书城科普读物影响世界的62部科学名著
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第4章 科学思想(3)

同一纲中一切生物的亲缘关系有时用一株大树来表示。达尔文认为这种比喻是很符合实际情况的。绿色的,发芽的小枝可以代表现存的物种,数年前生长出来的枝条相当于长期连续的绝灭物种。在每一生长的时期中,一切生长着的小枝都向各方生出嫩枝,而且试图遮盖并弄死邻近的嫩枝和枝条,物种和物种群在巨大的生活斗争中,随时都在战胜其他物种。巨枝先分为大枝,再逐步分为更小的枝,当树幼小时,它们都曾一度是生芽的嫩枝。这种旧芽和新芽由分枝来相连结的情形,可以代表一切现存物种和绝种物种。当这株树还仅仅是一株矮树时,在许多茂盛的小枝中,也许只有两个或三个小枝被保留下来,成长为现在的大枝,并且负荷着其他的枝条,生存在久远的地质时代的物种也是这样,它们之中只有少数物种遗留下现在还活着的变异了的后代。从树开始生长的时候起,许多巨枝和大枝都已经枯萎而且脱落了,这些枯落了的、大小不等的枝条,可以代表那些没有现存代表的、已成为化石状态的全目、全科及全属。作者解释说,正如我们在某些地方看到的,一个细小的枝条从旧树枝的废墟上生出来,并且由于某种偶然机会,至今还在顶端生长着那样,有时我们看到如鸭嘴兽或肺鱼之类的动物,它们在某种程度上由亲缘关系把生命的两条大枝联络起来,并由于生活在有荫庇的地点,便从致命的竞争里得到幸免,如果由于生长而生出新芽,这些新芽如果健壮,就会分出枝条遮盖和压倒四周许多较弱的枝条。所以达尔文认为,这巨大的“生命之树”在其传代中也是这样的,这株大树用它的枯落的枝条填充了地壳,并且用它的分生不止的美丽枝条遮盖了地面。

作者指出,一切生物是依照两个大法则即“模式统一”法则和“生存条件”法则形成的。模式统一是指我们在同纲生物里看到的,与生活方式毫无关系的构造上的基本相似。按照作者的理论,模式的统一可以用起源的统一来解释。因为自然选择或者是依据现在使各生物的变异部分适应于有机的和无机的生存条件而发生作用,或者是依据它们在过去的时代的适应情况而发生作用,而且在许多情况下器官是否经常使用也对适应产生影响。而器官本身又受到外界生活条件的直接影响,并且在任何情形下都受到生长和变异的各种法则的支配,因此,“生存条件法则”实际上是比较高级的法则。因为通过以前的变异和适应的遗传,它把“模式统一法则”包括在内了。

按照自然选择学说,一定有无数的中间类型曾经存在过,这些中间类型以微细的级进把每一群中的一切物种联结在一起,这些微细的级进就像现存变种那样,因此我们可以问:为什么我们没有在我们的周围看到这些联结的类型呢?为什么一切生物并没有混杂成不能分解的混乱状态呢?关于现存的类型,我们应该记住我们没有权利去希望(除了稀少的例子以外)在它们之间发现直接联结的连锁,我们只能在各个现存类型和某一绝灭的、被排挤掉的类型之间发现这种连锁。如果一个广阔的地区在一个长久时期内曾经保持了连续的状态,并且它的气候和其他生活条件从被某一个物种所占有的区域逐渐不知不觉地变化到为一个密切近似物种所占有的区域,即使在这样的地区内,我们也没有正当的权利去希望在中间地带常常找到中间变种。因为我们有理由相信,每一属中只有少数物种曾经发生变化,其他物种则完全绝灭,而没有留下变异了的后代。在的确发生变化的物种中,只有少数在同一地区内同时发生变化,而且一切变异都是逐渐完成的。作者阐明,起初在中间地带存在的中间变种大概会容易地被任何方面的近似类型所排挤,因为后者由于生存的数目较大,比起生存数目较少的中间变种一般能以较快的速率发生变化和改进,结果中间变种最后就要被排挤掉和消灭掉。

世界上现存生物和绝灭生物之间以及各个连续时期内绝灭物种和更加古老物种之间,都有无数连结的连锁已经绝灭。按照这一学说来看,为什么在每一地质层中没有填满这等连锁类型呢?为什么化石遗物的每一次采集没有为生物类型的逐级过渡和变化提供明显的证据呢?虽然地质学说的研究毫无疑问地揭露了以前曾经存在的许多连锁,把无数的生物类型更加紧密地连结在一起,但是它所提供的过去物种和现存物种之间的无限多的微细级进并不能满足这一学说的要求?作者说这是反对这一学说的许多异议中的最明显的异议。还有,为什么整群的近似物种好像是突然出现在连续的地质诸阶段之中呢?虽然我们现在知道,生物早在寒武纪最下层沉积以前的一个无可计算的极古时期就在这个地球上出现了,但是为什么我们在这个系统之下没有发见巨大的地层含有寒武纪化石的祖先遗骸呢?因为,按照这个学说,这样的地层一定在世界历史上的这等古老的和完全未知的时代里,已经沉积于某处了。

