早在19世纪50年代，艾玛的走廊里就摆满了装满青蛙蛋的湿纸，庭院鸽笼里的鸽子"咕噜咕噜"作响，地窖里装满了一排排装满盐水的玻璃罐，种子漂浮在盐水上，空气中弥漫着鸽子骨架准备的气味。而这仅仅是个开始：鸭子的手掌挂在装有蜗牛的玻璃容器上，草坪上开着碎花，围栏上的杂草被仔细清理，以研究茁壮成长的幼苗。当然，她和达尔文结婚十多年了，这也难怪。她可能已经告诉她的朋友，他又在做实验了。
对于大多数人来说，达尔文是进化论的创始人，他1859年出版的《物种起源》一书使进化论成为生物学研究的基石，取代了神创论。但他的进化论并不是凭空产生的，西卡罗来纳大学（University of West Carolina）生物学教授詹姆斯·B·博（James B.B）说。T. Costa在他的著作《达尔文的后花园：从小实验到大理论》中介绍了达尔文鲜为人知的一面。从达尔文的童年到小猎犬的进化思想开始的航行，再到达尔文四十年的故乡，他在没有专业设备帮助的情况下进行了一系列惊人的实验，以测试他的标志性进化理论。他相信任何人都可以成为像达尔文一样的实验者，学会更仔细地观察自然。
他还认为达尔文是一个观察者和实验者，达尔文聪明而古怪的研究并不是埋藏在实验室里的研究之一。达尔文的家是他的实验室，他和艾玛的七个幸存孩子的大家庭参与了他的工作，他们都是能干的助手。达尔文甚至以某种方式与他的孩子们一起出版。本文特别选取了达尔文的《小猎犬航程》的章节，在那里我们可以看到达尔文的思想在整个航程中是如何变化的——达尔文在航行中绝不是进化论者——即使他在加拉帕戈斯群岛上。
以下内容由出版商授权，摘自达尔文的《后花园：从小实验到大理论》，标题由编辑添加。
《达尔文的后花园：从小实验到大理论》，作者：James B. T. Costa，译者：郭立，中国画报出版社，2021年4月。
最初由James B. T. Costa撰写
Ann 的摘录
达尔文对世界的新视角源于格兰特及其对植物动物的研究
达尔文接受了他作为绅士的使命，跟随皇家海军小猎犬（也称为伯杰）上的船长，并在皇家海军的调查任务中履行了他作为非正式博物学家的职责。他们于1831年12月27日离开普利茅斯，近五年后返回。
我不打算在这里概述达尔文在猎犬航行中所做的所有事情 - 我们将探讨猎犬航行如何让达尔文在以后进行实验。像任何从事项目的科学家一样，达尔文会根据他所学到的理论提出问题，无论是实验还是观察。
作为一名大学生，达尔文刚刚开始意识到自然科学中一些重大而突出的问题——地球的性质和年龄及其地质构造、地质记录的模式、生命的多样性和分布，以及赫歇尔所称的（特别是）"神秘"物种的起源及其变异。在这一时期和猎犬号航程的大部分时间里，达尔文在自然神学的框架内思考了这些问题及其可能的奥秘。在航行结束时，对世界的新视角释放了达尔文内心的实验冲动，这使他能够提出新的问题，这些问题只能通过从这个新的角度思考他的观察来提出。
达尔文对世界的新视角始于格兰特及其对植物动物的研究，并进一步受到亨斯洛，塞奇威克和他后来在剑桥的同事的鼓舞人心的同伴的启发，他们帮助猎犬航行。达尔文尤其受益于苏格兰地质学家查尔斯·赖尔（Charles Ryall）的具有里程碑意义的著作《地质学原理》（The Principles of Geoology），该书的第一卷于1830年出版。为了鼓励即将成为他同伴的达尔文深入研究地质学，菲茨罗伊上尉送给他莱尔的书作为礼物。
