達爾文進化論
達爾文進化論,(英文:theory of evolution)並非什麼演化都是進化,進化論,是以史為鑑,要找出生命生存規律和發展方向的系統性的科學理論,是對生命起源和發展的一種假說。[1]
達爾文進化論 | |
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古希臘時期曾經出現一些零星的演化思想,包括現在"演化論"者的演化無方向存在即合理,都不是系統性的科學理論。21世紀進化學絕大部分以"分子鐘為基礎、蛋白質PAM矩陣和BLOSUM的氨基酸矩陣為證據"的分子系統發生學和進化動力學為基礎,由達爾文的進化論指導。
以埃爾溫·薛定諤的《生命是什麼》為主體方向,近中性突變為框架 ,已成為當代生物學的核心思想之一,解釋了染色體 平衡易位等基因變化。而達爾文進化論主要特指進化論在達爾文時代的觀點。[2]
目錄
產生背景
在文藝復興以及思想啟蒙之後,現代科學的理性思維已經建立起來。
達爾文的時代是十九世紀中後期,正是走出蒙昧,提倡科學的前一階段,在思想和理性上,為達爾文創立自然選擇進化論提供了思想依據。而青年時的遠遊,則為他積累了大量的實據,引發了他關於物種進化的思考並最終形成一個完整的體系。不可否認,由於當時科學不太發達,進化論存在理論缺陷,可隨着科學的不斷進步,進化論已經發展成現代綜合進化論了。
其實反對進化論的目的只有一個--引出神。現在這些反對進化論人士已經很隱晦了,不直接說神造,而是智能設計論,可物種如何出現的問題只有兩種可能,一是自然演化,一是被創造。即使我們地球的生命是被外星人創造的,那麼外星人從哪兒來依然是一個問題,依然存在是進化還是被創造的問題,因此,考慮宇宙中的生命,依然只存在自然演化與被創造兩種可能。
要點
達爾文認為,生物之間存在着生存爭鬥,適應者生存下來,不適者則被淘汰,這就是自然的選擇。生物正是通過遺傳、變異和自然選擇,從低級到高級,從簡單到複雜,種類由少到多地進化着、發展着。
以上三點,即是我們常聽到的"物競天擇,適者生存",現代基因學的誕生,為此提供了重要的證據,事實上,物競天擇,競的是"基因"。
內容
達爾文進化論的主要內容
達爾文進化論主要包括四個子學說:
一.進化論:物種是可變的,現有的物種是從別的物種變來的,一個物種可以變成新的物種。這一點,如今早已被生物地理學、比較解剖學、比較胚胎學、古生物學和分子生物學等學科的觀察、實驗所證實,甚至在實驗室、野外都可以直接觀察到新物種的產生。所以,這是一個科學事實,其可靠程度跟"地球是圓的"、"物質由原子組成"一樣。在今天,除了少數由於宗教信仰狂熱而無視事實的人,實際上已無生物學家否認生物進化的事實。
二.共同祖先學說:所有的生物都來自共同的祖先。分子生物學發現了所有的生物都使用同一套遺傳密碼,生物化學揭示了所有生物在分子水平上有高度的一致性,最終證實了達爾文這一遠見卓識。所以,這也是一個被普遍接受的科學事實。
三.自然選擇學說:自然選擇是進化的主要機制。自然選擇的存在,是已被無數觀察和實驗所證實的,這也是一個科學事實。
現在學術界一般認為,自然選擇的使用範圍並不象達爾文設想的那麼廣泛。自然選擇是適應性進化(即生物體對環境的適應)的機制,對於非適應性的進化,有基因漂移等其他機制。也就是說,不能用自然選擇來解釋所有的進化現象。考慮到適應性進化是生物進化的核心現象,說自然選擇是進化的主要機制,也是成立的。
四.漸變論:生物進化的步調是漸變式的,它是一個在自然選擇作用下,累積微小的優勢變異的逐漸改進的過程,而不是躍變式的。這是達爾文進化論中較有爭議的部分。
在達爾文在世時以及死後相當長一段時間,大部分生物學家,特別是古生物學家,都相信生物進化是能夠出現躍變的,認為新的形態和器官是源自大的躍變,而不是微小的變異在自然選擇的作用下緩慢而逐漸地累積下來的。包括赫胥黎在內的一些古生物學家由於強調生物化石的不連續性,而持這種觀點。在遺傳學誕生之後的一段時間內,早期遺傳學家們由於強調遺傳性狀的不連續性,也普遍接受躍變論。
在20世紀40年代,"現代綜合"學說將遺傳學和自然選擇學說成功地結合起來,漸變論逐漸占了優勢。但是近二、三十年來,古生物學和進化發育生物學的研究表明,生物進化過程很可能是漸變和躍變兩種模式都存在的,躍變論又有抬頭的趨勢。
不過,進化論所說的躍變,除了某些非常特殊的情形(例如植物經雜交出現新種),並非是指在一代或數代之間發生的進化,而可能經歷了數千年、數萬年乃至數百萬年,只不過以地質年代來衡量顯得很短暫而已。生物進化論的提出為資本主義侵略和落後民族振興提供理論依據。
理論意義和理論缺陷
達爾文的進化理論,從生物與環境相互作用的觀點出發,認為生物的變異、遺傳和自然選擇作用能導致生物的適應性改變。它由於有充分的科學事實作根據,故能經受住時間的考驗,百餘年來在學術界產生了深遠的影響。達爾文的進化理論還存在着若干明顯的弱點:
達爾文過分強調了生物進化的漸變性;他深信"自然界無跳躍",用"中間類型絕滅"和"化石記錄不全"來解釋古生物資料所顯示的跳躍性進化。傳統進化論的這種觀點正越來越受到間斷平衡論者和新災變論者的猛烈批評。當時的生物學家對接受這一點猶豫不決,因為自然選擇學說在當時存在着三大困難。
