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達爾文的環球旅程和他的發現

作者:曆史地理雜學

作者 萬瑜

查爾斯·羅伯特·達爾文,是英國博物學家、地質學家和生物學家,作為教科書裡的經典人物,他對科學家最著名的貢獻就是進化論。他提出了所有的生命物種都是随着時間的推移從共同的祖先那裡繁衍而來的,并在與阿爾弗雷德·拉塞爾·華萊士的聯合出版物中,介紹了他的科學理論,認為這種進化模式是由一個他稱之為自然選擇的過程産生的。

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達爾文早期對自然的興趣導緻他忽視了他在愛丁堡大學的醫學教育,他在英國皇家海軍比格爾号上五年的航行經曆,使他成為了一位傑出的地質學家。

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比格犬号的環球旅程

達爾文對航行中收集到的野生動物和化石的地理分布感到困惑,于是他開始了詳細的調查,1838年,他構思了自己的自然選擇理論。盡管他與幾位博物學家讨論了自己的想法,但他需要時間進行廣泛的研究。他在1858年寫給阿爾弗雷德·拉塞爾·華萊士一封信中描述了跟對方同樣的想法,這促使他們兩個人聯合發表這一全新的理論。達爾文的工作确立了進化的起源,并将其修改為自然界多樣化的主要科學解釋。在1871年,他考察了人類進化和人類後裔的性别選擇,以及與性别有關的選擇,然後是《人與動物的情感》。他對植物的研究發表在一系列書籍中,在他的最後一本書《通過蠕蟲的作用形成蔬菜黴菌》中,他研究了蚯蚓及其對土壤的影響

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幼年的達爾文

1809年2月12日,查爾斯·羅伯特·達爾文出生在什羅普郡的什魯斯伯裡,一個一神的家庭中。1817年,八歲的查爾斯加入了布道者開辦的日間學校,他已經對自然曆史和收藏有了興趣。那年七月,他的母親去世了。1818年9月,他和哥哥伊拉斯谟一起在附近的聖公會什魯斯伯裡學校寄宿

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青年時期達爾文

1825年夏天,達爾文當了一名實習醫生,幫助父親治療什羅普郡的窮人,之後于1825年10月與弟弟伊拉斯谟一起進入愛丁堡大學醫學院(當時是英國最好的醫學院)。達爾文發現講座枯燥乏味,手術讓人痛苦,顯然他對于醫學并沒有太多的興趣。

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在達爾文大學的第二年,他加入了普林尼學會(plinian society),這是一個學生自然曆史團體,參加了激烈的辯論,其中激進的民主學生以唯物主義的觀點挑戰了正統的科學宗教觀念。他協助羅伯特·愛德蒙·格蘭特(robert edmond grant)對福斯峽灣(firth of forth)的海洋無脊椎動物的解剖結構和生命周期進行了研究,并于1827年3月27日在普利尼安(plinian)提出了自己的發現,即牡蛎殼中發現的黑孢子是滑冰水蛭的卵。有一天,格蘭特稱贊拉馬克的進化思想。格蘭特(grant)的大膽舉止使達爾文感到驚訝,但他最近在祖父伊拉斯mus(erasmus)的日記中讀到了類似的觀點。羅伯特·詹姆森(robert jameson)的自然曆史課程涵蓋了地質學,其中包括海王星與冥王星之間的辯論,這使達爾文感到無聊。他學習了植物的分類,并協助大學博物館的收藏工作,該大學當時是歐洲最大的博物館之一。

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達爾文熱心于昆蟲收藏學

達爾文對醫學研究的忽視使他的父親惱火,後者将他精明地送他到劍橋基督學院攻讀文學學士學位,這是邁向成為英國國教鄉村牧師的第一步。由于達爾文沒有資格參加tripos考試,他于1828年1月參加了普通學位課程。他更喜歡騎馬和射擊而不是學習。他的堂兄威廉·達爾文·福克斯(william darwin fox)向他介紹了流行的甲蟲收藏熱潮。達爾文熱心追求這一點,并将他的一些發現發表在詹姆斯·弗朗西斯·史蒂芬斯的《英國昆蟲學插圖》上。他成為植物學教授約翰·史蒂文斯·漢斯洛(john stevens henslow)的密友和追随者。

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達爾文必須待在劍橋,直到1831年6月。他研究了佩利的《自然神學》或《神的存在與屬性的證據》,該書對自然界中的神性設計提出了論據,這為自然界的神性設計作了論證,解釋了适應是上帝通過自然法則作用的。他閱讀了約翰·赫歇爾(john herschel)的新書《自然哲學研究的初步論述》,其中描述了自然哲學的最高目标,即通過基于觀察的歸納推理來了解此類定律,以及亞曆山大·馮·洪堡的1799年科學旅行的個人叙事1804。受“熱心的熱情”的啟發,達爾文計劃畢業後與一些同學一起參觀特内裡費島,以研究熱帶地區的自然曆史。

