进化论的功臣——达尔文

拉马克以后，有不少学者也曾以这样或那样的方式提出过他们的进化理论，但同样不能战胜神创论，而且还招来对进化论一连串的批评。不过，这类批评为后来的进化论者提供了一定的启示，使他们意识到如何才能使进化论被普遍接受。另一方面，科学上支持生物进化的事实和新发现不断增多。所有这些都为达尔文提出他的进化理论打下了基础。十分巧合，查尔斯·达尔文是在拉马克发表《动物学哲学》的 1809年出生在英国的施罗普郡的。他的祖父和父亲都是医生，家境富裕。据达尔文的《自传》所称，儿童以及少年时期所受到的教育对他影响都不大，但他却说：“我是一个天生的博物学家。”因此，他喜欢采集标本、钓鱼，爱好打猎，爱好读一些博物学方面的书籍。他曾先后进入爱丁堡大学学医和剑桥大学学习神学，但他对这两门学科均不感兴趣，不过还是通过了各种考试。出于对博物学的热爱，达尔文在大学期间结识了不少地质学家、植物学家、昆虫学家和动物学家。从他们那里以及通过阅读很多他感兴趣的书籍，达尔文学到了不少博物学的知识，掌握了不少观察、记录与采集的技能，为他将来的事业作了很好的准备。正因为他认识很多博物学家和已掌握了比较丰富的博物学知识，所以从剑桥大学毕业后就以一个不取报酬的博物学家的身份被邀请参加英国皇家军舰“贝格尔”号的环球航行。
     在克服了种种障碍以后，达尔文终于如愿地登上了“贝格尔”号，参加了这次作为他一生中的决定性事件的航行。“贝格尔”号在1831年12月27日离开英国的普利茅茨港口，原计划在2年内完成环球航行和考察，但实际上共用了5 年时间。“贝格尔”号航行的主要目的是勘察南美洲东西两海岸和附近的一些岛屿，并且进行环球各地的计时测定。为此，该舰环行了整个地球，并曾在大西洋的佛德角群岛、南美洲东西海岸的多个地方、处于赤道地带离南美洲西海岸约965公里的加拉帕戈斯群岛、太平洋的塔希群岛、新西兰、澳大利亚、毛里求斯和南部非洲等地停泊过，在1836年10月2日才回到英国（图4）。这次航行使达尔文获益非浅，他在世界各地观察到大量以前没见过的自然现象和生物类型，采集到大量的研究素材，写下了很多有价值的手记。航行结图4 达尔文随“贝格尔号”环球考察的路线束时，达尔文已经成为了一名成熟的博物学家。达尔文早年也是一个神创论者，他相信《圣经》中的每一句话。即使在“贝格尔”号的旅程中，他仍然是一个宗教信徒。不过，随着观察到越来越多自然界中的生物现象和时间的推移，他的宗教信仰受到了动摇和削弱。在“贝格尔”号环球考察期间，达尔文通过阅读赖尔的《地质学原理》，接受了赖尔认为地球是逐渐变化的观点。另外，有几件事情给达尔文留下的印象特别深，并使他对生物不变的信念产生了疑问。首先，在南美大草原地层中发现的巨大化石动物有像现代犰狳①那样的背甲，但个体却要比现代的犰狳大很多；其次，沿着南美大陆自北向南，可以看到一种生物逐渐被另一种十分相似但不同的生物代替；第三，绝大多数生长在加拉帕戈斯群岛的生物都与南美大陆的有关生物有相似之处，而且特别令人惊奇的是，群岛中不同岛屿的同种生物的性状也彼此略有差异、各具特点，以至可以从中辨别出是属于哪一个岛的生物。这些现象使达尔文觉得很难用上帝创造生物的观点来解释。因为要说明这些现象，就必须假定上帝对每一种生物都要创造出很多稍有不同的形式，并且使它们分布在不同的地方。