第一:缺少過渡型化石。按照自然選擇學說,生物進化是一個在環境的選擇下,逐漸地發生改變的過程,因此在舊種和新種之間,在舊類和新類之間,應該存在過渡形態,而這只能在化石中尋找。在當時已發現的化石標本中,找不到一具可視為過渡型的。達爾文認為這是由於化石記錄不完全,並相信進一步的尋找將會發現一些過渡型化石。確實,在《物種起源》發表兩年後,從爬行類到鳥類的過渡型始祖鳥出土了,以後各種各樣的過渡型化石紛紛被發現,最著名的莫過於從猿到人的猿人化石。如今被稱為過渡型的化石已有上千種,與已知的幾百萬種化石相比,仍然顯得非常稀少。這有兩方面的原因。一方面,生物化石都是偶然形成的,因此化石記錄必然非常不完全;另一方面,按照現在流行的"間斷平衡"假說,生物在進化時,往往是在很長時間的穩定之後,在短時間內完成向新種的進化,因此過渡形態更加難以形成化石。
第二:地球的年齡問題。既然自然選擇學說認為生物進化是一個逐漸改變的過程,它就需要無比漫長的時間。達爾文認為這個過程至少需要十幾億年。但是當時物理學界的泰斗威廉·湯姆遜(即開爾文勳爵,一個神創論者)用熱力學的方法證明地球只有一億年的歷史,而只有最近的最多兩千萬年地球才冷卻到能夠讓生命生存。對於物理學家的挑戰,達爾文無法反擊,只能說"我確信有一天世界將被發現比湯姆遜所計算而得的還要古老"。我們今天已知道達爾文是對的,而湯姆遜算錯了,如今的地質學界鈾鉛測年法計算出地球有四十幾億年的歷史,而至少在三十億年前生命就已誕生。在當時,在地球的年齡問題上,人們顯然更傾向於相信物理學權威。
第三:無法解釋自然選擇。達爾文找不到一個合理的遺傳機理來解釋自然選擇。當時的生物學界普遍相信所謂"融合遺傳":父方和母方的性狀融合在一起遺傳給子代。這似乎是很顯然的,白人和黑人結婚生的子女的膚色總是介於黑白之間。湯姆遜的學生、蘇格蘭工程師簡金(F. Jenkin)據此指出:一個優良的變異會很快地被眾多劣等的變異融合、稀釋掉,而無法像自然選擇學說所說的那樣在後代保存、擴散開來,就像一個白人到一個非洲黑人部落結婚生子,幾代以後他的後代就會完全變成了黑人。達爾文雖然從動植物培養中知道一個優良的性狀是可以被保留下來的,但是他沒有一套合理的遺傳理論來反駁簡金。達爾文被迫做出讓步,承認用進廢退的拉馬克主義也是成立的,可以用來補充自然選擇學說。
達爾文的進化論已經創立140餘年了,在其誕生之初,它是作為一種假說被提出來的。除達爾文本人從對一些植物,動物形態的觀察得出的推論外,這些年學術界完善了鈾鉛測年法對化石證據的排序和基因證據。
達爾文在《物種起源》書中論及化石時,標題為"不完美的地質記錄"。其承認在當時的化石研究中並未有證據顯示有物種間過渡類型的存在,並指出這可能是最易於檢驗而又具有殺傷力的反進化論的理由。他看到了進化論的理論缺陷,並希望後人能予以驗證、完善。
時至今日,進化論已經成為一個比較完善的理論,在當今任何一本生物學雜誌上,已經找不到任何質疑進化論的論文了。SCOTT和COLE在八十年代初,檢索了當時的4000多種學術刊物,未發現任何一篇反進化論的論文,在68種與生物起源有關的學術期刊中,也未發現任何一篇是質疑進化論的。GEORGE W. GILCHRIST在1997年調查了世界上最大的五種期刊數據索引,也未發現反進化論或非進化論的論文,即使存在也是少數質疑進化論理論缺陷的文章。
達爾文在《物種起源》中,曾這樣說明進化論的先驅、法國傑出的博物學家拉馬克〔拉馬克(1744-1829)〕法國生物學家,現代進化論的奠基人之一。主要著作有《法國植物志》《動物哲學》。對進化論的貢獻,"他的功績是偉大的,他第一個使人認識到這樣一個假定的可能性:有機界和無機界的一切變異是根據自然界的規律而不是由於神的干涉而發生的"。我們又看到,列寧在總結達爾文進化論的意義時說:"達爾文的著作最後把上帝從自然界趕走了,生物科學便站立起來了。"這些論述首先表明了進化論在打擊神學中的作用。
西方社會,從文藝復興開始,自然科學受到哥白尼"日心說"的鼓舞,得到了迅速的發展。到18世紀,天文學、數學、物理學、力學已經從神學統治中解放出來,可生物學仍然禁錮在神學之中。神學世界觀在生物學中具體表現為物種特創論和物種不變論。這兩種觀點主張:上帝是創造主,一切生物均為上帝所創造,地球上的各種生物從造物主那裡獲得永恆不變的構造與功能,包括生活習性。顯然,所謂物種特創論與物種不變論實質上就是搬到自然科學中的基督聖經。
當時的生物科學只能是對聖經的注釋是"神學的婢女"。在這樣一種不容置疑的社會思潮當中,進化思想是怎樣占據了拉馬克和達爾文等一批科學家頭腦的呢?我們知道,從18世紀末開始,不僅有拉馬克和達爾文,而且有一批自然科學家樹立了進化論的思想。他們當中的傑出代表有:法國科學家布封,法國動物學家聖提雷爾〔聖提雷爾(1772-1844)〕法國動物解剖學家、胚胎學家,現代進化論的先驅者之一。他曾任巴黎歷史博物館脊椎動物學教授。主要著作有《解剖學的哲學》。英國博物學家兼詩人伊拉茲馬斯·達爾文(達爾文的祖父),英國自然科學家華萊士,德國植物學家卡爾·尼古拉·弗臘斯(1810-1875),俄國動物學家路里耶(1814-1858)等。推動這麼多自然科學家掙斷神學束縛的力量來自何處?
