這些變化——心跳加快、呼吸加深、血糖增加和腎上腺素分泌——是不同的並且看起來互不相關。在考慮了大量的這些變化後的一個不眠之夜，一個念頭劃過我的腦海，如果把它們認為是身體為最大努力地去戰鬥和搏鬥做準備的話，它們就是一個很好的整體反應。
——沃爾特·布拉德福·坎農（Walter Bradford Cannon），《一個研究員的處世之道》
很難低估自己在1969年重返校園時的自信心。同樣也無法對我提高自己的動機有過高的評價。像任何其他人一樣，我害怕失敗，尤其在想到自己的不光彩的學術記錄後。但是在越南看過真正的精神、肉體和靈魂的貧乏後，我懂得了教育的價值——這裡指的是我自己的教育。幸運的是，在加州至少有很多工作機會。依賴我以前的醫學經歷，我很快找到了一個職位，就是在舊金山半島上的柏林蓋姆半島醫院做呼吸科醫生。不久後，我被任命為心搏驟停搶救小組的頭兒，和原先在峴港的工作性質一樣。
像當年曾經部分地資助我父親上大學一樣，軍人權利法案也同樣幫助了我，我註冊上了聖馬特奧學院（College of San Mateo）。芭芭拉和我在一起，她參加了各式各樣的英語、數學、化學基礎班，因為加州政府不承認她在新西蘭的高中成績。我準備努力學習，必須首先學會怎樣學，怎樣鑽研。不過像很多成功人士一樣，我身邊也有一些偉大的老師鼓勵我、激勵我，他們真正關心我的教育。
一位是布魯斯·卡梅倫（Bruce Cameron），他給我上了第一堂英國文學課。布魯斯40多歲，紐約亨特學院（Hunter College）畢業，靠開黃色出租車掙錢完成學業。由於他最近剛獲得碩士學位，所以前一年他就已經搬到加州來這個大學當老師。布魯斯經常告訴我們如果有誰不喜歡或者討厭寫作業，那他可以利用這個機會寫一些自己的靈感。我決定不理睬他佈置的任務，有感於他抽煙的愛好，我給他講了哈里·博格斯（Harry Boggs）的悲慘故事，他是一個煙鬼，死於肺癌。我的這個業餘三幕故事和只有我一人向他挑戰的事實給他留下了深刻的印象。所以我們之間開始了一段友誼，不久逐步上升到定期去他家與他和他妻子帕特共進晚餐，布魯斯不僅待我像朋友一樣，還挑戰我的思想，鼓勵我戰勝一切。我的寫作能力和自信每週都有所提高，不僅表現在英語上，而且表現在那些以前我認為已毫無希望的功課上，比如數學。
化學仍然是我最頭疼的，這門課對於醫生職業來說至關重要。高中讓我對化學過敏，甚至對抓住世界的原子和分子的思想都過敏。我的老師是最近獲得博士學位的凱特·穆拉希吉（Kate Murashige），他對教育的獻身精神點燃了我對化學的熱愛。令我感到吃驚的是，我發現自己喜歡化學偵探工作——用不同的方法發現一種不為人知的化合物。現在一個專利律師凱特（Kate）把我回憶成一個看起來好像要成功取得「A」的學生，這當然是馬後炮了。我開始喜歡我的六門課了，我學習態度的轉變反映在我的成績上——我努力獲得全A，甚至當我每晚都在醫院通班工作時也是這樣。通過課外補習，我計劃用18個月來完成大學前兩年的課，然後我再轉到加州大學去（我負擔不起斯坦福大學的學費）。
一天當我在上法語課時，班裡的那些人不僅說著法語，還喜歡矯揉造作地模仿法國人聳聳肩類似的說話習慣，我感到有點恐懼，這時，一個學生突然闖進來告訴我們肯特州立大學發生了對抗議越戰學生的流血大屠殺。那時尼克松已當選總統，宣稱要結束越南戰爭，但是實際上衝突已經擴大到了柬埔寨，要求和平的反戰運動比比皆是，全國校園已經爆發出要求停戰的抗議。1970年5月4日，星期一，肯特州立大學的4名學生遭國家警衛隊槍擊身亡，還有9人受傷。