达尔文后来回忆说，这是亨斯洛建议他寻找和研究的书，"但永远不要接受它所倡导的思想"。在不相信的情况下阅读一本书似乎是一个奇怪的建议，但它可能反映了当时的现实：学者们正在讨论莱尔地球演化及其历史的新模型。Ryall先生接受过律师专业培训，知道如何争论，他支持苏格兰同胞詹姆斯·赫顿（James Hutton）的观点，他认为世界历史是一种永无止境的自然力量，在周期性的过程中缓慢但有效地塑造了地球的景观。没有奇迹，没有神圣启蒙的灾难，只有自然过程形成的不可阻挡的宇宙力量，如水体，火山作用，冰川和土地的上升和定居。在赫顿和莱尔看来，这一直是，而且将永远是。因此，Ryall的书的副标题是"试图根据当前塑造地球景观的原因来解释其过去的变化"。
达尔文很可能不时沉浸在莱尔的《地质学原理》中。猎犬在达尔文克服晕船之前就离开了普利茅斯港。这艘船的船员可能会告诉他，他很快就会晕船，但不幸的是，他在整个航行过程中都有点不适，从科学史的角度来看，这可能是一件好事，因为它迫使达尔文一有机会就离开了这艘船。（事实上，达尔文在近五年的航行中总共花了大约一年半的时间。因此，即将在特内里费岛停留的可能性无疑给达尔文带来了双重喜悦 - 一个是为了缓解呕吐的症状，另一个是为了最终有机会看到洪堡曾经热烈称赞的风景。看，圣克鲁斯港迫在眉睫。
达尔文在纪录片《达尔文》（1992）的海报上。
他锤击岩石，以更大的兴趣探索新的景观和地质构造。
不幸的是，英格兰爆发的霍乱阻止了猎犬的船员登陆。当地政府坚持要求将这艘英国船只隔离12天，但菲茨罗伊船长匆匆忙忙地崩溃了。在他的航行回忆录中，船长说："这对达尔文先生来说是一个巨大的失望，他梦想着攀登当地的山峰。为了看到它，这艘船必须停泊在它降落的地方，然后不得不离开，然后才能看到特内里费岛的一颗半星，这对达尔文来说是一场灾难。但圣克鲁斯当局的担忧是有根据的：在整个19世纪，霍乱等连续的流行病肆虐世界许多地区，造成数百万人死亡。
尽管如此，达尔文不必再等了，第一次体验热带岛屿：猎犬在一月中旬访问了圣贾戈岛所在的佛得角群岛。贾戈），达尔文注意到一个引人注目的景色：一个白色的贝壳带嵌入悬崖壁，海拔约13.7米。他现在正在从Ryall的角度来看待这种现象：贝壳一定是向上堆积的，因为突然的剧烈运动肯定会破坏近乎水平的贝壳层。这种观点与莱尔的"长时间缓慢变化"理论是一致的。达尔文在给亨斯洛的信中写道："（圣贾戈）的地质非常有趣，我敢肯定它形成得很晚：有一些证据表明这里发生了大规模的沿海隆起，这是火山岩来源的绝佳时期，Ryall先生可能会对此感兴趣。"
那是他永远不会忘记的时刻：他第一次访问一个地方证实了"与他所读过或后来读过的任何其他作者的方法相比，莱尔的地质方法具有非凡的优越性。在剩下的航行中，达尔文在赖尔的《地质学原理》的指导下，对许多地方的地质进行了有针对性的调查。正如赖尔后来承认的那样，达尔文回应了他的号召，即理解新科学的见解和概括可能仍然有其局限性，但"其追随者渴望我们工作中最有价值的成果"。同时，当我们探索这个宏伟的研究领域时，我们第一次发现的喜悦属于我们......"