看一下進化思想在他們頭腦中萌發的經過,我們便可以清楚了。例如,達爾文的祖父,伊拉茲馬斯·達爾文曾這樣談道:"動物的變形,如由蝌蚪到蛙的變化,……人工造成的變化,如人工培育的馬、狗、羊的新品種,……氣候與季節條件造成的改變,……一切溫血動物結構的基本一致,……使我們不能不斷定它們都是從一種同樣的生命纖維產生出來的"。這表明,物種在人工培育條件下和在不同外界環境作用下所發生的改變這些自然界的事實啟發他產生了物種變化的思想。
再拿德國的卡爾·弗臘斯來說,馬克思譽他為"達爾文以前的達爾文主義者",他於1847年發表了《各個時代的氣候和植物界二者的歷史》一書。書中他利用古希臘作家對植物的形態、生態的描述,與他30年代在波斯、埃及等地的實地考察情況對比,得出結論說:"對植物物種不變的信念,也已為我們所動搖,我們甚至指出,這是自然造成的"。不難理解,正是與自然事實的直接接觸導致他摒棄物種不變和物種特創的神學觀點。
我們知道,在進化論的先驅者中,拉馬克和達爾文曾直接受過神學教育,並可能以神職為終身職業。拉馬克的雙親希望他成為一個牧師,因此讓他在中學時代入教會學校受了幾年神學薰陶。達爾文在劍橋大學神學院畢業,並獲得了學位和當牧師的資格。然而,又恰恰是他們兩人給物種神創論與不變論以沉重的打擊。神學觀念的灌輸並沒有擋住進化論思想在他們頭腦中的萌芽,其根本原因也正是由於觀察大自然得來的事實。
拉馬克曾用一句話概括了這一問題,他說:"觀察的材料已經明顯地證明了種的不變理論的荒謬。"至於達爾文,大自然對他的啟示作用就更加明顯了,我們不妨多說幾句。
1935年,厄瓜多爾政府在距其海岸1000公里的加拉帕戈斯群島上設立了達爾文紀念碑,紀念達爾文考察這一群島一百周年,碑文寫着:"查理士·達爾文於1835年在加拉帕戈斯群島登陸。他在研究當地動植物分布時,初次考慮到生物進化問題,從此開始了這個懸而未決的論題的思想革命。"
達爾文在他當時的考察日記中是這樣寫的:該群島"四周都是新的鳥類、新的爬行類、新的軟體動物、新的昆蟲、新的植物……為什麼這些島嶼上的土著生物,無論在種類上或者在數目上都和大陸上的生物有不同的比例的聯繫,並且互相以不同的方式起作用呢?為什麼它們也按照美洲的生物組織形式被創造出來呢?""在地質史的近代時期裡面,這裡還是一片空虛無物的茫茫大洋。因此,無論從空間上或者從時間上看來,我們好像都會得出一個略為接近於那個巨大的事實的見解來,這就是一切秘密當中的秘密:地球上的新的生物第一次出現的問題"。達爾文認為,他的全部思想起源於加拉帕戈斯群島。
對整個貝格爾號艦上的考察生活,他是這樣回憶的,"貝格爾旅行是我平生最重要的一件事,它決定了我今後的整個事業"。這裡有一段插曲很能說明自然事實對達爾文的啟迪。在貝格爾號旅行前,達爾文十分欽佩的劍橋大學植物學教授漢斯羅建議達爾文把地質學家賴爾〔賴爾(1797-1875)〕又譯為"萊伊爾",英國地質學家,地質學的奠基人。
主張地質漸變論,其主要著作《地質學原理》標誌着經典地質學的成熟的《地質學原理》一書帶在身邊,說:"你這次旅行必須將賴爾的新著作帶在身邊,隨時翻閱它,因為它十分有趣,你除了它所記載的事實以外,千萬不可注意它,因為它的理論都是荒唐到極點的。"賴爾在書中闡述了地球地層是緩慢變化的,而地表環境的變化使生物也逐漸發生變化。
賴爾的理論是對當時占統治地位的"災變說"的批判,而漢斯羅是相信"災變說"的。達爾文在途中仔細閱讀了這部著作。在旅途開始時,他相信"生物是根據上帝的計劃而創造出來的"--在旅途中,他曾這樣回答軍官們向他提出的這類問題。當他剛剛考察了第一個地點--佛得角群島的聖特雅哥島,發現地層越深,生物化石的結構越簡單;地層越淺,生物化石越複雜,生物的演變不是記錄在地層的發展史中嗎?在事實面前,達爾文不能不為賴爾的理論所征服。因此,他寫道:"這次調查使我相信賴爾的觀點遠遠勝過了我所知道的其他任何著作中提倡的觀點。"
綜上可見,觀察、搜集、分析大自然的事實,這是進化論思想萌芽的一個首要的因素。同時,我們知道,也正是這些客觀事實,給一代又一代的自然科學家以堅定的信念,使他們不顧宗教勢力的迫害和社會愚昧勢力的歧視、打擊,承先啟後、不斷地提出生物進化的觀點。同樣,正是依靠了大量的事實,進化論才贏得了成功。
正如大家都清楚看到的,不管人們對進化原因如何解釋,不管進化論可能怎樣改變自身的形式,自然界中生物進化的事實總是抹殺不了的。
理論的升華
