早在19世紀50年代，艾瑪的走廊裡就擺滿了裝滿青蛙蛋的濕紙，庭院鴿籠裡的鴿子"咕噜咕噜"作響，地窖裡裝滿了一排排裝滿鹽水的玻璃罐，種子漂浮在鹽水上，空氣中彌漫着鴿子骨架準備的氣味。而這僅僅是個開始：鴨子的手掌挂在裝有蝸牛的玻璃容器上，草坪上開着碎花，圍欄上的雜草被仔細清理，以研究茁壯成長的幼苗。當然，她和達爾文結婚十多年了，這也難怪。她可能已經告訴她的朋友，他又在做實驗了。
對于大多數人來說，達爾文是進化論的創始人，他1859年出版的《物種起源》一書使進化論成為生物學研究的基石，取代了神創論。但他的進化論并不是憑空産生的，西卡羅來納大學（University of West Carolina）生物學教授詹姆斯·B·博（James B.B）說。T. Costa在他的著作《達爾文的後花園：從小實驗到大理論》中介紹了達爾文鮮為人知的一面。從達爾文的童年到小獵犬的進化思想開始的航行，再到達爾文四十年的故鄉，他在沒有專業裝置幫助的情況下進行了一系列驚人的實驗，以測試他的标志性進化理論。他相信任何人都可以成為像達爾文一樣的實驗者，學會更仔細地觀察自然。
他還認為達爾文是一個觀察者和實驗者，達爾文聰明而古怪的研究并不是埋藏在實驗室裡的研究之一。達爾文的家是他的實驗室，他和艾瑪的七個幸存孩子的大家庭參與了他的工作，他們都是能幹的助手。達爾文甚至以某種方式與他的孩子們一起出版。本文特别選取了達爾文的《小獵犬航程》的章節，在那裡我們可以看到達爾文的思想在整個航程中是如何變化的——達爾文在航行中絕不是進化論者——即使他在加拉帕戈斯群島上。
以下内容由出版商授權，摘自達爾文的《後花園：從小實驗到大理論》，标題由編輯添加。
《達爾文的後花園：從小實驗到大理論》，作者：James B. T. Costa，譯者：郭立，中國畫報出版社，2021年4月。
最初由James B. T. Costa撰寫
Ann 的摘錄
達爾文對世界的新視角源于格蘭特及其對植物動物的研究
達爾文接受了他作為紳士的使命，跟随皇家海軍小獵犬（也稱為伯傑）上的船長，并在皇家海軍的調查任務中履行了他作為非正式博物學家的職責。他們于1831年12月27日離開普利茅斯，近五年後傳回。
我不打算在這裡概述達爾文在獵犬航行中所做的所有事情 - 我們将探讨獵犬航行如何讓達爾文在以後進行實驗。像任何從事項目的科學家一樣，達爾文會根據他所學到的理論提出問題，無論是實驗還是觀察。
作為一名大學生，達爾文剛剛開始意識到自然科學中一些重大而突出的問題——地球的性質和年齡及其地質構造、地質記錄的模式、生命的多樣性和分布，以及赫歇爾所稱的（特别是）"神秘"物種的起源及其變異。在這一時期和獵犬号航程的大部分時間裡，達爾文在自然神學的架構内思考了這些問題及其可能的奧秘。在航行結束時，對世界的新視角釋放了達爾文内心的實驗沖動，這使他能夠提出新的問題，這些問題隻能通過從這個新的角度思考他的觀察來提出。
達爾文對世界的新視角始于格蘭特及其對植物動物的研究，并進一步受到亨斯洛，塞奇威克和他後來在劍橋的同僚的鼓舞人心的同伴的啟發，他們幫助獵犬航行。達爾文尤其受益于蘇格蘭地質學家查爾斯·賴爾（Charles Ryall）的具有裡程碑意義的著作《地質學原理》（The Principles of Geoology），該書的第一卷于1830年出版。為了鼓勵即将成為他同伴的達爾文深入研究地質學，菲茨羅伊上尉送給他萊爾的書作為禮物。