作者认为,自然选择仅能借着轻微的、连续的、有利的变异的累积而发生作用,所以它不能产生巨大的或突然的变化,它只能按照短小的和缓慢的步骤而发生作用。因此,“自然界里没有飞跃”这一格言,已被每次新增加的知识所证实,根据这个学说,它就是可以理解的了。为什么在整个自然界中可以用几乎无限多样的手段来达到同样的一般目的,因为每一种特点,一旦获得,就可以长久遗传下去,并且已经在许多不同方面变异了的构造势必适应同样的一般目的。总之,我们能够理解,为什么自然界在变异上是浪费的,虽然在革新上是吝啬的。但是如果每一物种都是独立创造出来的话,那么,为什么这应当是自然界的一条法则,就没有人能够解释了。

在作者看来,从过去的事实来判断,我们可以稳妥地推想,没有一个现存物种会把它的没有改变的外貌传递到遥远的未来。并且在现今生活的物种很少把任何种类的后代传到极遥远的未来。因为依据一切生物分类的方式看来,每一属的大多数物种以及许多属的一切物种都没有留下后代,因为已经完全绝灭了。展望未来,作者说,我们可以预言,最后胜利的并且产生占有优势的新物种的,将是各个纲中较大的优势群的普通的、广泛分布的物种。既然一切现存生物类型都是远在寒武纪以前生存过的生物的直系后代,人们便可肯定,通常的世代演替从来没有一度中断过,而且还可确定,从来没有任何灾变曾使全世界变成荒芜。因此我们可以多少安心地去眺望一个长久的、稳定的未来。因为自然选择只是根据并且为了每一生物的利益而工作,所以一切肉体的和精神的禀赋都有向着完善化前进的倾向。

在结尾处,达尔文满怀深情地写道:“凝视树木交错的河岸,许多种类的无数植物覆盖其上,群鸟鸣于灌木丛中,各种昆虫飞来飞去,蚯蚓在湿土里爬过,并且默想一下,这些构造精巧的类型,彼此这样相异,并以这样复杂的方式相互依存,而它们都是由于在我们周围发生作用的法则产生出来的,这岂非有趣之事。”作者认为,这些法则就其最广泛的意义来说,就是伴随着“生殖”的“生长”;几乎包含在生殖以内的“遗传”;由于生活条件的间接作用和直接作用以及由于使用和不使用所引起的变异:生殖率如此之高以致引起“生存斗争”,因而导致“自然选择”、并引起“性状分歧”和较少改进的类型的“绝灭”。这样,从自然界的战争里,从饥饿和死亡里,我们便能体会到最可赞美的目的,即高级动物的产生,直接随之而至。认为生命及其若干能力原来是由“造物主”注入到少数类型或一个类型中去的,而且认为在这个行星按照引力的既定法则继续运行的时候,最美丽的和最奇异的类型从如此简单的始端,过去,曾经而且现今还在进化着。

《物种起源》最先提出人是由猿转变而来的观点,又提出“物竞天择,适者生存”的论点,对现代生物学发展具有重要意义。这本书于1859年出版后,在达尔文的有生之年,该书就再版了6次,足见其影响之大。《物种起源》一书的出版,不只是在达尔文的个人生活中具有重大的意义,这也是19世纪50-70年代大批有学问的人对生物界的观点和对人在生物界中的地位的观点开始转变的一天,这种转变就像哥白尼在16世纪因指出地球在宇宙中的位置而实现的转变一样。

对自己的理论提出批评,并且是长达几章的批评,这是这本书的一个特点。达尔文非常诚恳地不仅不隐瞒上述理论方面的难点,不仅不像许多坚持自己观点的作者那样,不去注意这些难点,而且还让自己的对手找出自己在理论和结论方面的弱点,仿佛他在寻找这些难点,并预见到一切可能提出的异议。他并未使这些异议悬而未决,他总是对这些异议加以分析,并竭力使那些难点与自己理论的论点一致起来,后来,达尔文认为,他这本书之所以成功,是由于多年来他遵循着一条金科玉律,他在自传中说:“每当我在报刊上遇到同我的一般结论相反的新的视察或思想时,我都立刻如实地摘要记下来;因为我从经验中确信,这一类事实和思想远比那些适合心意的事实和思想会更容易被遗忘。由于这种习惯,我才很少遇到以前未曾注意到的或者不曾企图答复的反对我的观点的异议。”一个学者越是诚实,越是对自己要求严格,那么别人要想反对他的思想就越困难,华莱士正确地指出,达尔文从来没有得到过暂时性的成功,但是成功本身却总是跟随着他。

