达尔文生平及对科学的贡献

达尔文生平及对科学的贡献 方陵生/编译 200年前，现代生物学之父查尔斯 R 达尔文Charles R. Darwin诞生，并成为那个时代最有名望的 科学家。达尔文深入研究了已灭绝的和活着的生物，从中破解了生命进化史，由此解释了生命多样化的起 源奥秘。直至今天，达尔文提出的“自然选择”进化论仍然是生命科学研究的核心，其方法论影响着生命 科学的各分支领域，并渗透到其他多个领域中，如量子物理学和计算机科学等。达尔文留给人类的并不仅 仅是一些教科书上的遗产，达尔文主义还为生物学研究的许多前沿领域注入活力，激励人们对生命科学以 及生命本身进行更深刻地思考。 伟大与平凡书写人生 达尔文生活在一个和当今大相径庭的年代。他于1809年2月12日出生时，现代科学正处于萌芽时期。 1808年，英国化学家、物理学家约翰道尔顿John Dalton提出了现代化学的原子理论，但是没有人知 道原子究竟是什么样的。当时的物理学家还都不了解能量守恒定律和热力学定律，发现电磁感应并提出相 应理论1831年的英国物理学家、化学家迈克尔法拉第Michael Faraday当时还不明白电磁原理，也 没有人了解光的电磁特性。地质学研究还局囿于上古洪水的模式中，心理学还未诞生，而生物学在几个关 键问题上仍然与宗教混淆在一起，阻碍了生物实验和理论研究。 直至1882年达尔文辞世之时，热力学拥有了两个颠扑不破的定律，俄国化学家德米特里门德列夫 Dmitri Mendeleyev发现了化学元素周期表，英国物理学家詹姆斯麦克斯韦James Maxwell建立了电 磁学理论的数学模型，并用来解释闪电现象，英国地质学家查尔斯莱尔Charles Lyell提出了 “均变论”， 奠定了现代地质学的基础，德国心理学家威廉冯特WilhelmWundt创办了世界上第一个实验心理学实验 室。其时，现代科学已经拥有了坚实的基础，人类探索各种奥秘的时机也已到来；而人类起源之谜的揭开 则要感谢达尔文敏锐的洞察力、孜孜以求的好奇心、严谨的科学态度以及坚定不移的探索精神。 达尔文的生平可用伟大与平凡两个词来概括。英国著名作家奥尔德斯 L 赫胥黎Aldous L. Huxley 的祖父托马斯亨利赫胥黎是当时颇有争议的达尔文进化论的坚定拥护者，他曾称赞达尔文“高尚的人 格比他的智慧更为可贵。” 即便达尔文没有写下关于进化论的只言片语，他也仍然是19世纪杰出的植物学家、昆虫学家和地质学 家。在肉食植物、珊瑚礁、鸽子、蜜蜂、蚯蚓、兰花、甲虫和藤壶的研究方面，达尔文都是无可置疑的权 威人士，他奉献给科学的是其卓越的大脑。 小猎犬”号传奇探险 小学时，达尔文学习成绩中等，但酷爱阅读，从小就对观察和收集植物感兴趣，特别是甲虫和蝴蝶。 在达尔文开始有名的海上探险之前，一位朋友曾开玩笑称这是“所有南美洲甲虫的厄运，所有热带蝴蝶的 悲哀”。高中毕业后，达尔文到离家数百公里的爱丁堡大学学医，不久因晕血而中途放弃，父亲又将他送 到剑桥大学改学神学，希望他将来成为牧师。 然而达尔文的心思却不在宗教神学上，在剑桥求学的儿年里，他将大部分时间都花在了其他学科上。 例如，他经常去听植物学讲座，和地质学家亚当塞奇威克Adam Sedgwick到野外调查，并与约翰♦ S 亨 斯洛John S. Hens low等一些生物学家建立起了深厚的友谊。