第四章 生物界的演化

到现在为止，我们所谈的问题不是作为一个整体来看的宇宙，就是宇宙各部分所共有的各种特点。天文学和物理学的知识如果正确，这种知识是完全中立的，意思是说它对于我们本身或是对于我们的时空邻域没有任何特殊的关系。但是现在我们必须把注意力转移到比较狭窄的问题上来。关于我们自己这个星球和它上面的寄生者，我们知道的东西比关于另外的领域所知道的要多。可能其他地方也有生命存在，在某块遥远的星云中也可能存在某种虽然与我们所理解的生命并不相同，却有着和它同样复杂并且与我们所认识的无机物质同样不同的现象。但是这种说法尽管可能符合真实情况，我们还没有什么正面的理由来作这样的假定；我们关于生命的全部知识都是根据在地球表面或是距离地球表面很近的地方所作的观察得来的。在生命的科学研究上我们不再去看天文学的宏伟远景，也放下了从原子理论得来的关于结构方面详细而切实的知识探讨。

人类发现以科学的态度研究生命比研究天体更加困难；在牛顿那个时代，生物学还深受迷信的影响。一切生物所具有的生长能力和动物所具有的显然是自发性的运动能力，看来都是神秘而不可测的。动物的运动不像天体的运动那样简单而有规律。另外由于我们自己也有生命，所以我们认为凡是我们与木石或禽兽的不同之处都是高贵的，拿来作为冷静的科学研究的对象未免有点贬低我们的身价。

虽然《圣经》起初是接受哥白尼体系的一个障碍，人们却很快就发现可以对它作出一些解释，使像牛顿本人那样虔诚出众的人可以一方面相信《圣经》的文字给人的感化，一方面又相信天文学的知识。但是在生物学上把科学和《创世记》调和起来就更加困难。如果我们照字面相信《圣经》上的话，世界创始于纪元前4004年或前后不久；每一种动物都是分别创造出来的，亚当和夏娃是没有父母的。在动物当中只有人类被认为具有不朽的灵魂、自由的意志、道德上的责任和可怕的犯罪能力。所以人和比他低等的动物之间的鸿沟是不可逾越的，一个半人半猴的生物是不可想象的。对于从《圣经》得来的教义，人们又添上了从柏拉图或亚里士多德那里得来的另外的学说。只有人类是有理性的，这就是说他可以作算术并理解三段论法。每一种生物都是永不改变的，是天上的一种神圣的形体的复本；莎士比亚写的一行诗里所涵蕴的正是这个道理：

但是自然赐给他们的形体复本是有期限的。 ^[3]

后来地质学发现灭绝了的生物，人们就假定它们是在洪水时期灭绝的。所有现在生存的动物种类都是从诺亚方舟上的一对传下来的，尽管有些自然学家对于树懒怎么能从阿拉拉特山最后到达南美，并且中途没有一个停留下来感到奇怪。还有一种与上面不相一致的学说，这个学说认为有些生物是由于太阳晒在黏土上而自然产生的。

到了十九世纪中叶，具有很高科学成就的人由于一些现在看来令人奇怪的疑难问题而感到苦恼。例如，在亚当犯罪之前，世界上没有攫食其他动物的猛兽；狮子和老虎心满意足地啃着草，兀鹰也只是高兴地吃着水果和草本植物。在地质学似乎已经证明有人类以前就有了食肉动物之后，人们就很难再把一切痛苦，不管是人的还是动物的，都看成是对于亚当吃苹果犯下的罪的惩罚。十九纪中叶一位很有能力的地质学家休·米勒一方面承认这种证据，一方面又被它弄得非常不安。总的说来，地质学经历了一场艰苦的斗争。因为巴封主张现在的高山和山谷的产生是由于“次要的原因”，即不是直接由于上帝创造万物的命令，结果受到索尔朋大学的谴责，并强迫他当众收回自己的意见。

起初，《创世记》所承认的时间量度的短暂成了科学的地质学的最严重的障碍。那些主张水成岩的形成过程就是今天我们见到的正在变化中的过程的人被迫做出荒唐可笑的假说，例如所有白垩都是在洪水刚刚退下后几周以内积成的。人们对于化石都感到不好说明；化石给人指出一个比正统基督教所承认的更为古老的时代，但是它们也提供了洪水时期的证据，这就使伏尔泰想出极其荒谬的学说去解释它们。

最后大家同意把《创世记》里的“日”理解为“时期”，由于这种折中的说法，地质学家才获得了一定程度的创立学说的自由。但是即使这样，丁尼生还是为此感到苦恼：

所有以前这一领域内的科学与神学的论战都因为那场关于演化的大论战而显得有些逊色。这场论战从1859年达尔文的《物种起源》出版开始，直到今天在美国还没有结束。但是我并不想再讲这些已经有些过时的争论。