精彩语录

1、认为生命及其若干能力原来是由“造物主”注入到少数类型或一个类型中去的,而且认为在这个行星按照引力的既定法则继续运行的时候,最美丽的和最奇异的类型从如此简单的始端,过去,曾经而且现今还在进化着;这种观点是极其壮丽的。

2、在人类诞生的远古时期,人与自然是和谐的,人是自然的一部分。一切动物和植物都是从一种原始类型传下来的。

3、自然选择只是倾向于使每一种生物与栖息于同一地方的、和它竞争的别种生物一样的完善,或者使它稍微更加完善一些。我们可以看到,这就是在自然状况下所得到的完善化的标准。

4、变异性实际上不是由人引起的;他只是无意识地把生物放在新的生活条件之下,于是自然就对生物的体制发生作用,而引起它发生变异。但是人能够选择并且确实选择了自然给予他的变异,从而把变异按照任何需要的方式累积起来。这样,他便可以使动物和植物适应他自己的利益或爱好。

5、我充分承认,自然选择的作用一般是极其缓慢的。只有在一个区域的自然组成中还留有一些地位,可以由现存生物在变异后而较好地占有,这时自然选择才能发生作用。这种地位的出现常决定于物理变化,这种变化一般是很缓慢的。此外还决定于较好适应的类型的迁入受到阻止。

6、我们所能做到的,只是牢牢记住,每一种生物都按照几何比率努力增加;每一种生物都必须在它的生命的某一时期,一年中的某一季节,每一世代或间隔的时期,进行生存斗争,而大量毁灭。当我们想到此种斗争的时候,我们可以用如下的坚强信念引以自慰,即自然界的战争是无间断的,恐惧是感觉不到的,死亡一般是迅速的,而强壮的、健康的和幸运的则可生存并繁殖下去。

《科学的价值》

作者:朱尔·昂利·彭加勒(法)

成书时间:1905年

推荐版本:光明日报出版社1988年版

【作者简介】

朱尔·昂利·彭加勒(Jules Henri Poincaré,1854—1912年),法国知名的数学家、天文学家、物理学家和科学哲学家,被誉为20世纪初最著名的科学家之一。彭加勒于1854年4月29日出生在法国南希。1873年10月考入巴黎综合工科学校,1875年入国立高等矿业学校学习工程,后任工程师,1879年在巴黎大学获数学博士学位。彭加勒曾经担任卡昂大学理学院讲师、巴黎大学教授、巴黎科学院成员、巴黎科学院主席。1887年,彭加勒当选为巴黎科学院院士,1908年当选为法兰西学院院士。这是一个法国科学家所能得到的最高荣誉。

彭加勒的研究广泛,涉及了数学、天文学、物理学和科学哲学等许多领域。特别是彭加勒对经典物理学有深入而广泛的研究,他从1899年开始研究电子理论,第一个认识到洛伦茨变换构成群。在物理学新实验与旧理论尖锐冲突的时期,彭加勒敏锐地觉察到物理学的危机,这些在《科学的价值》一书中都有系统、全面的论述。

彭加勒对科学和数学的哲学意义一直怀有浓厚的兴趣,为此,他写了将近500篇科学论文和30多部专著,这些著作有的被译成英、德、俄、西班牙、匈牙利、瑞典、日、中等文字,几乎传遍了世界各地。这一切使得彭加勒被誉为“理性科学的活跃智囊”、“起统帅作用的天才”。这些成就使彭加勒赢得了法国政府及英国、俄国、瑞典、匈牙利等国的奖赏。彭加勒的主要著作有:《科学与假设》、《科学的价值》、《科学与方法》、《最后的沉思》等。

【内容提要】

在该书中,作者首先批评了对科学盲目崇敬的观点和做法。他说,对于一个浅薄的观察者来说,科学的真理是无可怀疑的;科学的逻辑是确实可靠的,假如科学家有时犯错误,那只是由于他们弄错了科学规则。作者举例说,数学的真理是用一连串无懈可击的推理从少数一目了然的命题推演出来的,这些真理不仅把它们强加于我们,而且强加于自然本身。可以说,它们支配着造物主,只容许他在比较少的几个答案中选择。因此,为数不多的实验将足以使我们知道他作出了什么选择。从每一个实验,通过一系列的数学演绎,便可推出许多结果,于是每一个实验将使我们了解宇宙之一隅。对于世界上的许多人来说,对于获得第一批物理学概念的中学生来说,科学确实性的来源就在于此。这就是他们所理解的实验和数学的作用。一百年前,许多学者就持有同样的想法,他们梦想用尽可能少的实验来构造世界。