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发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Science
标  题: 第七章 十九世纪的生物学 3
发信站: 哈工大紫丁香 (Wed Aug  6 21:23:55 2003)

地质学

    拉普拉斯由于企图提出一个合理的学说来说明太阳系的起源，就促使人们注意到这个

问题并激发了人们把地球当做太阳系的一部分加以研究的兴趣。不幸，在不顾教皇的无上

权威，思想自由最为盛行的国家，《圣经》文字的权威也最为深入人心。所以在《创世记

》以外任何有关地球起源的看法，必须经过一番新的斗争，才能得到一般的承认。就是在

十九世纪中期，还有人认真地说化石是上帝（或魔鬼）埋藏在地下，以考验人们的信心的

，但是我们都知道化石告诉我们的是另外一套故事。

    从很早的时候以来，在开矿的过程中，人们就得到一些有关岩石、金属与矿物的知识

。正象一些希腊哲学家那样，达·芬奇与帕利西（Palissy）已经认识到化石是动植物的遗

体，但是一般人却以为化石是“造物的游戏”，是一种神秘的“溯形力”——自然界以各

种方法创造所喜爱的形式的倾向——的产物。只有个别的观察者，如斯坦森（Niels 
Stensen，1669年），才认识到我们可以利用化石来探索地球的历史，但这种看法没有得到

一般人的接受。伍德沃德（Johnwoodward，1665－1728年）赠给剑桥大学的大批化石大有

助于证实化石来源于动植物的看法。1674年，佩劳尔（Perrault）证明地上的雨量足以解

释泉水与河流的来源而有余，盖塔尔（Guettard，1715-1786年）说明风化怎样改变了地球

的面貌。虽然如此，仍然有人对事实加以曲解，以附会圣经中关于天地开辟时有洪水或大

火的说法，而有水成派与火成派的争论。

    首先有系统地和这种观点作斗争的是在1785年发表《地球论》的赫顿（James Hutton

， 1726-1797年）。这一次又是对自然过程的实际认识，铺平了科学前进的道路。赫顿为

了改进他在柏韦克郡（Berwickshire）的农场，先在诺尔福克（Norfolk）研究本国农业再

到荷兰、比利时与法国北部学习外国的农业方法。他对人们所熟悉的沟、坑、河床等熟思

了十四年，然后回到爱丁堡，奠定现代地质科学的基础。赫顿认为岩石的层化与化石的埋

藏现今仍在海、河、湖沼之内进行。赫顿说：“不是地球固有的因素不予使用，而且不了

解其原理的作用不予承认”——这是一句真正的科学格言，因为它力求避免一切不必要的

假设。

    一直到沃纳（Werner）指出地质岩层有规律地相继出现以后；一直到斯密斯（Willia
m
 Smith）根据化石的客藏算出岩层的相对年龄以后；一直到居维叶根据在巴黎附近发现的

化石与骨骼、重新构成久已绝迹的哺乳动物以后；一直到拉马克（Jean Baptiste 
deLamarck）比较现今的介壳和化石的介壳，而加以分类以后；最后一直到赖尔（Charles
 
