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《极简科学史:人类探索世界和自我的2500年》19 生物学

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对生物历史进行系统阐释的首次尝试

生物和有机体是……纯粹的自然现象,任何生物或有机体个体的毁灭也是自然现象,必然会一个一个地毁灭。

——让-巴蒂斯特·拉马克(Jean-Baptiste Lamarck),

《动物哲学》(Zoological Philosophy,1809年)

1761年夏,孔德·德·布封还在撰写他恢宏的百科全书的最后一卷;詹姆斯·赫顿正在苏格兰高原长途跋涉,考察盐矿和煤坑;主教乌舍尔构想出来的6000年的地球历史仍旧在很大程度上占据主导地位。

法国和英格兰再起战事。

对北美殖民地的争夺激起了两国的宿怨。英国殖民统治者,其中有年轻的乔治·华盛顿,横跨大西洋,与法国及其美国土著盟友展开了一场艰巨的森林战;在欧洲,大不列颠及其最后的主要盟国普鲁士德意志王国正在与法国、西班牙、奥地利和俄国结成的统一战线抗衡。[1]

17岁的让-巴蒂斯特·莫奈(Jean-Baptiste de Monet)尽管个头儿比他的同龄人矮,但他心中充满了法国人的民族自豪感以及年轻人的那种打不败的精神。他的父亲在他16岁时去世了,并将对他的监护权交给了10个对他漠不关心的哥哥姐姐;当时,在位于威斯特伐利亚(Westphalia)的德国公爵领地,正与普鲁士作战的法国军队需要援助;于是,让-巴蒂斯特便骑上一匹老马,准备去打仗。他到达前线时,刚好赶上一场攻击附近普鲁士-英国营地的重要战争。

1761年7月15日夜晚,他所带领的那一师浩浩荡荡地穿过条顿堡森林(Teutoburg Forest),准备攻击最近的一支敌翼,却惨遭失败。到了第二天,就有5000多名法国士兵丧生或被俘;让-巴蒂斯特和他的13个同伴是整个团仅有的生还者。1

这个被吓坏了的少年后来获得了嘉奖,被升为中尉,但第二年,他与一个同伴进行摔跤比赛时颈部脱臼,使他再次在死亡边缘徘徊。复杂的手术挽救了他的生命;数月之后,他终于康复,但身体非常虚弱,且穷困潦倒。他开始为一位银行家打工,并在空闲时候发展一下自己的新兴趣:一开始是医学,随后是生物研究,最终集中在生命本质的研究上。

他的第一篇研究报告带有爱国主义的色彩,他鉴定了法国所有的植物,这吸引了年长的孔德·德·布封的注意,布封于是举荐了他,为他在皇家花园里谋取了一个职位。接下来的几年里,进行植物学工作时,让-巴蒂斯特·莫奈离自己的兴趣核心越来越近了:生命的定义,死亡的必然,以及二者交错的关系。

他开始称自己为“拉马克爵士”(Chevalier de Lamarck),这一称呼本是属于他最年长的哥哥的。没人知道他什么时候开始自称拉马克爵士,又是为什么要这样做。(据一位19世纪的评论家推论,也许比他年长的所有哥哥姐姐都去世了?)但拉马克和他的理论一起随时间发展、变化。他为自己的重新命名很成功,现在整个世界都知道他了,以拉马克的名字。

在拉马克于1801年出版的第一部非植物学书籍《无脊椎动物的系统》(Système des animaux sans vertèbres)中,我们可以发现他思想发展的线索。该书阐述的动物就是被亚里士多德称为“nonsanguinous”的动物,即无血动物。拉马克敏锐地观察到无血动物是没有脊椎的,因此他发明了现代术语“无脊椎动物”。但《系统》中最具开创性的见解出现在了书的卷尾附录中,题为“论化石”(“On Fossils”)。拉马克写道,化石遗迹是指向标,指出了“地球表面各个地区曾发生过的变革……(以及)生物相继经历的变化”。2