“演化”这个词的用法常常带有伦理学的意味，但是科学并不因为伦理学的加入而得到什么好处。如果让“演化”不带伦理学的意味，同时还要和一般变化有所区别，那么我认为它的意思一定就是指复杂性和多样性的增长。在这种意义上讲，我们有理由相信在无机界也存在着演化的过程。星云说虽然不能说明太阳系的发展，这个假说却能很好地说明银河系的发展。某个时期一定有过巨大的星云，这些星云后来渐渐凝成恒星系。各种不同的元素一定是逐渐形成的，它们的形成过程我们现在才开始知道一些。我们对于化合物的形成知道得比较清楚。这种过程只有在与我们常见的温度相差不远的适当温度下才能顺利进行，在这类温度下具有高度复杂性的分子才可能产生。

有生命的和无生命的物质的分别在什么地方？它们的不同首先在于化学组成和细胞结构。一般认为其他特点都是从这两点产生的。其他特点中最显著的是同化作用和生殖作用，在最低等的生物身上这两种作用的分别并不十分明显。同化和生殖有这样的结果：把少量的有生命的物质放在适当的环境下，总量将会迅速增加。一对澳洲兔很快就会成为许多吨的兔群。小孩身上几个麻疹干状菌很快就变成几百万个。飞鸟在火山爆发后的克拉卡托亚荒岛 ^[4] 上撒下的几颗种子很快就会长成茂密的草地。只就动物来说，有生命的物质的这种性质并没有充分表现出来，因为动物所需要的食物已经是有机物了；但是植物可以把无机物改变为有生命的物质。这完全是一种化学变化的过程，但是就某种意义来说，它却可能是作为一个整体来看的有生命的物质的大多数其他特点的来源。

有生命的物质的一个基本特点是它在化学组成方面永不处在静止状态，而是处在不停的化学变化之中；我们可以说有生命的物质是一个天然的化学实验室。我们的血液循环全身的时候经过一种变化，当它接触肺里空气的时候又经过一种相反的变化。食物从刚一接触唾液的时刻起经过一系列复杂的变化过程，其中最后一个过程是把食物的化学结构改变得适合于被身体某一部分吸收。

除了组成有生命的身体的分子的高度复杂性之外，没有任何理由可以认为这类分子不能用人工方法制造出来；也没有一点理由认为一旦把这些分子制造出来，它们会缺少自然产生的有生命的物质的任何一种特点。亚里士多德认为每个植物或动物都有一个植物灵魂，生机论者所信仰的学说和这种说法也差不了许多。但是随着有机化学的进步，这种看法越来越不能令人相信了。根据我们的证据虽然还不能得出最后的结论，这种证据却倾向于表明有生命的物质的每个特点都可以还原到化学，从而最后还原到物理学。非常可能的是：支配有生命的物质的基本定律也就是支配氢原子行为的定律，即量子力学的定律。

活着的有机体看来有些神秘的特点之一就是生殖的能力。兔子生兔子，知更鸟生知更鸟，蠕虫生蠕虫。最简单的生物没有从胚胎发育的现象；单细胞的有机体只是生长到一定的大小，然后分裂。有性生殖也还保留着类此的现象：雌体的一部分成为一个卵子，雄体的一部分成为一个精子，但是这一部分比分裂而成的一半小得太多，所以看来它不只在数量方面，而且在性质方面也和分裂为两个相等部分的过程有所不同。不同之点并不在于分裂，而在于雄性与雌性成分结合成一个新的有机体，这个有机体经过自然生长的过程，最后变得和它的成熟的亲体一样。

孟德尔学说使得我们多少明白了一些遗传的过程。看来卵子和精子内有着某种相当小的数目的“遗传基因”，这些遗传基因传递着遗传上的特点。和量子论的定律一样，遗传的定律也是具有个别性和统计性质的；一般说来，如果祖父母在某种特性方面有所不同，我们不能断定某个孩子将来和祖父还是和祖母相似，但是我们能够在很大数目的孩子当中，说出在这种特性方面和祖父或是和祖母相似的情况所占的比例。

一般说来，遗传基因传递亲体的特性，但有时也有变形的生物或“突变体”，它们和亲体有着很大的差别。它们是在占很小比例数的个别情况下自然产生的。我们也可以用人工方法通过X射线让它们产生。这些变形的生物对于演化提供了最好的机会，换句话说，它们对于从旧的动植物种类发展出新的动植物种类提供了最好的机会。

