1944年，当日本侵略军在中国战场进退两难之际，二十岁的木村资生(Kimura Motoo)进了京都大学。为了避免被投入到前景暗淡的战场中去，木村到了细胞学实验室学习遗传学。日本无条件投降以后，木村已获得了理学硕士学位，并开始群体遗传学研究。1953年夏天到美国继续深造遗传学，1956年获博士学位，后回日本国家遗传学研究所从事教学和研究工作。
就在综合进化论大局已定的时候，以1953年DNA双螺旋结构模型为标志，国际生物学研究进入了分子生物学时代，用分子生物学来研究进化论是一种新兴的领域。当很多人以为新的科学将提出新的理论，并威胁到达尔文主义时，出人意料的是，新型的研究方式和研究成果不但没有影响达尔文的理论，相反，却有力地支持了进化论。所有的生物都在使用几乎相同的分子机制构建自己的机体。中心法则表明，生物信息只能从核酸传递给蛋白质，而蛋白质却无法把大量信息传递给核酸，这从根本上否定了拉马克的获得性遗传的可能性，也使综合进化论的核心更加干净简洁。
分子生物学还为进化论研究提供了很多新的工具，其中重要的一条是，可以在分子水平上比较各物种关键蛋白质的氨基酸序列或者重要基因的核苷酸序列，根据序列差异大小来确定物种亲缘关系的远近。这要比寻找古化石证据来判明物种之间的亲缘关系要方便得多，似乎也更准确得多。
很多学者在做这样的工作，当时测定核苷酸序列还不太容易，但用电泳的方法方便地比较同类蛋白质之间的差距已成为可能：把需要研究的蛋白质放在一个合适的跑道上，通电以后让它们一齐向前跑，如果蛋白质完全相同，那么跑出来的速度和方向就是完全一样的。一旦两种蛋白质之间有一些氨基酸序列发生改变，那么就会跑出不同的结果来，距离相隔多大，基本能表明氨基酸序列差距有多大。而氨基酸序列差距越大，表明基因序列差距越大，从而证明两种物种之间的亲缘关系就越远。
用这种方法研究不同物种中执行相同功能的蛋白质，甚至同一生物体内也会含有功能相同但结构不同的蛋白质。这些蛋白质虽然结构不同，但在完成相同工作的时候，工作的效率并没有因为氨基酸序列的不同而受到过太大的影响。一种蛋白质能干好的事情，换了一种稍有不同的蛋白质，照样完成得漂亮。进一步表明控制相同性状的等位基因也有很多面孔，就好比是一个人戴了很多面具，但干的是相同的活。现在的问题是，实验证明，不同的面具太多了，大大高于原先的判断。这意味着什么呢？意味着蛋白质的变异速度要比原先估计的要高得多。变异高得多又说明了什么？说明蛋白质变来变去不是什么大不了的事情！
也就是说，这些变异了的蛋白质都能完成正常的生理功能。同时也就表明，一些基因就算发生了一些突变，也没什么大不了的。
这又是什么意思？
意思是，自然面对如此多的突变，却并没有做出选择！或者，自然即便做出了选择，也只是淘汰那些极度不符合条件的突变体，而对大多数的中性突变体，大自然是无动于衷的。
把这个中性选择学说换一个词说，就是自然不选择。
这下问题大了，既然自然对某些突变不选择，那么，是不是意味着，适应性的变化只不过是进化的一个部分？有学者就提出，适应性的变化并不完全等同于进化，此前的研究太看重适应性的意义了，从而把解释适应性的学说等同于解释整个生物进化的学说。而这似乎是一个误区。
然而木村本人没有这个意思，他本是自然选择进化论的忠实信徒，否定自然选择的念头是他平时想都不会想的，但他的研究结果却让他不得不这么想。
他领导的研究小组通过计算发现，从整个基因组水平来看，碱基发生替换的速率大概是每两年一个；而此前霍尔丹有过一个计算，证明每一次替换突变平均约需300个世代的时间，这两种结果相差太大了，肯定是什么地方出了差错。而木村一向崇拜霍尔丹，深信只要自然选择的力量存在，霍尔丹的计算就不应该有什么大错，可是自己的计算也没问题，那么问题出在哪里呢？
结论只能是，在分子水平上，大自然并没有产生应有的严厉的选择力量，大部分碱基替换产生的突变并没有被自然选择淘汰。这种突变对机体可能很有好处，也可能没有更多的好处，但也没有那么多的害处，它们是中性的，这就是中性突变理论。木村在1968年正式提出了这个进化论上的重要理论。