我能理解抗議者和政府之間存在的深深的芥蒂。在越南時，我就已經目睹了毫無知覺、野蠻的殘殺，在那裡我本人的反戰情緒也曾一度被激起。但是我也能強烈地感受到身在越南的軍人們的心情。他們大多數是被徵入伍的，就像我一樣，或者有的參軍是為了逃離可怕的家庭生活，有的則是為了冒險，還有很多仍然對我們國家有愛國的情緒。抗議者沒有考慮這些因素。不論戰士的動機如何，不論他到那兒的原因怎樣，他只是另一個「嬰兒殺手」——參考類似米萊（My Lai）[5]的一些事件。上百個手無寸鐵的平民慘遭屠殺，其中包括了老人、婦女和孩子。諷刺的是，這些「豬」們加入國家警衛隊很多原因只是為了避免去越南，而現在其中很多都捲入了這起肯特州立大學槍擊事件。
我的反戰思想在那天最終取得了優勢，我相信我有在越南當醫務兵的經歷可以幫助影響輿論。我的第一想法是我們必須關閉學校，舉行遊行示威來抗議槍擊事件。上千名學生聚集在附近，因為這是一次自發的集會，憤怒的感情無法抵擋。人們一個挨一個拿著麥克風向擁擠的人群演說，輪到我時，我呼籲我們要計劃一次龐大而和平的遊行，要橫穿聖馬特奧市（San Mateo）。第二天，當地報紙頭版貼著我的照片，頭條寫著「這是我們的學校，讓我們奪回它」。
我最終組織了這次遊行示威活動，大學校長和他的職員通過布魯斯與我聯繫。他們似乎被我的非暴力方式所鼓舞，表示願意非正式支持被害學生的遊行，希望能協商出一個和平的結果。當天，超過一萬人參加了遊行。我是帶頭人，後面跟著一副象徵性的棺材。
由於腎上腺素激增，那天的事件除了一個細節外就是一個污點。一輛白色有篷貨車一直慢慢地跟著我們。它的滑行門開著，裡面的人不斷地給我和其他學生領袖照相，我以為是新聞工作者，後來才知道他們是警察和美國聯邦調查局（FBI）的人。遊行以和平的方式結束了。肯特州立大學槍擊事件導致了一場歷史上美國全體學生總罷課。其中4萬人抗議，900多所美國高校停課。在整個騷亂、催淚瓦斯彈和棒棍中，有一個抗議形象仍然清晰地停留在我腦海裡：那是一張加利福尼亞大學聖迭戈分校的新聞照片，上面有個學生自焚。
我懷著復仇心繼續學業。在後來幾次布魯斯佈置的作業中，我必須寫兩份讀書評論，簡要說明我以後的生活方向。首先我選擇了《孤獨的海洋和天空》，在這本書裡，弗朗西斯·奇切斯特（Francis Chichester）充滿激情地描述了他1966年獨自環遊世界的故事。奇切斯特是一名英雄，創下新的紀錄，獲得了騎士爵位。他也描述了他乘坐吉卜賽4號小船歷經的9個月的海上航行，在沒有任何外力援助的情況下，是怎樣努力克服病痛、創傷和危險，以及在波濤洶湧的海浪裡他幾乎被顛覆喪命。對於任何一個人來說，這都是一次傳奇的經歷，更不用說是一名65歲高齡的老人了。我選擇的另一本書是《雙螺旋》（The Double Helix），這本書描述了分子生物學中一項重大發現。書以其輕率著名，他的作者是美國諾貝爾獎獲得者詹姆斯·沃森（James Watson）。這本書最初的名字是《誠實的吉姆》[1]，其中一部分是關於他是如何跌跌撞撞走向成功的，另一部分毫無戒備坦率地寫關於人們如何認為他使用別人的數據作為他最偉大的發現（他甚至草草寫過一篇以「一個罪犯的編年史」為題的文章）。
