編寫此故事的人是達爾文,他提出的「生物進化論」,被後人進一步推演為一個這樣的地球物種和人類起源的情節──
大約40億年前,在炙熱無比的原始地球大氣和海洋環境下,煮著一鍋充滿化學原料的濃湯,稱作「原始湯」。在那鍋湯裡,化學原料透過化學反應合成為有機物,再碰撞出生物大分子,組合成一個最原始的細胞,然後逐步碰撞出多細胞生物,再到水生植物、水生動物,慢慢的爬上陸地,成為兩棲生物、爬行動物,然後再變成哺乳動物,變成猴子爬到樹上,再下到地上成為猿人,最後變成有文明的現代人。
也就是說,地球上的生命最初起源於一鍋無機物混合的原始湯。人類的祖先一直往前追溯到祖父、曾祖、高祖、天祖、烈祖、太祖、遠祖、鼻祖……某個階段的祖先是猴子,最最最最早的祖先是一鍋「原始湯」。
達爾文是誰?他是如何提出生物進化論¹的呢?我們一起來回顧一下。
一、達爾文是如何提出「進化論」的
英國生物學家達爾文(Charles Robert Darwin, 1809-1882),生活在英國鼎盛時期——維多利亞時代,這個時代充滿了前沿(指領先地位)的物理、化學理論,是科學發展的黃金時期之一。當時英國的殖民地遍及整個世界,是全球最富有的國家之一,這樣的環境為達爾文純粹的理論研究提供了有利條件。
達爾文於1809年2月12日出生在英格蘭Shrewsbury的一個富貴之家,是六名子女中的第五名。達爾文的祖父和父親都是醫生,母親娘家是著名的陶瓷業Wedgwood家族,母親在他8歲時去世。父親對達爾文的一生影響很大。
達爾文在自傳中寫道:「我相信父親和全體老師都認為我很平凡,智力低於一般標準。」父親曾經對他說:「你只關心狩獵、狗和捕鼠,將來你丟臉,家裡也丟臉。」²
達爾文寫道:「因為我在學校一事無成,父親明智的早早讓我離校,和哥哥一起入讀愛丁堡大學。」在那裡讀了兩個學期之後,父親看出達爾文不會成為醫師,於是讓他轉去學神學,預備當一名牧師。
為了當牧師,1828年達爾文奉父命到劍橋大學學習三年,依循父親定下的計畫,達爾文在1831年通過文學本科(大學)學位考試,時年22歲。劍橋大學的植物學導師亨斯羅(John Henslow)教授,對達爾文後來職業發展的影響很大。
1831年夏天,英國王家海軍的「小獵犬號」(HMS Beagle)帆船的船長費茨羅伊(Fitz-Roy)計畫進行一次遠程航行,準備取道南美洲、東印度群島等地。船長準備邀請一位年輕的博物學家參與這次航行,負責保存沿途蒐集的各類標本,並送回英國給學者用於研究。亨斯羅教授推薦了達爾文。
從1831年12月小獵犬號啟航,到1836年10月回到英格蘭的Falmouth,達爾文跟隨小獵犬號進行了將近5年的旅行,包括1835年經過太平洋屬於南美洲厄瓜多的Galapagos群島。
在旅途中,達爾文觀賞到了世界各地的風光,包括原始熱帶雨林、地層、火山、昆蟲、鳥類、哺乳動物和各種民族風俗,物種的獨特多樣性讓他留下了深刻印象。他也按照囑咐,蒐集了各種標本帶回英國。
到了1859年,也就是「小獵犬號」那次航行結束的23年之後、達爾文50歲的時候,為解釋物種起源,在一種強烈的、為科學添加個人發現的願望驅使下,儘管當時科學界對生命的認識程度非常有限,他還是出版了《物種起源》(On the Origin of Species),提出了「進化論」。
達爾文在《物種起源》前言的第一句話寫道:「我將在這裡嘗試簡要概述關於物種起源觀點的進展,但我擔心不完善。」真實反映了他當時心中沒有把握的猶豫心態。
需要提醒人們的是,達爾文提出的只是一個個人觀點,是一個假說,是一個有待後人剖析和驗證的假說。
試想達爾文當時如果擁有今天的顯微鏡、分子生物學知識,看到細胞如此複雜、精細的結構和功能,他還會發表《物種起源》嗎?