     如果上帝对每一种生物只创造一个模式，那么现实就说明生物并不是固定不变的，而且这种变化还与地理因素有关。航行结束回到英国时，达尔文的思想已经有了一定的转变。再通过进一步整理、分析航行考察中的笔记资料和收集到的生物标本，到了 1837 年夏天，他终于认识到生物是在不断演变的，从而成为了一个进化论者。这种转变使他对所有事物都产生了新的看法，并接受了生物源于共同祖先的观点。但是，生物如何进化的问题仍然困扰着达尔文相当长的一段时间。达尔文最感兴趣的进化问题是生物种类的问题，即生物种类的多样性是如何产生的问题。他并没有从时间的角度去着手这方面的研究，而是从地理分布的角度来进行分析。他认为从实际上能观察到的生物分布格局可以看出地理因素的重要性，但地理因素中又是什么在起作用？如何起作用呢？在1838年9月底，达尔文为了消遣而阅读了马尔萨斯的《人口论》，他被马尔萨斯的一些观点吸引住了。马尔萨斯认为人口可以按几何级数增长，而食物只能按算术级数增长，因此在任何地方，人类的生殖能力都超过了食物的供应能力，从而会导致人类个体之间对生活必需资料的激烈竞争以及随之而来的为生存而斗争。马尔萨斯还论证了可以通过疾病、饥荒、战争、罪恶以及道德上的节制生育等来减少人口的增长，认为生存竞争具有残酷的性质，但却可以使人口保持相对的恒定。这些观点为达尔文形成一种生物进化的新理论提供了一定的启发及“催化”作用。达尔文后来在自传中写道：“在我开始系统地进行研究15个月后，我为了消遣偶然阅读起马尔萨斯的《人口论》。由于我以前对动物和植物的习性长期不断的观察，已充分意识到生存竞争无处不在，因而它使我忽然想到在这些情况下，有利的变异将被保留下来，而不利的变异将被淘汰，其结果是新的物种会形成。由此我终于得到了一个可以用来指导研究工作的学说。”这个学说就是自然选择学说，它是达尔文各种学说中最大胆也是最新颖的学说。这个学说不是一下子得出来的，而是在对生物界有了充分了解的前提下，通过长期的思考以及发展和抛弃形形色色的理论而创立出来的。达尔文的自然选择学说包括基于5个事实而得出来的3个推论。
     第一个事实：如果所有出生的个体都能成功繁殖的话，那么每种生物便都会具有巨大的潜在生殖力，每一种生物的个体数量将按指数式增长。这对于人类来说，便是马尔萨斯所称的几何级数增长。第二个事实：从实际观察可知，一种生物的群体大小（个体数量）在正常情况下是比较稳定的。第三个事实：自然资源是有限的，在某一种环境中，或在某一个地理区域内，自然资源保持着相对的恒定。第四个事实：在每一种生物的群体中，没有两个完全一样的个体。这是分类学家和育种学家长期观察所得到的结果。第五个事实：生物群体中个体的变异大部分都是可以遗传的，这个事实可以从植物人工育种、动物家养品种培育的实践中观察到。从前三个事实可以得出第一个推论：既然生物通过繁殖所产生的个体数量超过了自然资源能够维持的数量，而生物群体的大小却是保持相对稳定，那么这就意味着在一种生物群体的个体之间存在着激烈的生存竞争，结果在每一代中只有一部分个体能够存活下来。马尔萨斯在他的《人口论》中强调人类个体之间的生存竞争，这一点对达尔文作出这样的一个推论是有启示的。从后面两个事实和第一个推论，达尔文得出了第二个和第三个推论。其中第二个推论是：一个个体在生存竞争中能否存活下来不是随机的，而是取决于它的生存能力，生存能力又是与个体的遗传特性有关。具有有利于生存的性状的个体就容易存活，而具有不利于生存的性状的个体就难存活。这种对是否能存活的筛选就构成了自然选择的过程。于是又有第三个推论：经过许多世代以后，自然选择将导致生物群体逐渐地变化，这种变化就是进化，由此可以产生新的生物种类。通过自然选择学说，原来必须归因于造物主“设计”出来的生物世界奇妙性就可以用自然的原因来加以解释，这是一种对这个世界全新的解释。达尔文意识到这种革命性的理论将会受到强烈的反对和抵制，必须要有足够的证据才会被接受，因此在这种情况下，他并不急于发表其新理论，而是进一步收集和研究更多的资料去完善这一理论，使其更具说服力。另一方面，达尔文以为其他人独自得出相似的观点的可能性不大，从而不存在发现的优先权之争。这样一拖就近20年。如果不是另一位英国博物学家华莱士的出现，达尔文很可能还要继续拖延下去。华莱士没有受过什么高等教育，但他对博物学十分感兴趣，在 1845年前后就已确信进化论。此后，他怀着要解决生物进化中的神秘问题的目的，曾先后到南美的亚马逊河流域和亚洲的马来群岛分别进行过4年和8年多的探险考察。
