◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys1.dyndns.org)(xys888.dyndns.org)◇◇ (方舟子按:此文基本上是在综述迈尔(Ernst Mayr)的说法) 回望演化 程树德 任教于阳明大学 微生物及免疫研究所 台湾《科学月刊》2000.1 从一种思潮转变成另外一种思潮,通常相当缓慢,有如浸润玉石般;但有时一种 思想有如狂风暴雨,能横扫当代,力摧主流思想,这就可称为“革命”了。在西 方思维中,最有震撼力的革命,非“达尔文革命”莫属!他的《物种原始》一书 于一八五九年出版之后,使得许多人观看世界时执持的眼光,都截然不同于一八 五九年之前。而现代受过科学教育的人,也很难想像十九世纪初西方人的世界观, 纵使能想像之,恐也难以接受。 十九世纪初的西方思想界,受科学革命及启蒙运动的影响,已经处于激荡状态。 哥白尼革命使得地球从宇宙的中心,退居于太阳系的一颗行星;而牛顿在物理学 上的惊人成就,也使上帝的地位,由无时无刻不停地指导人间事的角色,退居为 世界创始者的角色,由祂创造一个钟表般的世界,再给它运行的规律,它就能够 运转不停,此时上帝即可退居幕后,像退休的太上皇,悠游林园。 达尔文欲打破的迷思 在这个新思想纷起的时代,一般人仍持有以下的几个观点,而这也是达尔文所要 对抗的目标。 (一)宇宙存在仅几千年 这是源于《圣经》的说法,上帝在六天内创造了世界,且从亚当夏娃以来,犹太 人一代一代领袖的家谱俱在,故宇宙存在的时间实在有限。因此十七世纪大主教 乌舍(James Ussher)用家谱向上推算,得到世界诞生的日期在西元前四千○四 年,而剑桥大学副校长(Vice Chancellor) 赖特福(John Lightfoot)更精确 地宣告:“人之创生,起于西元前四千○四年十月二十三日周日早上九点钟。” 虽然这两位言之凿凿,但经十九世纪早期地质学家从地层厚度,河海沉积的速率 等自然程序,就推算出地球至少得有几千万年,甚至远至无可臆测。 (二)生物不变 这也是源于《圣经》,上帝创造万物后,动植物与人就不可能变化。因为大自然 的力量只会维持原来的生物型态,没有任何创新力,相信这静态宇宙的人,当然 也承认诺亚时代的大洪水会改变地貌,但除此之外,这世界与初创时相同。古希 腊亚里斯多德的思想,对“生物不变”的想法也有贡献。因亚氏认为每种生物皆 有其“标准”型态,经代代生殖仍维持不变,而且自然界有高低的阶级,从最低 下的生物一级一级上升,这是造物者的蓝图,也是绝不可易的。 (三)上帝创造万物 这观念可说是前两观念的根源,当然普遍存于众人心中,而十九世纪初期的自然 学者,也用“设计论证”来证明上帝的存在。他们认为,各种生物的复杂结构, 以及合于生活方式的精妙“适应”,都不可能由盲目乱动产生,背后定有一高超 智慧及大慈悲心在设计,这即可证明上帝的存在。 十九世纪初的古生物学家因观察不同地层中,有不同的化石存在,故也接受“分 期创造”的说法:在地球不同时期,上帝也不辞辛劳地再创造一批生物,以丰饶 大地。 而另外也有更微妙的说法,将上帝创造万物的工作变为间接些:笛卡儿 所创“机械观哲学”主张,漂浮在宇宙中的物质,因旋转聚集而成地球,但宇宙 之所以有这些物质及物理定律,也是上帝预先设计好的。上帝启动它,让它逐步 发展,才形成宇宙。 (四)人的地位是特殊的 既然人是上帝最后所创造,因此上帝疼惜人,让人控制其他的万物,且赐人以灵 魂,这是其他生物一概没有的宝贝。于是人在自然之上,动物的行为与感官都不 能与人相通。 以上四种信念都与基督教信仰有关,以下则为俗世思想。 (五)本质论哲学 在西方思潮之中流行两千多年的本质论(Essentialism),始于毕达哥拉斯的几 何学思想。这一学派主张:一个三角形,不管它三个角度怎么不同,都是三角形。 三角形是许多多边形之一,而各种三角形万变不离其宗,均归属这“三角形”的 理念之下。