這裡值得稍微打斷一下，介紹一下沃森的故事。因為這個人以及他的生命、他的科學將會和我的故事密切相關——在我讀他寫的有關他和英國人弗朗西斯·克裡克（Francis Crick）發現DNA結構的故事時，我從來沒有想像過那是什麼東西。沃森描述了他和克裡克怎樣給乏味的英國生物學界提供了大量必需劑量的「基因新鮮空氣」，兩個人計算出DNA分子的化學結構以後，克裡克在老鷹俱樂部吹牛說他們已經發現了「生命的秘密」，也就是這一對生物學家的典型行為，這一聲稱成為人們酒後的笑談。當沃森說，「我們得盡快廣播，如果我們再等一會兒，其他人就難免會想出合適的答案，我們將只能分享他的榮譽了」。[2]他們為其守口如瓶的競爭對手所犯的錯誤歡呼，拒絕按規則玩遊戲。不論他們用好的方法還是不好的都不重要——他們所要的是盡快知道答案。克裡克承認自己有年輕人的一些毛病，如「驕傲自大、冷酷……缺乏耐心、思想渙散」等。[3]倘若按照1953年的既定標準來衡量的話，沃森和克裡克就是分子生物學最初的壞孩子。
在他們和他們的成就後面的是莫裡斯·威爾金斯（Maurice Wilkins）和英國皇家學院的羅莎琳德·富蘭克林（Rosalind Franklin），前者用X線研究DNA的先驅性工作啟發了沃森，後者是雙螺旋故事的另一個重要角色。沃森把「羅斯」（Rosy）[6]描述為一個冷漠、急躁的知識分子：她儲藏了她不理解的數據，使威爾金斯的生活變得很悲慘，對待男人就像對待愚蠢的男學生一樣。反過來，威爾金斯對於她不願承認雙螺旋的存在感到很灰心。在沃森的書中，曾有這麼一個場景，他描述自己在1953年初大步闖進富蘭克林的實驗室，告訴她並沒有領會她所發現的東西的真正含義。
富蘭克林聽後如此生氣以至於從實驗室的長椅子後跳了起來，沃森立刻後退唯恐她打著他。撤退時，幾乎跌倒在威爾金斯身上，後者給他看了富蘭克林用X線拍到的有關DNA最好的照片。這是1952年5月拍的第51張[4]，它顯示出了一個黑色十字交叉物的影像，這對證明雙螺旋結構至關重要。沃森回憶說：「我張著嘴，脈搏開始急跳。」[5]他確定他正在看一條雙螺旋體，他和克裡克正走在正確的軌道上。威爾金斯自從1951年就告訴了他很多信息，碰巧的是，克裡克剛剛發展出一個關於雙螺旋結構在X線衍射下圖樣的理論。DNA結構就現形了，「比我們預先想像的要漂亮得多。[6]」沃森說，因為DNA的鹼基對的互補功能（鹼基A總是與鹼基T對應，鹼基C與鹼基G對應）反映了細胞分裂時，基因組是怎樣被複製的。
有關這一機制的最早記錄為1953年3月17日克裡克寫給他兒子的信：「你現在可以看到大自然是怎樣使基因組複製的。[7]因為如果兩條鏈解開變為兩條獨立的鏈，並且如果每條鏈都可以與另外一條鏈復合，再因為A總是與T對應，C與G對應，我們將可以在原來只有一條鏈的地方得到兩個複製品，換句話說，我們認為我們已經發現了複製機制，通過它知道，生命來自於生命……你可以理解我們是多麼興奮。」
雙螺旋的發現確立了未來科學歷史上的一再發生的主題：有權使用數據。半個世紀後，沃森在他的《傾情DNA》（A Passion for DNA）這本書裡承認；「有些人認為弗朗西斯和我無權使用其他人得出的數據，說我們實際上竊取了威爾金斯和羅莎琳德的雙螺旋理論。」[8]但是沃森後來解釋說皇家學院沒有要求更多的名譽權的原因很簡單：在開始尋找DNA結構的競賽開始時，學院沒有問一個最基本的問題：我們將怎樣取得勝利？
我在學校的努力學習得到了回報。那個學期我得了全A，有兩門是連續得的，和芭芭拉一樣。當我們發現我們已被加利福尼亞大學聖迭戈分校接受為優秀學生時，我們整晚都狂歡痛飲。但是錢仍然是個問題。一季度900美元的學費用當今的標準可能是筆小數目，但是它卻超過了我在加州的獎學金。我必須要找個辦法資助芭芭拉和我的全職學習。作為已婚的學生，芭芭拉和我符合學生貸款的條件，但是我父親同意不要利息借給我們錢——只要寫一張借據。他很明顯對我缺乏信任，但是我還是要感謝他的幫助。
