在1920年代，因為一系列的發現，分子生物學家們開始瘋狂尋找所謂的「遺傳物質（genetic materials）」到底是什麼東西。
倘若你翻開分子生物學教科書，例如Benjamin Lewin著名的Genes系列，或由James Watson掛名作者的Molecular Biology of the Gene，在描述這段歷史的時候，多半會提到Frederick Griffith的transformation實驗、第一次確認純化DNA為遺傳物質的Avery–MacLeod–McCarty experiment，和用標定技術確認DNA為遺傳物質的Hershey-Chase experiment。後兩個實驗，一般會被當作是確認DNA為遺傳物質的重要里程碑。但如果你的教科書寫得夠仔細，一定也會提到，在這兩個研究發表之後，大多數的科學家，卻仍然不太願意接受「DNA就是遺傳物質」這樣的概念。
了解這段歷史，對於了解到底為什麼科學有其極限，以及為什麼科學如此強大，還有到底為什麼evidence-based decision是一個既主觀，卻又非常能夠讓人信賴的方法，會有很大的幫助。所以接下來，就讓我們來稍稍回顧一下這段有趣的分子生物學發展史。
【The Streptococcus pneumoniae transformation】
Streptococcus pneumoniae的中文名字，一般應該是翻作肺炎鏈球菌，而他最著名的特色，就是會在人體引起肺炎，同時他也會感染老鼠。
肺炎鏈球菌有幾種不同的亞型（strains），其中一種亞型，Griffith將之稱為S亞型，因為這種亞型的肺炎鏈球菌，在細胞壁的外頭，還有一層多醣體莢膜（polysaccharide capsule）。這種莢膜滑滑黏黏的，讓S亞型的肺炎鏈球菌，在形成聚落（colony）之後，會看起來有比較圓滑的外觀，因此被稱做是S亞型（S for smooth）。這種亞型的特色，是他在給染老鼠之後，會很快地造成老鼠死亡。
Griffith還發現有另一種亞型，他稱作R亞型。這種亞型沒有多醣體莢膜，看起來比較粗糙（R for rough），且在感染老鼠之後，也不會造成老鼠死亡。
Griffith首先發現，如果他用熱殺死S亞型的肺炎鏈球菌，然後再注射這些細菌的屍體進入老鼠之中，老鼠並不會死亡。也就是說S亞型要致老鼠於死，必須要是活得才行。
但接下來Griffith發現，如果他把死掉的S亞型和活的R亞型混在一起，注射到老鼠裡，老鼠卻會死亡。更有趣的是，當Griffith再把肺炎鏈球菌，從注射了混合S和R而死掉的老鼠中分離出來，再把這些新的肺炎鏈球菌注射到新的老鼠中，這些新注射的老鼠，便又都會死亡，而且這些新的肺炎鏈球菌所形成colony，看起來會和S亞型一樣，變得圓滑。
從這些實驗的現象，Griffith推論，那些死掉的S亞型，不知道怎麼的，會把R亞型變成S亞型。這個現象，Griffith把它稱作「轉型（transformation）」。
【The Avery–MacLeod–McCarty experiment】
在Griffith的研究發表之後過了大約20年，科學家開始有能力使用比較精確的分離技術。因此， Oswald Avery、C. M. MacLeod和M. McCarty決定著手研究到底造成轉型的是哪一種物質。
他們把用熱殺死的S亞型用不同的方法做簡單的分離，然後看看分離出來的哪一個部分可以用來造成R亞型的轉型。受限於當時的分離技術，以及對於到底哪個物質可以造成轉型完全沒有概念，這幾個Rockefeller的研究者，只能用相對粗糙的方離方式，依照物質的物理和化學性質，將他們大致的分離。他們發現只有其中一種分離物，可以造成轉型，且按照其物理和化學的特性，他們認為這個物質應該是DNA (The inducing substance, on the basis of its chemical and physical properties, appears to be a highly polymerized and viscous form of sodium desoxyribonucleate)。