中性突变理论还认为，在不同物种体内执行相同功能的同一种蛋白在漫长的进化过程中有一个固定的突变速率，这种速率是如此稳定，几乎可以拿来当作衡量生物进化速率的“分子钟”，而这也是中性突变理论的一个证据。因为环境是瞬息万变的，那么由此造成的自然选择的速率也应该是快慢不齐的，可是“分子钟”却给出了一个反证，充分证明自然选择的力量在分子水平不是那么强烈，所以“分子钟”才能我行我素地向前爬动。
日常所用的时钟可以用小时为单位，那么分子钟应该以什么为单位呢？以代为单位还是以年为单位？木村认为，进化的速率与基因突变的速率成正比，而细胞分裂的时候基因才最容易发生突变，因此，分子钟应该以代为单位。凡一代时间比较短的物种，分子钟相应跑得就快些，一代时间比较长的物种，分子钟当然就要慢些了。
木村还有一个更漂亮的证据支持他的理论：很多功能蛋白都是复杂的复合体，内部往往会分为几个区域，这些不同的蛋白区域的重要性也不同，一些活性区域执行着蛋白的主要功能，是蛋白质的核心所在，这些部位的氨基酸序列往往比较保守，轻易不会改变，进化的速度也就比较慢。其他区域算是郊区，进化的反而比较快些。木村认为，越是重要的区域，面临自然选择的压力就越大，进化的速率应该越快才对，就好比是重要的领导岗位，面临很多优秀人才的竞争，干不好就淘汰，所以换人应该也快；而扫大街的岗位是没有多少竞争压力的，所以换人相应就慢。可是现在蛋白质却倒了过来，反而是重要的领导岗位换人慢，扫大街的却换人较快。这说明自然选择没有起作用。这从相反的角度证明中性选择理论是正确的。因为在重要区域，不存在可有可无的中性突变，大多数突变都是破坏性的，严重影响了蛋白质的功能，这样的突变不能得到保存。所以，区域越是重要，中性突变就越少，进化当然也就慢了下来。
1983年，中国中央电视台开始搞春节联欢晚会的时候，木村资生把自己对中性学说的认识进行了一次全面总结，写成一本专著《分子进化的中性学说》。这一理论在世界范围内受到了学习和尊重，也打破了综合进化论一直以来的统治局面，被认为是达尔文自然选择进化论以来最有创造性的进化理论之一，也让木村成为了一位进化生物学方面的重要理论家。尽管这一点还有争议，但木村分别得到了美国科学院院士头衔和日本科学院院士头衔，则是对他的充分肯定。
中性选择学说无疑是往生物学界扔了一颗炸弹，特别是让进化论领域的学者们又吵开了锅。主流的自然选择派人物当然不能容忍否定自然选择的威力，他们针对木村的论证，给以针锋相对的一一反驳，一时间成为论战的焦点之一。
自然选择派指出，自然选择本身可以分为硬性选择和软性选择。硬性的自然选择就像是脾气暴躁的老师，学生是不敢跟他硬踫的，只要与之相抵触，立马会遭到淘汰。有一部分蛋白质的突变就是触犯了硬性的自然选择。而软性的自然选择则相对温柔，就好像是脾气很好的老师，就算学生有一点违反纪律行为也不会被他立即赶出教室。另有一些蛋白质突变面对的就是这种软性选择，所以不会被淘汰。
既然自然选择软硬不定，那么蛋白质进化的速率也就飘忽不定了。因此，不能据此推测说蛋白质的突变速率过高。
另一个问题，也就是木村指出的每两年左右基因组就会有一次突变的情况。自然选择派也提出了不同看法，因为这是木村假设每个基因都单独接受自然选择的压力才出现的结果，而事实上很多基因会联起手来，共同接受大自然的选择。这样一来，分子的实际进化速率就没有木村说得那样有那么高。
关于分子钟，自然选择派也提出了怀疑。根据实验得出的数据，蛋白质的分子钟并不像木村所预言的那样以代为单位，而恰是以绝对时间为单位的，也就是说，无论一个物种的一代时间是长还是短，分子钟跑的速度都是一样的。这一结果与中性选择学说相违背，却符合自然选择的原则。比如，普通小鼠大约每四个月繁殖一代，而大象则需要三十年才繁殖一代。它们都要接受细菌的选择。对于小鼠而言，一代时间内，它身上的细菌可以积累四个月的突变结果，这样就对小鼠作出了一次选择。不能抵抗细菌选择的小鼠将被淘汰。对于大象而言，却需要三十年才作出一次选择。可问题是，三十年后，在大象身上居住过的细菌要比在小鼠身上的细菌多出一百倍突变的可能。因此，细菌对大象的选择强度也要超出小鼠的一百倍。这样一平衡，虽然小鼠和大象一代时间长度不同，但进化的速率却是相同的。这一解释完全与自然选择相一致。