简介
本书主要讲述了关于生物进化论百年论辩的历史,生动再现了科学界、哲学界的巨人们围绕进化论的起源和发展争论不休的场景:进化论与神创论的对决、拉马克主义与达尔文主义的角逐、达尔文主义的内讧、社会达尔文主义引发的争议……每一次论战就是一次思想的碰撞,从而一步步揭开进化论的神秘面纱。
作者以深厚的学术功底、幽默而流畅的文笔,带领我们亲临论战现场,领略思维冲击,探索生命进化的奥秘。
作者介绍
史钧
生物学博士,安徽科技学院副教授。长期从事进化论和社会生物学领域的科普写作,擅长用轻松幽默的文笔介绍严谨的科学知识。曾出版科普作品《鬼故事都是骗人的》《一本书读懂进化论》《疯狂人体进化史》《爱情简史》等,广受读者好评。
部分摘录:
拉马克吹响号角 观察自然,研究万物,寻找背后的普遍联系和规律,认清事物发展的方向,是追求科学知识的唯一途径。
——拉马克
真正吹响号角向神秘观宣战的科学家,不是哥白尼,也不是伽利略,而是被严重低估的法国生物学家拉马克。他是第一个试图用严谨的逻辑把上帝拉下神坛的人。
1744年,拉马克出生于法国的一个没落贵族家庭,家中兄弟十一人,他排行垫底。年幼时家里没钱供他读书,大概他也没兴趣读书,却对战争情有独钟,曾骑着一匹老马参加过德法七年战争。根据拉马克自己的说法,在一次战斗中,他所在的连队军官全部阵亡,他勇敢地接过了指挥任务,带领大家奋勇冲锋,最终取得了胜利。这段经历可能有吹牛的成分,就像所有老兵都喜爱夸大自己的战争经历一样,不过真假并不重要,反正他挺过枪林弹雨活了下来。
退伍以后,拉马克在巴黎的一家银行当上了小职员。没多久,他开始学医,四年之后辍学,转而学习植物学,并有幸结识了大名鼎鼎的哲学家卢梭。卢梭是自然神学的支持者,经常和拉马克一起散步聊天。和哲学家聊天总是值得吹嘘的事情,他对此从不隐晦。毕竟,那是写下《忏悔录》的卢梭,又不是随便陪人吹牛的流浪汉。所以拉马克在文章中多次提到卢梭的名字,不过也仅此而已。
拉马克兴趣广泛、不善谋生,颇有天才气质,学习了一点儿科学知识之后,特别是受到了大哲学家卢梭的开导,从此对人生天地有了新的看法。他立即制定了庞大的研究计划,许多计划都因为过于宏大而不可能完成,比如他想搞出一个宏观的总体理论,可以概括物理学、化学和生物学的基本原则,解决自然科学的所有问题。当然他没有成功,但这些想法至少提供了不竭的动力。在这些伟大想法的激励下,拉马克不久就出版了《法国植物志》。非要说这本书有什么科学价值的话,那就是引起了著名学者布丰的注意。
当时布丰担任法国巴黎植物园主任,身为法国科学院院士,兼英国皇家学会会员、德国和俄国的科学院院士的他,具有强大的学术影响力。毫无疑问,他对植物学极为熟悉。更重要的是,布丰同样有着宏大的研究计划,他把牛顿视为偶像,准备像牛顿研究物理那样研究生物学。布丰正在编写百科全书式的著作《自然史》,非常需要拉马克这样的助手,所以他为拉马克在皇家自然历史博物馆植物部找了一份工作,使拉马克可以专心研究植物。而布丰的许多观点,也对拉马克产生了重要影响。
