文化伟人代表作图释书系:物种起源
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导读
REVIEW

达尔文在《物种起源》中的主导思想——“自然选择”,一定会被当作科学上的确定真理而被人们所接受。它有一切伟大的自然科学真理所具有的特征,变模糊为清晰,化复杂为简单,并且在旧有的知识上添加了很多新的东西。

——英国植物学家 华生

据可靠消息统计,现存于地球的生物种类已近百万种。这样看来,我们的地球俨然成了一个庞大的群落。地球历经了许多漫长的地质年代,每个年代都有它独特的动植物系统,而且其物种的数量及生物结构的多样性的复杂程度丝毫不亚于今天。

我们想象一下地球这个包罗万象的动植物园——这个极具创造力的物种海洋,我们无法不好奇这近百万种生命是怎样一步步演变成今天这个样子的。我们发自内心地想要探究物种起源这个博大精深的问题,像最伟大的哲学家们那样去探索这其中的奥秘。

关于物种的起源,相关学说一直认为物种是独立创造出来的,是一种不变的产物链。连乔治·居维叶、理查·欧文和路易斯·阿加西这些最卓越的古生物家们都一致认同这个观点。甚至可以说,大师们极少如此默契地支持某一种科学思想。即便如此,仍有某个像让·巴普蒂斯特·拉马克这样鲁莽的机会主义者,或是某个像《自然创造史的痕迹》的作者那样独特的理论家,对这个学说的可靠性提出质疑。遗憾的是,他们并没有在野外找到任何线索来佐证他们自身所持的观点。物种的不变性已经成为一种公认的正统学说,而正统的学说自然会得到具有良好素养的公民的支持和拥护。

然而现在又有人站出来质疑这一学说,而他的著作早已被广大读者熟知,他就是达尔文先生。通过在四分之一世纪里耐心的观察和实验,达尔文先生提出了一系列极具革命性的观点和推论,如果这些观点和推论成立,那么自然历史的基础学说将被颠覆。

达尔文先生对物种多样性的阐释,与前人完全不同。拉马克认为生物主要依赖于自身的努力使器官用进废退;《自然创造史的痕迹》的作者则认为生物的变化是由一系列连贯的发展阶段组成。而达尔文学说的不同还在于,其基础构建在一些毫无疑义的事实之上,这有别于某些人给“胚泡”做些“电化学操作”后得出的可疑的推测。达尔文靠着对大量动植物结构中一系列清晰可见事实的综合归纳,得出他惊人的理论。在这些事实基础上,他逐级攀登上了人迹罕至的雪峰,发出大胆而庄重的宣告——曾在地球上生存过的一切有机活物都有着共同的祖先。

毫无疑问,这一学说是对自然科学领域的最为重要的贡献之一。当科学家们见识了达尔文为了说明自己的理论而积累的诸多证据,想必都会认真审视有关物种起源学说的扎实的根基。

达尔文通过那些容易被驯化的动植物来构建自己的观点。在驯养马、猎犬和牛方面,英国的饲养员取得了惊人的成果,他们成功地开发了动物的身体结构上令人惊异的变化潜力。在这些饲养员看来,动物的群体结构有很强的可塑性,他们可以按照自己的喜好将动物驯化成任何模式。

关于驯养下的变异,达尔文找到大量的案例,他发现家鸽所经历的变化最为突出。鸽科成员的多样化确实令人惊异,不同种类的鸽子在解剖和生理特征上都有显著的区别。虽然鸽子的品种存在较大的差异,博物学家们仍然认为它们都是那只衔着橄榄枝的飞鸽的后代。

