画解科学图景:100位科学人物的探索创新
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

07
达尔文
论证进化思想的“物种起源”

查尔斯·罗伯特·达尔文(Charles Robert Darwin,1809—1882)

科学史上,有些重大科学理论几乎是在同一时期被提出的,但却又来自不同的视角或基于不同的思想观念——比如,20世纪初,海森伯和薛定谔分别提出量子力学的理论形式,前者采用了矩阵力学的方法,后者采用的则是波动力学的方法,它们在本质上却是等价的。这种情况在生物学领域也曾发生过,比如生物进化论的诞生。

生物进化[1]的思想和学说可以从两种视角提出或论证,比如,英国生物学家达尔文提出的“自然选择[2]”,或孟德尔发现的生物“遗传定律”。我们今天所知的生物进化论是达尔文的自然选择学说与孟德尔的遗传定律等的有机融合、互补完善。

达尔文在提出进化论时并没有依据遗传学方面的任何理论。因为在达尔文生活的时代,除了孟德尔在修道院隐秘的条件下做着实验,没有人知道关于动植物的某些特征代代相传或偶发变异的原理,尽管孟德尔研究遗传学定律的工作与达尔文写作和出版他那具有划时代意义的《物种起源》等著作处于同一时期。

达尔文提出自然选择的原理,他认为通过这一机制的作用,生物进化就有可能发生,而且他用了大量具有说服力的证据(比如宏观上的外形差异或变化)来支持他的假说。达尔文主义的核心思想之一,就是地球上所有物种都是由其他物种逐步演变而来,而不是如神学所宣扬的那样,由上帝一个个被孤立而突然地创造出来。如今,适者生存、优胜劣汰及物竞天择等反映进化论思想的、言简意赅的术语或概念已被无数事实和实验所证明,并已成为人们常用的语汇。达尔文一系列进化思想著作也带来了生物学和人类学的革命,并改变了我们对于自己在世界中所处地位的看法。

事实上,对自然选择原理的运用可覆盖极为广泛的领域,诸如人类学、社会学、政治学和经济学等。达尔文理论给人类思想带来了巨大影响,但至今关于他的学说之辩论仍不绝于耳。需要提出的是,达尔文理论对信仰宗教的人影响很大——自他那个时代以来,许多虔诚的宗教徒认为,接受了达尔文的理论,就意味着破坏了他们宗教信仰的基础。

自从哥白尼的《天体运行论》改变了人们对地球在宇宙中占据中心地位的认知之后,达尔文的《物种起源》也改变了人们对人类占据自然界中心地位的认知。如今人类只能将自己视为地球多样性物种中的一类——也许有一天,我们还会失去这种优势地位……进化论的成功之处在于,用自然选择原理解释生物进化的发生,从而为人类进化过程中几乎所有的问题提供了一致性的答案,这也是它的伟大之处。

创作感言

题图中,达尔文错落有致的雪白胡须如同灌木丛的枝枝杈杈,我将他笔记本中勾画的一幅“生物演化分叉树”图融汇其中——这是他在5年环球航行中观察到的众多事实及缜密思考后的形象表达;而从他大脑思考中渐渐涌出的是其“灵长类进化树图草稿”,它们也融入了大自然生长的树杈丛中,以表达“自然选择”之寓意。右侧透过树枝的月光下“小池塘”景色的些许诗意描绘,表现了达尔文个人书信中曾经的猜想:生命起源于富含氨和磷的有机盐、光、热、电等相关物质的小池塘中。最新研究表明,地球生命可能起源于淡水池塘,而不是学术界以往普遍认为的深海热源附近,淡水比咸水更有可能孕育出生命。


[1]生物进化是指一切生命形态发生、发展的演变过程。“进化”的英文evolution源自拉丁文evolvere,原意为“展开”,一般用于指事物的逐渐变化、发展,或由一种状态过渡到另一种状态。1762年,瑞士学者邦尼特最先将此词用于生物学中。后来,达尔文也基于这一概念的思想提出了物种起源理论。

[2]自然选择主要是指生物在生存斗争中适者生存、不适应者被淘汰的机制与现象,最初由达尔文提出。他从生物与环境相互作用的观点出发,认为生物的遗传、变异与自然选择作用会导致生物的适应性改变。