在后布封时代,提出地球曾经历变化的观点很难称得上是革命性的了。但是现存生物的变化则另当别论。直至此时,大多数博物学家都认为动物和植物较晚才出现在地球上,并且在出现时就基本上是如今的形态了。甚至是最前沿的生物研究,即卡罗勒斯·林奈(Carolus Linnaeus)于1735年出版的《自然系统》(Systema naturae),也只探讨了生物现有的特征——而没有探讨它们随时间发生的变化。但拉马克将生命的历史与地球的历史相结合。随着地球变化,地表的生物也在发生变化。

1802年,他出版了《生物学》(Hydrogéologie),书中他对上述观点进行了详细的阐述。地球的变化与地球上生物的变化是紧密联系的;尽管如此,它们还是分属于不同的研究领域。他在序言中提到,博物学家应该将他的研究分为三个部分:地球(地质学的新领域)、天空和有生命的实体。他为最后一个领域命名为——生物学。3 从亚里士多德时代开始,人们就对生物分类进行了各种各样的尝试:动物依据动物体特征、习性、饮食,植物依据结构和外观。拉马克心中有个更基本的分类方法:有生命(生物学研究的对象)和无生命。地球上的一切要么是有机体,要么是无机体;要么是有生命的,要么是无生命的。

这一区分首先要对“有生命的”下一个定义,拉马克一直在思考这个定义。他在论文中写道,一个有生命的个体是自然发生的,“其各个部分是有组织的”。此外,其本质上是“有期限的”。任何有生命的个体都“不可避免地要失去生命,也就是说,要经历死亡”。无机体是永生的,生物则无一例外地要经受死亡。4

五年的研究与报告撰写完之后,拉马克于1809年出版了自己的杰作——《动物哲学》(Philosophie zoologique),一部生命的自然史。拉马克写道:

我们可将生命的基本组成部分归于下列定义中:生命……是一种秩序和状态,它带来了有机活动;这些活动……是由一些刺激造成的,这些刺激促使了活动的发生……生物体……众所周知,有觅食、发展、繁殖的能力,并且它们注定要死亡。5

换句话说,一切生物体的活动都根源于内部。它们也通过改变来对外界刺激做出反应。此外,也许是最重要的,它们都会死亡。

因此,生物学研究(从构词法上讲,biology意为关于即所有的生物的研究)就不能忽视开始和终结——这与地质学不同。活动是变化,生是变化,死也是变化。但是生物学家不能只是简单地描述,他必须要解释变化的出现和目的。

拉马克提出了变化的三原则:

第一,“用进废退原则”,这一原则将衰败和死亡都纳入了生命的前进运动中。回到这个观点,即地球的历史与生命的历史是彼此交错的,拉马克总结说,生物的改变是对地球变化的反应。

不断地使用某器官会促进该器官的发展,使其强大,甚至增大;但是,长期不使用某一器官,则会阻碍该器官的发展,使其退化;如果连续几代都不使用该器官,那么该器官最终会消失。因此,我们可以推断,当环境的变化导致某些动物种群的习性发生变化时,动物不常用到的器官就会逐渐地消失,而常用的则会日益发达起来,其力量和大小与使用频率成正比。6

环境中的小变化就会导致生命发生小变化,“环境中巨大且永久的改变……则会带来新习性”,新习性随着时间又会产生巨大的变化。

第二,这些变化的发生经历了一段相当长的时期,并且自然是其唯一的原动力。20年前,拉马克和赫顿一样,认为古代的大洪水和彗星都是不可能发生的。“当常见的自然进程已经足以解释我们所观察到的一切事实时,”他写道,“我们为什么要假设……一场宇宙范围的灾难?”

关于生物……自然已经一点一点、连续不断地做了一切……自然的工作中没有一项是仓促完成的,而是……她的作用总是缓慢的、有连续的几个阶段……根本就没有必要去想象一场席卷宇宙的大灾难一举推翻了一切,并毁坏了自然绝大部分的工作。

一个“至上的作者”一定已经在最初把一切都设定好了,他肯定了这一说法,但他坚称设计了自然的“无限的力量”在引起改变的时候并没有让神灵介入其中。“自然本身,”他写道,“创造了有机体、生命甚至是感觉……大自然拥有创造自我的绝对力量和能力。”7

最后,所有的变化都有一个特定的方向——从简单到复杂,从少到多,从低等到高等。很久之前,生命开始于水中,它非常简单,然后开始进化:

