少年书房 | 一本让孩子读懂达尔文进化论的“现代版”《物种起源》

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少年书房 | 一本让孩子读懂达尔文进化论的“现代版”《物种起源》

2014-05-17 孙正凡 外滩教育

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第 27 期 少年书房来了。每周六,我们约请行家给孩子推荐一本书,推荐的标准是少年时应该读并且值得读一辈子。本周,天文学博士孙正凡推荐苗德岁著《物种起源(少儿彩绘版)》。


《新科学家》杂志称《物种起源》为“有史以来最重要的思想”。但这样一本书,却因为原著艰深,变成“无人读过的”经典书。现供职美国堪萨斯大学自然历史博物馆研究所的苗德岁博士,根据自己的专业知识对《物种起源》进行重述,使没有专业背景的人也能读懂到底什么是进化论。这一版本的《物种起源》,也非常适合孩子来了解人与其他物种演化的历程。


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《物种起源》的作者查尔斯·达尔文



科学史上有许多大部头的经典名著,具有重要的历史意义,它们塑造了我们的科学视野,甚至影响了我们的社会观念。科学故事中经常提起它们,我们久闻大名,但它们的真容,我们却未必见过。经典名著,有时候竟然等于“无人读过的书”,这个悖论的存在自然有其道理。



经典名著或是一段时期科学的总结,如托勒密的《天文学大成》,或是石破天惊、开风气之先的新知灼见,如哥白尼的《天体运行论》、牛顿的《自然哲学中的数学原理》、达尔文的《物种起源》等。



但再经典的作品也是在某个历史时期应运而生的,着力解决当时面临的重大问题,读者对象主要是从事这个领域的专业人士。因此即使不考虑历史和语言隔阂(早期很多著作是拉丁语),那些精确(生僻)的名词,缜密(冗长)的论述,还有数不清的公式推导、数据图表,也足以令普通读者对经典名著望而生畏。



但不读经典名著也不行,“回到经典”无论是对于科学研究者,还是对普通读者都非常有意义。对科学研究者来说,科学大师们发现和提出问题的角度、解决问题的思路、遇到的误区和遗留的问题,都是值得反复琢磨的。对普通读者来说,了解我们人类历史上最聪明的大脑对重要问题的回答,可以知道我们今天的对世界的认识、知识结构是怎么形成的,这应该是每个人都应该了解的“常识”。


让科学经典名著走近大众,尤其是走向青少年,古生物学家苗德岁博士这本《物种起源少儿彩绘版》提供了一个非常好的样本。这本书不是普通意义上的“缩写本”,而是苗博士在翻译《物种起源》(第二版)的基础上,替达尔文“代笔”,为青少年读者把《物种起源》的要点重新讲述一遍。


苗德岁毕业于南京大学地质系、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所理学硕士、美国怀俄明大学地质学、动物学博士,芝加哥大学博士后。现供职于堪萨斯大学自然历史博物馆暨生物多样性研究所,1986年荣获北美古脊椎动物学会的罗美尔奖,成为获得该项奖的第一位亚洲学者。



相比于严肃的原著,经过苗德岁重述的少儿彩绘版生动活泼,边叙述原著的思想,边向读者介绍150年来进化研究的进展,时不时还吐个槽。这种忠于原著又不拘泥于原著的介绍,能够让我们更加全面地认识历史上的名著,知识常新,科学精神永恒。再配上绘图作者的小清新手绘水彩画,让整本书轻松易读起来。



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原版《物种起源》插图,关于原始鸟类和各种不同的古代蝴蝶


达尔文和他的思想



苗德岁首先纠正了我们对达尔文的传统印象。在过去的讲述中,一般会把达尔文描述为一个年轻时不务正业的富家子弟,游手好闲,不肯用心学习。苗博士通过仔细研究达尔文生平,发现这其实只是达尔文本人的自谦之语。



不错,达尔文曾经进入爱丁堡大学学医两年,后来中途辍学;后来又进入剑桥大学学习神学,父亲希望他将来做牧师,但他对动植物标本和地质学更感兴趣。但达尔文这4年大学并不没有虚度,1831年剑桥大学的毕业考试中,达尔文在近400名毕业生中名列第十。达尔文不是平庸之人,而是一个愿意下笨功夫的聪明人,而这正是大多数成功者之所以成功的关键原因。


