噬菌體頭部含有DNA，其他部分都是蛋白質，現在的問題是要區分它進入大腸杆菌後是靠哪一部分遺傳繁殖的。好個搞原子物理的德爾布呂克，他立即從物理學的武庫裏借來了放射性同位素標記法，和生物學家赫爾希等人設計了一個極妙的試驗。
原來DNA中隻存在磷，不存在硫，而蛋白質中大多是硫，隻有極少的磷。
於是他們用放射性磷（32P）和放射性硫（35S）來分別給DNA和蛋白質做了記號。然後用做了記號的噬菌體去感染大腸杆菌。帶有放射性的噬菌體就像背了一個發報機一樣，人們隨時可以接收到它發回的信號，掌握其行蹤。果然，這一著很靈。他們發現，當噬菌體侵入細菌內部時是將身體外殼留在細胞壁外，而將DNA滲入細胞內，這通過記錄到的32P和35S就可以分得一清二楚，確實是隻有DNA進入大腸杆菌內。但是20分鍾後生成的噬菌體仍和原來一模一樣，這就再清楚不過地證明隻有DNA才是真正的遺傳物質，執行遺傳任務的並不是蛋白質。德爾布呂克因這項發現而獲得1969年的諾貝爾醫學和生理學獎。他半路出家，善借他山之石，終於有了殊勳，被後人尊稱為“分子生物學之父”。
DNA就是遺傳物質，那麼它是一個什麼樣的結構，怎樣實現遺傳的呢？這個生物學中的大難題卻又是一個物理學家首先來作答案。讀者還記得，1900年這個年頭發生了兩件事，一是孟德爾遺傳學說被重新發現，二是普朗克創立能量子概念。想不到四十多年後這兩條各不相幹的河卻流到了一起。1944年量子力學家薛定諤（1887—1961）寫了一本研究生物學的書《生命是什麼？》。他指出遺傳物質可能是由基本粒子連接起來的非周期結晶。它就像電報中的電碼，通過“·”和“—”組合成一種密碼，這種生命的密碼被複製，傳給後代，這就是遺傳。真是無獨有偶，薛定諤這本書和玻爾的那篇演講同樣出手不凡，很快成為名著廣為流傳。在為這本書所激動的許多讀者中也有一位青年物理學家叫克裏克（1916—），他本畢業於倫敦大學，曾專攻物理，但看到薛定諤的書後就如德爾布呂克一樣決心轉攻生物，便來到劍橋的卡文迪許實驗室。這時克裏克又遇到了從美國來的華特生（1928—），他本是學動物學的，也是受到薛定諤那本小冊子的影響來探索遺傳之謎。於是兩人合兵一處開始探求DNA的結構。話說當時一起向DNA這個神秘王國進軍的共有三支人馬。
這第一支人馬是倫敦大學的威爾金斯領導的一個小組。他也是用物理辦法，請X射線來幫忙。因為DNA是生物高分子，普通光學顯微鏡根本看不到它的結構。X射線波長很短，穿過DNA分子時，射線打在分子的不同位置，造成在一些方向上加強，在另一些方向上減弱，這叫衍射。分析這種衍射圖樣，就可以確定原子間的距離和排列，這樣就可以弄清它的分子結構。威爾金斯就用這種辦法拍到了一張DNA晶體結構的照片，這上麵是一片雲狀的圈圈點點，他不敢立即下結論，隻猜想DNA的結構大概是螺旋形的。
這第二支人馬是美國的結構化學權威鮑林（1901—1994）領導的小組。1951年夏天他先用X射線探測蛋白質的結構，順利地得出阿爾法螺旋模型，眼看離探清DNA的結構也隻有一步之遙了。
這第三支人馬就是半路出家的華特生和克裏克了。論實驗條件是威爾金斯實驗室最好，論知識底子是鮑林最雄厚，但是論年齡卻是華特生和克裏克最年輕，思想也最少保守。