Lyell）爵士把说明水、火山与地震等因素至今仍在改变地球的证据以及有关化石的事实，

都收罗在他的《地质学原理》（1830-1833）之内以后，赫顿的“天律不变学说”才得到普

遍的公认。长期不断的过程所积累的效果第一次为人类所充分把握；人们觉得利用岩石的

记录，印证眼前仍在进行的自然作用进行推理，我们可以寻出地球的历史，至少可以寻出

地球上有生物的一段时期的历史。

    化石的生态说明生命在各确定的时期里有很大的改变。这与阿加西斯（Agassiz）与巴

克兰德（Buckland）在1840年左右最先收罗到的关于冰河作用的地质证据是符合的。这些

地质证据可以说明各个冰期。

人类的起源与年龄的问题是人类特别感兴趣的问题。由于发现原始人所用的石器，由于在

现今欧洲已绝迹的动物遗骸附近发现兽骨和象牙雕刻，赖尔才得以在1863年确定人类在生

物的长系列中的地位，而且指出人类在地球上存在的时期比公认的圣经年代学所说的年代

要长得多。现在看来，很可能，我们的祖先摆脱比较原始的状态成为真正的人，约在距今

百万至千万年之间，而文明不过是五千至六千年间的事。

自然历史

    在布丰发表了他的巨著《动物的自然历史》以后，又有一位法国人对分类问题进行研

究，把分类法放在坚实的基础之上。乔治·居维叶（Georges Cuvier，1769－1832年）是

一新教教士的儿子。他父亲从朱拉（Jura）迁居符腾堡（Wurtemberg）保护国境内。在法

国革命初期和恐怖时代，他在诺曼底（Normandy）安静地学习，随后到巴黎，即在法兰西

学院得到一个重要的位置。他的特殊贡献在于，他在博物学家中最先对现在的动物的构造

和古代化石的遗骼加以系统的比较，从而说明在研究生物发展的时候，过去与现在应当同

样注意。居维叶站在科学发现的新时代的门口。他的主要著作《按其组织分布的动物界》

（Le Regne Animal，distribued’apres son  Organisation），是两派人的研究成果之

间的桥梁。一派人把世界及其现象当做是静止的问题加以研究，一派人把世界及其现象当

做是一出巨大的进化戏剧中一系列变动不已的场景加以研究。

    不幸，科学家与从事实际工作的花匠和农民之间缺乏密切的联系，后者用杂交与选种

的方法不断培育出许多动植物的新品种，或把已有的品种加以改良。十八世纪末，贝克韦

尔（Bakewell）把长角羊改良为新的有用的勒斯特（Leicestor）种。科林（Colling）兄

弟应用贝克韦尔的方法改良了提斯（Tees）山谷的短角种，这样就培育出最重要的英国羊

种。

    巨大变异的自发出现，是园艺家们都熟知的事实：

    例如，一种变种梨会忽然生出一支结满优良水果的枝条来；山毛榉会莫名共妙地长出

绿叶扶疏的枝干；山茶会开出意料不到的好花。如将它们从母树取下插枝或嫁接，这种变

种可以长久维持下去。园圃中的许多花卉与果木的品种便是从这样得来的。

园艺家所培殖的新品种，多数是由不同品种甚至种的个体杂交而来。在后一情况下，我们

晓得杂交的结果常比纯种生育不蕃，有时简直不能生殖。

达尔文以前的进化论

    自然界处在进化过程中的观念至少可以上溯到希腊哲学家的时代。赫拉克利特认为万

物皆在流动状态之中。恩培多克勒说生命的发展是一个逐渐的过程，不完善的形式慢慢地

为较完善的形式所代替。到了亚里斯多德的时候，思辨好象更进一步，以为较完善的形式

，不但在时间上来自不完善的形式，而且就是从不完善中发展而来。原子论者常被称为进

化论者。他们好象认为每一物种都是重新出现的。但由于他们相信只有与环境适合的物种

才能生存，他们在精神上已经接近自然选择说的实质，虽然他们的事实根据还不充足。有

人说得对：“在科学中没有充分考虑到有关事实的意见，不能借口正确而固执不舍。”象

在其他许多知识领域中一样，希腊哲学家所能做到的，只是提出问题，并对问题的解决办

法进行一番思辨性的猜测。

    事实上，花去了两千年时间，花费了无数沉静而不关心哲学的生理学家与博物学家的

心血，才收集到足够的观察与实验证据，使得进化观念值得科学家加以考虑。博物学家大

半都把进化观念留给哲学家去议论，而且在达尔文与华莱士（Wallace）发表他们同时提出

的研究成果以前，科学界的意见就发麦出来的而言，倒是反对进化论的。这是在资料不确

凿时暂不下判断的真正科学态度的很好例证。另一方面，哲学家也尽了他们的本分，因为

他们对于一个还不能交给科学家处理的学说，不断地提出思辨性的见解。他们对一个极其

重要的问题始终不作最后决定，然而又提出解诀的方案。到相当的时候，这种解决方案可

以成为科学家的工作假设，他们让科学家去做最后的决定。当文艺复兴时期进化观念再度

出现时，它主要出现在哲学家（如培根、笛卡尔、莱布尼茨与康德）的著作之中，就是这

个道理。与此同时，科学家却在慢慢地研究事实。这些事实最后会经过哈维的胚胎学和约

翰·雷（John Ray）的分类系统，引导他们朝同一方向前进。有些哲学家在考虑物种目前

的易变性及用实验方法研究的可能性时，甚至达到完全现代的观念，但我们不要忘记另外

一些称为进化论者的哲学家（达尔文的前驱）却是从理想的意义上，而不是从现实意义上

看待进化的。歌德（Goethe）的有些见解属于这一类，谢林（Schelling）与黑格尔也是这

样。在他们看来，物种间的关系在于在概念领域内表现这种关系的内在理念。黑格尔说：

“变化只能归之于理念本身，因为只有理念才在进化。……把从一个天然的形式和领域到

一个更高的形式和领域的变化，看做是外部的与实际的产物，那是一个蠢笨的念头。”


