1835年,26岁的查尔斯·达尔文(Charles Darwin)搭乘英国皇家海军的“小猎犬号”(HMSBeagle)双桅横帆船来到南美洲的加拉帕戈斯群岛(Galápagos)时,他并未过多留意那些如今与他名字密切相关的鸟类,他甚至错误地把一些小鸟当作蜡嘴雀(grosbeak),其中就包括如今的“达尔文雀”(Darwin’sfinche)。回到英国后,鸟类学家兼画家约翰·古尔德(John Gould)为“小猎犬号”带回的鸟类标本制作详细图解时才发现,达尔文眼中的“蜡嘴雀”,其实属于不同的雀科种类。
从古尔德的工作中,达尔文这位自学成才的博物学家逐渐明白,雀科鸟喙的大小是经过几代改变,才得以适应不同岛屿上植物种子和昆虫的体积差异的。1839年,达尔文回到英国后,发表了《小猎犬号航海记》。他在书中写道:“看见在这样一小群有着亲密关系的小鸟中,居然存在这种渐变特征和结构上的多样性,任何人都可能会想到,它们是由这座岛屿上最初的几只小鸟发展而来的——同一种群的小鸟经过不断‘改良’形成了不同的发展‘终端’。”
大约20年后,达尔文将他的所见所闻,以及对雀科鸟类适应不同岛屿环境方式的理解,整理成为一套完整的进化理论,着重强调了自然选择的力量——正是它确保优势性状能在种群内代代相传。多年来,虽然科学界和宗教界的批评家们总在批判达尔文进化论的核心观点,但这套理论却像一把钥匙,开启了一个似乎永无止境的研究领域。直到今天,生物学家仍在寻找能合理解释自然选择如何在分子水平上发挥作用,以及如何影响新物种形成的实验依据。
人们对进化(往往是为什么只有“适者”才能生存)的思考已有悠久历史,甚至可追溯到苏格拉底时代。18世纪和19世纪,很多科学家都提出过关于生命如何进化出来的猜想,其中就包括达尔文的祖父伊拉斯谟·达尔文。
19世纪以来,达尔文进化论是首个能经受科学界严格检验的理论。当代科学家配备有精密摄像设备、高性能计算机和DNA取样工具,与当年“小猎犬号”上的设施相比,可谓天壤之别,而他们的研究也证明了达尔文理论的正确性。今天,不论是生命科学这样的基础学科,还是法证科学类的应用领域,都与达尔文相关理论有着千丝万缕的关系,这也是全世界都在庆祝达尔文诞生200周年、《物种起源》出版150周年的原因。
达尔文进化论与相对论、量子力学等其他重要理论体系一起,构成了现代科学的支柱。正如哥白尼推翻“地球中心说”一样,达尔文理论否定了人类主宰自然世界的说法。美国加利福尼亚大学欧文分校的进化生物学家弗朗西斯科·J·阿亚拉(FranciscoJ.Ayala)用“没有设计者的设计”生动地解释了自然选择学说,同时一语双关地嘲讽了某些神创论者对进化论的刻意抹煞。阿亚拉在2007年写道:“达尔文彻底完成了哥白尼式革命:他为生物学带来全新概念,将自然世界看作一个运动中的有序物质体系——人类不需要借助任何超自然力量,就可以解释这个概念。”
在达尔文提出进化论150年后,他留给我们的伟大遗产仍然显著影响着当今世界:世界上的众多学术著作都由《物种起源》衍生而来。这些“遗产”也反映了过去一个多世纪里,进化论经历了怎样的巨变:早期理论已与基因科学融为一体。对于达尔文和他之前的科学家而言,基因科学或许是个超乎想象的研究领域。
环球之旅
与所有才华横溢的天才一样,达尔文自有一套行事方式。小时候,他在学业上并无超人一等的表现。1809年2月12日,达尔文出生在英格兰一个富裕的乡村家庭。少年时期,他是个不爱学习,讨厌上课的普通学生(和爱因斯坦很像)。后来,他遵从父亲的期望考入一所医学院,但由于不愿解剖尸体,没能完成学业。与此相反,在狩猎时,达尔文很喜欢捕杀鸟类和小动物——观察野生动物和收集动物标本是他给自己布置的任务之一。
眼看着儿子一事无成,父亲罗伯特·达尔文(RobertDarwin)非常失望。无奈之下,他只得命令达尔文去剑桥大学攻读神学学位,以便能加入牧师行列。在大学里,达尔文的一些想法被神职人员认为是对宗教信仰的亵渎,但幸运的是,他最终勉强毕业了。
当“小猎犬号”考察船向达尔文发出邀请时,尽管遭到父亲的竭力劝阻,他仍欣然接受。就这样,达尔文以一名博物学家的身份,跟随“小猎犬号”开始了长达5年的环球之旅。对于达尔文,这段经历是他受到的“第一次真正训练,或者说思想教育”。环球旅行为达尔文提供了深入自然的机会,也让他拥有足够的时间进行思考——进化论思想便是由此成形的。
航行途中,达尔文有过多次里程碑式的发现。在巴西,他找到大量物种以及相关化石,比如在距离阿根廷首都布宜诺斯艾利斯南面约640千米处发现了巨型树獭化石,这使达尔文开始思考物种是怎么灭绝的;阿根廷草原上的牧民对当地土著人的杀戮,让他看到人类也具有动物般守卫领土的原始冲动;在酷热难当的加拉帕戈斯群岛,尽管只逗留了短短5周,当地地理条件却让他有机会思考,相邻小岛上的海龟或知更鸟的亲缘关系到底有多亲近,它们是否源自同一祖先?
达尔文完全没意识到,他已踏上一段彻底改变生命科学的旅程。虽然在57个月的环球航行中,达尔文没能像1905年的爱因斯坦一样,接连发表关于狭义相对论、布朗运动以及其他主题的重量级论文(1905年被称作爱因斯坦的“奇迹之年”),但他带回的“宝藏”即便在今天看来也是一个大型数据库:368页动物学笔记、1,383页地质学笔记、770页日记、1,529个保存在酒精瓶里的物种标本、3,907个风干的物种标本,这还没算上从加拉帕戈斯群岛捕捉的活海龟。
1836年10月,“小猎犬号”返回英国。达尔文的书信和一些标本开始在英国科学界流传,不少科学家已把他看作同行。学术界的认可更坚定了达尔文的研究之路,他完全将父亲的期望抛在脑后。回国后不久,达尔文便和表姐艾玛·韦奇伍德(EmmaWedgewood)结婚,搬到一处乡村住所——对于他的研究而言,这里的花园和温室简直就是天然实验室。另外,得益于殷实的家底,达尔文能轻松维持生活与研究。不幸的是,“小猎犬号”启航后不久,达尔文就患上不明疾病,头疼、心动过速、肌肉痉挛等症状总是挥之不去,反复无常的病情打消了他再次出海远航的想法。