達爾文與比格犬号

達爾文在巴茅斯與學生朋友們呆了一個星期後,于8月29日回到家中,發現亨斯洛的一封信,信中提議他作為一名合适的博物學家。這艘船将在四周後啟航,遠征南美海岸線。老達爾文反對他兒子這個兩年的航程,認為這是純粹是在浪費時間,但他的姐夫約西亞·韋奇伍德二世說服了他,同意并資助了他。

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航行于1831年12月27日開始,它持續了将近五年的時間。正如費茲羅伊(fitzroy)的意圖,達爾文将大部分時間都花在土地調查地質和收集自然曆史上,而比格犬号(beagle)則在調查和繪制海岸圖。他仔細記錄了自己的觀察和理論推測,并在航行中不定期将标本連同包括他的家庭日記的信件一起寄到劍橋。他在地質,甲蟲的收集和解剖海洋無脊椎動物方面具有一定的專業知識,但在所有其他領域都是新手,并且經過精心收集的标本可供專家評估。盡管遭受暈船之苦,達爾文還是在船上寫下了大量筆記。

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進化方向的手稿

達爾文的研究得到了著名學者萊爾的重視

達爾文在佛得角聖加戈的第一站上岸時,發現火山岩峭壁上有一條白色的帶狀物,其中包括貝殼。菲茨羅伊給了他第一卷查爾斯·萊爾的《地質學原理》,這本書闡述了陸地在漫長時期内緩慢上升或下降的統一論概念,達爾文也看到了萊爾的觀點,理論和對編寫地質學著作的思考。

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達爾文的收集品,文物

當他們到達巴西時,達爾文對熱帶雨林感到高興,調查繼續在巴塔哥尼亞南部進行。他們在巴伊布蘭卡停留,在蓬塔阿爾塔附近的懸崖上,達爾文在現代海貝旁邊發現了大量滅絕哺乳動物的骨骼化石,這表明最近的滅絕沒有氣候變化或災難的迹象。他用一顆牙齒和它與骨性甲胄的聯系來辨認這隻鮮為人知的巨獸,在他看來,它起初就像是當地犰狳的一個巨大版本。這些發現在到達英國時引起了極大的反響。

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達爾文與高喬一道進入内陸探索地質和收集更多化石,從社會、政治和人類學的角度了解了革命時期的土著和殖民地人民。在更遠的南方,他看到了由鵝卵石和貝殼組成的階梯狀平原,高高的海灘顯示出一系列的海拔高度。他讀了萊爾的第二卷,接受了他​關于物種“創造中心”的觀點,但他的發現和理論挑戰了萊爾關于物種平穩連續和滅絕的觀點

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在第一次比格犬号的航行中,三名福吉人被抓獲,随後在英國接受了一年的傳教士教育。達爾文發現他們友好而文明,但在火地島,他遇到了“悲慘的、堕落的野蠻人”,這些野蠻人與馴養的動物有着天壤之别(原文如此)。他仍然堅信,盡管存在這種多樣性,所有人類都與共同的起源和向文明發展的潛力相關聯。與他的科學家朋友不同,他現在認為人類和動物之間沒有不可逾越的鴻溝。

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火地島

達爾文在智利經曆了一次地震,看到了陸地剛剛升起的迹象,包括在漲潮上方擱淺的贻貝床。在安第斯山脈的高處,他看到了海貝和一些生長在沙灘上的化石樹。他認為,随着陸地的上升,海洋島嶼下沉,周圍的珊瑚礁逐漸形成環礁

達爾文達到了加拉帕戈斯群島

在加拉帕戈斯群島上,達爾文尋找證據,将野生動物與一個古老的“上帝創造論”聯系起來,發現知更鳥與智利的知更鳥結盟(allied to those in chile),但各島之間又不相同。他聽說龜殼形狀的微小變化能表明它們來自哪個島嶼,但并未能收集到它們,達爾文認為這幾乎就像兩個不同的創造者在工作一樣。