布丰一度相信“自然发生论”,认为动物和植物并非上帝创造的结果,而是由自然演变而来的。他甚至认为,人也是一种动物。如果只看面孔,猿猴是人类最低级的形式,除了灵魂以外,它们拥有人类的一切器官。但受到时代的限制,布丰并没有完全摆脱神创论的影响。他只是说,如果不是《圣经》的明示,我们可能要为人和猿寻找一个共同的祖先。这个观点尽管略显含糊,仍然足够惊世骇俗,所以《自然史》于1749年刚一出版,就立即在欧洲引起了巨大的轰动,甚至惊动了巴黎大学神学院。他们指控布丰离经叛道,威胁要对他进行宗教制裁。布丰很聪明,他知道宗教制裁意味着什么,所以立马给神学院写了一封投降书,声明自己无意对抗《圣经》,对上帝绝对虔诚,并保证《自然史》再版时,他将把这封信刊登在卷首,以此澄清自己的立场。此后布丰就乖多了,他经常在书中提到上帝,表明自己对上帝的敬畏。在私下里,他却经常对朋友说,只要把上帝换成自然的力量,一切都名正言顺了。
如果说布丰在《自然史》中已经表达了进化论思想,可能有点儿冤枉他了,或者说是抬高了他。其实布丰的思想很奇怪,从某种意义上说,他非但不支持进化思想,反倒是支持退化思想。因为布丰并不认为高等生物是由低等生物进化而来的,而是认为低等生物由高等生物退化而来,比如马退化而为驴,人退化而为猿猴等。这是一种奇特的观点,但如果考虑到布丰受到自然神学的影响,也就不足为奇了,毕竟上帝创造了人类,随后这些生物在历经自然的磨难之后,就像用久了的机器,退化是必然的结局。所以退化观是迎合自然神学的怪论。如果布丰有充分的时间研究这些问题,或许他会取得某种突破。可惜《自然史》出版后不久,法国大革命爆发,很多知识分子被从肉体上消灭了,布丰就是其中之一。他对进化论的思考也戛然而止。
有人评论说,布丰一生都在进化论的边缘徘徊,可惜他缺少向进化论发起最后冲刺的运气。其实不是运气或勇气的问题,而是当时的知识积累尚不足以支撑布丰发起最后的冲刺。不过他已经为进化论思想培养了一位优秀的接班人,那就是拉马克。
拉马克要比布丰幸运,他的肉体不但在大革命中保存了下来,他还被革命者拉去撑门面,做起了新政府的动物学教授,具体工作是研究蠕虫。就这样,植物学家拉马克转而开始研究动物。当时他已年近五十,仍满怀激情地投入到新的研究中,并且爆发出了惊人的研究能力,让动物学界大吃一惊,并于1783年被任命为法国科学院院士。
拉马克对“蠕虫”这个名称并不满意,于是他首次把动物分为脊椎动物和无脊椎动物,把所有蠕虫都归入无脊椎动物名下,与脊椎动物平起平坐,相关研究自然也提升了一个档次。
拉马克很快发现,无脊椎动物其实很有趣,它们不但数量庞大,而且种类繁多,事实上是研究进化论的极佳样本。他从乱七八糟的无脊椎动物种类中看出了物种变化的总体趋势,尽管不甚明朗,但总体方向绝对没错。为此,拉马克在1800年给学生上课时,已经修改了自己的讲义,不再说生物是不变的,而是明确提出了生物进化的可能性,只不过还缺少有力的证据。
正巧当时博物馆有一位研究人员去世了,把自己收集的各种软体动物化石都留给了拉马克。拉马克在研究这些遗物的时候,对软体动物化石进行了认真归类,意外发现了一条变化规律,那些化石与现存的软体动物极其相似,但又有所不同,其中可以排出一条线性的进化关系。这让拉马克认识到,动物可能处于变化之中,而不是如神创论宣传的那样永久不变。当时他之所以有这种想法,完全是替上帝着想的结果——上帝不可能不厌其烦地创造出如此名目繁杂的小动物来。
1809年,拉马克出版了《动物学哲学》,开始系统地阐述自己的想法。他在书中详细讨论了动物的分类与进化过程,完整地提出了进化理论,那就是著名的“用进废退和获得性遗传”。