我的染色體和我的弟弟
當我和小弟弟在聖迭戈的海裡游泳時，我看見遠處不到20碼的地方有一條大魚鰭。雖然我們可以很輕鬆地逃離鯊魚，但我還是開始恐慌：基斯天生神經性耳聾，他游泳時把助聽器取了，他不可能聽見我的大叫或者附近漁船人們的呼叫。我別無選擇只好跟在他後面游，指著鯊魚，告訴他注意。當我們最終回到船上時，我想我們肯定像動畫片裡的人物似的，幾乎是跳出水面的。
20世紀五六十年代的社會對任何一個有殘疾的人都是殘酷的。基斯跟我一起上學的那段日子是最困難的。他是家裡最小的，受我們每個人的保護。我們關心我們的基因，畢竟，就像螞蟻、蜜蜂和其他社會昆蟲也都這麼做。在我自己的染色體中是否潛伏著基斯變聾的原因呢？畢竟，我們來自同一組遺傳基因。很多研究把耳聾和基因變異聯繫在一起。在研究一個哥斯達黎加的大家族失聰原因時，一個叫作DIAPHI的基因被認為與其耳聾有關係；另一個叫作TMIE的基因則與老鼠以及幾個印度、巴基斯坦家族耳聾有聯繫。這些基因突變我都不存在。
另一個候選基因是CDH23，它好像在耳朵深處的毛髮細胞中發揮作用。以毛髮細胞表面毛狀突出物命名，內耳能夠辨明聲音，耳蝸是其中一個螺旋狀貝殼似的結構，在它周圍分佈的毛髮細胞形成一個帶狀振動傳感器。我同樣檢查了這個基因，看是否有毛病，但是仍然沒發現問題。如果我們要揭示基因是否對基斯的聽覺造成威脅，最終我將不得不分析他的染色體。
我們搬到了德爾瑪（Del Mar）的第15街的一座房子後的小單元住房裡，這裡可以看海景。在附近的使命灣（Mission Bay）我仍保留著我那條6米長的帆船。在一天早上，我用木塊和一個純鋼質的啤酒桶製造了一台老式發動機。大海在我生命中仍然很重要，在德爾瑪，去好的衝浪海灘只需很短的路程，就在離黑色海灘不遠的地方，有一段很長的沙灘，偶爾能見到幾個暗礁，那裡隨處可以看見游泳的人。我弟弟基斯在附近的聖迭戈州立大學（San Diego State University）學習，我們經常一起游泳，一起為了一場公開的拉荷亞1.6千米游泳競賽而訓練。
當不在海灘或者衝浪時，我就在教室裡。老師當中有一位叫戈登·佐籐的日本口音的老師，他個頭矮小，在第二次世界大戰中被分配到一個再安置營（relocation camp），後來就成了一名美國士兵，然後回到了加利福尼亞教生物化學。佐籐的實驗室裡好像總是有漂亮的女人去「教他新語言」，但是他對學生總是善意地漠不關心。然而我在他班上表現卓越，他似乎也很想鼓勵我。我著迷於他講的細胞培養方法，細胞組織可以和酶發生作用溶解並產生獨立的活細胞，然後在塑料器皿中發育成長。佐籐好像認識到我可能有比當醫生的更大的潛力：一天我們坐在太陽下聊天，他問我是否對基礎研究感興趣。事實上，我早就想深入探究我曾做過的一個從小雞胚胎心臟分離細胞的試驗了。
幾天後，佐籐告訴我說著名生物化學家、酶學界頭號人物內森·卡普蘭（Nathan O.Kaplan）想來看我，不僅是因為他對我不同尋常的歷史背景留下深刻的印象。雖然我不過是一名大學生，卡普蘭鼓勵我提出一個能激發他好奇心的研究計劃。我沒花多長時間就找到了：我想研究由腎上腺素引起的「斗或逃」反應。隨即我由一名醫學院學生向科學家演變的重要時刻來臨了，我問腎上腺素是怎樣使細胞收縮加速的。我以為有人已經知道問題的答案了，但是奇怪的是，儘管這個機制對於我們的生存至關重要，卻沒人知道。在他們的安排下，首先第一步讓我讀了好幾天的科學文獻，我開始學習受體，它是細胞中一種與麻藥和激素互相作用的蛋白質。