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比格犬号研究了科科斯(基林)群島的環礁是如何形成的,這項調查支援達爾文的理論。在開普敦,達爾文和菲茨羅伊遇到了約翰·赫歇爾,他最近寫信給萊爾,稱贊他的統一論是對“神秘之謎,滅絕物種被其他物種取代”的大膽推測,認為這是“與奇迹過程相反的自然現象”。當船航行回家時,他整理了自己的筆記,達爾文寫道,如果他對知更鳥、烏龜和福克蘭群島狐狸日益增長的懷疑是正确的,那麼“這些事實會破壞物種的穩定性”,然後在“破壞”之前謹慎地加上“會”。他後來寫道,在我看來,這些事實“似乎對物種的起源有了一些啟示”

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不同島嶼之間知更鳥的不同進化方向

回到英國時,達爾文已經成為科學界名人

1836年10月2日,當小獵犬到達康沃爾郡的福爾茅斯時,達爾文已經是科學界的名人。10月29日,查爾斯·萊爾第一次急切地與達爾文見面,并很快把他介紹給了一位後起之秀的解剖學家理查德·歐文,他擁有皇家外科學院的裝置,可以研究達爾文收集的化石骨骼。歐文令人驚訝的發現還包括其他已經滅絕的巨大樹懶,以及巨獸,一個幾乎完整的未知的蛇蠍骨骼和一個河馬大小的齧齒動物頭骨,名為toxodon,形似一個巨大的水豚。這些甲胄碎片實際上來自一種巨大的類犰狳生物,達爾文最初認為是這樣的。這些已經滅絕的生物與南美洲的生物有親緣關系。

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大地懶的骨骼化石

12月中旬,達爾文在劍橋寄宿,組織他的收藏工作,重寫了他的日記。他寫了他的第一篇論文,表明南美大陸正在緩慢上升,在萊爾的熱情支援下,他于1837年1月4日向倫敦地質學會宣讀了這篇論文。同一天,他向動物學會展示了他的哺乳動物和鳥類标本。鳥類學家約翰古爾德很快宣布,達爾文認為是黑鳥、“巨喙”和雀鳥混合的加拉帕戈斯鳥實際上是十二種不同的雀鳥。2月17日,達爾文被選入地質學會理事會,萊爾的主席報告介紹了歐文對達爾文化石的發現,強調物種的地理連續性,以支援他的統一論思想

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三月初,達爾文來到倫敦,加入了萊爾的科學家和專家的社交圈,他将上帝描述為法律的程式員。古爾德遇到達爾文,告訴他來自不同島嶼的加拉帕戈斯知更鳥是不同的物種,而不僅僅是變種。達爾文并沒有按島嶼給這些雀類貼上标簽,但根據比格犬上其他人的記錄,包括菲茨羅伊,他把物種配置設定到了島嶼上。這兩隻美洲獅也是不同的物種,3月14日達爾文宣布了它們的分布是如何向南變化的。

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到3月中旬,達爾文在他的紅色筆記本上推測“一個物種确實會轉變成另一個物種”的可能性,以解釋像美洲獅這樣的活物種和像巨大的瓜納科動物一樣的已滅絕物種的地理分布。他關于壽命、無性生殖和有性生殖的思想在7月中旬的“b”筆記本中發展到後代的變異“适應和改變世界的種族”中,解釋了加拉帕戈斯龜、知更鳥和美洲獅。他勾勒了分支血統,然後是一個單一進化樹的譜系分支,其中“談論一種動物比另一種動物進階是荒謬的”( it is absurd to talk of one animal being higher than another),抛棄了拉馬克獨立的血統發展到更高的形式。

達爾文于1959年完成了他的著作《物種起源》

達爾文在1859年出版的《物種起源》一書中發表了他的進化論,其中有令人信服的證據,克服了科學界對早期物種嬗變概念的排斥。到19世紀70年代,科學界和大多數公衆已經接受進化論為事實。然而,許多人贊成互相沖突的解釋,直到20世紀30年代到50年代現代進化綜合論的出現,人們才形成了一個廣泛的共識,自然選擇是進化的基本機制。

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【我國長期将theory of evolution翻譯成進化論,而在筆者看來,翻譯成演化論更為合适。因為生物的演化并不總是進,有時候也會退。最典型的就是孔雀,一身美麗的羽毛對于生存毫無意義,反而會招來更多的敵對行為,這些羽毛的存在僅僅是為了滿足母孔雀的欣賞,這就是一種性選擇。而造成性選擇為主篩選的原因,正是因為孔雀生活的環境太過于優越,沒有惡性的競争關系,這就導緻了孔雀種群的退化。同樣在植物上也是如此,被人類馴化的作物抵禦病蟲害的能力越來越低,不依賴人工和農業的協助,已經完全沒有自主生存能力。而野菜則隻能依靠自己的基因活下去,一旦失去抵抗病蟲害的能力,就隻有滅絕一條路。】

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