    可是，哲学家对于进化论的贡献的价值，并不因为哲学家从理想观点来看进化而化为

乌有。最有趣味而且引人注意的是，哲学家与博物学家之间的分工与见解的不同，一直维

持到最后的一刻。斯宾塞（Herbert Spencer）虽也是一位合格的生物学家，基本上还是一

位哲学家。他在达尔文的《物种起源》发表以前几年，已经在鼓吹一种成熟而具体的进化

论学说，而当时大多数博物学家还不愿接受任何这样的学说。就连搜集过不少变异证据的

植物学家戈德伦（Godron），到1859年，即《物种起源》出版的那一年，也还是反对进化

观念。哲学家和博物学家都是对的，他们各遵循正当的途径。哲学家所处理的是一个哲学

问题，还没有达到可以用科学方法加以考察的地步。博物学家不接受一种没有确凿证据，

而且无法着手研究的见解，甚至不把它当作一项工作假设，也正是真正科学家的审慎态度

。

    虽然如此，在十八世纪，就已经渐渐地有一些博物学家不顾当时流行的科学意见，维

护某种进化学说，到十九世纪前半期，这样的人更是愈来愈多了。摇摆于巴黎大学正统派

与“生物联锁论”的信仰之间的布丰，提出了外界环境直接改变动物的学说。诗人、博物

学家与哲学家伊拉兹马斯·达尔文（Erasmus Darwin），看到了一点启示。这一启示后来

在他孙儿手中得到了圆满的发展、他说：“动物的变形，如由蝌蚪到蛙的变化……人工造

成的改变，如人工培育的马、狗、羊的新品种，……气候与季节条件造成的改变，……一

切温血动物结构的基本一致，……使我们不能不断定它们都是从一种同样的生命纤维产生

出来的。”

    最早的一个有条理的合于逻辑的学说是拉马克（Lamarck，1744－1829年）的学说。他

想要在环境造成的改变的积累性的遗传中，寻找进化的原因。照布丰的见解，环境对于个

体所起的改变影响，常常很小，拉马克却认为，如果习惯的必要改变变成是经常的和持续

的，这就可能改变旧的器官，并在需要新器官时使新器官产生出来。例如长颈鹿的祖宗由

于不断地伸长颈脖去吃高处的树叶而获得愈来愈长的颈，这样获得的结构的变化又通过遗

传而得到发展和强化。虽然这样的遗传没有直接的证据可寻，但它却不失为一种合理而前

后一贯的工作假设，可以供其他博物学家，如梅克尔（Meckel）加以使用与发挥。

    人们既然注意到环境对于个体的影响以及可以正当地归之于外界环境的变比的范围，

这自然要对人们的思想与行动产生很大的影响。我们很难相信，个体可以发生深刻的变化

，而其种依然一成不变。因此在十九世纪，就有人把通过环境造成改变的学说当做默认的

前提，而兴办了很多社会慈善事业。虽然如此，随着时间的推移，我们已经明了后天获得

的性质，即使有，也很难发现。这个问题在今天还在讨论之中，始终没有定论。

    十九世纪另外两位主张环境对于个体有直接作用的进化论者是至提雷尔（Etienne 

Geoffroy Saint－Hilaire）与钱伯斯（RobertChambers）。后者隐名出版的《创造的痕迹

》（Vesttiges of Creation）一书，曾经风行一时，帮助人们在思想上做好准备便于接受

达尔文的进化论。

    但达尔文的工作的中心思想，是从一个人而来的。由于奇特的机遇，他还把同样的线

索给予华莱士。此人便是马尔萨斯（Thomas Robert Malthus，1766-1834年）。有一时期

他做过英国萨里（surrey）的阿耳伯里（Albury）副牧师。马尔萨斯是一位能干的经济学

家。在他所生活的时代里，英国的人口增加极速。1798年，他的《人口论》第一版问世。

他在这本书里宣布人口的增加常比食物的增加快，只有靠饥馑、瘟疫与战争除去过多的人

口，才能使食物够用。在以后版本中，他又承认了节制生育的重要性，当时生育节制主要

是通过迟婚来实行的。因此，就应用于人类来说，不免削弱了他的简单明了的主要论点。


达尔文谈到过这本书在他思想上所起的作用：“1838年10月，我为了消遣，偶然读了马尔

萨斯的《人口论》。我长期不断地观察过动植物的生活情况，对于到处进行的生存竞争有

深切的了解，我因此立刻就想到，在这些情况下，适于环境的变种将会保存下来，不适的

必归消灭。其结果则为新种的形成。这样，在进行工作时，我就有了一个理论可以凭持。

”