人類的理智從來不滿足於"知其然",總要弄明白"其所以然",故任何科學理論不可能停留在對經驗事實的描述,必須對事實何以如此發生給予合理的解釋。
實際上,早於達爾文很多年,人們發現生物演變的事實,就提出了生物進化的思想,恩格斯指出:"卡弗·沃爾弗【(1733-1794)德國胚胎學家】,他詳細觀察雞的胚胎髮育,證明雞的血管是逐漸形成的,為生物體各種器官的"漸成論"提供了有利的證據。主要著作是1759年發表的《發生論》。在1759年對物種不變進行了第一次攻擊,並且宣布了種源說。在他那裡不過是天才的預見的東西。到了奧肯【(1779-1851)德國自然哲學家】,他認為人是整個宇宙的縮影,也是自然界發展的頂峰,精神規律與自然規律有相同之處。
拉馬克、貝爾【(1792-1876)又譯為馮·貝爾,德裔俄國生物學家、人類學家和地理學家,比較胚胎學的創始人】最大貢獻是1827年發現了哺乳動物的卵。主要著作《動物發生史--觀察與思考》,指出所有脊椎動物的胚胎都有一定程度的相似,關係越近,相似程度越大。在發育過程中,門的特徵最先出現,然後是綱、目、科、屬、種的特徵。
這一點後來在胚胎學上被稱為"貝爾法則"。那裡才具有了確定的形式,而在整整100年之後,即1859年,才被達爾文勝利地完成了。"為什麼進化論到達爾文手裡才初告大成?其中一個很重要的原因就是他提供了一個比較合理的解釋,從理論上正確地闡明了生物進化的機理。
物種是演變的,這是事實,可演變的原因是什麼?物種為什麼會變異?為什麼物種竟然呈現出一種由簡單到複雜、由低級到高級的進化呢?在達爾文之前,已有一些進化論者試圖解答這個問題,可他們的解答或偏離事實,或過於牽強附會。達爾文總結、揚棄了前人的學說,並注意從其他學科的學術思想中吸取養料,經過多年辛勤的探索和緊張的思考,提出了自然選擇學說,以此來解釋生物進化的事實。
自然選擇說主要包括以下3個和諧統一的內容:
(1)生存鬥爭的理論。生殖過剩與生存條件的有限這一矛盾是地球上的物種被淘汰的外在原因之一。
(2)遺傳性發生變異的理論。雖變異的機制並不清楚,但普遍發生變異的事實不容否認,達爾文以此說明物種演變的內在原因。
(3)適者生存的理論。生存條件一直在變化,如果物種的變異適合於變化的環境,那麼就在生存鬥爭中取得勝利而發展;如果物種的變異不適宜於它當時生存的條件,那麼就趨於衰減或滅亡。
這樣,達爾文基於自然界本身的事實和矛盾,為我們大致描繪了生物進化的機制,各種關鍵的問題在他這裡都有了比較合理的、有事實佐證的回答。新的物種怎麼出現的呢?因為舊的物種會變異,很多物種為什麼滅絕了?因為它們承受不住生存鬥爭的壓力。為什麼現存生物與環境的關係是那麼和諧呢?因為無數變異之中的某些變異恰好符合環境的選擇。
至於為什麼低等類型的生物到處存在,達爾文寫道:"這是不難理解的,因為自然選擇即最適者生存,不一定包含進步性的發展--自然選擇只利用有利於處在複雜生活關係中的生物的那些變異。"
這裡,需要着重指出的是達爾文在論證觀點時,巧妙運用事實的能力是很值得我們借鑑的。他沒有像拉馬克那樣,把自己的學說大量建立在猜測之上。這樣說是否意味着達爾文用事實解答了一切問題?不是。他巧妙運用事實的能力在於:
一方面,當他並不能提供事實何以如此發生的機制時,他便聲明,目前的科學尚不能解開事實之謎;同時,他動用各方面的大量材料來證明這是事實。這樣,雖沒有解釋"所以然",但使大家還是容易相信他所說的是符合事實的。
例如,關於變異的機制和遺傳的機理,達爾文都無法給予合理的解釋,他承認:"我們對於變異規律深深地無知。我們能提出這部分或那部分為什麼發生變異的任何原因的,在100個例子中還不到1個。"關於遺傳,他說:"遺傳的法則是不可思議的,這是未來科學的事情。"自己無法回答的,就不輕易猜測和下結論,以避免讓無把握的猜測降低理論的可靠性。
但變異和遺傳的事實是客觀存在、抹殺不了的,於是達爾文就將豐富的材料擺在讀者面前,這就使人讀來不能不信,而把對原因的探討寄希望於未來的科學。
另一方面,當他解釋事實發生的原因,說明自己的理論時,儘量搜集各方面、各種學科的研究成果來佐證自己的觀點,這樣做無疑增加了新理論的可信性。看一下他1859年發表的《物種起源》一書,其材料的豐富和翔實充滿字裡行間,不難想見達爾文駕馭事實的功力深厚和用心良苦。
達爾文的科學氣質
達爾文回顧一生的道路時,曾談到兩種氣質對他的幫助。
