达尔文的科学实验(达尔文的科学成就)

达尔文提出了进化论，证明人是猴子变的。这是三岁孩子都听过的故事。

三岁孩子不识字，都是跟着大人学，而且是跟着连《物种起源》的引言都没看过的大人，要是看过，他们一定知道达尔文写在引言里的这一段：

「在物种起源问题上进行过较深入探讨并引起广泛关注的, 应首推拉马克。他明确指出，包括人类在内的一切物种都是从其他物种演变而来的。万物皆变, 这是自然法则，而不是神灵干预的结果。」

按照明白团队邀请到的《物种起源》的译者与讲者——中科院院士、人类最早祖先的发现者舒德干老师的观点，达尔文这么写，其实是在很坦诚的讲出一个事实：不管「自然选择」还是「进化论」，都不是由达尔文最先提出来。

▲ 《物种起源》

作者: [英] 查尔斯·达尔文

译者: 舒德干

出版社: 北京大学出版社

出版时间：2005

那《物种起源》到底有什么新意呢？达尔文又凭什么堪称人类历史上最伟大的科学家之一？

舒德干院士认为，在达尔文的时代，进化论还不是已经有足够证据的「科学」，只能算是一系列「猜想」。

《物种起源》主要讲述并试图论证早期进化论中非常重要的四个猜想：

◆物种渐变猜想

◆自然选择猜想

◆间断平衡猜想

◆生命之树猜想

说起科学上的「猜想」，多数人第一个想到的一定是数学的「哥德巴赫猜想」。其实，可以把思路向外延伸一下，更早更有名的「猜想」很多，比如：

「宇宙万物都是盘古的血肉」

「大地是四方的，四个角上各有一只大象」

还有一个类似的猜想，特别经典：「人是神创造的」。

科学猜想要战胜这样的猜想，肯定不能跟他们一样瞎猜，要有所不同。

科学猜想，是用已知的科学进行必要的解释，再对未知的科学进行猜想。这样的猜想一旦提出，就要不断接受「未知」的科学逐渐变成「已知」时的挑战。或者说，新科学的补充。

《物种起源》就对「 物种渐变猜想 」进行了补充。

从物理学的角度来看空气负离子指的就是携带有负电荷的粒子，在大自然环境中，宇宙射线，太阳发射的紫外线以及雷击，闪电的作用下都会让空气携带负电荷产生负离子。

01.

拉马克第一猜想

「 物种渐变猜想 」也叫「 拉马克第一猜想 」，有两层内容，一是物种可变，二是变化的途径是渐变。就是说，这就是进化论。

拉马克根据动植物形态比较首先提出了进化论。达尔文则用胚胎发育、生物地理分布和古生物学等几个新的「已知」科学补充了进化论。

有拉马克第一猜想，就有拉马克第二猜想：「 用进废退及获得性遗传猜想 」。流传最广的例子是长颈鹿的脖子，拉马克认为长颈鹿需要长脖子吃树叶，脖子就慢慢变长了。

▲ 长颈鹿打架，更多研究表明，长脖子最大的用途是求偶过程中雄性之间相互打架，「用进废退」最经典的例子从根本上就不对。

达尔文十分尊敬拉马克，补充证明了第一猜想，但他明确反对第二猜想，并在「 自然选择猜想 」基础上提出了自己的猜想：生命之树猜想。

02.

达尔文播种生命之树

「 自然选择猜想 」又叫「 威尔斯–达尔文–华莱士猜想 」。其实，上面提到《物种起源》里的四种猜想，都有各自的别名：

▲ 自然选择猜想实际是由威尔斯博士提出、达尔文在此基础上继续研究。

也就是说，《物种起源》里，只有「 生命之树猜想 」才是纯正的「 达尔文猜想 」。但舒德干院士认为，这也恰恰是《物种起源》最核心的、最有价值的科学贡献。

为什么这样说？

还得回到拉马克。

拉马克的确反对「神创论」，但并没有跟「神创论」彻底划清界线。他仍然部分相信「神创论」，在他看来，一切生物渐变的起点，就是个类似《圣经》中的故事。

「神说：『地要生出活物来，各从其类；牲畜、昆虫、野兽，各从其类。』事就这样成了。」

洗衣机排水方式主要有下排水是利用水的压差将水直接从下排除，其结构简单，排水彻底，但必须要有地漏；上排水，常见于中高端滚筒洗衣机，利用抽水泵作业无需依赖地漏。

——《圣经 · 创世纪》

可见，拉马克相信「 生命自发形成论 」。简单说，他认为无论怎样变化，生物种类的总数是不变的。如果创世时有一万种生物，那现在就也有一万种生物，每一种远古生物都直线平行渐变成一种现代生物。