在拉马克的理论体系中,用进废退和获得性遗传相辅相成,没有用进废退,就没有所谓的获得性,当然也就无从遗传。用进废退的思想明确指出物种可变,可以“进”,也可以“退”,这和神创论坚持的物种不变观点产生了直接的矛盾。拉马克对此心知肚明,他有理由担心自己会被宗教势力烧死,所以采取了聪明的方法进行自我保护——他没有集中提出明确的观点,而是分散零碎地表述了某种思想,让对手摸不着头脑,抓不住重点,自然也就可以让自己免遭不必要的攻击。
现在我们可以安全地总结拉马克的观点。简而言之,拉马克认为,生物会对环境做出反应,这就是用进废退。随着环境的持续影响,生物习性也会随之改变,并且这种改变会遗传下去,这就是获得性遗传。
支持拉马克理论最好的证据是长颈鹿。
长颈鹿的脖子为什么那么长?如果戴围巾,需要好几米的布料才行。如此特别的性状,必须有一个合理的解释。但拉马克并没有直接回答这个问题,而是回答了另一个问题:长颈鹿的脖子是怎么长那么长的。
在拉马克看来,长颈鹿原本是矮个子,因为低处的树叶不够吃,或者抢不过别的动物,矮颈鹿的祖先不得不拼命伸长脖子去吃更高的树叶,结果脖子越伸越长,终于变成现在这么长。这就是“用进”。
此外还有“废退”的例子,比如裸鼹鼠的眼睛。
裸鼹鼠长年生活在地下洞穴中,各种器官从头到脚,基本都适应了地下生活的需要,特别是眼睛,成年以后就深深陷在皮肤下面,视力完全退化。如果裸鼹鼠长时间暴露在阳光下,就会因为光线刺激而造成神经紊乱,严重的甚至会导致死亡。因为没有光线,所以视力退化,这就是典型的“废退”。
从表面上看来,“用进废退”的例子到处皆是,比如深海鱼类因为长年不见阳光,所以眼睛都退化了。鸵鸟的腿因为经常跪在滚烫的沙漠上,膝盖上长出了厚厚的胼胝质,也就是老茧。而令人惊奇的是,还在卵中没有出壳的小鸵鸟腿上也有胼胝质,所以这被看作是支持拉马克理论的重要证据,证明后天获得的性状似乎真的可以遗传下去。
正因为用进废退和获得性遗传与人们的直观印象一致,显得特别容易理解,因而也容易为人们所接受。直到现在,生物老师还在非常费力地解释拉马克的理论为什么错了,而学生依然表示无法接受。下文中我们会深度分析麻烦出在哪里。
拉马克根据自己的理论,强烈反对物种概念。他认为物种只是人为制造的假象,事实上在自然界中并不存在物种。根据用进废退理论,所有的生物都处于连续的变化之中。物种之所以看上去独自成形,与其他物种有着明显的区别,是因为没有收集到足够的标本来填补物种与物种之间的链条。在世界的某一个角落里,必定存在着介于两个物种之间的模棱两可的动物。当所有物种收集齐备以后,就可以看出生物界是由一连串过渡形态的生物组成的进化链条。
反对物种概念的不只是拉马克,布丰也持同样的看法。但布丰和拉马克的逻辑不同,他只是简单地认为物种就是不存在,存在的只有个体。无论哪种动物,每个个体都和其他个体不一样,没有两条完全相同的狗,也没有两只完全相同的猫。所有生物都会因环境、气候、营养的改变而改变。为此布丰猛烈抨击了林奈的分类学,因为分类学完全建立在物种概念之上。布丰认为,林奈除了给动植物起名字,其他什么都不懂。拉马克无疑受到了布丰的强烈影响,然后又影响了其他人。直到现在,仍有生物学家认为物种确实不存在,那只是人为研究的需要,而不是自然的本质。