首先是"保持思想自由"。1881年,他告訴人們,自己遵循這樣一條治學原則:"我曾堅定地努力保持我的思想的自由,以便一旦事實證明這些假說不符合事實時,就丟掉我無論多麼愛好的假設(而我不能反對每一問題成立一種假設),除此之外,我並沒有別的辦法。"考慮到當時宗教的社會習慣勢力和神學的影響,考慮到研究進化論這一問題本身的難度,我們可以體會"保持思想自由"對達爾文是特別有意義的。
"保持思想自由"在達爾文身上具體表現為富有懷疑精神和不自滿、不保守。
無須說,他的進化論是對當時宗教神學觀的叛逆,也是大膽懷疑的產物。
他一生最感謝和尊重兩位導師,一個是漢斯羅,一個是賴爾。他懇切地接受導師的指導,這並不妨礙他保持自己的風格,具有自己的思考。例如,漢斯羅認為纏繞植物的運動是由於它們本身具有一種盤旋生長的自然傾向,可是達爾文根據自己對花房中栽培的攀緣植物的觀察,提出:"卷鬚植物或攀緣植物的運動是一種對生活環境的適應,以獲取較大的陽光面和較多的空氣,利於生存和生長,不這樣的話,它們很難生活下去。"又例如,賴爾關於珊瑚礁的形成,曾提出一個火山口理論。人們相信賴爾,誰也不去懷疑。可是達爾文根據自己的觀察提出了疑問:"新的事實似乎不像賴爾所說的那樣。"他認為珊瑚礁的形成與火山沒有必然的聯繫,它是珊瑚蟲長年累月築成的。
後來他自己成了權威,可這並沒有使他變得保守和謹小慎微起來,而是仍然富有懷疑和進取心。有一次,他讀着剛出版不久的《血族婚姻》一書,作者引用比利時一位學者發表在權威雜誌《比利時皇家學會會報》上的一段實驗資料:用近親的兔子交配許多代,絲毫沒有發生有害的後果。人們對權威報刊上的文章,習慣於不去懷疑。達爾文認為,這一實驗報告是站不住腳的,於是寫信給那家雜誌,提出自己的見解,詢問實驗是否真實。果然,不久他得到回覆,那個實驗報告是偽造的。
達爾文從來不以偉人自居,他知道虛懷若谷對科學的價值。因此,他不能接受任何吹捧自己、貶低旁人的做法,面對別人的這種行為,他會直言相告:"反對您加在我們那些偉人身上的巨大重要性;我慣常認為:第二、三、四流人物都極為重要,至少在科學家方面是這樣的。"
對自己的理論,他決不抱守一隅,而是不厭深思,反覆琢磨。關於遺傳的機制,他曾提出"泛生論"的假說,認為從身體各部輸出一種名為"pangen"的粒子聚向生殖細胞,以此解釋身體的變化即獲得性狀向子代的遺傳。這一假說發表後,有些學者提出異議,達爾文很注意這些批評。例如對意大利植物學家菲得利克·德爾賓諾(18331905)的批評,他表示:"他反對這個假說,但批評得公正;我發現他的批評很有用處。"此後,他們經常通信,討論植物學問題。也正是在認真考慮批評意見的基礎上,達爾文在《物種起源》第六版中,刪去了有關泛生論假說的論述。從這個事實,我們可以略見他虛心、嚴謹的治學之風。當然,從他1842年整理出"物種起源草稿",直到1859年才發表《物種起源》一書的事實,我們更能體會到他的"不厭深思"之"深"。
達爾文的第2個重要素質是他的觀察能力。這似乎是他惟一那麼自信的。他說:"我既沒有突出的理解能力,也沒有過人的機智,只是在覺察那稍縱即逝的事物並對其進行精細觀察的能力上,我可能在眾人之上。"這是沒有疑問的。從他發表的許多著作中對動植物生態習性的描寫,從他對物種與變種在形態與結構上微細差異的比較,我們不禁為他的觀察能力嘆服。當然,這一素質對達爾文的重要性也是不難理解的。對每一個博物學家和當時的進化論者來說,精細觀察是進入研究的一個首要的、也是起碼的條件。在達爾文,這真是個人能力與工作需要的巧妙適應。
達爾文還談到,一個科學家應有的另一重要素質,那就是興趣,一種探究自然奧秘的興趣。正是這種興趣,使童年與少年時代的達爾文熱衷於與哥哥去採集標本、旅行、打獵和研究化學。他對功課不感興趣,因而成績不好。他在自傳里說:"學校對於我的教育來說,是一個空洞的場所。"正是這種興趣,致使他在愛丁堡大學學醫時心不在焉,以後轉入劍橋神學系,一邊學神學,一邊卻跟着漢斯羅等生物學教授、地質學教授學習了許多地質學、植物學、動物學知識,並參加植物與地質考察隊進行學術探險。正是這種興趣,使他雖然在神學系畢業,但不願當神甫,而情願去參加艱苦的環球考察。也正是這種興趣,使他後半生雖疾病纏身,還是不懈地研究。興趣,給了科學巨匠源源不斷的動力,激發出忘我工作的熱情。
在自傳中,達爾文這樣總結自己為創立進化論奮鬥的一生,"最重要的是,愛好科學--不厭深思--勤勉觀察和收集資料--相當的發明能力和常識"。達爾文的經驗之談,難道不值得我們深思嗎?