水是整个动物王国的摇篮……只有在水中或在非常潮湿的地方,才能自然产生……最直接的、自发的生物,这些生物继而衍生出了结构最简单的微生物,所有的动物都是依次从微生物中衍生来的……经过漫长连续的几代之后,起初属于同一物种的生物最终彻底转变成了新的物种,与最初截然不同的物种。

这一转变将简单的、“不完美”的生物变成了“最完美的……拥有了最复杂的组织的生物”。丧失、死亡和衰败都有一个共同的目的:自然的道路最终要引向完美。8

这是一个伟大的理论,但是拉马克被迫在传统的内部连贯性基础上证明该理论。他的提议并不能通过实验来证明;他所能做的最有效的工作,就是将自己的观察结果呈现出来,即现存生物明显都很好地适应了早期的环境,以及地球在漫长的时间中发生过巨变的事实。显然,合乎逻辑的结论便是,生物也在漫长的时间中发生了巨变。

这一提议的最大缺点在于缺乏一个机制。这些变化是如何一代一代传下来的?拉马克不知道这个问题的答案(其他人也不知道),因此,他不得不依靠模糊的柏拉图式语言,即自然的“意志”产生了变化。“这可以愉悦一位诗人,满足他的想象。”乔治·居维叶鄙夷地说道。他认为“用进废退原则”是非常滑稽的。9

机制的缺失最终使该理论走向失败;反对声高过了支持声,鄙夷淹没了接受。在法国科学家中,拉马克的位置从未排在前面过,《动物哲学》所招致的不好的反响也让他日益感到苦涩、失望。他坚持捍卫自己的理论,但由于少年受伤,他的身体更加虚弱了;他视力下降,很快便无法出门,他的思想也日益局限在了自己的失败上。他从未富有过,他自己的积蓄也荡然无存。他的妻子去世了。他的一个儿子生而失聪且有心理障碍,他被迫将另一个儿子也送进疯人院。提出富有开拓性的理论20年后,他去世了。他的存活下来的两个女儿因为太穷而无法体面地下葬他;她们随便挖了个坑,将他的遗体放在里面,这里每五年都会将所有的遗体清理掉,最终只有一堆堆放在地下墓室中的白骨。今天,我们已经无从知晓他最后的葬身之所。

对于他的那个时代来说,他过于超前了,他的理论也过于伟大,而他本人也对具体的证据过于轻视了。但他为后来的生物学家提供了一个模式、一个轮廓,后来每一位博物学家都可以以此为基础:这是对生命历史的首次条理清晰的描述。50年后,著名生物学家恩斯特·海克尔(Ernst Haeckel)——查尔斯·达尔文的支持者和宣传者,一位畅销书作家——终于为让-巴蒂斯特·拉马克作了一首挽歌。“他所拥有的荣耀将永生,”海克尔断定,“这种荣耀源自他首次提出了遗传理论,这是一条最独立的科学理论,也是整个生物科学的哲学基石。”10

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让-巴蒂斯特·拉马克

《动物哲学》

(1809年)

拉马克的行文非常清晰,但啰唆冗长;《动物哲学》一书的篇幅原本只需要是现在的五分之一就足够了。阅读本书的序言、“初步探讨”、第1—4章、第7章的第一部分,尤其是第1章和第2章的第二部分,你可以了解他的基本论点。

休米·埃利奥特(Hugh Elliot)1914年的译本仍旧是标准的译本。这本书很容易找到,有电子版,也有福高腾图书出版的平装再版本(根据电子书印刷)。

Jean-Baptiste Lamarck, Zoological Philosophy: An Exposition with Regard to the Natural History of Animals, trans.Hugh Elliot, Macmillan (e-book, 1914; paperback reprint by Forgotten Books, 2012; no ISBN).

让-巴蒂斯特·拉马克,《动物哲学——对动物的自然历史的阐释》,译者休米·埃利奥特,麦克米兰出版公司(电子书,1914年;由福高腾图书出版的平装再版本,2012年,无ISBN)。

[1] 这两次大陆战争有至少两种命名:欧洲的战争一般来说被称为“七年战争”,而在北美发生的则通常被称为“法印战争”或“征服战争”。