这一派人因此用比拟法主张:大自然各种现象,也只是反映他们永恒 的“本质”而已。这种“本质论”一般人归源于柏拉图,在他著名的洞穴比喻中, 世界万物乃是光把实物投在洞墙上的影子,我们永远见不到实物,而“变异”不 过是本质不完美的投影罢了,是虚而不实的。 本质论完全轻忽变异,认为那是虚幻且不重要的,所以在此思想指导下,各物种 均有一个理想型态存在,不可能互变,正如三角形不可能变成四边形。 (六)精确预测 十七世纪以来的科学观念,完全由物理学家及数学家所主导,从培根、笛卡儿到 康德,他们都同意理想的科学是基于数学化的恒定定律,要检验这学说的好坏, 可以用数学推论及精确预测来查核,而牛顿物理学就是最佳范例。 但这种基于物理学的想法,是“本质论”的,在生物演化过程中,机运、历史偶 然因素均影响极大,因此难以精确预测,像当时的哲学家贺雪就很难理解天择, 称之为“杂乱胡搞”。 (七)对“目的论”的信仰 西方最早期的哲学家即相信世界一定有“目的”,亚里斯多德曾说过:“自然不 做无用之事”;基督徒当然也说:“上帝不做无聊事”;哲学家康德也认为生物 现象也均有最终目的。他们相信宇宙万物都有终极目标,并坚定地朝着目标前进, 这种想法就叫“目的论”。例如动物的受精卵逐渐发育成成熟的个体,即是最佳 证明。 在十七、十八世纪“目的论”遇到肥沃的土壤,那时西欧一般人在政治及经济上 日益解放,乐观地认为未来日子会更好,甚至能步入“千禧年”之佳境。 达尔文学说 以上七种思潮是十九世纪初笼罩西欧的想法,而达尔文的学说则对此提出挑战, 在一个名词“达尔文主义”(Darwinism)之下,实在包含了很多指涉不同的说 法,如果我们能予以分别述明,比较能说清历史上为何有如此多人对之误解。 (一)“演化学说”指出世界非一成不变,它不但有极久远的历史,尚且逐渐变 化,其生物也随时而变。这说法否认了“神造说”(Creationism),也推翻了 当时一般人所相信的“地球基本上是年轻的,其内生物是不会变的”。 当一八二七年达尔文从爱丁堡大学转学到剑桥大学修神学时,他是正统基督徒, 在他自传中说:“那时我不怀疑《圣经》中所说的每一个字句。”他也相信奇迹 及超自然现象均会发生,当登上小猎犬号时,与船上军官谈话,经常引用《圣经》 的话来谈道德,被嘲笑得很厉害。 但五年的航海下来,让达尔文眼界大开,也开始怀疑《圣经》的话:明智与善良 的造物者怎允许残忍的蓄奴制度?造物者怎会启动地震及火山爆发,以害死成千 上万的人呢?他在博物方面的研究也与基督教条相冲突:何以寄生虫会残酷地折 磨杀害它的寄主呢? 达尔文下船后开始思索物种改变的可能性,因此在他当时的笔记本里面,有很多 唯物观的思想。一八三九年他与表姊爱玛·魏吉吾结婚了,她是颇虔诚的基督徒, 达尔文怕他的宗教意见影响了婚姻,因此下笔时格外地小心(或者那时他仍有一 丝的犹疑),因此无神论不但吸引他也吓坏他。一直到一八五一年十岁女儿安妮 因病去逝后,他悲伤之至而问天:“这么善良完美的小女孩怎么会夭折呢?”使 他完完全全排除了心中最后一丝有神论的情结。 这项单纯的演化理论其实相当符合地质及生物学界的研究,所以在十年内几乎说 服了大部分科学圈内的学者。 (二)达尔文也主张“生物均有一共同最早祖先”的说法,不但每一群相似生物 是由一群共同祖先分岐演化而来,而且地球上所有动植物、真菌及微生物皆由一 最早始祖衍生而来。 这想法起于达尔文下船后,他将从加拉巴哥群岛上搜集的鸴鸟(Mockingbird) 标本拿给大英博物馆内鸟类专家古尔德(John Gould),古氏居然把三个岛上的 鸟分成三种,而达尔文看到它们颇相似,认为该算是变异而已。达尔文认为,这 三种鸟与南美大陆上鸴鸟相似,明显是由大陆鸟祖先到达加拉巴哥群岛上后,才 演变出来。因此,达尔文就推论相似之一群生物,是由同一祖先分歧演化而来。 若把这过程加以推衍,则地球上生物皆有共同来源。达尔文所主张的“共同祖先 论”可以解释生物在地理区的分布,也可以说明生物界何以如此缤纷复杂。 