毕业后,达尔文作为小猎犬号船长的私人旅伴从1837年在“笔记本B”记下他开始思考“演化”的想法(这个词另一个译法是大家更熟悉的“进化”),到1844年写成了一篇长达250页的论文,就用了8年时间。这一论文他并没有发表,又藏了15年,他希望搜集到更多各方面的证据,写一本1200页的大书。要不是半路里杀出来一个和他想法几乎完全一致的华莱士迫使他提前发表自己的作品,我们看到《物种起源》就会是一本更大的“巨”著了。



达尔文之所以如此慎重,有一个很重要的原因是他的演化思想和当时流行的“上帝创世,万物不变”的思想是相抵触的。他预料到,一旦论文发表,会引起很多争议,甚至激烈的反对和攻击。因此他必须把找到更多更有说服力的证据。



比如为了论证植物的种子能够漂洋过海,分布到遥远的岛屿上去,他在朋友的帮助下做了“海水浸泡种子”的实验。他们用了87种种子,其中64种经过64天浸泡之后还能发芽,少数经过137天后还能生存。40%的带有成熟果实的植物在海水中28天时间可能漂过1500公里的海面。更何况植物种子还能藏在越洋迁徙的飞鸟脚上的泥土中长途迁徙。敏锐的观察能力、大量实验和观察奠定了达尔文演化思想的基础。




《物种起源》中关于鸟类头部和鸟喙演变的图示



在传统的想法中,上帝或者神仙创造了各种物种,它们就一成不变了。在神话中,“名字”带有魔力,因为某个物种,某个人就是那个“名字”,所以民俗中要起小名避免恶魔知道你的大名。但实际上物种并非一成不变,子代和亲代之间多多少少总存在一些变异。人类早就利用了这些变异,通过人工选择,驯化、培育了许多新品种的动植物,比如我们食用的小麦是一万年前的人类从野生小麦驯化而成。



人工育种具有历史悠久的传统。达尔文的发现是,在自然条件下,同一个物种可能演化出许多不同的变种(亚种),经过长时间的积累,它们甚至能变成不同的物种。



他在加拉帕戈斯群岛上发现了这样的海龟和鸟。换句话说,物种只是一种相对固定的观念,随着时间会发生变化。就连我们人类,也和猩猩、猴子有共同祖先,甚至地球上已知的所有生物,都有着共同祖先。这就是在当时石破天惊的“演化论”。




各种甲壳虫。通过达尔文的进化论,人们首次认识到相近物种之间的联系与变异


科学思想跨越时代



达尔文提出了“演化”思想,颠覆了几千年来的传统观念。但他并没有认为自己的证据和理论十全十美,他深知将会遇到一些困难和挑战,并提出了应对的方法。



比如,当时和现在反对“演化论”的人们经常说起的一个话题,是活着的生物和化石中缺少“过渡类型”。这听起来很有道理,既然变异是一点儿一点儿发生的(不是一个物种忽然变成了另一个物种,而是长期积累的差异形成的),那么就应该存在非常多的过渡类型才对,为什么没有呢?



达尔文对此的回答是,在演化历史中过渡类型确实存在过,但自然选择的倾向是保存有利的变异。随着某些积累了更多有利变异的少数类型的产生,它们具有更多优势,从而排挤了大多数过渡类型的生存空间。在这一点上,物竞天择,竞争非常的残酷。



达尔文亲自做过观察:在植物可以自由生长的一块田地上,达尔文标记了357株杂草幼苗,过了一段时间,至少死了295株,主要是被昆虫消灭;而另一块地上,原本有20个物种,最终有9个物种被排挤消失。可以想象,生物变异有很多,绝大多数类型都消失了,保存下来的只有极少极少数。“演化”是一项成本极高的历史事件。



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古生节肢动物三叶虫的化石



对于化石证据,达尔文认为,形成化石的条件很苛刻,只有少数过渡类型能够侥幸保存为化石,因此地质记录很不完整,何况当时地质学成熟较晚,还有很多化石埋藏在地下没有被发现。这就是科学思想的独特魅力,它具有预言能力,为后来的科学家进行探索指明方向。任何一种伟大的科学思想都有这样的能力。