     在马来群岛期间，他写出并发表了《论制约新种引入的法则》一文，探讨了生物进化中新种类如何产生的问题，但没有引起多大的反响。华莱士继续他的考察和研究，在 1858年2月，受到马尔萨斯的一些观点启发，又写下了一篇题为《论变种无限地离开原始模式的倾向》的论文。在该文中华莱士非常清晰地表述了他的观点：“自然界中存在着能引起许多变种比其亲本物种更好地存活下去的一般原则，并且产生出连续的变异，使变种与原始类型的差距不断加大。”年轻的华莱士把这篇论文的手稿寄给了达尔文，征求达尔文的意见，并请他代为转交给赖尔，希望能够发表。此时达尔文也正在撰写他的著作，已经完成了十章半的草稿。当他看完华莱士的论文后，感到十分的震惊，他发现华莱士的思想和他自己的思想几乎完全一样，因而就产生了优先权的问题。后来在赖尔等人的安排下，华莱士的论文与达尔文的论文摘要同时呈递给林奈学会①，并于1858年8月发表在《林奈学会会刊》上。这是达尔文和华莱士首次公开地提出自然选择的进化理论。他们两人有不少相似的经历，他们都是长期从事博物学研究，在热带岛屿进行过长时间的考察，而且都读过马尔萨斯的《人口论》。因此，他们各自能提出这样的理论并不是偶然的。达尔文和华莱士的文章发表后，在当时造成的影响非常小。达尔文原计划要写一本巨著以阐明他的理论，但考虑到这种状况以及巨著不会很快写成，他决定先写一本“摘要”。经过“13个月又10 天”的紧张工作，达尔文终于写成了这本“摘要”——490 正页的《物种起源》。该书题目的全称是：《论通过自然选择的物种起源或在生存斗争中优良种族的保存》。《物种起源》第一版于1859年11月24日出版，1250册很快销售一空，此后在十几年内又再出过5版。在《物种起源》中，达尔文充分强调了参加“贝格尔”号环球航行的作用。
     该书的第一句话就是：“当我以一位博物学家的身份参加‘贝格尔’号军舰航行时，观察到南美洲生物的地理分布以及这块大陆上现存与古代生物的地质关系的许多事实，在我看来，这些事实清楚地显示出物种的起源——这个被我们时代最伟大的一名哲学家称之为神秘中的神秘的问题的曙光。”随着《物种起源》的出版，进化论得到了越来越多的人的接受，再加上一些科学家的大力宣扬和捍卫，进化论终于取得了胜利，在科学的领域里战胜了神创论。这是历史学家最热衷于详细描述的生物学史上的一个时期。华莱士和达尔文都是这种进化理论的提出者，但由于达尔文的学说更详细、更具说服力，而且《物种起源》的出版为进化论的普及起到了十分重要的作用，因此人们往往把华莱士放在从属的地位。华莱士也谦逊地创造出“达尔文主义”这个词，以把他们这种新的进化理论与以前的进化学说区别开来。达尔文在完成了《物种起源》一书后，并没有继续写他的巨著，而是只在《物种起源》其后的几版中作了少量修改和增补。他继续进行其他有关的研究，并先后发表了《动植物在家养条件下的变异》、《人类的由来和性选择》、《人和动物的表情》等著作。至于达尔文计划写的巨著，直到他逝世后近100年，即1975年，才由别人根据他的手稿和笔记编辑而成，并冠以《自然选择》这一书名出版。《物种起源》所产生的影响是巨大的。普遍认为，达尔文的《物种起源》是自《圣经》以后对西方人的思想影响最大的一部著作。除了弗洛伊德的外，或许再也找不到另一位科学家的著作是被如此广泛地翻译过、如此频繁地和详尽地评论过。此外，对于达尔文及其学说，很多期刊和杂志都大量地加以介绍和评论，连宗教和神学的期刊杂志也不例外。有关达尔文的书很多，以至在《物种起源》出版100周年以后，形成了一种“达尔文行业”，每年都有两三本关于达尔文及其工作的某些方面的书问世，另外还有大量的杂志文章。发掘和整理达尔文未公开的笔记、手稿和书信也成了不少人热心从事的工作。