不過這種粗糙的分離技術，以及用物理和化學性質去猜是什麼物質的方法，並不夠精確，且他們無法排除是少量和DNA性質相近，殘留在DNA萃取液中的RNA，造成轉型這個可能性，所以為了更加確定DNA就是轉型物質，Avery等人決定反過來做，使用不同的酵素，一次移除一個物質。
他們使用可以切除蛋白質的酵素（trypsin）移除蛋白質，發現S亞型的屍體依然可以造成轉型。接著他們試了可以切除RNA的酵素（ribonuclease），結果也一樣。但當他們使用只能切DNA的酵素，他們發現S亞型屍體造成轉型的能力就消失了，因此他們就下結論，認為DNA就次造成轉型的物質。而由於這個轉型物質可以一代一代傳下去的特性，因此這也被認為是第一個提供了DNA就是遺傳物質證據的實驗。
【Criticism and reluctant acceptance of the academy】
即使以現在的標準來看，這個實驗都算是做得滿好的了。但考量到當時的技術水準，這個實驗還是有很多可以被批評的地方。例如分離技術的限制，導致很多科學家認為他們的分離物可能不夠純，裡頭少量的不純物，可能會造成解讀上的錯誤。
本來Avery他們使用酵素，就是要對付這樣的批評。然而，再度受限於當時技術的限制，他們其實並沒有辦法分離出高純度的DNase，也就是只切DNA的酵素。他們能做到的，只有分離出可以切DNA的"crude extract"，但裡頭到底有什麼東西，或沒有什麼東西，其實他們也不太知道，唯一能確定的是裡頭一定有可以切DNA的酵素。
這雖然是一個頗大的弱點，但卻不是Avery–MacLeod–McCarty experiment不被接受的主要理由。主要的理由是，在當時的科學界，主流的想法是蛋白質才是遺傳物質。
這個想法背後的理由很簡單：「遺傳物質必須準確傳遞非常多樣、非常複雜的性狀，所以這個物質本身的複雜度必須很高」。而由20種氨基酸組成的蛋白質，顯然比只由四種不同核苷酸組成的DNA要複雜得多。因此，雖然客觀上Avery等人的實驗提供了相當不錯的證據，支持DNA才是遺傳物質，但主觀上，大多數的科學家並沒有被這一個實驗給說服。
【The Hershey-Chase experiment】
1952年的時候，Alfred Hershey和Martha Chase做了一個實驗。當時已經知道，T2 噬菌體（phage）會感染細菌，並在大腸桿菌體內複製。Hershey和Chase認為，T2噬菌體要精確複製自己，就必須把遺傳物質送進大腸桿菌裡面。因此，如果他們能夠知道是什麼東西被送進了大腸桿菌，就能提供遺傳物質到底是什麼的證據。
前面提過，當時科學界的主流，是認為蛋白質才是遺傳物質，但是Avery等人的轉型實驗卻支持DNA才是遺傳物質。恰好，當時已經知道，T2噬菌體是由蛋白質和DNA兩種物質組成，因此就成為了解決這個爭議的好材料。
Hershey和Chase很聰明的由DNA和蛋白質的分子組成下手，利用DNA含有磷而蛋白質沒有，然後蛋白質帶有硫，但DNA沒有的特性，分別以同位素磷32和同位素硫35標記DNA和蛋白質。
他們讓帶有兩種同位素的噬菌體分別感染大腸桿菌。噬菌體在感染大腸桿菌之後，Hershey和Chase利用果汁機，輕輕的把留在大腸桿菌表面的噬菌體外殼，和大腸桿菌給分離開來。這裏的假設是，噬菌體在把遺傳物質打入大腸桿菌中，開始複製之後，他的外殼，依舊會留在大腸桿菌表面。所以如果他們能夠把大腸桿菌的外殼，和噬菌體給分離開來，他們就可以分辨到底是什麼物質留在大腸桿菌裡面，而這個東西，就應該是遺傳物質。
把大腸桿菌外殼震掉之後，Hershey和Chase利用離心的方式，把病毒外殼和大腸桿菌給分成兩層。接著他們發現，當感染細菌的噬菌體，標記著磷32的噬菌體，總是會和大腸桿菌層出現在一起，反之，標記著硫35的噬菌體，總是會出現在病毒外殼那一層。更重要的是，標記著磷32的噬菌體，其後代也會帶磷32，但標記著硫35的噬菌體，其後代並不會繼續帶有硫35。
研究至此，Hershey和Chase就可以相當有信心的下結論：會進入大腸桿菌中的物質，是DNA，而非蛋白質。且DNA可以傳到下一代的噬菌體中，所以DNA才是遺傳物質。
他們讓帶有兩種同位素的噬菌體分別感染大腸桿菌。噬菌體在感染大腸桿菌之後，Hershey和Chase利用果汁機，輕輕的把留在大腸桿菌表面的噬菌體外殼，和大腸桿菌給分離開來。這裏的假設是，噬菌體在把遺傳物質打入大腸桿菌中，開始複製之後，他的外殼，依舊會留在大腸桿菌表面。所以如果他們能夠把大腸桿菌的外殼，和噬菌體給分離開來，他們就可以分辨到底是什麼物質留在大腸桿菌裡面，而這個東西，就應該是遺傳物質。
