條染色體」這個錯誤認識全盤接受，變得毫不懷疑。
其實，今天的我們，恐怕並沒有理由對這段科學發現史中所發生的一切感到驚詫，也沒有資格對當時的科學界求全責備。因為，雖然我們一直被教導，也都明白，為尋求真理，必須保持一種科學的懷疑精神，但半個多世紀過去了，我們的科學界對待客觀數據，對待科學權威，對待科學質疑的態度和取捨，並沒有多少實質性的改觀。
或許，你也曾忽略過與結論不一致的實驗數據，因為不如此論文恐怕永遠都不能發表；或許，你也曾聽過，由於某科學權威的意見，雜誌編輯力排眾議接收或者拒搞的故事；或許，你也在寫論文的時候，並沒有仔細閱讀所引用的原始文獻，結果「以訛傳訛」；或許，你也了解，如果想要發表與公認的或某科學權威的結論不一致的論文，你需要提供超出一般的證據，而這其實並不公平：針對同一個科學問題，憑什麼要求辯論的一方要付出多幾倍的努力才能讓科學界聽到他們的聲音？對待權威，需要尊重，但更需要科學的質疑！
「千人之諾諾，不如一士之諤諤 。」 這是太史公二千多年前說過的話，把它用在人類染色體數這段科學發現史上，怕是再恰當不過了。然而，「一士之諤諤」固然充滿個人英雄主義色彩，聽來使人熱血沸騰、激情澎湃，但何如我們從今天開始，合力改變這「千人之諾諾」的局面呢？
參考文獻
[1] 維基百科：https://en.wikipedia.org/wiki/Joe_Hin_Tjio;https://en.wikipedia.org/wiki/Theophilus_Painter；https://en.wikipedia.org/wiki/Albert_Levan;
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[3] Painter, T.S. Studies in mammalian spermatogenesis. II. The spermatogenesis of man. J. Exp. Zool. 37, 291-336(1923).
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[6] Gartler, S. M. The chromosome number in humans:a brief history. Nat Rev Genet 7, 655-660 (2006).
[7] de Winiwarter, H. la formule chromosomale dans I』espece humaine. C. R. Seances Soc. Bio. Fil. 85, 266-267 (1921) (in French).
[8] John Belling. The Behavior of Homologous Chromosomes in a Triploid Canna. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Vol. 7, No. 7 (Jul. 15, 1921), pp.197-201.
[9] 高翼之，《開創人類細胞遺傳學歷史的蔣有興》，《生命世界》2006年04期：90頁－93頁。
[10] http://memim.com/albert-levan.html
本文經授權轉載自微信公眾號「FutureMedicine」。
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