达尔文发表物种起源的时候的社会背
查尔斯·达尔文(Charles Darwin:1809-1882)1859年发表了著名的《物种起源》一书,这部科学巨著的发表,标志着现代生物进化理论的形成,引发了一场科学上的革命,导致早期传统的博物学(Natural history)转变成为现代生物学(Modern Biology)。 生物进化论不仅是生物学中最基本、最重要的理论,是生物学中最大的统一理论,而且进化思想还是生物学对整个自然科学最重要、最值得骄傲的贡献。因此,进化论的产生在自然科学发展史中占有极其重要的地位。
进化论是作为神创论的对立面而出现的。 十八世纪以前,《圣经》及其宣扬的神创论(Creation)[或创世说、特创...全部
查尔斯·达尔文(Charles Darwin:1809-1882)1859年发表了著名的《物种起源》一书,这部科学巨著的发表,标志着现代生物进化理论的形成,引发了一场科学上的革命,导致早期传统的博物学(Natural history)转变成为现代生物学(Modern Biology)。
生物进化论不仅是生物学中最基本、最重要的理论,是生物学中最大的统一理论,而且进化思想还是生物学对整个自然科学最重要、最值得骄傲的贡献。因此,进化论的产生在自然科学发展史中占有极其重要的地位。
进化论是作为神创论的对立面而出现的。
十八世纪以前,《圣经》及其宣扬的神创论(Creation)[或创世说、特创论]在西方的学术界、知识界以及整个西方文化中占据着统治地位。神创论认为,地球及万物是上帝在大约6000年以前,即公元前4004年10月26日上午9:00 钟创造出来的。
自从被上帝创造出来以后,地球上的生命没有发生任何变化!在那个时代,大多数人相信世界是上帝有目的地设计和创造的,由上帝制定的法则所主宰,是有序谐调、安排合理、美妙完善且永恒不变的。然而,那个年代
所有著名的学者都毫不怀疑地相信圣经的字面解释,神创论的思想对那个时代的科学发展产生了极大的影响。
例如,在地质学中,在整整200年的时间里,人们把地球只有6000年历史的观点奉为真理;关于地质变化,则是灾变论人类的思想中占据主导地位。法国地质学家、古生物学家居维叶可以看作是那个年?quot;灾变论"的最有影响的代表。
根据灾变论的观点,地球上的绝大多数变化是突然、迅速和灾难性地发生的。在这些所谓的灾难中,最著名的例子无疑是圣经《旧约》中所说的大洪水-圣经故事变成了地质学的例证!人类被认为是地球上的捷足先登者,并且曾在天堂中生活过一段时期。
为了惩罚人类的罪恶,上帝发动了大洪水,使整个世界陷入一片混乱。无数的生物突然被沉积物掩埋;汹涌的波浪和水流冲刷出山谷,岩石被堆积起来形成了山脉,地震和火山喷发使地球彻底破坏。大洪水之后,山脉开始这受剥蚀,山谷开始被充填。
在1800年前后,当地质学作为充满活力的科学出现后,关于地球变化的另一种观点,即"均变论"(Uniformitarianism)开始得到了发展。在这过程中被誉为"现代地质学之父"的莱伊尔对均变论的形成和确立做出了重要的贡献。
根据渐变论的的见解,那些在岩石记录中留下了痕迹的过去的所有变化同样主要是由现在我们现察到的在地球上发生作用的常见的地质过程所造成的。这一观点被概括为地质学中著名的"将今论古"的原则。在均变论看来,象地震、火山喷发、无数的洪水这类特殊的突发事件所起的作用相当有限,并且这些激烈的事件也并非是什么异常事件。
今天,我们把地球看作是动态和不断变化的,并且在许多复杂的物理、化学和生物过程影响下发生演化。这些过程始终相互对抗。导致彼此间趋于某种平衡状态。但是,新的变化总是改变这种状态,并破坏这种平衡。由此而产生的这些变化中,有一些是不可重复或无规律的变化。