达尔文以特别的热情致力于地质研究，挥舞着锤子敲击岩石，并以更大的兴趣探索新的景观和地质构造。他有什么理由不赞成这种新科学呢？它回答了关于地球起源及其古老时代的令人敬畏的问题，并激发了需要深入检查和仔细观察的科学调查，所有这些都是赫歇尔归纳的极好例子。达尔文把他的观察、沉思和理解写在一个又一个笔记本上，他对赫歇尔的钦佩与日俱增。达尔文第一次遇见热带森林后，兴奋地对亨斯洛说："我从来没有体验过如此强烈的喜悦——我以前崇拜洪堡，现在我几乎崇拜了。
微小的海洋生物对达尔文的思想意义重大
虽然达尔文越来越认为自己是一名地质学家，但这并不意味着他忽视了自然历史的其他方面。他在爱丁堡第一次见到的神秘海洋无脊椎动物像一张深网一样引起了他的注意。当锚地之间的公海没有被晕船所困扰时，达尔文经常会打开自己的浮游生物网，看看能找到什么样的海洋生物—— 根据他记录的第二张网，他可能从罗伯特·格兰特那里学到了织网的艺术。达尔文捕获了大量的海洋微生物，"相对于自然界的大小来说，它们是如此之小，但它们具有美丽的形态和丰富的色彩，"他在日记中写道。随之而来的是意想不到的反思："这是一种神奇的感觉，这么多美丽的生物显然是为非常小的目的而生的。"
这些微小的海洋生物对达尔文的思想意义重大。他的zoema笔记包含通过显微镜获得的图像和观察结果的页面，其中最重要的是"种植动物"的数量，这些动物现在被认为属于cnidaria的混合物，其中包含单体珊瑚和珊瑚群，bryozoa，多孔动物门（Poroifera）和rhodophyta，它们在坚硬的石灰壳中分泌红藻。
在1834年6月的一篇主题笔记中，达尔文详细观察了一种类似于草苔的奇怪生物，这是他以前在爱丁堡研究过的一种苔藓动物。在麦哲伦海峡饥饿港的底部，巨大的海藻"森林"密集生长，这是一种奇怪的生物，在其弯曲的树枝和叶子中被发现。"我检查了这种非常简单的草苔的息肉，"达尔文写道，"以便有一天我可能会（修改）我自己在格兰特博士的论文中对整个氏族组织不完善的看法。这里提到的这篇论文是德国博物学家奥古斯特·弗里德里希·舍威格（August Friedrich Scheweigger）于1826年撰写的一篇文章，由格兰特翻译和出版。珊瑚是植物而不是动物的想法直到20世纪30年代中期才成为主流。达尔文继续研究这种生物，试图找出他是否能找到其动物特征的证据 - 在显微镜下具有刺激反应的息肉，或者类似于他在草苔中发现的"卵细胞"。
达尔文在《猎犬》上写信给他的妹妹凯瑟琳说，这艘船"在瓦尔帕莱索以南100英里（160.93公里）处"，并描述道："就动物而言，原则上，我最近决定把重点放在植物动物或珊瑚上：它们是一个有序世界中的很大一部分，鲜为人知，分类也不多，但结构最简单但最奇特。达尔文在瓦尔帕莱索给亨斯洛的一封信中说，他观察到了"极其令人震惊"的珊瑚。他确信拉马克、居维叶和其他人提出的分类是不正确的。"在观察了珊瑚，最不起眼的群体，繁殖的方式之后，我很确定，如果它们不是植物，它们就不是植物。那么它们是什么呢？
1832 年 4 月 3 日，猎犬号驶入里约热内卢港。版权所有 Jay Matness。摄影：Richard Milner。Jay Matnis和Richard Milner为这张照片做出了贡献。
达尔文的想法在整个航行过程中发生了变化。这一切都令人困惑：他在加拉帕戈斯群岛收集了石竹，这些石竹似乎以类似于薄壳草苔的方式繁殖，而他在科科斯群岛发现的岩礁珊瑚更像是珊瑚藻。因此，问题在于令人眼花缭乱的水獭（"我不禁怀疑它们更像是珊瑚藻而不是水獭珊瑚"），而达尔文在塔斯马尼亚发现的所谓珊瑚藻更像是植物，它们通过类似于发芽过程的细胞分裂繁殖。