自然将变异赋予人类所驯养的品种,人类便将他们满意的那些变异积累下来,或者如达尔文所说,是“按照有利于他们的特定方向”,这就是人工选择的作用。

进化树
达尔文的进化学说认为,所有的生物之间都有亲属关系,因为它们是由相同的祖先经过长达几百万年的时间演化而来的。上图这棵进化树就直观地体现了生物进化的景象。

既然物种有能力为适应人类的需求而经历以上改良,那么其构造自然也有着同样的灵活性去适应野外的各种自然条件。因此,我们相信,在没有人类介入的情况下,物种能够开创出一个高度多样性的种群,且能生生不息。这条脉络便清楚地凸显出来了。

达尔文指出,导致生存竞争的一个重要因素是生物界极为常见的几何级数[1]的繁衍方式。若每一种生物都能任意繁衍和存活,那么从一对祖先繁衍下来的子孙就能很快覆盖整个地表,无一例外。人类尚属繁衍速度较慢的生物,但也只需二十五年,便能将全球数量翻一番,如果没有死亡,那么按照这个增长速度,一两千年以后,人类的子孙便会“无立锥之地”。达尔文针对生物的这种异常可怕的繁殖能力,给出了大量详尽的例证。

这就是达尔文所说的生存竞争学说。生物诞下的极其繁多的后代,如果要存活下来就必须为了生存而斗争。要么跟同种的另一个个体斗争,要么和一个来自遥远纲目的个体斗争,要么和自己生存的自然环境斗争。

凭借物种竞争法则这条线索,达尔文还发现了自然界的物种关系中存在着许多隐秘的事实。至此他才发现,生物之间相生相克关系的复杂程度远远超出人类的想象,同一大环境下的不同物种为了和对手竞争,不得不走到一起。在这种微妙的关系网中,就连自然属性上天差地别的动植物都被相互捆绑在了一起。大家可能不太能理解这个观点。打个比方,你能想象乡村中随处可见的家猫能够决定你所在地区的某种特定花朵的存活率吗?达尔文这样回答这个匪夷所思的问题:“经过推理,我有理由相信,野蜂对于三色堇的授粉是不可或缺的。因此,当英格兰整个属的野蜂都灭绝或者极度稀缺时,那里的三色堇和红苜蓿必定也会变得极其稀少,甚至全部灭绝。而很大程度上,某一地区的田鼠数量又决定了该区域内野蜂的数量,因为田鼠是野蜂的天敌。长期观察野蜂习性的学者纽曼先生相信,整个英格兰有超过三分之二的蜂巢都是被田鼠毁坏的。另一方面,一个地方的猫的数量,又会直接影响到田鼠的数量,纽曼先生曾说:‘村庄附近的野蜂蜂巢总是比别处的多得多,这主要归功于当地的家猫捕杀了田鼠!’”

在复杂而永恒的生存竞争中,始终存在着一个决定性的原则在改良着系统中的物种,达尔文称之为自然选择法则,这也是本书的核心思想。我们了解到,所有的生物有机体都具备相当的可塑性,且具有一定的变化潜力,便于从一个物种中衍生出多种形态,也能够在一定程度上进行修正和重塑。

自然总是做着同一件事:任何一种动植物的个体一旦发生突变,只要这种突变能够对其生存竞争有利,它便会让这个个体取得超越同伴的竞争优势,且其子孙后代也会将这种突变传承下去,直到被新的品种排挤出生存环境。在漫长的岁月中,各个时期有益于个体的微小变异被稳定地积累下来,而生物构造在各个方面都经历了翻天覆地的改进,于是便缔造了神奇的大自然,无数种动植物都形成了自身特有的迥异于他者的生命形式。

可以说,自然法则时刻都在筛选着任意一种物种,连渺如微尘的生物也包括在内。劣等的个体会被舍弃,优势个体会被保留并积累下来。这一切却又是缓慢而令人难以察觉的。

达尔文认为,在这个漫长而持久的改进过程中,同属的不同品种间的细微的特征差异被不断放大,它们后代间的差异会上升到种的级别,在特征上渐行渐远的那些生物在此刻便隶属于同一属的不同种。