▲ 拉马克的平行演化假说

达尔文运气好，在拉马克和他之间的五十年里，「 生命自发形成论 」已经被实验证明是错的，于是《物种起源》最初版里唯一的插图，就变成了这样：

▲ 生命之树物种数量会随渐变增加，再因自然选择而减少。

生命之树猜想，是完全抛弃「神创论」之后，生物渐变猜想和自然选择猜想杂交开出的优势花朵。

《物种起源》整本书的最后一句，更是以浪漫散文诗画龙点睛：

「地球上所有生命皆源出于一个或几个共同祖先，

沿着38亿年时间长轴不断分支代谢，

形成今天这枝繁叶茂的生命大树。

天下生命原本一家亲！」

进化论体系，就此初成。

「达尔文就提出来，所有的生命都有共同的祖先，然后不断的分支，形成一个生命树，所以生命树应该是是达尔文进化一个很基本的思想，我认为比那个自然选择更重要。现在生物学家所做的工作，特别是分子生物学家做的工作啊可以概括成一句话就是建立各级各类生物的树，特别是分支谱系树。」

03.

孟德尔差点打败达尔文

孟德尔种豆子的故事，中学生物课本里写得很清楚，这里不多讲。

▲ 豌豆实验发现了遗传学三大基本规律中的两个：分离定律和自由组合定律 。

问题是，时间上，进化论是在遗传学前边出现的，没有遗传学指导，怎么研究得了进化？

严格的说，达尔文懂一点遗传，却不懂遗传学。《物种起源》里关于遗传变异的论述，仅仅来源于观察和经验，而在孟德尔的数理实验面前，这些观察和经验不堪一击。

1900年，孟德尔遗传定律发表，那之后的十年，被称为达尔文进化论的「日食」时期。这一次，新的「已知」的科学，让「 达尔文猜想 」命悬一线。

当然，达尔文的支持者们并没有闲着。

早在1892年，自然选择的强烈拥护者、德国胚胎学家魏斯曼就提出了「 种质学说 」，认为生物主管遗传的「种质」与主管营养的「体质」是完全分离的，这已经非常接近孟德尔了。

1901年德弗里斯提出「突变论」，指出物种的形成途径不仅有渐变式，更有大量的突变式。

最终，1928年，摩尔根发表《基因论》，指出原本抽象的概念「基因」是确实存在于细胞的染色体上的，并据此提出了「连锁遗传定律」。从基因层面部分解释了「突变式」的原因。

▲ 1933年，摩尔根获诺贝尔奖

《基因论》将孟德尔遗传学发展到了可以探索物种变异、进化奥秘的新阶段，这确实是对传统进化论的挑战，但「突变式」的发现和解释也是进化论重要的补充和修正。

曾经，新的「已知」的科学，差点就打败了达尔文的猜想。但后来更多「新知」的科学，反而验证了达尔文，也成就了他更高的地位。

「孟德尔非常了不起，他创造了遗传学，产生了后面的《基因论》一直到现在的分子生物学，然后影响到发育生物学，还导致产生了新达尔文主义。新达尔文主义可以概括成内在的遗传学和外在的选择学说相结合的新进化论。」

04.

进化论的持续进化

舒德干院士讲道，进化论的故事，到1928年远远没有结束：

1953年，DNA双螺旋结构被发现，据此发展出的「中性学说」认为自然选择在DNA层面毫无作用；

又过了20年，《物种起源》里的第三种猜想「达尔文–艾/古猜想」里的「艾/古」才刚刚跑出来用间断平衡解释寒武纪大爆发；

21世纪初，欧洲和美国科学体投入巨资，分别启动了重建达尔文「生命之树」的浩大工程……

今天, 在回顾进化论从「猜想」逐步转型为「实证科学」的过程中, 我们会发现, 诱发革命并将它引向深纵发展的驱动力是几个伟大的科学猜想以及人们对这些猜想执着的求证。在科学的征程上, 人们须有继续前行的勇气和决心, 但在崎岖山路上更离不开拉马克、达尔文、孟德尔、摩尔根这些「灯塔」的指引。

「进化论到现在有两百年，达尔文到现在也一个半世纪了，它几乎是一个永恒的真理，不仅过去是对的，现在是对的，我想将来它还是站得住的，这样的东西是不能放弃的。」

不断质疑、不断验证、不断获取新知，这才是科学的猜想为什么从来都不同于「瞎猜」。

「达尔文猜想」所扎下根的「生命进化之树」，150年后，于今依然枝繁叶茂。■