有一些则是在特征上可重复或具有周期性的变化。
均变的思想对十八世纪的人类社会产生了巨大的影响,而这一概念的一个必然推论则意味着地球的年龄实际上必定比几千年要老得多,只有这样,所有那些可以观察到的古代的变化才有可能以非灾变的方式完成。
在这里我们开始看到了一场社会论战的萌芽,其产生的反响影响了整个人类文明,而这场论战的主要焦点则在于地球的年龄以及地质变化的性质。
在有关生物学的研究中,随着分类学、比较解剖学、胚胎发育学研究的进步,在农业新品种的培育实验中取得的新发现,特别是古生物化石序列的发现,人们逐渐开始对上帝造种、物种不变的观念产生了怀疑。
到十七世纪中叶,以林奈为代表的分类学家们,已经发现了6000多个动物物种,这一数字已远远大于诺亚方舟所能承受的物种;又经过近100年的探险活动,人们在非洲、南美、澳大利亚以及南亚等地发现了越来越多的、欧洲人前所未闻的生物物种,这使得诺亚方舟的说法变得滑稽可笑,人们已经无法相信世界上的所有物种都是从"亚拉腊山"(Mt。
Ararat,位于现在的土耳其境内。据基督教《圣经》载,大洪水后诺亚方舟即停于此)迁移出来的。如果是这样的话,为什么有袋类仅仅分布在澳大利亚而有胎盘哺乳动物则分布在别的地方?
在解剖学的研究中,人们发现有些器官在某些动物中特别发达,而在另一些动物中则明显退化,有时只保留作用不大的一点点痕迹。
这些器官称为痕迹器官(vestigial organs)。如鲸的后肢,人的体毛,动耳肌、盲肠和阑尾等。(插图)上帝为什么要创造出这些无用的器官?因此,痕迹器官的存在表明在这些器官在祖先种身上曾经发达过,而且曾经是有用的。
另外还发现,动物的有些器官尽管形态不同、机能有很大的差异,但是,它们骨骼排列、肌肉附着、血管分布和神经支配基本一致,例如鸟的翼、鲸的鳍、马的前肢和人的上肢等。这些外形和机能不同但内部结构和来源相似的器官称为同源器官。
(插图)这意味着,具有同源器官的生物可能具有共同的祖先。在生物发育过程的研究中,人们也注意到,高等动物的胚胎发育过程中的某些阶段与地等动物相似。(插图)
在培育农作物、家蓄新品种时,发现同一种动物可以通过杂交、选种培养出形态很不一样的品种,这又说明,物种是可以变化的。
(插图)
古生物化石序列的发现(插图)显示地层中不同时代的生物化石明显不同,老地层中的化石较原始,新地层中的化石更接近现代生物。化石纪录的复杂性表明,随着时间的推移,生物曾经历了一系列的变化。
这些现象,显然无法用一次"大洪水"甚至几次大洪水来解释。
到了十七世纪后半叶,有关演化的思想逐渐开始流行,当时 第一个提出完整进化论思想的是法国生物学家拉马克(1744-1829)。[插图]拉马克曾学习过医学,后来转向了植物学的研究。
他曾结识著名哲学家卢梭和博物学家布丰,受到他们的影响。在他50岁的时候,开始转向动物学的研究。拉马克的研究对象不仅有活的动物,而且还有古代化石。通过大量化石和近代生物系统分类研究,拉马克越来越坚定地认识到,生物经历了一个从简单到复杂、从低级到高级的进化过程,物种不是像《圣经》中说的那样是由上帝创造的,物种是变化的。
那么,物种为什么会发生变化呢?拉马克认为外界环境是引起生物变异的直接原因。生物有适应外界环境的能力,经常使用的器官越来越发达,而不经常使用的器官会逐渐衰退,功能越来越弱,甚至消失,拉马克称之为用进废退原则。
拉马克认为,不仅生物先天有的形态可以遗传,后天产生的变异也可以遗传,这就是"获得性遗传"原则。
拉马克解释道,比如长颈鹿,在古代时它的脖子并不像现在这么长,是一种类似羚羊的原始动物。长颈鹿生活在干旱的非洲,靠吃树叶为生,吃光了低处的树叶后,不得不拼命伸长脖了吃高处的树叶,于是脖子渐渐变长了。