1858年7月1日,達爾文和華萊士在倫敦林耐學會上分別宣讀了他們的關於物種起源的論文,科學的進化論由此誕生。1859年達爾文發表了《物種起源》一書,成為進化論的創立者。進化論從根本上否定了"神創論""物種不變論"的傳統觀念,在哲學、社會學、倫理學、經濟等領域產生了巨大影響。
奠基人
英國博物學家,進化論的奠基人。1809-1882年,他以博物學家的身份,參加了英國派遣的環球航行,做了五年的科學考察。在動植物和地質方面進行了大量的觀察和採集,經過綜合探討,形成了生物進化的概念。1859年出版了震動當時學術界的《物種起源》。書中用大量資料證明了形形色色的生物都不是上帝創造的,而是在遺傳、變異、生存鬥爭中和自然選擇中,由簡單到複雜由低等到高等,不斷發展變化的,提出了生物進化論學說,從而摧毀了各種唯心的神造論和物種不變論。恩格斯將"進化論"列為19世紀自然科學的三大發現之一(其他兩個是細胞學說,能量守恆和轉化定律)。
他所提出的天擇與性擇,在目前的生命科學中是一致通用的理論。除了生物學之外,他的理論對人類學、心理學以及哲學來說也相當重要。
少年達爾文
1809年2月12日,達爾文出生在英國的施魯斯伯里。祖父和父親都是當地的名醫,家裡希望他將來繼承祖業,16歲時便被父親送到愛丁堡大學學醫。
達爾文從小就熱愛大自然,尤其喜歡打獵、採集礦物和動植物標本。進到醫學院後,他仍然經常到野外採集動植物標本。父親認為他"遊手好閒"、"不務正業",一怒之下,於1828年又送他到劍橋大學,改學神學,希望他將來成為一個"尊貴的牧師"。達爾文對神學院的神創論等謬說十分厭煩,他仍然把大部分時間用在聽自然科學講座,自學力量的自然科學書籍。熱心於收集甲蟲等動植物標本,對神秘的大自然充滿了濃厚的興趣。
第一次發現
1828年的一天,在倫敦郊外的一片樹林裡,一位大學生圍着一棵老樹轉悠。突然,他發現在將要脫落的樹皮下,有蟲子在裡邊蠕動,便急忙剝開樹皮,發現兩隻奇特的甲蟲,正急速地向前爬去。這位大學生馬上左右開弓抓在手裡,興奮地觀看起來。正在這時,樹皮里又跳出一隻甲蟲,大學生措手不及,迅即把手裡的甲蟲藏到嘴裡,伸手又把第三隻甲蟲抓到。看着這些奇怪的甲蟲,大學生真有點愛不釋手,只顧得意地欣賞手中的甲蟲,早把嘴裡的哪只給忘記了。
嘴裡的那隻甲蟲憋得受不了啦,便放出一股辛辣的毒汁,把這大學生的舌頭蜇得又麻又痛。他這才想起口中的甲蟲,張口把它吐到手裡。然後,不顧口中的疼痛,得意洋洋地向市內的劍橋大學走去。這個大學生就是查理·達爾文。後來,人們為了紀念他首先發現的這蟲,把它命為"達爾文"。
青年達爾文
1831年,達爾文從劍橋大學畢業。他放棄了待遇豐厚的牧師職業,依然熱衷於自己的自然科學研究。這年12月,英國政府組織了"貝格爾號"軍艦的環球考察,達爾文經人推薦,以"博物學家"的身份,自費搭船,開始了漫長而又艱苦的環球考察活動。
達爾文每到一地總要進行認真的考察研究,採訪當地的居民,有時請他們當嚮導,爬山涉水,採集礦物和動植物標本,挖掘生物化石,發現了許多沒有記載的新物種。他白天收集穀類岩石標本、動物化石,晚上又忙着記錄收集經過。1832年1月,"貝格爾"號停泊在大西洋中佛得角群島的聖地亞哥島。水兵們都去考察海水的流向。達爾文和他的助手背起背包,拿着地質錘,爬到山上去收集岩石標本。
一路上,達爾文把各式各樣的石頭敲下來放進背包,有黑色的、白色的有夾着一束花紋的。一會兒,背包便放滿各種各樣的石頭,背包帶深深地勒進達爾文的肉里,渾身上下都被汗水浸透了。"達爾文先生,這些亂七八糟的石頭,到底有什麼用?"看着吃力向前爬行的達爾文,助手不解地問。
"你看,石頭是有層次的,每層石頭裡有着不同的貝殼和海生動物的遺骨,它能告訴我們不同年代的生物!"達爾文喘着粗氣說道。助手總算明白了一些,趕忙從達爾文身上接過背包,背在自己的肩上。
在考察過程中,達爾文根據物種的變化,整日思考着一個問題:自然界的奇花異樹,人類萬物究意是怎麼產生的?他們為什麼會千變萬化?彼此之間有什麼聯繫?這些問題在腦海里越來越深刻,逐漸使他對神創論和物種不變論產生了懷疑。
偉大的誕生
1832年2月底,"貝格爾"號到達巴西,達爾文上岸考察,向船長提出要攀登南美洲的安第斯山。
艦長吃了一驚,急忙說道:"這山又高又長,您怎麼走得過去?""我就是要走前人沒走過的路!"達爾文堅定地說道。艦長被他的精神所感動,答應了他的要求為了安全起見,又派了嚮導和騾馬一同前往。
當他們撲到海拔4000多米的高山上時,達爾文意外地在山頂上發現了貝殼化石。達爾文非常吃驚,他心中想到:"海底的貝殼怎麼會跑到高山上了呢?"經過反覆思索,他終於明白了地殼升降的道理。心中異常激動地說道:"看來,這條高大的山脈地帶,在億萬年前,原來是一片大海洋啊!"
