科学名人 达尔文——科学进化论的奠基者
2009年是英国博物学家查尔斯·罗伯特·达尔文(1809-1882)诞辰200周年,也是杰出著作《物种起源》(全名为《自然选择,物种起源为了合适者的生存》)出版150周年。世界各地都以不同的方式纪念科学进化的创始人。位于伦敦东南30公里的肯特郡丹村的唐屋展示了他的家庭生活和完成《物种起源》的过程。大英自然历史博物馆展示了达尔文的个人物品、标本和相关动物。“你知道达尔文吗?——达尔文200周年纪念展”。记住科学发展的历程不仅是对先行者的最好纪念,也是激励科学工作者今天奋进的最好动力。
1.达尔文,物种起源和进化的诞生
1809年2月12日,达尔文出生在英国的一个传统医学家庭。他从小就热衷于观察自然和收集生物标本。年轻时,他在剑桥大学主修神学。出于对生物科学的热爱,他跟随一些植物学老师进行了一系列科学考察,收集了大量植物标本,并进行了基础地质调查。在他的大学生涯结束后,1831年12月27日,在亨斯洛教授的推荐下,达尔文作为一名“自费的*博物学家”,与英国海军的“小猎犬号”水文勘探船一起开始了一次全球科学考察。探险于1836年10月2日结束,达尔文收获颇丰,满载而归。达尔文在科学考察中爬山,涉水进入森林和草原。无论走到哪里,他都仔细观察地质矿产资源、生物类群和地貌特征,深入比较和分析了化石与活的动物之间的差异和联系,以及生物的地理分布特征和地质历史。“伯杰”号五年的航行是达尔文研究自然知识的真正学校。他在探险中获得的丰富的动植物材料和观察到的自然现象为他理解生命史的逐渐发展奠定了基础,并成为进化思想的直接来源。自然界常见的生物学事实使他更接近进化论,尤其是在南美洲的科学研究。在南美洲大陆从北到南的旅程中,达尔文收集了27种家鼠,发现这些物种的相似物种分布在邻近地区,并且随着该地区的通行,这些物种逐渐被取代。地理区域越远,两个物种之间的差异就越大。同时,南美洲西海岸加拉帕戈斯群岛的大多数物种都具有南美洲大陆的物种特征,但以雀鸟为例,每个岛屿都是不同的,既相似又不同。此外,在南美洲地层中发现的哺乳动物化石与现在生活在南美洲大陆的犰狳非常相似,但与它有明显的区别,这表明古代生物和现代生物之间有一定的亲缘关系。科学调查之后,达尔文沉浸在物种起源的问题中,并开始对其进行系统研究。人工选择的原理是从生产实践和科学研究中总结出来的,自然选择理论是基于自然界中为生存而进行的斗争是激烈的这一事实的研究成果而提出的。
诚然,达尔文的进化论并不仅仅来自对自然的观察。从以前的自然研究成果中学习也是非常重要的。在他的全球探险中,达尔文仔细阅读了被称为“现代地质学之父”的英国地质学家查理斯·莱尔的著作《地质学原理》。
莱尔提出了地球在逐渐变化的观点,即“均匀化理论”,这与流行的“灾变论”相反,成为一种新的理论。等效理论认为,自然力(风、雨、冰川、地震和其他自然力)的持续一致的作用形成了地球的面貌。还值得一提的是,不同学科之间的交叉渗透对科学发展的影响非常重要。达尔文的广泛阅读,尤其是英国经济学家托马斯·罗伯特·马尔萨斯的《人口原理》一书,对达尔文理论的形成起到了“催化”作用。马尔萨斯指出,人口增长有超过粮食供应增长的趋势,而高死亡率的各种因素是农业时代使人口再生产与生存数据相匹配的关键过程。人口以几何级数增长,而食物只以算术级数增长。因此,为了获得有限的食物,必须进行生存斗争。战争、饥荒和瘟疫都是减少人口和达到与生存手段相适应的生产水平的途径。可以说,马尔萨斯的种群理论和达尔文的动植物习性的观察相互碰撞,导致了生物世界的提高适应性的观点由于“为生存而斗争”。
在达尔文的科学研究中,理论与实践紧密结合,应用历史研究,通过归纳和演绎得出正确的结论是一种重要的方法。正如家鸽起源于岩鸽一样,家鸽的生物来源于野生物种,其促成因素是人工选择;通过从人类到自然的“选择”力量的推理,“自然选择”的概念诞生了。自然选择理论已经成为达尔文进化论的核心。达尔文通过观察自然界生物与环境之间的关系,以独特的眼光提出了“生命之网”的论点,指出三叶草的繁殖需要野蜂授粉,田鼠破坏野蜂的巢穴,猫是田鼠的天敌。因此,在某个地区,猫比老鼠多,老鼠比蜜蜂少,蜜蜂比三叶草多。
1859年11月24日,“伯杰”号完成航行20多年后,达尔文的巨著《物种起源》出版了,这本书几乎贡献了他的一生和思想。在伦敦的这一天,许多市民涌向书店购买新书,这本书的第一版在同一天售出了1250册。