至于品种和种之间真正的界限是什么,达尔文坚决认为,二者之间并没有绝对的区别,它们覆盖的特征往往存在着交集。有着明显区别的品种被他简单地看成“初期的种”,而在他看来,种也仅仅是特征鲜明和容易辨认的品种。而那些有着明显区别且被人熟知的品种,在它们尚未被人认定是一个独立的种之前,确实难以命名。无疑,种和亚种至今都未能明确地划清界限,亚种和有着明显区别的品种是相同的情况。它们的定义因一系列难以区分的特征混杂在一起,这些特征让人们感觉到它们之间似乎存在一条发展的路径。

因此,达尔文决定要进一步检验变异的法则。他坦承,人类对于这个问题十分无知。亲代的某个器官在它众多的后代中会发展出不同的特征,对此也很难给出合理的解释。但达尔文仍旧主张,若能使用比较法来处理观察结果,我们就会发现,同样的法则既会在一个物种中产生较为次要的差异,也会在一个属中影响物种间的差异。

达尔文将生存的外部条件,如气候、食物等列为在法则中起主导作用的因素。与此同时,他还指出生物的习惯也会对其身体构造上的衍变产生影响,用进废退的效果似乎比预想的更为强大,而功能一致的器官趋向于用同样的方式发生变异,这些器官在变异中都趋向于保持原本的关系。

变异法则中的难题之一就是,生物繁衍后不同器官间有所关联,可惜人类对这方面的了解极不完善。其相关性在于,在生物发育和繁衍的过程中,只要其生物结构的某个部分发生了哪怕极微小的变异,其他部分也会随之有所改变。解剖学家举例证明了这个学说。他们在研究许多动物的下颌和四肢的过程中,发现这些器官的长度总存在着对应关系,其功能具有一致性。另外,在那些体格健硕的野兽身上,也能找到全然不同的器官之间的奇妙的相关性。吉奥佛利·圣·希莱尔在其著作中举出了很多看似天方夜谭的例子,比如蓝眼睛的猫中有一定比例的聋子,一定数量的玳瑁色的猫中总能看到几只雄性,虽然其中不一定真的具有功能的一致性,但这些相对的关系确实非常神奇。

达尔文说:“观察一块混杂有多层生物的堤岸十分有趣:地上覆盖有各种植被,蠕虫在潮湿的地下土壤中穿梭往来,各种鸟类在树枝间歌唱,各式各样的昆虫在树丛间喧闹扑腾。”根据他的学说,这所有的物种彼此间是千差万别的,却以一种非常奇特的方式相互依存。他将这整个复杂的生物群落结构看成一个整体,认为它们是那些在人类周围发生着作用的法则的产物。这些法则的目的在于,通过生殖来繁衍,并将亲代的变化倾向遗传下去。这种变化倾向来源于外部生存环境直接或间接的作用,源自习惯和疾病,以及生命可怕的繁殖率所带来的生存竞争。特征分化在自然选择下成为必需,改良程度若是不够则会遭到灭绝。

以上便是达尔文的理论,将事实陈述得通俗易懂,再不可能有比这更精辟漂亮的表述。他最主要的精力都用在提供大规模的论证和例证来支撑及捍卫这套惊人的理论,正如他在书中所声明的那样——这是一项漫长的论证。为了让自己的学说站住脚,他在实例中摸索出大量连贯的间接证据,只有当你耐心体会完这些证据链之后,才能够完整地领悟这个理论,才会对他的学说和坚定的信仰深深佩服。