達爾文後來回憶說，這是亨斯洛建議他尋找和研究的書，"但永遠不要接受它所倡導的思想"。在不相信的情況下閱讀一本書似乎是一個奇怪的建議，但它可能反映了當時的現實：學者們正在讨論萊爾地球演化及其曆史的新模型。Ryall先生接受過律師專業教育訓練，知道如何争論，他支援蘇格蘭同胞詹姆斯·赫頓（James Hutton）的觀點，他認為世界曆史是一種永無止境的自然力量，在周期性的過程中緩慢但有效地塑造了地球的景觀。沒有奇迹，沒有神聖啟蒙的災難，隻有自然過程形成的不可阻擋的宇宙力量，如水體，火山作用，冰川和土地的上升和定居。在赫頓和萊爾看來，這一直是，而且将永遠是。是以，Ryall的書的副标題是"試圖根據目前塑造地球景觀的原因來解釋其過去的變化"。
達爾文很可能不時沉浸在萊爾的《地質學原理》中。獵犬在達爾文克服暈船之前就離開了普利茅斯港。這艘船的船員可能會告訴他，他很快就會暈船，但不幸的是，他在整個航行過程中都有點不适，從科學史的角度來看，這可能是一件好事，因為它迫使達爾文一有機會就離開了這艘船。（事實上，達爾文在近五年的航行中總共花了大約一年半的時間。是以，即将在特内裡費島停留的可能性無疑給達爾文帶來了雙重喜悅 - 一個是為了緩解嘔吐的症狀，另一個是為了最終有機會看到洪堡曾經熱烈稱贊的風景。看，聖克魯斯港迫在眉睫。
達爾文在紀錄片《達爾文》（1992）的海報上。
他錘擊岩石，以更大的興趣探索新的景觀和地質構造。
不幸的是，英格蘭爆發的霍亂阻止了獵犬的船員登陸。當地政府堅持要求将這艘英國船隻隔離12天，但菲茨羅伊船長匆匆忙忙地崩潰了。在他的航行回憶錄中，船長說："這對達爾文先生來說是一個巨大的失望，他夢想着攀登當地的山峰。為了看到它，這艘船必須停泊在它降落的地方，然後不得不離開，然後才能看到特内裡費島的一顆半星，這對達爾文來說是一場災難。但聖克魯斯當局的擔憂是有根據的：在整個19世紀，霍亂等連續的流行病肆虐世界許多地區，造成數百萬人死亡。
盡管如此，達爾文不必再等了，第一次體驗熱帶島嶼：獵犬在一月中旬通路了聖賈戈島所在的佛得角群島。賈戈），達爾文注意到一個引人注目的景色：一個白色的貝殼帶嵌入懸崖壁，海拔約13.7米。他現在正在從Ryall的角度來看待這種現象：貝殼一定是向上堆積的，因為突然的劇烈運動肯定會破壞近乎水準的貝殼層。這種觀點與萊爾的"長時間緩慢變化"理論是一緻的。達爾文在給亨斯洛的信中寫道："（聖賈戈）的地質非常有趣，我敢肯定它形成得很晚：有一些證據表明這裡發生了大規模的沿海隆起，這是火山岩來源的絕佳時期，Ryall先生可能會對此感興趣。"
那是他永遠不會忘記的時刻：他第一次通路一個地方證明了"與他所讀過或後來讀過的任何其他作者的方法相比，萊爾的地質方法具有非凡的優越性。在剩下的航行中，達爾文在賴爾的《地質學原理》的指導下，對許多地方的地質進行了有針對性的調查。正如賴爾後來承認的那樣，達爾文回應了他的号召，即了解新科學的見解和概括可能仍然有其局限性，但"其追随者渴望我們工作中最有價值的成果"。同時，當我們探索這個宏偉的研究領域時，我們第一次發現的喜悅屬于我們......"