達爾文於1882年去世,終年73歲。他在自傳裡寫道:「如果我可以多活20年,又可以工作,我是多麼應該修改《物種起源》,所有觀點都多麼應該修改。」
不管他本意的「修改」是何種含義,在今天看來,達爾文有關人類和物種起源的這套理論,的確需要被重新審視。
接下來要先為大家介紹一下「進化論」的具體內容,疏理進化假說的邏輯錯誤,列舉人們為了驗證它所做的實驗和結果,以及一些基本的科學事實和科學家對它的評論。
二、進化假說的基本內容
一提到「進化論」,人們往往感覺那好像是一個已經被科學界承認的理論,其實不然。進化論從誕生到現在,從來都沒有被證明過,它只是一個假說。
開頭講的那個「熊變鯨魚」的故事,聽起來像童話故事或科幻電影一樣,被達爾文寫進了《物種起源》的第一版,幾乎是達爾文進化假說的濃縮版。由於英國地質學家萊爾爵士(Sir Charles Lyell)的質疑,達爾文在後來的版本中就刪除了「熊變鯨魚」的例子。
達爾文提出的「進化論」,有兩個關鍵的假設前提:
2.1 共同祖先、物種演化
達爾文認為(下圖「I think」)所有生物都是從一個共同的先祖進化而來的,生物可以從一個物種演化到另一個物種。他根據各種生物之間的形態、結構、性狀上的關聯性,畫了一棵進化樹(evolutionary tree),也被稱為「生命之樹」。
物種按照出現時間的早晚依次排序,從樹的主幹部分逐漸演化到樹的枝幹和樹葉。
一棵進化樹有若干個節點(node),每個節點代表一個物種,而節點之間的線表示物種之間的關係,例如他假定人和猴子有共同祖先,所以人和猴子後面都有一根線指向他認為的一個共同祖先。
2.2 自然選擇、適者生存
達爾文還提出假設,自然界生物彼此之間為了生存而爭奪有限的生存條件(如空間、食物、配偶等),存在著生存競爭。也就是所謂的「物競天擇」。
達爾文認為,在生存競爭中,透過自然選擇,那些更適應環境的生物個體更容易存活下來,也更可能繁衍出更多的後代。這就是所謂的自然選擇、適者生存的假設前提。
三、經典科學研究的「三段論」
現代實證科學的鼻祖、17世紀英國哲學家和科學家培根(Francis Bacon)在著作《新工具》(Novum Organum)中提出,任何一門科學體系的建立,需要遵循科學方法論³。
在科學方法論中,任何一個實證科學體系的建立,從提出到證明成立,至少需要經歷三個階段:第一觀察現象;第二歸納出理論或假設;第三進行實驗驗證該理論或假設。
一個理論的正確與否,首先要看第一階段對現象的觀察是否準確、客觀、完整,然後要看第二個階段的歸納是否合理,這些都是必須要滿足的基本條件,還需要第三階段的驗證。如果只有前兩個階段而缺乏第三階段的驗證,則不是一個真正正確的理論。如果後人驗證失敗,可能會推翻或修改那個理論。
建立在實證科學體系上的現代科學、現代生物學同樣遵循相似的規則。
例如,英國物理學家牛頓(Isaac Newton)透過觀察蘋果落地的現象總結歸納提出的三大運動定律⁴,之後得到了驗證,成為經典物理學發展的基礎。後來隨著時代的發展,人們發現牛頓定律無法解釋觀測到的微觀粒子的運動規律,所以科學家突破了牛頓力學的局限,透過觀察、歸納和實驗,提出了量子力學理論⁵,成為現代物理學的重要支柱。
現代生命科學屬於實證科學範疇,也是在不斷的觀察、假設和實驗驗證的邏輯循環中,不斷更新著人們對生命現象的認識,又有多少理論曾經被人們一個個推翻,被更新成更加正確的、更加接近真理的認識。
舉例說明,現代遺傳學的鼻祖原是奧地利天主教修道院的院長孟德爾(Dr. Gregor Johann Mendel, 1822-1884)。他在1866年根據觀察到豌豆植物雜交的子代開花顏色的實驗結果,首次提出生物特徵可以從親代向子代遺傳的現象之後⁶,人類進入了生物遺傳學時代。
1950年以前,科學家曾假設蛋白質是最可能的遺傳物質,主要理由是蛋白質由20種胺基酸組成,其複雜度似乎大於只由4種核苷酸組成的去氧核糖核酸(DNA)。但後來經過幾十年的實驗驗證,發現這個假設完全是錯誤的,於是推翻了它。怎麼推翻的呢?
時間追溯到1928年,英國微生物學和細菌學家格里菲斯(Dr. Frederick Griffith, 1879-1941)發現了肺炎雙球菌(肺炎鏈球菌)的轉化現象⁷,並發現有一種耐熱的遺傳物質,把它命名為「轉化因子」。
後來到了1944年,美國細菌學家艾弗瑞醫生(Dr. Oswald Theodore Avery, 1877-1955)、麥克勞德醫生(Dr. Colin Munro Macleod, 1909-1972)和麥卡錫醫生(Dr. Maclyn J. McCarthy, 1911-2005)三位科學家經過深入研究後,首次證明格里菲斯所發現的這種具有遺傳作用的「轉化因子」是去氧核糖核酸⁸,而不是蛋白質。(待續,每週六見報)◇
【本章目錄】
第一章 進化論是未經證實的假說
一、達爾文是如何提出「進化論」的
二、進化假說的基本內容
2.1 共同祖先、物種演化
2.2 自然選擇、適者生存
三、經典科學研究的「三段論」
四、根本錯誤:用「微進化」推導「廣進化」
4.1「廣進化」是一個物種變成不同物種
4.2「微進化」是「變異」不是「進化」
4.3 以偏概全的邏輯錯誤
五、「廣進化」沒有通過科學實驗驗證
5.1 難以成立的前提條件
5.2 事與願違的科學實驗
5.3 物種保持穩定的自然鐵律
六、人不是猴子變的
七、眾多科學家公開質疑進化論
7.1 進化論「站不住腳」
7.2 進化論「是沒有證據且與事實不符的假設」
7.3 進化論「是達爾文的白日夢」
7.4 進化論「不是一個可以被驗證的科學理論」
7.5 進化論「是成年人的童話」
7.6 科學家在《自然》雜誌上聯名否定進化論