事实证明达尔文说对了。150年来,科学家们孜孜不倦地在七大洲奔走,发现了越来越多的“过渡类型”,甚至许许多多长相匪夷所思的已经消失的奇特物种。



这进一步证明了达尔文的“演化”思想:物种在变化,物种变化之剧烈超越了所有人的想象。在地球历史上,生物有过多次大爆发,许多新物种出现;也有过多次大灭绝,许多繁盛一时的生物消失无踪,只在地层中留下了少许证据。



比如我们知道的三叶虫、恐龙,其实都已经彻底消失。这种大灭绝对于劫后余生的物种来说也未必是坏事,旧统治物种的消失留给它们极大的发展空间。比如我们人类(以及哺乳动物)的祖先,就是在恐龙消失后才得以发展起来。在恐龙统治地球的时期,哺乳动物的个头都很小,没有像大象、河马、犀牛、老虎、狮子这类庞然大物。



达尔文理论具有的预言能力,将理论原本的“疑点”变成了证据,“缺点”变成了“优点”。而当初质疑演化论的那些人,无一不被证明是错误的。这也难怪,“传统观念”未必就是正确的,科学革命一直在这样革新我们的观念。



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人类的演化


人类在生物学上的真实地位



达尔文对生物演化的洞察力也投射到人类自身。传统上认为,人类是天之骄子,是上帝或神灵创造出来的。几乎全世界各民族的古代观念都把人类置于了极其特殊的地位,人类处在世界的中心,甚至天地都是为人类而存在的。但达尔文的演化论提出,人类跟其他所有生物都是亲戚,只是关系有远有近(1871年发表)。从形态学上来看,跟我们最近的是猿猴。



达尔文之所以被很多人,尤其是极端保守的宗教人士诋毁,正是因为他的这一思想,不但否认了上帝创造天地万物,而且直接否定了上帝或神灵创造了人。其实在解剖学上,早已存在证据,比如人手、马腿、蝙蝠翅膀,虽然功能不同,但结构类似。而在胚胎发育过程中,鱼类、鸟类、哺乳动物等等早期的形态几乎一模一样,动物发育过程竟然“再现”了整个演化史。



在达尔文生活的时代,宗教力量依然强大,更何况,达尔文在剑桥大学学习的正是神学,他完全可以预期宗教界对演化论的反应。这种观念的形成,对于达尔文这位曾经的神学生想必也是非常震撼的冲击,达尔文从此放弃了基督教信仰,终生不再进入教堂(教堂不仅是崇拜上帝的地方,也是当时欧洲社会重要的聚会、社交场所)。大概是因为达尔文“叛离”了宗教吧,宗教人士对达尔文的攻击非常激烈,至今这样的争论仍在继续。



不过在这里传统上的宣传和历史又发生了一点儿偏差,并不是所有的宗教人士都反对达尔文。当时支持达尔文的除了像赫胥黎、胡克这些科学同行,也有开明的宗教界人士。所以尽管达尔文颠覆了宗教存在的基础,但在他去世后,经过二十位议员请愿,作为科学巨人的达尔文还是得以按照英国惯例葬在了威斯敏斯特大教堂。



葬礼后一星期,英国的一位主教亨利·古德温在这个大教堂举行的纪念讲道中说;“我认为国人中最具有智慧的达尔文先生葬在威斯敏斯特大教堂是非常适宜的……有些观念认为自然知识与上帝理念之间存在冲突,我觉得这是别有用心的愚蠢观念,这也是很不幸的,达尔文先生不应对此负责。”



20世纪20年代以来,考古学家们在非洲发现了多种介于人类与类人猿的中间类型化石。我们人类和大猩猩、黑猩猩的共同祖先可能是800万~400万年前曾经生活在肯尼亚的欧兰猿。这一祖先曾经分化出了许多我们的“表兄弟”,只是大多数都已经消失在历史长河中了(这也是达尔文曾经预言过的)。现代分子生物学证明,人类DNA和黑猩猩的相似度为98.4%,也就是说,不到2%的差别决定了我们是人还是黑猩猩。这是古人无论如何也想象不到的。



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迄今我们了解到的人猿的树状谱系


作为现代人应该了解演化论



150年来,随着演化论被进一步证实,它不但成为公认的科学理论,就连原本保守的宗教界高层人士也逐渐承认了演化论的正确性。2008年9月,英国教会在报纸上公开发表声明,为当初对达尔文和演化论的攻击而道歉。