達爾文抑制不住內心的激動,帶領大家一直往上爬去。到了安第斯山的最高峰,達爾文忽覺心胸開朗了許多。他俯瞰山下,突然發現山脈的兩邊,植物的種類並不相同。再仔細一看,即使同一種類,樣子也相差很遠。它們為什麼會有明顯的差別呢?
達爾文腦海中一陣翻騰,對自己的猜想有了更進一步的認識:"物種不是一成不變的,而是隨着客觀條件的不同而相應變異!"
《物種起源》
後來,達爾文又隨船橫渡太平洋,經過澳大利亞,越過印度洋,繞過好望角於1836年10月回到英國。在歷時五年的環球考察中,達爾文積累了大量的資料。回國之後,他一面整理這些資料,一面又深入實踐,同時,查閱大量書籍,為他的生物進化理論尋找根據。1842年,他第一次寫出《物種起源》的簡要提綱。1859年11月達爾文經過20多年研究而寫成的科學巨著《物種起源》終於出版了。在這部書里,達爾文旗幟鮮明地提出了"進化論"的思想,說明物種是在不斷的變化之中,是由低級到高級、由簡單到複雜的演變過程。
這部著作的問世,第一次把生物學建立在完全科學的基礎上,以全新的生物進化思想,推翻了"神創論"和物種不變的理論。《物種起源》是達爾文進化論的代表作,標誌着進化論的正式確立。
《物種起源》的出版,在歐洲乃至整個世界都引起轟動。它沉重地打擊了神權統治的根基,從反動教會到封建御用文人都狂怒了。他們群起攻之,誣衊達爾文的學說"褻瀆聖靈",觸犯"君權神授天理,"有失人類尊嚴。
與此相反,以赫胥黎為代表的進步學者,積極宣傳和捍衛達爾文主義。進化論轟開了人們的思想禁錮,啟發和教育人們從宗教迷信的束縛下解放出來。
緊接着,達爾文又開始他的第二部巨著《動物和植物在家養下的變異》的寫作,以不可爭辯的事實和嚴謹的科學論斷,進一步闡述他的進化論觀點,提出物種的變異和遺傳、生物的生存鬥爭和自然選擇的重要論點,並很快出版這部巨著。晚年的達爾文,儘管體弱多病,但他以驚人的毅力,頑強地堅持進行科學研究和寫作,連續出版了《人類的由來》等很多著作。
1882年4月19日,這位偉大的科學家因病逝世,人們把他的遺體安葬在牛頓的墓旁,以表達對這位科學家的敬仰。
圍繞達爾文進化論之爭
一方面,達爾文的進化論被描述得斑斑悅目,桎梏人心;另一方面,在這徐徐歲月中,總有一些勇者試圖解開它的鏈鎖。達爾文的進化論果真完美無暇嗎?
適者生存-一種定義的循環?
在達爾文的進化論問世之後,一些人對自然選擇產生了不少疑問:自然選擇到底是一種動因、過程或是過程的結果?這詞的最大缺點是含有誰在選擇的意思,許多人批評達爾文不加限制地將自然人格化,當自然神論者訴求於上帝時,達爾文則求助於自然,認為達爾文廢黜了聖經中的上帝,豈不是為了用一個新的上帝-自然來代替它?
由於一些批評者不滿意"自然選擇"一詞,達爾文在後續的《物種起源》版本中採用了哲學家斯賓塞的簡潔隱喻"最適者生存",但這又招來新的反對意見,認為他的整個自然選擇學說原來是奠基在同義反覆上:"誰生存?最適者,誰是最適者?能生存的"。 達爾文曾說,"獲勝的自然遊戲就是勝者所玩的遊戲",這也是"適者生存"的另一種表述。考夫曼指出,達爾文的自然選擇和適應性似乎是一種定義循環,兩者都意味着後代數量的增加 。
美國人律師麥柏(Norman Macbeth)是一位反達爾文主義者,他列舉了一些批評自然選擇是同義反覆的例子 :霍爾丹(John Burdon Sanderson Haldane)在1935年說,"……適者生存一詞是一種贅述,正如許多數學的定理,用兩種不同方法敘述真理,並無害處";邁爾(Ernst Mayr)在1963年說,"……那些留下最多後代的個體,照定義就是最能適應的生物";辛普森(George Gaylord Simpson)在1964年說,"只有將適者定義為生育眾多的品種,才可以說自然選擇促進新種。事實上遺傳學家的確是這樣下定義,其它人或許感覺費解。對一位遺傳學家來說,適應與否跟健康、氣力、美貌或任何其他條件都無關,唯一的要素就是生育效率高"。
沃丁頓(Conrad Hal Waddington)說,"達爾文最大的貢獻當然是他的學說:進化的過程可以用自然選擇及偶然變異來解釋。起初,自然選擇被認為只是一種學說,將要用實驗和觀察來證明。細察下來,他只是一種贅述,它是必然性的宣言,只因前人沒有發現兩者之間的關係而已。進化論說,在一個群體之中,最能適應的個體(用遺下最多子孫為定義),必定留下最多的子孫。這樣的贅述絕對沒有減少達爾文偉大的成就;只有當學說清楚地公式化列出以後,生物學家才認識到這個原理具有的解釋能力何等厲害"。
"鬥爭"是自然選擇的唯一手段嗎?