达尔文在他的佐伊笔记中评论说，珊瑚是一种新颖的生长方式，"让人想起树木的繁殖"。通过芽或纤维分支繁殖必须是植物性状，珊瑚藻似乎以这种方式繁殖。更令人惊讶的是，甚至一些植物动物和真正的珊瑚。"形成珊瑚的珊瑚和形成草的植物之间有相似之处，"他沉思道。"我认为植物动物和植物之间有很多相似之处，珊瑚就像芽，芽就像形成芽和幼植物的生殖芽，"他在几行之后重申。
这些记录的意义比字面上要丰富得多，在达尔文的脑海中，植物世界和动物世界之间的差异开始变得模糊。这些最简单的动物和原始植物（如果这是珊瑚藻处于进化阶段的地方）在结构和繁殖模式上有一些基本的相似之处，这个迷人的想法将在几年内与他最初的进化理论完美契合。正如我们稍后将看到的，达尔文最终相信植物和动物不仅共享祖先，而且还寻求证据证明它们对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后代的想法。这些观点不是他在猎犬航行期间所坚持的，但很明显，种子已经种下或已经发芽。
达尔文在航行期间绝不是进化论者
达尔文在航行期间绝不是进化论者——甚至当他登上加拉帕戈斯群岛时，与谣言不同。事实上，从达尔文的笔记和评论中，他试图在熟悉的自然神学框架中理解生物的结构、适应性、分布和关系。然而，我们总能看到达尔文在反思之旅中看到的意义。因此，我们将看到他忙于思考在澳大利亚寻找蚂蚁狮子的重要性，在那里，小而凶猛的幼虫会制造陷阱来捕捉粗心的爬行动物。目前，这些蚂蚁狮子在新南威尔士州一个阳光明媚的河岸上，很像达尔文家乡的人口，但有一种异国情调的澳大利亚感觉。
澳大利亚动物群是否代表了某种完全独立的创世纪中心？袋鼠和鸭嘴兽等异质群体表明这似乎是可能的，当时在术语中引入一个或多个"创世纪中心"是一个严肃的讨论话题。澳大利亚和欧洲蚂蚁狮子之间的高度相似性向达尔文表明，如今每边的动物种群之间存在联系。无论其领土上的哺乳动物多么奇特，澳大利亚都不是单一的创造物：对于蚂蚁狮子来说，"怀疑论者怎么说？两个工匠怎么可能同时做出如此美丽、简单、精致的发明呢？这是不可能的——造物主必须平等地对待整个宇宙。
但在航行接近尾声时，我们仍然可以看到达尔文在思考加拉帕戈斯群岛各种知更鸟之间的关系。不同岛屿上的鸟类可能看起来不同，但作为一个种群，它们与平均大陆物种不同：它们是大陆物种的变体还是大陆物种的姊妹物种？为什么它如此相似却如此不同？让新物种在岛上如此繁荣是什么感觉？"如果这些叙述有一些依据，群岛动物学值得仔细研究，因为它们破坏了物种的稳定性。
毫无疑问，小猎犬的探险带来了大量的野外采集和观察结果。在达尔文的《航海犬杂志》（Journal of the Seafaring Dog，1839）中，"观察"或"观察"一词出现了73次，"检查"一词出现了48次，而"实验"一词只出现了四次。但我们的证据表明，达尔文是有问题的，他会考虑这种情况是否属实，并忙于设计实验来找出答案。
例如，我们发现他会测试陆基平板动物在垂直切成两段后是否可以再生成两个新的个体（"在切片操作后的25天内，再生更好的半切与任何其他标本没有什么不同......虽然这是一个众所周知的实验，但有趣的是看到每个重要的器官逐渐产生。"）。他还测试了腐烂的秃鹫是否可以在视觉上或嗅觉上获得食物："我试过了......像这样的实验：用绳子把每只秃鹫并排绑在墙上，我带着包裹在白纸里的肉块来回走动，大约3码（约2.7公里）远，但什么也没发生。"他把肉包得有点前倾，直到碰到秃鹫的喙，鸟儿立刻把它撕碎，吞了下去。在同样的情况下，欺骗狗是不可能的。他在笔记本上写道，但在回顾了奥杜邦和其他人的类似实验后，他不得不承认"支持和反对腐烂秃鹫嗅觉敏锐度的证据几乎是均匀的"。另一个实验与珊瑚的性质有关。该实验于 1836 年 8 月在巴西巴伊亚州进行，当时猎犬号正在回程的最后一站。