得到英國學界支持的一個理論是腎上腺素在細胞內工作，而盛行美國學界的一個觀點是它在細胞表面工作。我告訴卡普蘭只要用幾片同等收縮的心臟細胞來研究腎上腺的活動，我們就可以結束這場爭論了。他喜歡這個主意，不僅給我機會讓我來做這個計劃，而且還讓我擁有了自己的小實驗室。那時，卡普蘭已經有40多位科學家為他工作了，他們擠在幾個實驗室裡，那些希望擁有自己工作空間的人發現一間覬覦多時的多餘的實驗室被分給了一個沒有任何研究經驗的大學生時，感到很不高興。
我設計的實驗是用鉗子在一個受精12天的雞蛋殼的上方開一個洞，把裡面的物質提取出來放在培養皿中，每個胚胎是透明的，有大大的眼睛。它那紅紅的、跳動的心臟透過皮膚可以很明顯看見，我用外科手術剪刀把它分離，切碎，然後用酶溶化和心臟細胞黏在一起的膠原質。細胞在體溫環境和有糖原、氨基酸和維生素等的生長媒介中培育了一天後，我通過顯微鏡觀察到一個奇跡：我從小雞身上剝離的小細胞已經附著到塑料器皿表面，並且變平了。它們每一個都是濃縮的，就像幾千個小心臟一樣。我觀察了幾小時，又看到一個奇跡：幾天裡，心臟細胞分裂了，開始互相接觸，它們的搏動變成同步，一個疊一個，直到最終整盤的細胞濃縮成一個整體。
當卡普蘭和其他科學家看到心臟細胞在培養器皿中辛勤工作時，感到和我一樣很激動。我向它們噴出一點腎上腺素，反應令人不可思議：心臟細胞馬上收縮得越來越快。而一旦沖洗掉腎上腺素，它們就回到正常速率了。再多加一點腎上腺素，它們就再一次開始加快收縮。當我和卡普蘭討論我的發現時，我們提出了一個揭開腎上腺素秘密的新穎的方法。當時我不知道的腎上腺素在細胞的什麼地方起作用這樣一個基本問題將會佔用我後來的10年歲月。
回到東部，在諾貝爾化學獎獲得者克裡斯汀·安芬森（Christian B.Anfinsen）的國家衛生研究所（NIH）實驗室裡，一個名叫佩德羅·誇特雷卡薩斯的年輕科學家已經把胰島素附到由糖分子（瓊脂糖）製成的微小珠子上並發現，由於珠子的大小，胰島素不能進入脂肪細胞，但是胰島素仍然可以通過刺激脂肪細胞來傳遞它的激素功能從而吸收葡萄糖，然後再把它轉變為甘油三酯（脂肪）。這個方法既簡單又較好地證明了胰島素對一個受體的作用，這個受體顯然存在於脂肪細胞表面。
在卡普蘭實驗室利用自己的專業知識，我能做一些類似的工作找出腎上腺素在哪兒起作用。在那裡，傑克·狄克遜正通過把這些大的蛋白質分子附到砂粒大小的玻璃珠子上來研究酶的活性。因此納特（Nate）[7]建議我和傑克合作，看是否有化學方法把腎上腺素分子附到珠子上，並且仍舊保持它在心臟細胞上的生物活性。
這需要一些努力。我們弄出一個長「分子臂」，它的一端可以以化學方法吸附到玻璃珠上，同時另一端抓著腎上腺素分子並保持它與玻璃珠足夠遠，這樣腎上腺素就能夠到達假定的細胞表面的腎上腺素受體了。我們做了第一批「腎上腺素玻璃珠」，經過大面積的清洗去除任何自由的腎上腺素準備試驗使用。
顯微操縱器可以把物體移動很小的距離，我用它把一些玻璃珠放到心臟細胞附近。什麼也沒發生，這是一個好跡象：腎上腺素沒有浸出珠子。稍微轉動顯微操縱器的旋鈕，我逐漸移動珠子輕輕接觸心臟細胞，細胞馬上跳到一個新的地方。真令人高興啊！由於相同的機制，我自己的心臟也跳動起來。我把珠子移走，細胞重新恢復了它們正常的節奏。我用沒受染的玻璃珠重複這個操作：結果什麼也沒有發生。卡普蘭像個孩子般對我的結果表示致敬。他抓住同事、學生、朋友——事實上鄰近的任何一個人——催促他們趕快看和顯微鏡相連的小電視屏，我正把那些珠子在心臟細胞上下移動。