達爾文認為是通過生存鬥爭實現自然對變異的選擇的,而生存鬥爭之所以存在是因為馬爾薩斯提出的一切生物按幾何級數增殖導致的與有限資源之間的不可調和的矛盾。恩格斯認為,遷移、地理氣候變化與性選擇也能驅動進化。
恩格斯說,"沒有這種過度繁殖,物種也會變異,舊種會絕滅,新的更發達的種會代替它們,例如,動物和植物遷移到新的地域,那裡的新的氣候、土壤等等條件會引起這些變異。如果在那裡適應下來的個體活下去了,並且由於不斷增長的適應而形成新種,而其他較穩定的個體卻死亡和最後絕滅,而且那些不完善的、出於中間階段的個體也隨同它們一起絕滅,那麼,沒有任何馬爾薩斯主義,這種情形也能夠發生並且已經發生了;就算馬爾薩斯主義在這裡出現,它也絲毫不改變過程,最多不過使過程縮短而已" 。
恩格斯說,"在某一給定的地區的地理、氣候等條件的逐漸變化(例如,中亞細亞的變乾燥)的情況下,也是一樣。究竟動物和植物成員在那裡是否相互壓迫,這是無關緊要的;由這些變化決定的有機體的進化過程在照樣發生","關於性的選擇也是一樣,在那裡馬爾薩斯主義也仍舊是毫不相干的"。
恩格斯認為,雖達爾文的生存鬥爭的見解在某種狹義的範圍內是有道理的,但"最適者生存"把兩件毫不相干的事情混淆起來了,理由:
a)由於過度繁殖的壓力而發生的選擇,在這裡也許是最強的首先生存下來,故最弱的在某些方面也能夠這樣;
b)由於對變化了的環境有較大適應能力而發生的選擇,在這裡生存下來的是更能適合這些環境的,在這裡這種適應總的說來能夠意味為進化,也退化(例如對寄生生活的適應總是退化)。
其實恩格斯所說的這些問題達爾文都有涉及,只是由於達爾文進化論自身的根本缺陷才會招致如此批評。當然,這裡還引出了非資源性競爭相關的適應在物種進化中的作用問題。恩格斯的批評也不是一點道理都沒有,並不是所有的進化都能由馬爾薩斯的過度繁殖與生存鬥爭所決定的,其它因素也能決定進化的方向。
進化論-以辯護代替求證的理論?
奧地利裔英國科學哲學家波普爾(Karl Popper)曾說,達爾文學說並非真正的科學理論,自然選擇是一種全能的巧辯,可以解釋一切事物,等於沒有解釋任何事物 。這是一種方法論的批判。
美國法學教授詹腓力(Phillip E. Johnson)在《審判達爾文》一書中說,達爾文"形容《物種起源》是'以冗長的辯論'。辯論的中心便是認為共同祖先是很合理的,故嚴謹的試驗是不需要了。達爾文沒有提出冒險性的實際試驗,故這科學的開頭便錯了。他領先以理論化解化石記錄;引用人工選種繁殖為證據但不提及它的限度;將微變與巨變的重要分別抹殺,因此自己樹立了以辯護代替求證的傳統" 。
當時進化論難以求證,故到處充斥着辯護與反駁。譬如,法國動物學家Pierre-Paul Grassé(1895年–1985年)說,"很難相信,恰好的突變,會准許動植物達到自身的需要。然而,達爾文理論甚至要求得更多:單一的動植物需要數千次的運氣和適當的機遇方可造出。
也就是說,奇蹟必須成為普遍規律:可能性極小的事件會輕易發生……。沒有禁止白日做夢的法規,但科學不可沉迷於其中 ……'巧合'成為無神論掩蓋下的一種天意,人們不僅這樣命名,而且暗中崇拜它" 。
但是,以研究視覺機制而聞名的美國生理學家、諾貝爾生理學或醫學獎得主沃爾德(George Wald)卻認為,"事實上時間是生命起源中的英雄。我們涉及的時間長達20億年……有了這麼長的時間,'不可能'會變成可能,可能會變成或然,或然會變成必然。只要等待,時間就會創造奇蹟" 。
再如,生物界存在統一的遺傳密碼被大多數人認為是生命具有共同祖先的有力證據之一。神創論者詹腓力卻反駁道,"生物間相似的式樣,包括一致的遺傳密碼,實有共同因素的涵義。生物有共同點正告訴我們生物在許多不同場合中藉機遇進化而來的可能性是微乎其微的……,共同祖先只是假設,而不是事實"。
發展
達爾文的自然選擇學說被恩格斯譽為十九世紀自然科學的三大成就之一,其影響一直延續至今。進入二十世紀以來,人們對進化論的探索並未停息,在達爾文進化論的基礎上,又發展出了一系列新的理論或學說:
(1)直生論
(2)生物進化的"突變論"
(3)新達爾文主義學說
(4)綜合進化學說
(5)中性學說
(6)"間斷平衡"學說
(7)進化"四因說"