这种获得的特征又传给了后代,一代一代传下去,长颈鹿的脖子就越变越长,最后,成为我们今天看到的这副样子。
拉马克把他的这些观点写进了《动物哲学》一书中,可是当时几乎所有的学者都不承认他的学说,反而嘲笑和攻击他。
的确,由于当时科学水平的局限,拉马克在解释生物进化时,有时论据不足,还停留在假设上,某些方面则有错误,如获得性遗传后来就被证实是不对的。一个叫魏斯曼的科学家曾做过把老鼠尾巴一代又一代割掉的实验,他一共割了22代1600只老鼠的尾巴,可是生下来的小老鼠仍然长有尾巴。
拉马克一生坎坷、贫穷,但他对科学的追求毫不动摇。晚年,他双目失明,仍以坚强的毅力,在他女儿的帮助下,完成了《无脊椎动物志》的写作。在这本书中,他再一次阐述了他的观点。
这位伟大的进化论先驱的功绩直到19世纪下半叶才被人们所理解。
人们公认,拉马克为达尔文的科学进化论的诞生奠定了基础,他的《动物哲学》和达尔文的《物种起源》被称为现代进化论思想的两大源泉。
在《物种起源》一书的序言中,达尔文列举了XX位科学家在有关物种起源演化种的研究,并对拉马克的研究给予了高度的评价,认为拉马克的工作最早唤起了人们去注意这种可能性,即有机界以及无机界的一切变化都是根据自然法则发生的,而不是神灵干预的结果,阐述了包括人类在内的一切物种都是从其他物种传衍下来的原理。
一、 达尔文进化论的产生过程
达尔文出生于英国一个医生的世家,他的祖父Erasmus Darwin是国王的御医,他的父亲也是一个成功的医生。他的家人希望他秉承家族的传统,从事医学事业。在18世纪20 年代,达尔文在Edinburgh的医学院学习,然而,他天性脆弱,不敢面对手术台上的淋漓鲜血。
相反,他对博物学产生了浓厚的兴趣,并因此而退学。医生是当不成了,当牧师也是个体面的职业,于是,达尔文的家人把他送到Cambridge去学习神学,希望他成为一个乡村牧师。这样,他可以继续他对博物学的爱好而又不至于使家族蒙羞。
但是,在Cambridge期间,达尔文对博物学的兴趣变得越加浓厚,完全放弃了对神学的学习。在这一时期,达尔文的学习、科学训练主要在当时著名的植物学家John Stevens Henslow和地质学家Adam Sedgwick的指导下进行的。
在Cambridge浪费了几年的时光后,达尔文又准备退学;就在这时,他听说有机会可以参加英国海军H。M。S。 Beagle号的环球海洋学的调查航行。有趣的是,据说最初雇佣达尔文上船的目的是为了使贵族的船长 有一个"共进晚餐的绅士"(gentlemanly dining companion),因为这个船长无法与低级别的水手们交流!由于Beagle号航行开始后不久,船上的博物学家的退出,达尔文才最终成为船上一名不拿任何报酬的博物学家。
Beagle号的环球考察持续了5年,大部分时间是在南美海岸外进行测量。当船在海上测量时,达尔文常常花上数周在陆地上采集动物标本和化石标本。对于达尔文来说,在厄瓜多尔外海岸的加纳帕格斯群岛上进行的考察是这次航行中最重要的一站。
在这里他发现,每个岛上都有独特的海龟物种,岛上山雀的形态发生了一系列的变化,占据了大陆上其他鸟类占据的生活环境。但是,直到返回英国后,达尔文才认识到它的这些发现的重要性。
1836年,Beagle号完成了航行并最终返回了英国。
达尔文回到家里时,他父亲吃惊的发现,"为什么连他脑袋的模样都发生了变化!(Why even the shape of his head has changed!)"。但是,达尔文思想上的变化则更大。
在船上时,达尔文读完了刚刚出版的莱伊尔的著作《地质学原理》(Principles of Geology),并且开始用莱伊尔均变论的思想来思考地质学、生物学的问题。回到英国后,达尔文在伦敦住了下来,开始发表他在航行中考察的一些结果,同时进行自己的研究。