其实“共同祖先”理论并非由达尔文创始,法国生物学家布方(Buffon)早就认 为马与驴有共同祖先,但他不考虑演化,所以不曾发展之,使成为有系统有解释 力的学说。 (三)达尔文也提倡“物种能衍生新种”,而其方式主要是族群分裂成地理上互 相隔离的群体,然后因适应不同的环境条件而分歧。 达尔文在小猎犬船上回国时,整理标本时发现很多变异,埋下了怀疑物种恒定的 种子。那时发现了南美鸵鸟,比非洲鸵鸟略小,于是他创造了“跳跃说”来解释 其起源。但一物种突然跳着改变成另一新种,不但难以提出原因,也不是演化, 所以他就放弃了。 直到他遇见古尔德,使他明白南美大陆的鸟到海岛上后可能产生新种,才提出 “缓慢转变”说来解释新种之产生。 (四)“缓变论”(Gradualism)提倡物种变化不是突然或跳跃式,而是群体逐 渐变化的。 虽然达尔文深受莱尔影响,认为天律不变,因此地质改变过程极为缓慢。但如果 “本质论”的想法仍存于一般人心中,怎样说服他们生物群体也可以放弃本质而 渐变呢? 让达尔文相信生物会缓变,是基于三项观察,一是他发现南美大陆与加拉巴哥群 岛上鸴鸟之间,其实只有很小的差异;二是基于他自己进行八年的滕壶 (Barnacles)研究,他不停埋怨所谓种与变异之间,性状重叠得厉害,使得分 类几乎成了任意分界的工作;三是他观察家鸽的心得,从玩鸽家,他知道最奇怪 的鸽种是玩鸽家长期选择的结果。 有了这些实地观察后,达尔文终采取这种“缓变论”,来说明演化速率该是很慢 的,这说法甚至于赫胥黎也不完全接受呢! (五)达尔文的“天择论”是最难懂又最美妙的理论了。它解释演化机制为两阶 段,其一是群体中有变异不停产生,其二是这些变异不但有遗传性,而且变异间 之存活机会及生育能力不同,存活下来的下一代,某些变异可能略多,长期淘汰 下去,某些变异的频率增加了,因此群体的组成也跟着改变。 一八三八年九月二十八日达尔文得到这“天择”创见。近几年来分析这一段“科 学发现”的研究很多,依照麦尔的说法,达尔文下船的一年多时间,有下面的思 想变化。首先是自我打破了“本质论”思想,而相信群体中每个体都是不同的, 没有一个理想型态,更没有任何性状是永不变化的。其次他也逐渐认为,性状的 遗传是“硬性”的,而非“软性”的,即环境不会直接改造性状。再其次是他放 弃了“自然平衡”的观念,以前认为上帝善意维持物种不多不少,共存世界上; 而达尔文则主张自然界各种竞争或战争,使物种间有一平衡的假象。最后,达尔 文抛弃了宗教信仰,用纯唯物论观点分析大自然现象,不再相信神的干预。 在这种心理准备之下,他便能体会自然界生存竞争,不止于物种间的竞争,同种 个体间竞争可能更为强烈。在九月二十八日念到马尔萨斯《人口论》时,便灵光 一现,将所有思绪结晶下来,完成“天择”的创见。 很巧的,在马来亚收集标本的华莱士(Alfred Wallace),也有相同的博物学家 经验,又读了同一本书,所以在一八五八年也同样发现“天择原理”,促使达尔 文仓皇出书。 把达尔文学说分成五个细部理论后,我们便可见“物种原始”出版后,争议何以 依旧不断。例如赫胥黎自称是达尔文的牛犬,但并不相信“新种缓慢产生”的理 论,也不全然同意“天择说”。新拉马克主义的信徒虽接受“共同祖先”及“新 种渐生”理论,却全不同意“天择说”,甚至于遗传学早期重要人物摩根 (T.H.Morgan),也认为天择不重要,更完全否认“新种渐生论”,而主张新种 是跳跃地立即产生。 结语 “演化论”不但打破原有西方千年来思潮,也因它威胁了宗教原先稳固的地位, 使得反对声浪一直存在。最近美国堪萨斯州州议会决定“不教演化”就是最新的 攻势,或许西方人生价值及道德皆与宗教紧密相连,才会有如此根本的冲突吧! ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys1.dyndns.org)(xys888.dyndns.org)◇◇