但是,在肯定达尔文大部分学说的同时,我们是否应该坦承,他的学说中依然存在盲点。

达尔文对个别问题的一系列证明,手法很有创意,甚至让人印象深刻。但他并未给我们展现出一个能够将这些理论连贯起来的环节,即没有形成具有完整逻辑性的推论。

达尔文也承认,要克服这个困难是非常不容易的。但他坚持认为,它们的真实性非常明显,离真相仅有一步之遥。但我们担心的却是这一步的距离恐怕无法逾越。

要完全处理这个庞大且复杂的问题确实十分艰难,毕竟我们仅仅简单地接触了较少的几个话题。而那些支持达尔文,相信所有假设中的物种与物种、属与属间存在渐变关系的人们,根本无法辩驳来自地质学的质疑。因为变迁中间环节的毫无证据,使达尔文所阐述的那些特定生命形式的身份也无法完全被弄清和确认。在达尔文的论述中,只是反复强调有多少生命形式一定存在过,它们将每一个大类下的所有物种都联系起来,形成一种连接物种的过渡。但我们依旧无法释怀,为什么这些中间环节不会出现在我们现今的生活环境中,为什么我们看不到成片的生物都被难以区分的特征联系在一起,为什么我们看不到一个令分类学家更为抓狂的大自然?

达尔文把这些难以攻克的问题归责于地质记录的极度不完善,但是,即便如此,应该也不会像他认定的那么严重。

达尔文在草图上为我们勾勒出上百万种用于填补化石记录间空白的过渡期生物,并作出惊人的假设。但遗憾的是,当我们在古生代的志留纪岩石层中探索生命最初的活动时,却发现人类的祖先存在于其他生物结构中间,如同现今海岸边一条挖泥船的航迹那么显眼。为了对这个现象作出合理的解释,达尔文又作出新的假设:“在最底层的志留纪地层沉积之前,已历经相当久远的一段岁月,其长度也许超过了从志留纪至19世纪的整个时长。在这段古老浩渺的时间内,地球上已经到处充满着生命的气息。”

困扰达尔文的“中间连锁”
中间连锁,即中间类型,它们常常把生物的过去与现在连接在一起。比如鸭嘴兽这种唯一的卵生哺乳动物,同时具有水栖动物和陆栖动物的特征,因此属于中间类型。这种情况同样会出现在同属的物种当中,比如人和猿人之间的智人,它是从猿到人进化过程中的一级,也属于中间类型。然而在具体区分某些生物的种属时,由于缺乏中间类型,往往让分类学者们难以进行,这也是长期困扰达尔文的一个关键问题。

但我们为何不能在这段古老浩渺的时间中找到任何记录呢?达尔文对此坦白地承认:“我目前也给不出令人满意的答案。”但他仍旧试图让探究者们满足,他保证水底下一定能够找到他们想要的证据。他断言,在某个出现于志留纪之前且无法考证的年代里,如今的海洋在当时可能已经退去而露出大洲,现今大洲坐落的地方在当时却被海洋所淹没。他举例说,若现在的太平洋的海床能抬升成为陆地,我们便能在它上面发现比志留纪更早的地层,一个接一个,绵延了数百万个年代,原始动植物群的连贯记录肯定安静地埋葬于其中。但确实不知道相信达尔文这些主观臆断的人得需要多大的勇气。

在达尔文的这一连串毫无依据的推测中,有一点是值得我们参考的,即在地质学中有一条依据是,若在某个特定堆积层中无法找到任何生物的遗迹,也不能妄断整个地层相应年代中的生物活动极不丰富。一块毫无生命迹象可寻的岩石,并不代表其相应时期没有生命活动。这个观点甚至在英国地质学派最先进的学说中也能得到赞同,志留纪地层的化石的确不能被当作有机生命最初登场的证据。

达尔文的理论之所以存在局限性,是因为他仅仅是个博物学家。在他那许多高深的推理体系中,信奉的是胚胎学说、居维叶的器官相关性学说等诸家的教义,而对一些深邃的启示却毫不知情。然而我们知道,只有将那轰轰烈烈的科学生活带来的直觉同先知提出的线索相结合,人类才能真正探索到有关生命起源的神秘问题的一丝真相。正如有人深刻评论过的那样:“我们不能只根据这个或那个器官武断地判断动物系统,因为眼睛可能只会挑选自己的目标,只会看到那些符合有关动物构造起源的死板规定的发现。”