在这期间,他接触到了马尔萨斯的学说。他对培养家鸽品种也非常感兴趣,这使他得以深入细致地观察到不同品种之间的变异,并观察到由培养者进行的人工选择能取得的各种结果。
到1842 年,达尔文完成了他的进化论的大致的初稿,但是,他把手稿封存起来,并嘱咐他的妻子在他死后再将其发表。
考虑到达尔文所处的历史世代的特殊背景,我们就可以理解达尔文为什么会这么做了。虽然在法国生物学和演化论学说的影响下,有关演化的概念在伦敦一些激进的医学院里相当流行,但是,在当时英国的思想界和学术界,演化的学说被看作是一种非常危险的概念,是对社会和宗教的一种挑战,贵族社会和牛津、剑桥的学者们都在尽最大的努力压制有关演化观念的传播。
因此,作为一个富有的、在剑桥受过教育的绅士,达尔文显然顾忌到了他的学说发表后将会面临的巨大社会压力和反对。
达尔文将其演化论的初稿搁置了15年之久,但继续进行他的生物学的研究,尤其是在藤壶的系统分类学方面进行了大量的研究。
如果不是出于一次不同寻常的、历史性的巧合的话,达尔文也许永远不会发表他的关于生物进化的著作。在这期间,一个年轻的博物学家华莱士(Alfred Russel Wallace:1823-1913)独立地形成了他自己关于自然选择的学说。
华莱士在现在的印度尼西亚采集动物标本时感染了痢疾,据说他在发烧的时候产生了灵感。华莱士写下了自己的想法并把它寄给了达尔文,当时他并不知道达尔文近20 年来同样一直在研究这个问题。华莱士的信让达尔文非常震惊,他既不想抹煞华莱士在自然选择学说研究中所作的工作和应当得到的评价,同时也不想失去自己首先发现了自然选择的功劳(credit)。
他向两位好朋友求教,一位是地质学家莱伊尔,另一位是植物学家Joseph Hooker,他们建议在1858年林奈学会的年会上同时宣读(报告)达尔文1842年的大纲和华莱士的来信,这样他们两人可以得到相同的评价。
然而,这两篇论文当时并未引起人们的注意。在1858年的年度总结中,林奈学会的主席写道:本年度没有重要的发现需要报告。然而,达尔文却意识到了他不能再耽搁了,很快他便放弃了计划进行的有关物种系统分类的研究工作,发表了《物种起源》(On the Origin of Species by Means of Natural Selection)一书,对自己有关自然选择的思想进行了总结。
该书发行的第一天,第一版的125本即销售一空,在他的有生之年,《物种起源》一书共发行了六版。
达尔文的论证其实非常简单,但也非常聪明。首先,他用家畜培育者进行的人工选择与自然选择进行类比。如果这些品种的培育人能够将原先的野狗培养、改良成德国猎狗或丹麦大狗这样如此不同的家养狗,那么这就证明物种可能产生的变化就比博物学家们所承认的要大得多。
然后,他援引了马尔萨斯的理论,即动物的居群能够呈指数形式增长,然而,在自然界大多数动物的居群仍然保持稳定。据此,达尔文推论,动物所繁殖后代的数目比能够存活的后代数目大得多;随后,他描述了自然居群同样也是有高度的变异,并指出在家养动物中进行的实验实际上表明了这些变异是如何遗传的。
达尔文的主要结论是:"那些继承了(遗传了)对其直接生活的环境是有利的变异的个体通常比其它个体有更高的存活率"(Organisms that inherited favorable variations for their immediate environment will tend to survive more often than others。
)-达尔文将他的这一思想称未"自然选择"。
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