2009年,也就是达尔文出生200周年和《物种起源》发表150周年,梵蒂冈天主教廷也宣布达尔文演化论和基督教的理念是一致的。也就是说,除了一些极端保守的宗教人士,现代人一般都接受了演化论。



达尔文和演化论在生物学中的地位,相当于牛顿和他的运动定律在物理学中的地位。遗传学家杜布赞斯基曾说:“要是没有演化论的话,生物学里的一切都解释不通。”



演化生物学家科因在《为什么要相信达尔文》一书中说:“读没读过《物种起源》,应该成为衡量一个人是否受过正规教育的标准之一。”


2012年10月,英国《新科学家》杂志公布最具有国际影响力的十大科学书籍评选结果,《物种起源》名列第一,并称之为“有史以来最重要的思想”。这样看来,苗德岁博士这本《物种起源少儿彩绘版》就更加了不起了,让更多人不需要具备太多的理工科教育背景就可以了解演化论。



想想也是,有什么比“我们从哪里来”这个问题更重要呢?




厚重的原版《物种起源》



最后,我也要学苗德岁博士吐个槽,指出《物种起源少儿彩绘版》存在的一点儿瑕不掩瑜的问题。



在介绍达尔文时,苗德岁博士提到当时英国正流行“自然神学”,苗博士举了“手表不会是自然产物”的例子,其实这是不恰当的。自然神学是起源于罗马时期的一种神学观念,它是指不依赖于信仰或特殊启示,凭借理性与经验来证明上帝的存在。在文艺复兴时期,它表现为通过研究自然规律,“窥见上帝造物的秘密”来理解和感知上帝的伟大。这也可以解释为什么早期(现在也是)许多科学家本身也是基督教徒(比如牛顿等),虽然科学家们的成果最终证明上帝并不存在。



苗博士举的“手表不会自然产物,因此更为精巧的大自然应该也一个智能设计者——上帝”的例子,实际上是“智能设计论”(或称“智慧设计论”)的思想。这是(美国)一些极端保守的教会组织为了反对达尔文的演化论,同时又回避美国公立学校中不许宣扬特定的宗教信仰,而迂回提出来的一种观念。



它与时俱进地提出生命的产生和发展来自智能生命(比如具有超级智能的外星人)的引导和介入。它通常用“眼睛不可能自然演化”或“细菌中的轮子结构不可能是自然演化出来”这样的例子来否定达尔文的演化论,实际上演化论完全可以说明。其实“具有超级智能的外星人”明确地指向了上帝,这只是一种技术上的迂回而已。智能设计论和科学思想不同,它不具备预言能力,只是在强调,这些都是“超级智能”(上帝)创造出来的,所以是一种反科学的宗教宣传而已。



另外一点是,可能绘图作者时间比较匆忙,对有些段落理解不到位,图示有误差。如达尔文(苗德岁博士)说到“过渡类型就藏在石头里面”的时候(P61),绘图用“石堆阴影中的两只眼睛”来表示,实际上这里谈的是化石证据,因为有许多化石尚未发现,至今也是。再比如说到达尔文抱病工作时(P140),图示达尔文在吊瓶(打吊针),其实在达尔文的时代,才刚开始用肌肉注射,吊瓶技术要到20世纪50年代才成形。




威斯敏斯特教堂内刻着达尔文名字铭牌的地板,下面是达尔文的墓



类似望文生义的地方还有几处。比较特殊的一处是由于文化隔阂产生的,即说到达尔文安葬在威斯敏斯特大教堂(即西敏寺)的时候(P142),绘图是一幅教堂墓地的情景。实际上,达尔文是安葬在教堂的厅堂内地板之下,地板上刻着铭文“查尔斯·罗伯特·达尔文,生于1809年2月12日,去世于1882年4月19日”,达尔文的墓挨着发现了天王星的天文学家约翰·赫歇尔,不远处就是艾萨克·牛顿。



不过这些小错误,无损于苗德岁博士为青少年倾情奉献的这本科普书的绝妙。愿每一位读者都能从书中领会达尔文演化思想那穿越时空、演绎生命传奇的科学魅力!向苗博士致敬!



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作者:苗德岁
出版社: 接力出版社
副标题: 让儿童走进经典,让经典照亮童年
出版年:2014



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