达尔文

    得到这个启示的人，由于遗传与环境的缘故，也具有充分利用这个启示的条件。查理

·达尔文（Charles Robert Darwin 1809-1882年）是施鲁斯伯里（Shrewsbury）乡间能干

而有资财的医生罗伯特·达尔文（Robert Waring Darwin）的儿子。他的祖父是伊拉兹马

斯·达尔文，上面已经讲过了。外祖父约瑟亚·威季伍德（Josiah Wedgwood）是埃鲁里亚

（Etruria）的一个陶工，也是一位具有科学能力与智慧的人。威季伍德族是斯塔福德郡（

Stafford－shire）的小地主世家，达尔文族也是地主，但来自林肯郡（Lincoln－shire）

。查理·达尔文最初在爱丁堡攻读医学，后来改到剑桥大学基督学院，想成为牧师。他在

“猎大号”船上做博物学家，在南美海面上航行五年，得到最好的训练。在热带与亚热带

的地区里，生物繁茂。达尔文看到了各种生物互相依存的情况，归来后不到一年，便着手

整理记载与物种变迁有关的事实的许多札记中的第一册。十五个月以后，他读了马尔萨斯

的书，发现一个线索，结果便形成了新种通过什么方法产生的学说。

    属于一个种族的个体，天赋性能各不相同。达尔文对于这些变异的原因不表示意见，

只是把这种变异当做事实加以接受。如果生殖过多或追求配偶的竞争过大，任何在争取生

存和争夺配偶的斗争中，有用的性能都具有“生存价值”，而使具有这种性能的个体占有

优势，有更大机会延长生命或得到配偶，顺利地生产压倒多数的后裔以继承这一有益的变

异性。由于不具有这种性能的个体逐渐被淘汰掉了，这一特殊性便有扩大到全种族之势。

种族改变了，一个不同的永久的种别慢慢地确立起来。这是一个新观念。关于它在思想史

上的重要意义，赫胥黎有过确当的说明。赫胥黎凭借他的阐释的天才、辩论的技巧与争辩

的勇气，在促使一般人接受达尔文与华莱士的见解方面比任何人尽力都多。他说：“新种

可由个体离开种的类型的变异，经过环境的选择作用而形成。这种意见，在1858年以前，

不论科学思想历史家和生物学家都是闻所未闻的。我们把这种变异称为‘自然发生’，因

为我们不知其中的原因。但这个意见却是《物种起源》的中心思想，它包含了达尔文主义

的精髓。”

    达尔文把这个观念当做工作假设，花了二十年的功夫搜集事实和进行实验。他博览群

书，阅读旅行游记，阅读有关运动竞赛、自然历史、园艺种植和家畜培养的书籍。他进行

了家鸽交配的实验，研究了种子的传播，以及动植物在地质与地理上的分布。在融汇事实

、权衡事实与已产生的一切复杂问题的关系以及最后排比事实上，达尔文表现了无上的本

领。他的坦率的诚挚，对真理的爱好以及心境的平静与公正，都是理想的博物学家的典范

。他为了指导工作，形成许多假设，但他绝不让先入之见蒙蔽了事实。他说：“我不断地

努力保持心无拘执，以期任何心爱的假设（我对每一问题都要成立一个），只要证明与事

实不合，我都可以立刻放弃。”

达尔文到1844年已经相信物种并非不变，而物种起源的主要原因是自然选择，但他年复一

年地继续工作，以期得到更可靠的证据。1856年，赖尔敦促他发表他的研究结果，达尔文

觉得他的研究尚未圆满，没有听从。1858年6月18日，他收到华莱士（AlfredRussel 
Wallace）由特尔纳特（Ternate）寄来一篇论文。论文是华莱士读了马尔萨斯的书之后，

在三天内写成的，达尔文立刻看出这篇论文中包含有他自己的理论的要点。他不愿意争夺

二十年的在先权。这虽然是他应得的权利，但却会使得华莱士的贡献失去意义。因此达尔

文把经过告诉了赖尔与胡克。他们两人和林耐学会商议，于1858年7月1日，把华莱士的论

文和达尔文1857年写给阿萨·格雷（Asa Gray）的一封信及他在1844年所写的他的理论的

提要一并发表。


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║★★★★★友谊第一  比赛第二★★★★★║
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