达尔文对科学的浓厚兴趣在很大程度上受 到了德国自然科学家亚历山大♦ V 洪堡Alexander V. Humboldt和英国天文学家约翰赫舍尔John Herschel的影响，几十年后达尔文曾写道，这些科学界的前辈激发了自己“想要为崇高的自然科学贡献绵 薄之力的激情”。 达尔文的导师、生物学家亨斯洛教授也许是第个发现达尔文具有成为杰出科学家潜质的人，于是推 荐达尔文作为一名博物学者参加了 “小猎犬”号的海上探险活动。在“小猎犬”号周游世界途中，达尔文 花了5年时间，观察全球各地的生物乏样性特征、地质构成以及丰富的生物化石记录。达尔文善于通过表 面发现本质，他记录了动植物化石与现有生物的差异、相距很远的物种之间的相似性、南美大陆及附近加 拉帕戈斯群岛有机物之间微妙的差异和联系等。“小猎犬”号探险于1836年结束时，达尔文已经对地球生 命多样性和奇妙之处有了大量的了解，这给了他极大的思考探索空间。 病魔中研究物种起源” 达尔文随“小猎犬”号出海探险，返回时造就了一位科学界名人。但达尔文不久因健康原因回到伦敦 东南部的乡村老家。 在这之后的一生中，达尔文几乎每天都受到一种神秘疾病的折磨，症状类似于食物中毒。当时的医学 无法根治，病痛让达尔文十分受罪，但这也许促使了达尔文科学研究的成功。由于身体原因，他被迫居于 乡间，没有工作，也几乎没有什么消遣活动。他可以用自己的方式观察自然，例如，他曾花了整整8年时 间研究不同种类的藤壶（一种附着海边岩石上的长有石灰质外壳的小生物）。在那些日子里，他也大量的阅 读书籍和编辑资料，对所阅读过的书籍做了详尽的索引笔记，每一期自然他几乎都看过，一些物理学 和数学方面的文章他也非常感兴趣，虽然他坦承有些也看不懂。他的阅读面极广，自然科学、哲学、历史 等都有涉猎，甚至有时他还看一些没什么价值的小说。 正因如此，达尔文博闻广记，知道了许多别人所不知道的事情，一些无法通过观察确认的事情，他也 会通过推理去猜测事情的本质。他知道哪些是前人已经观察过的，如果觉得有不足之处，他就亲自去实践， 为此他还种兰花、养鸽子、观察蚯蚓等。 达尔文对奠足了生物学基础的“物种起源”问题进行了系统的调查研究。传统的观点认为，物种是各 自独立创造出来的，并且是永恒不变的，就像当时的天文学家认为宇宙是永恒静止的一样。但也有一些思 想家，其中包括达尔文的祖父伊拉兹马斯（Erasmus）却并不这么认为。跟随“小猎犬”号探险时，达尔文就 开始怀疑所谓物种“永恒不变”的观点可能是不正确的（虽然他一直对其祖父的著述并不十分赞同，认为其 猜测成份多于事实），但当时达尔文大脑里还没有产生自然选择的概念。 英国经济学家托马斯马尔萨斯（Thomas Malthus） 1798年发表的人口论对达尔文学说的形成起到很大 的帮助。马尔萨斯理论认为，人口如果不加以控制，将导致粮食短缺和生存条件恶化。根据这理论，达 尔文对各种动植物进行了大量观察，揭示了大自然中的“生存竞争”法则。他在自传中写道，在大自然严 酷的环境下，“能够适应环境的物种保存了下来，而那些无法适应环境的物种便被淘汰，这种竞争的结果 就是新物种的诞生。” 小插曲中诞生进化理论 1842年，达尔文已经写了大约35页的进化论大纲（是用铅笔写的），1844年扩充为230页的手稿。在 给妻子的一封信中，他毫不讳言道，如果他的理论能被人们接受的话（即使能得到一位有识之士的认可）， 将有可能成为“科学发展道路上相当重要的步”。他还在信中写道，如果他在有生之年没来得及将书稿 出版，请求妻子务必将这份手稿想办法出版。期间，他曾将手稿给儿位同行看过，但是这生物科学史最 具震撼力的观点却久久没有