達爾文以特别的熱情緻力于地質研究，揮舞着錘子敲擊岩石，并以更大的興趣探索新的景觀和地質構造。他有什麼理由不贊成這種新科學呢？它回答了關于地球起源及其古老時代的令人敬畏的問題，并激發了需要深入檢查和仔細觀察的科學調查，所有這些都是赫歇爾歸納的極好例子。達爾文把他的觀察、沉思和了解寫在一個又一個筆記本上，他對赫歇爾的欽佩與日俱增。達爾文第一次遇見熱帶森林後，興奮地對亨斯洛說："我從來沒有體驗過如此強烈的喜悅——我以前崇拜洪堡，現在我幾乎崇拜了。
微小的海洋生物對達爾文的思想意義重大
雖然達爾文越來越認為自己是一名地質學家，但這并不意味着他忽視了自然曆史的其他方面。他在愛丁堡第一次見到的神秘海洋無脊椎動物像一張深網一樣引起了他的注意。當錨地之間的公海沒有被暈船所困擾時，達爾文經常會打開自己的浮遊生物網，看看能找到什麼樣的海洋生物—— 根據他記錄的第二張網，他可能從羅伯特·格蘭特那裡學到了織網的藝術。達爾文捕獲了大量的海洋微生物，"相對于自然界的大小來說，它們是如此之小，但它們具有美麗的形态和豐富的色彩，"他在日記中寫道。随之而來的是意想不到的反思："這是一種神奇的感覺，這麼多美麗的生物顯然是為非常小的目的而生的。"
這些微小的海洋生物對達爾文的思想意義重大。他的zoema筆記包含通過顯微鏡獲得的圖像和觀察結果的頁面，其中最重要的是"種植動物"的數量，這些動物現在被認為屬于cnidaria的混合物，其中包含單體珊瑚和珊瑚群，bryozoa，多孔動物門（Poroifera）和rhodophyta，它們在堅硬的石灰殼中分泌紅藻。
在1834年6月的一篇主題筆記中，達爾文詳細觀察了一種類似于草苔的奇怪生物，這是他以前在愛丁堡研究過的一種苔藓動物。在麥哲倫海峽饑餓港的底部，巨大的海藻"森林"密集生長，這是一種奇怪的生物，在其彎曲的樹枝和葉子中被發現。"我檢查了這種非常簡單的草苔的息肉，"達爾文寫道，"以便有一天我可能會（修改）我自己在格蘭特博士的論文中對整個氏族組織不完善的看法。這裡提到的這篇論文是德國博物學家奧古斯特·弗裡德裡希·舍威格（August Friedrich Scheweigger）于1826年撰寫的一篇文章，由格蘭特翻譯和出版。珊瑚是植物而不是動物的想法直到20世紀30年代中期才成為主流。達爾文繼續研究這種生物，試圖找出他是否能找到其動物特征的證據 - 在顯微鏡下具有刺激反應的息肉，或者類似于他在草苔中發現的"卵細胞"。
達爾文在《獵犬》上寫信給他的妹妹凱瑟琳說，這艘船"在瓦爾帕萊索以南100英裡（160.93公裡）處"，并描述道："就動物而言，原則上，我最近決定把重點放在植物動物或珊瑚上：它們是一個有序世界中的很大一部分，鮮為人知，分類也不多，但結構最簡單但最奇特。達爾文在瓦爾帕萊索給亨斯洛的一封信中說，他觀察到了"極其令人震驚"的珊瑚。他确信拉馬克、居維葉和其他人提出的分類是不正确的。"在觀察了珊瑚，最不起眼的群體，繁殖的方式之後，我很确定，如果它們不是植物，它們就不是植物。那麼它們是什麼呢？
1832 年 4 月 3 日，獵犬号駛入裡約熱内盧港。版權所有 Jay Matness。攝影：Richard Milner。Jay Matnis和Richard Milner為這張照片做出了貢獻。
達爾文的想法在整個航行過程中發生了變化。這一切都令人困惑：他在加拉帕戈斯群島收集了石竹，這些石竹似乎以類似于薄殼草苔的方式繁殖，而他在科科斯群島發現的岩礁珊瑚更像是珊瑚藻。是以，問題在于令人眼花缭亂的水獺（"我不禁懷疑它們更像是珊瑚藻而不是水獺珊瑚"），而達爾文在塔斯馬尼亞發現的所謂珊瑚藻更像是植物，它們通過類似于發芽過程的細胞分裂繁殖。