把大腸桿菌外殼震掉之後，Hershey和Chase利用離心的方式，把病毒外殼和大腸桿菌給分成兩層。接著他們發現，當感染細菌的噬菌體，標記著磷32的噬菌體，總是會和大腸桿菌層出現在一起，反之，標記著硫35的噬菌體，總是會出現在病毒外殼那一層。更重要的是，標記著磷32的噬菌體，其後代也會帶磷32，但標記著硫35的噬菌體，其後代並不會繼續帶有硫35。
研究至此，Hershey和Chase就可以相當有信心的下結論：會進入大腸桿菌中的物質，是DNA，而非蛋白質。且DNA可以傳到下一代的噬菌體中，所以DNA才是遺傳物質。
【Doubts remain】
Hershey-Chase experiment發表之後，DNA是遺傳物質這點，應該就已經非常明顯了。然而，科學界對於這個實驗結果，卻仍然抱持著懷疑的態度。有些人依舊認為污染是一個很大的問題，另一些人則認為，噬菌體和細胞畢竟不同，所以這個結論，不見得有辦法套用到細胞中。DNA在分子組成上遠比蛋白質簡單，而噬菌體也遠比細胞在構造上來得簡單，所以DNA能夠作為噬菌體的遺傳物質，但不能作為細胞的遺傳物質，這樣的說法，似乎也有其道理。
除了這些質疑之外，也有許多科學家也開始思考，假設Hershey和Chase的研究結果是對的，那麼分子組成簡單的DNA，到底是透過什麼樣的方式，將生物體驚人的複雜性，相對精確的一代一代傳下去？也是因為這樣的疑問，才引領了之後的一堆研究，最終導致James Watson和Francis Crick找出舉世聞名，開創現代分子生物學的DNA雙股螺旋結構。
回過頭去看，我想我們可以很公平地說，Avery–MacLeod–McCarty experiment，成功的立下了DNA是遺傳物質的基石，而Hershey-Chase experiment則是讓這個DNA是遺傳物質這個假說，變得難以忽略。可是你卻沒辦法清楚地找出一條界線、一個單一的實驗或一篇論文，清楚的告訴你，DNA就是遺傳物質，case closed。在這個建立DNA是遺傳物質的過程中，每一個實驗，都是建立在先前實驗的結果之上，或著透過不同的角度，去驗證先前提出的實驗結果。在這樣的過程之中，讓眾多支持DNA是遺傳物質的實驗證據，變得越來越不可忽視，也慢慢的，變成大家的共識。
【Individually weak, collectively robust】
這段建立DNA為遺傳物質歷史，完美地說明了用科學強大與脆弱的原因。科學實驗的特點是，每個實驗，都不會是完美的。即使你設計了再漂亮的實驗，你的結論，都可能會有瑕疵與無法說服別人的地方。甚至其他人，可以光靠主觀上的不認可，就拒絕你的研究，對你的實驗結果提出許多質疑。
可是當實驗結果不斷累積，以不同角度研究同一件事，從不同面向提供指向同一個方向的證據，或著以後續實驗，強化先前實驗的結果，彌補先前實驗的弱點，補強其不足之處，研究的結果將變得越來越難以忽略，也越來越難提出有力的質疑。慢慢地，某一結論變成大部分人都接受的共識的那天，就會到來。這就是為什麼，我們會說單一實驗證據，並不是拿來當作決定性證據，但科學研究整體而言，卻是decision-making最強大的基石。
如果能夠對這點有所認知，就會明白evidence-based decision making，是一個就現有證據，主觀下判斷的過程。而隨著證據越來越多，我們的主觀判斷，會和客觀事實越來越接近，也因此會讓我們的判斷能夠更貼近現實。
這個朝客觀事實靠近的過程，經常都不是直線前進的，他會有些曲折，甚至有時會發現我們走錯了路，所以我在這系列前面的文章中，才會一直強調，提出單一論文當作證據，要別人都閉嘴的做法，並不符合evidence-based decision making的精神。
但另一方面，科學提供了我們能夠自我修正的能力，使得我們最終能夠根據一大堆證據，做出相對貼近客觀實驗證據支持的判斷，這個，才是我們要推動vidence-based decision making的最重要原因。
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