纪录片《达尔文的斗争：物种的进化》（Darwin's Struggle： Evolution of Species，2009）中的片段。
猎犬号航行中的早期"实验"仍然反映了一种怀疑的状态。
达尔文将一些珊瑚放在阳光下，以确定它们是否像光合作用植物一样释放气体。"有时候，我把成簇的珊瑚藻放在阳光下，它们似乎释放出大量的气体。我很好奇那是什么气体。这让人想起19世纪70年代约瑟夫·普里斯特利（Joseph Priestley）和扬·英根·豪斯（Jan Ingen Housz）的一项实验，该实验证明类似条件下的植物可以产生氧气气泡。达尔文的其他实验有点笨拙。他曾多次将加拉帕戈斯群岛上的海鬣蜥扔进"海潮后留下的深水池"，然后观察它是否会回到他第一次捕获它的地方。（舒适的海鬣蜥总是这样做，我们知道当达尔文骑在巨龟的背上时，不为所动，这让我们想起了阿尔伯特·威尔（ Albert Weir ）的漫画：达尔文骑在巨型甲虫上。）
达尔文在猎犬号航行中的早期"实验"可能已经通过一场戏剧完成了，但它们仍然体现了一种渴望调查、体验和学习的怀疑心态。达尔文投掷海鬣蜥，也是对任何有趣或不寻常的情况敏感的人，因此将他的发现，思想和观察写进了笔记本。例如，他不停地扔网来捕捉浮游生物（这比捕捉海鬣蜥更容易），并惊叹于他所取得的成就，想象着有一天他能够在遥远的海域捕捉甲虫网。
有人可能会想，这没什么大不了的，但是那些甲虫在浩瀚的海洋里干什么呢？后来，他意识到这种平淡无奇的观察对于理解地理分布很重要。此外，达尔文在里约热内卢附近收集了一些细菌，这些细菌看起来与他们的家乡相似。他思考着这个来自欧洲的甲虫是如何吸引甲虫的，就好像此时一只甲虫已经落在他手中的细菌身上一样。与澳大利亚蚂蚁狮子的情况一样，"我们在两个遥远的国家看到相同的植物和甲虫之间存在类似的关系，即使这两个物种本身是不同的"。这是什么意思？
达尔文对这一切感到惊讶：他会惊讶于"在空中飞翔的蜘蛛"，大量的年轻蜘蛛在船具的薄网中蜂拥而至，以及微风可以轻易地将蜘蛛吹走;巴塔哥尼亚 北部沿海地区的"蝴蝶像雪一样飘落"在一个惊心动魄的夜晚，当这些"大量"昆虫"以片状或絮状形式落下，远远超出眼睛的视线范围"，并惊叹于南大西洋的"壮丽烟花"，圣埃尔莫埃尔莫的火火照亮了桅杆和横杆臂， 整个大海"变得如此明亮，甚至企鹅的下落也因尾巴燃烧而清晰可见"。
"美丽"、"美丽"等字样在达尔文的"小猎犬"航程中出现不少于105次，而"快乐"、"喜悦"等字样出现约37次。虽然"贵族"这个词只出现了六次，但每次都表达了洪堡式的狂喜。后来，在达尔文谦卑地（也许有点担心）向洪堡发送了谦卑而写得很好的"小猎犬"之后，这位伟人表达了他的热情赞扬和感激之情，并就从冰川现象到火山效应再到气候和洋流等广泛的话题提出了问题和评论。
开朗的达尔文热情地回应了他，他的回答，包括来自海洋不同地区的温度数据，最后以钦佩的方式结束："我阅读并摘录了《个人笔记》中一些我永远不会忘记的章节，现在这本书的作者给了我如此的尊重，以至于这种情况很少发生在任何人身上。"
作者：James B. T. Costa
编辑：董尼郎
李明简介部分校对