達爾文在他的佐伊筆記中評論說，珊瑚是一種新穎的生長方式，"讓人想起樹木的繁殖"。通過芽或纖維分支繁殖必須是植物性狀，珊瑚藻似乎以這種方式繁殖。更令人驚訝的是，甚至一些植物動物和真正的珊瑚。"形成珊瑚的珊瑚和形成草的植物之間有相似之處，"他沉思道。"我認為植物動物和植物之間有很多相似之處，珊瑚就像芽，芽就像形成芽和幼植物的生殖芽，"他在幾行之後重申。
這些記錄的意義比字面上要豐富得多，在達爾文的腦海中，植物世界和動物世界之間的差異開始變得模糊。這些最簡單的動物和原始植物（如果這是珊瑚藻處于進化階段的地方）在結構和繁殖模式上有一些基本的相似之處，這個迷人的想法将在幾年内與他最初的進化理論完美契合。正如我們稍後将看到的，達爾文最終相信植物和動物不僅共享祖先，而且還尋求證據證明它們對所有生命形式都有共同的祖先。此外，他提出了性别中立的祖先生下不同性别後代的想法。這些觀點不是他在獵犬航行期間所堅持的，但很明顯，種子已經種下或已經發芽。
達爾文在航行期間絕不是進化論者
達爾文在航行期間絕不是進化論者——甚至當他登上加拉帕戈斯群島時，與謠言不同。事實上，從達爾文的筆記和評論中，他試圖在熟悉的自然神學架構中了解生物的結構、适應性、分布和關系。然而，我們總能看到達爾文在反思之旅中看到的意義。是以，我們将看到他忙于思考在澳洲尋找螞蟻獅子的重要性，在那裡，小而兇猛的幼蟲會制造陷阱來捕捉粗心的爬行動物。目前，這些螞蟻獅子在新南威爾士州一個陽光明媚的河岸上，很像達爾文家鄉的人口，但有一種異國情調的澳洲感覺。
澳洲動物群是否代表了某種完全獨立的創世紀中心？袋鼠和鴨嘴獸等異質群體表明這似乎是可能的，當時在術語中引入一個或多個"創世紀中心"是一個嚴肅的讨論話題。澳洲和歐洲螞蟻獅子之間的高度相似性向達爾文表明，如今每邊的動物種群之間存在聯系。無論其領土上的哺乳動物多麼奇特，澳洲都不是單一的創造物：對于螞蟻獅子來說，"懷疑論者怎麼說？兩個工匠怎麼可能同時做出如此美麗、簡單、精緻的發明呢？這是不可能的——造物主必須平等地對待整個宇宙。
但在航行接近尾聲時，我們仍然可以看到達爾文在思考加拉帕戈斯群島各種知更鳥之間的關系。不同島嶼上的鳥類可能看起來不同，但作為一個種群，它們與平均大陸物種不同：它們是大陸物種的變體還是大陸物種的姊妹物種？為什麼它如此相似卻如此不同？讓新物種在島上如此繁榮是什麼感覺？"如果這些叙述有一些依據，群島動物學值得仔細研究，因為它們破壞了物種的穩定性。
毫無疑問，小獵犬的探險帶來了大量的野外采集和觀察結果。在達爾文的《航海犬雜志》（Journal of the Seafaring Dog，1839）中，"觀察"或"觀察"一詞出現了73次，"檢查"一詞出現了48次，而"實驗"一詞隻出現了四次。但我們的證據表明，達爾文是有問題的，他會考慮這種情況是否屬實，并忙于設計實驗來找出答案。
例如，我們發現他會測試陸基平闆動物在垂直切成兩段後是否可以再生成兩個新的個體（"在切片操作後的25天内，再生更好的半切與任何其他标本沒有什麼不同......雖然這是一個衆所周知的實驗，但有趣的是看到每個重要的器官逐漸産生。"）。他還測試了腐爛的秃鹫是否可以在視覺上或嗅覺上獲得食物："我試過了......像這樣的實驗：用繩子把每隻秃鹫并排綁在牆上，我帶着包裹在白紙裡的肉塊來回走動，大約3碼（約2.7公裡）遠，但什麼也沒發生。"他把肉包得有點前傾，直到碰到秃鹫的喙，鳥兒立刻把它撕碎，吞了下去。在同樣的情況下，欺騙狗是不可能的。他在筆記本上寫道，但在回顧了奧杜邦和其他人的類似實驗後，他不得不承認"支援和反對腐爛秃鹫嗅覺敏銳度的證據幾乎是均勻的"。另一個實驗與珊瑚的性質有關。該實驗于 1836 年 8 月在巴西巴伊亞州進行，當時獵犬号正在回程的最後一站。