19世纪初,自然一致性的概念如同幻灵一般飘进科学的殿堂,成为人类大脑能够投射出的最辉煌的思想之一,而这个伟大的预言也成为指引我们所有科学前进方向的明灯。短短几年间,经过圣·希莱尔、罗伦茨·奥肯、卡尔·古斯塔的构造和设计有着令人叹为观止的一致性,且遍及生命的整个谱系。吉奥佛利·圣·希莱尔最早提出世上只存在一种动物形态,这一理论奠定了自然物种一致性思想的基石。经过胚胎学的发展,他发现所有动物在发育早期彼此都是相似的。解剖学将这个成果继续向前推进,进而揭示了高等动物在胚胎发育过程中会重现由古旧的低等动物构造逐步转化为固定的高等过渡阶段。在依次经历过珊瑚虫、软体动物、海龟、鱼类、鸟类这些前身之后,呈现出的最后形体便是光荣的人类。

只要我们不是太过于偏狭,便能从这本《物种起源》中提炼出它最重要的功用,并能够预期一个终极形态。它最有价值的地方在于,让我们明白了人类同任何一种可能的终极形态相距有多远;我们对于物种起源的诸多方面确实是一无所知的。而且达尔文先生补充道:“最关键的是我们并不知道自己有多么无知。”

但也不必沮丧,生命起源中注定残留着许多无法解释的问题。正如马勒勃朗所说:“其实,大家都清楚地知道其中的一些事情并不能全部理解。”毋庸置疑,科学始终具有局限性,那些最富才智的头脑想要探求答案时也总是忍不住发出同莎士比亚一样的感叹:“自然啊,你是一本无比神秘的书,而我,只能读懂些许部分!”

另一方面,上天赋予人类的理解力也是惊人的。就天性论而言,我们付出史诗般的努力之后同样能够阐释生命的难题。因此,我们将达尔文的贡献当作拓展科学版图的最正当也最成功的尝试。因此,不得不说,本书是迄今为止对动植物科学的一次最有价值的贡献。

关于达尔文理论中杰出的核心思想——自然选择下的渐进改良,我们不得不承认它为我们正在探索的现存和已经灭绝的物种间存在的遗传关系指明了方向,事实上,它也使自然历史这门课程发生了重大变革,同时也为分类学提出了一个新的明确的基础。在为所有生命有机体归类这项宏伟的工程中,其状态确实是令人不满意的。博物学家们在关于什么是物种,什么是亚种的问题上,总是无休止地争辩着,向人们展示出科学的混乱。物种的分类档案也因此变得混杂繁重,工作难度自然也在加剧,然而事实是,随着研究领域的拓展,这个工作本应变得更容易。

达尔文不厌其烦地强调着地质记录工作的不完善,这的确是个较为严重的问题,如果地质记录能够更完备,我们就能完善现有的古生物知识。而且,达尔文给我们打开了一个多么广袤的空间!十亿年的光阴荏苒,从志留纪的软体动物到今日的人类,任何人都会感受到这段历史的重量,感受到永恒掠过我们身躯时留下的颤抖!不可否认,这种历史带来的感受十分有益于我们,它充实了这段短暂而紧缩的历史。

现代科学的主流思想普遍认为,在解释自然现象这一问题上,我们不应将精力过多地浪费在过去,而应该寻找那些正发生作用的因素。而我们也从各个地层抽取的样本中发现了生物的奇观。当代地质学家也早已证明,导致生物奇观出现的机制此时此刻正影响着这个星球上的其他生物。因此他们推翻了灾变说[2],让“繁衍”这个宏观概念深入人心,使我们明白在时间的推波助澜下,它在现有机制中发挥着巨大的作用。