拉马克认为,既然所有物种都处于连续变化之中,那就无所谓灭绝。根据他的推理,所有物种都没有灭绝,它们只不过是从一个物种转变成了另一个物种而已。而物种不灭的观点事实上为神创论解决了一个难题——如果许多动物都灭绝了,那为什么现在仍然存在大量动物种类呢?随着时间的推移,灭绝的动物越来越多,现存的动物应该非常少才对啊。为了解释这一难题,只有两条途径:一是上帝并没有休息,而是一直在创造新的物种;二是上帝确实休息了,那些新的物种其实是由旧的物种进化而来的。拉马克的方案,完美解释了为什么有的动物消失了,而有的动物在不断涌现,因为物种之间可以自行替换。如此一来,上帝就可以安然享受闲暇的时光了。
尽管拉马克花费了较大精力推广自己的理论,但在很长时间内都没有引起足够的重视。一方面是因为布丰已经不在人世,拉马克失去了一位重要的支持者;另一方面,他还遇到了一位强大的反对者,那就是大名鼎鼎的动物学家居维叶。特别是在拉马克死后,他遭到了居维叶的无情攻击和打压,并直接导致拉马克的理论被彻底埋没。
居维叶是与布丰齐名的科学天才,自小家庭富裕,受到过良好的科学教育,四岁就能读书,过目不忘,世称神童。他十四岁进大学,得到了严格的科学训练,加上天生的学习热情,十八岁就已名声在外,年纪轻轻就已出任诺曼底大学助教,在很多方面都取得了不俗的成就,开创了比较解剖学、古生物学、动物分类学等研究领域。同时,他还是颇有影响力的社会活动家,积极参与政治活动,和拿破仑关系密切,被称为“亚里士多德第二”。
与同时代的科学家一样,居维叶同样信奉自然神学,他研究生物不是为了推翻《圣经》,而是相反。他的基本思想与《圣经》高度一致,比如居维叶坚信,所有物种自诞生以来就一成不变,就算大量出土的动物化石,也没能改变他的看法。
当时巴黎因为市政建设的需要开辟了许多采石场,意外挖出了大量化石。居维叶受政府委派,对采石场化石进行了详尽的研究。他发现采石场的地层可以分为五层,每一层的化石都不相同,其中最上层是淡水动植物化石,第二层以海洋贝壳类生物为主,第三层又是淡水生物,第四层又是海洋生物,最下面一层,也就是第五层,则包含淡水贝壳类化石。通过如此复杂的化石分层现象,居维叶得出了一个重要结论:巴黎地区曾经数次被海水淹没,当地所有陆生生物都灭绝了。海水退去后,淡水生物才得以重新归来。数度反复,才出现了如此奇特的地层化石结构。根据这个判断,居维叶提出了著名的“灾变论”,也就是说,在地球历史上曾经周期性地出现大灾难,因而造成了生物种类的大更迭。
居维叶通过对化石的分析,判断乳齿象和猛犸象等大型动物都已灭绝,低等动物的灭绝数量更是惊人,这是科学界第一次承认动物灭绝。为了捍卫《圣经》的权威,居维叶必须给生物灭绝提供一个合理的解释。对于天才的居维叶来说,此事并不困难,因为他还发现,不同地质层面的化石明显呈现不断复杂化的趋势,最底层只有原始的腔肠动物化石,上层则出现了鱼类等脊椎动物,直到最上层,才出现了哺乳动物。如果居维叶根据这些化石线索进一步思考,就可能得出生物进化的观点。可惜的是,受到自然神学的影响,居维叶就此止步。他仍然坚信物种不变论,并对那些化石进行了重新解释。他认为,生物确实在灭绝,而低等生物的灭绝,恰恰是为了给高等生物腾出空间来。直到五千年前的那次大洪水,也就是最后一次大洪水,是上帝在清空舞台,为人类上场做准备。
居维叶还发现,埃及木乃伊的骨架和现代人完全相同,这让他深信,物种在四千年内确实没有发生任何变化。既然如此,进化当然无从谈起。