紀錄片《達爾文的鬥争：物種的進化》（Darwin's Struggle： Evolution of Species，2009）中的片段。
獵犬号航行中的早期"實驗"仍然反映了一種懷疑的狀态。
達爾文将一些珊瑚放在陽光下，以确定它們是否像光合作用植物一樣釋放氣體。"有時候，我把成簇的珊瑚藻放在陽光下，它們似乎釋放出大量的氣體。我很好奇那是什麼氣體。這讓人想起19世紀70年代約瑟夫·普裡斯特利（Joseph Priestley）和揚·英根·豪斯（Jan Ingen Housz）的一項實驗，該實驗證明類似條件下的植物可以産生氧氣氣泡。達爾文的其他實驗有點笨拙。他曾多次将加拉帕戈斯群島上的海鬣蜥扔進"海潮後留下的深水池"，然後觀察它是否會回到他第一次捕獲它的地方。（舒适的海鬣蜥總是這樣做，我們知道當達爾文騎在巨龜的背上時，不為所動，這讓我們想起了阿爾伯特·威爾（ Albert Weir ）的漫畫：達爾文騎在巨型甲蟲上。）
達爾文在獵犬号航行中的早期"實驗"可能已經通過一場戲劇完成了，但它們仍然展現了一種渴望調查、體驗和學習的懷疑心态。達爾文投擲海鬣蜥，也是對任何有趣或不尋常的情況敏感的人，是以将他的發現，思想和觀察寫進了筆記本。例如，他不停地扔網來捕捉浮遊生物（這比捕捉海鬣蜥更容易），并驚歎于他所取得的成就，想象着有一天他能夠在遙遠的海域捕捉甲蟲網。
有人可能會想，這沒什麼大不了的，但是那些甲蟲在浩瀚的海洋裡幹什麼呢？後來，他意識到這種平淡無奇的觀察對于了解地理分布很重要。此外，達爾文在裡約熱内盧附近收集了一些細菌，這些細菌看起來與他們的家鄉相似。他思考着這個來自歐洲的甲蟲是如何吸引甲蟲的，就好像此時一隻甲蟲已經落在他手中的細菌身上一樣。與澳洲螞蟻獅子的情況一樣，"我們在兩個遙遠的國家看到相同的植物和甲蟲之間存在類似的關系，即使這兩個物種本身是不同的"。這是什麼意思？
達爾文對這一切感到驚訝：他會驚訝于"在空中飛翔的蜘蛛"，大量的年輕蜘蛛在船具的薄網中蜂擁而至，以及微風可以輕易地将蜘蛛吹走;巴塔哥尼亞 北部沿海地區的"蝴蝶像雪一樣飄落"在一個驚心動魄的夜晚，當這些"大量"昆蟲"以片狀或絮狀形式落下，遠遠超出眼睛的視線範圍"，并驚歎于南大西洋的"壯麗煙花"，聖埃爾莫埃爾莫的火火照亮了桅杆和橫杆臂， 整個大海"變得如此明亮，甚至企鵝的下落也因尾巴燃燒而清晰可見"。
"美麗"、"美麗"等字樣在達爾文的"小獵犬"航程中出現不少于105次，而"快樂"、"喜悅"等字樣出現約37次。雖然"貴族"這個詞隻出現了六次，但每次都表達了洪堡式的狂喜。後來，在達爾文謙卑地（也許有點擔心）向洪堡發送了謙卑而寫得很好的"小獵犬"之後，這位偉人表達了他的熱情贊揚和感激之情，并就從冰川現象到火山效應再到氣候和洋流等廣泛的話題提出了問題和評論。
開朗的達爾文熱情地回應了他，他的回答，包括來自海洋不同地區的溫度資料，最後以欽佩的方式結束："我閱讀并摘錄了《個人筆記》中一些我永遠不會忘記的章節，現在這本書的作者給了我如此的尊重，以至于這種情況很少發生在任何人身上。"
作者：James B. T. Costa
編輯：董尼郎
李明簡介部分校對