达尔文也置身于这股潮流之中,他同赖尔一道否定了地质中的灾变说,而他提出的进化学说则让宇宙创生说[3]摇摇欲坠。从生命第一次被引入地球开始,某种模式就开始永不停息地影响着地球上的生物,经历了漫长的时间以后,整个生命有机物的系谱至今还由这套模式逐渐产生作用。若我们用最高的智慧来领会其中的奥秘,一切便会更加和谐。我们都相信进化一旦开始,之后不用施加任何干预,所有的事情便同开始时布置的那样完美无缺。就如同巴登·鲍威尔那漂亮的诗句一样:“要注意那神祇的身影在暗处比在明处更清晰,比起秩序、连贯和进步,混乱、打断和灾难中更能看到它的手段。”

无疑,自然科学的间接教化是对当代思想最重要的贡献。尽管直接的教诲让人觉得更庄重,但间接的教化似乎更加精彩,前者侧重于同物质世界的关系,后者却影响着人类的整个思维活动。能够深切地触及门外汉这个主体的往往都是科学那令人仰慕的外衣,它是那些真理之外最华贵的载体。从这个意义上讲,科学还有许多方面需要得到实现,科学需要文学的包装,如同文学需要科学奠基一样。达尔文便是这样一位传授科学的大师,他将最朴实的事实描在画板上,呈现出的却是一幅壮丽胜景。即便没有权威的帮衬,书中的某些命题还是很容易被大众所接受,通过它们似乎能够找到形而上学的支持和内在的证明,这便是达尔文学说的重要性之所在,就如同康德的“星云假说[4]”一样,且不论它们在科学上的建树如何,它们对文化的间接意义比它们在所有直接方面的功用更具有现实的影响力。

“赏心乐事折其福”,这种说法似乎在科学和社会学中都同样屡试不爽。就像哈维发现了血液循环,却在近四十年间几乎都被否定一样,达尔文估计已经预料到他将来也许会面临同样的问题。“我相信,”他在本书的结尾说道,“年轻的博物学者们一定会用他们独到的眼光来客观面对这个问题。”

而以我们的公正评判,在他那期待中的未来,他的成就也许达不到画出宇宙生命的整个循环,但他至少指出了其中的一段圆弧。在过往所有的事迹中似乎存在着一条历史规律,旨在阐释自然学说在登场时犹如华丽的蜃景,其中大部分的教义犹如玫瑰色的霞光,给那些做着晨课的学者头上镀上了一缕金色。但等到一个合适的时间,自会有那完美的思想适时地出世,将未知地渊中的宝藏铺陈罗列,用科学的明光给这个时代盖上玺印。

1860年3月28日
载于《纽约时报》


[1] 几何级数:几何级数属于数学范畴,可以表示为a*x^y,即以xy次方的形式增长。x一般等于2,即通常说的翻几(这个值为y)番。与代数级数相比,几何级数的增长更可观,如几何级数的“翻三番”就是a*2^3,即代数级数增长8倍。

[2] 灾变说:即生物灭绝是由周期性的、剧烈的、大规模的灾难事件造成的学说。该学说认为,原来的生物种类在灾难中灭绝,新的生物种类占据了灭绝物种的生态位置。

[3] 宇宙创生说:1929年,美国天文学家哈勃发现了红移现象,该现象是宇宙在膨胀、星球之间的距离在扩张的证据。天文学家认为,它的存在源自宇宙大爆炸之后宇宙射线的不断放射。自此,他们把宇宙万物的起源归为一次宇宙大爆炸,并提出宇宙很可能不是永恒的,而是从“无”经过量子变化创生出来的观点。

[4] 星云假说:1755年,德国哲学家康德在《自然通史和天体理论》一书中提出了该学说。它认为,太阳系是由一块原始星云收缩形成的,后者则是由大小不等的固体微粒组成。这块星云先形成了太阳,然后剩余的星云物质进一步收缩演化形成行星。