关于演化的一般概念由来已久，我们可以从安纳克西曼德（纪元前六世纪）那里找到这种看法，他认为人的祖先是鱼。但是这些说法却为亚里士多德和教会所不容，直到十八世纪还是这样。笛卡尔、康德和拉普拉斯早就主张过太阳系有个逐渐形成的起因，以代替那种认为太阳系一下子创造出来之后就完全不再发生变化的说法。地质学家刚刚确定了不同地层的相对年代，人们根据化石就看出比较复杂的生物出现在比较简单的生物之后；另外许多很久以前存在过的生物已经完全灭绝。人们发现先有一些中间类型，以后才有我们所常见的高度分化的类型。从前为很多人主张的自然发生说，除了作为最简单的生物的起源假说以外，已经被实验证明是错误的。这一切使人们很自然认为目前或过去存在的动植物都是一个共同祖先的后代，由于可遗传的特性的变异逐渐分化而来。

照上面意义所说的演化论现在已为大家所承认 ^[5] 。但是达尔文提出的那种特殊动力，即生存竞争和适者生存，在生物学家当中已经不像五十年前那样流行了。达尔文学说是放任政策的经济学推广到整个生物界的结果；由于这种经济学和与其连在一起的那种政治已经过时，人们也就想使别的理论来说明生物界的变化。如果某种生物有一部分已经发生过这类变化，人们仍然可以用达尔文学说的原理来说明在突变体与保存原来特性的生物体之间的竞争中，为什么有一方面取得优胜。但是早期的达尔文主义者认为，由于选择，每一代都发生一些细微的变化，现代孟德尔学派的人却重视一些偶然发生的比较巨大的变化，他们希望能找到一种比较确定的学说来解释这类变化的来源。通过实验的方法用X射线改变遗传基因给了我们朝着这个方向取得进展的希望。

有些人认为生物学的基本概念应该是“有机体”的概念，并且认为按照这种说法，生物学不能还原为化学和物理学。这是从亚里士多德那里得来，并为黑格尔哲学所助长的一种看法，尽管黑格尔本人并没有用过“有机体”这个字眼。我认为这是一种错误的看法，它的流行成了科学进步的一个障碍。但是因为还有不少人相信这种看法，所以我们还要对它进行一番考察。

让我们先说一下这个学说的逻辑实质。这个学说认为动物或植物的身体是一个统一体，意思是说支配各部分行为的定律只有看到各部分在整体中所占的地位才能得出。一个割断的肢体或一只脱离眼窝的眼睛不能再完成它没有脱离身体时所完成的任务：肢体不能走动，眼睛也不能再看东西。当然这是事实，但是这却不是有生命的物质的一种特点：你的无线电在关闭电流后就不能再向你报告新闻。严格说来，看见东西的并不是眼睛；看见东西的是大脑或心灵。眼睛只是一件传递和改变光能的工具。但是“有机论”者会说不把身体的其他部分考虑进去，不把身体当作一个整体来看，我们便无法理解眼睛处理光能所用的方法。

与此相反并且我认为是正确的那种看法，认为想理解眼睛的作用，除了眼睛本身的构造以外，只需要知道能的流入和流出。眼睛的外层表面感受外界的某些影响，这些影响所引起的过程由眼睛内层表面传到神经。机械论的看法认为眼睛离开身体以后，只要它的构造和化学组成不变，并且用人造神经排放由于入射光而造成的冲动，那么眼睛的作用还会和在它原来的位置时一样。这种实验是一项不能进行到底的实验，因为一只离开身体的眼睛很快就会失去它的生机，而且由于技术上的缺陷，代用的人造神经和真正的神经不能具有完全相同的性质。但是类似的实验在越来越大的范围内正在变得成为可能，例如青蛙的心脏从青蛙的身上取下来以后还可以让它保持跳动。

一般说来，科学的进步是由于对研究对象进行分析和把研究对象人为地分离开来。像量子论所表明的那样，也许这种方法的合法性是有限度的，但是如果它不是经常或大致正确的话，那么科学的知识就不可能产生。因此把机械论的看法当作一个指导工作的假设，只有在出现了明显的反面证据时才把它抛弃，永远不失为一种审慎的态度。就生物学所研究的现象而论，直到今天我们还没有发现一件这样的证据。

总结一下上面的话：我们只知道这个行星上有生命存在；太阳系中任何其他行星都很少可能有生命存在，看来大多数恒星可能并没有行星。因此我们几乎可以肯定地说，生命是一种非常少有的现象。即使在地球上，生命现象也是很短暂的：最初地球太热，最后地球又将变得太冷。斯宾塞·琼斯所著的《无尽的世界》（第19页）提出过一些带有很大臆测成分的年代。地球年龄大概小于30亿年，生命可能开始在17亿年以前。哺乳动物出现在6千万年以前；类人猿出现在8百万年以前，人大约出现在1百万年以前。地球上一切生物很可能都是从单细胞生物演化而来的。我们不知道这些单细胞生物最早是怎样形成的，但是它们的来源不会比氦原子的来源更为神秘。我们没有任何理由假定支配有生命的物质的定律和支配无生命的物质的定律有什么不同，我们却很有理由认为有生命的物质的一切行为在理论上都可以用物理学和化学解释明白。