中卷 第二章 审判达尔文(1)
答案当然是可能的!而且没有人可以提出更好的解释……化石的记录说明广进化的速度的确很缓慢。慢步的进化必须如前例所说的,积累取代几百到几千个基因而形成。
可惜,上面引述最后的一句话是假的!古生物学家早就知道是假的。
在70年代,古尔德、尼尔斯·埃尔德里奇及斯蒂芬·斯坦利已经撰文重新评估化石的证据。古尔德和埃尔德里奇提出一项新的学说,他们称之为“间断平衡”(punctuated equilibrium)(蔑视的人称它punk eek,废物之意),目的就是希望解决化石的困惑:为什么对世界各地地层长远而又广泛的探索所发现的今天所有的化石整体来说,仍然不能解释1859年不能说明的问题?古尔德说:
绝大多数生物化石的历史都包涵两个与渐进式的进化论有冲突的特点:
1.稳定:过去绝大多数的生物活在地上的时候都没有显出任何进化或退化的现象。多数物种在地层中出现时与它们消灭时的外形几乎是完全一样的。即使有外形的改变也都十分有限,并且没有显示进化的一定方向。
2.突然出现:世界各地调查的结果证实,任何物种并非由始祖逐渐改变而来;相反的,各种生物出现时都已经“全部完成”了。
总之,如果进化的要意是解释一种生物可以渐渐改变成为另一种生物,那么化石证据最大的贡献就是说明进化论没有任何根据。当然进化论者也可以强辩说,因为中间环节没有被地层保存下来,所以生物种“好像”突然消失。但是,稳定的现象棗所有生物化石所显示的完全没有基本的方向性的改变棗是一种积极有力的证据,证明没有进化。我说的不是偶然有这样的例子;而是说,所有化石显示的趋向都是如此。
根据斯蒂芬·斯坦利所著的《进化新时间表》一书,在美国怀俄明州的大角羊盆地(Bighorn Basin)埋藏了500万年连续不断的化石记录,而这段时间又正好是哺乳动物在地球上出现并开始征服全球的时期。由于这些记录非常完整,很多古生物学家确信生活在这盆地的生物群体中必定有些化石,可以串连起来,为连续不断的进化过程作证。但事实却恰恰相反,很多被认为是祖先的物种,竟然跟其“后代”同时存在。并且,“整个化石记录中竟没有一处清楚显示任何生物从一种转变为另一种”。而且,物种在从化石记录中消失之前平均约100多万年的时间里基本上没有任何改变。斯坦利以蝙蝠和鲸鱼的来源为例,证实达尔文渐进主义不可能克服的难题,就是面对化石稳定不变的证据怎样解释在1000万年(或稍多一点点)的时间之内,从同一种的哺乳动物可以渐进演化出蝙蝠和鲸鱼这两种完全不同的动物来!
假设我们想用已有物种逐渐演变的办法生成一只蝙蝠或鲸鱼,又如果每一个“长期种”(chronospecies) 【注一: 生物界中,各物种独自分别为繁殖的体系,各种之间不能互相繁殖,因为单从化石来看,我们不能确定两种不同外形的生物是否能繁殖?我们只能从化石的外表形态来决定生物是否同种。那么一个“长期种”就是指一系列的生物化石经过长时间进化仍未改变多少,故仍旧归入一个种。】的平均寿命都有100万年(或更多一点),而事实上,我们只可能在1000万年的时间之内完成这项任务,那么,我们用最紧凑的方法也只可能将10到15个“长期种”连接起来,串连出一个连续的系列,就要将一只低等的哺乳动物祖先演化成为蝙蝠和鲸鱼,这简直是荒唐而不可思议的事。“长期种”本身的定义就是逐渐改变而经长期的进化才产生一个新种。每种的变化不会太大。那么一连串10到15个这些种,或者可以使一只像小鼠一样的动物改变成稍有不同的动物;它或者可以算是一个新属(Genus)的动物。但绝对不可能成为一只蝙蝠或鲸鱼!
显然,斯坦利需要有更快速方法来解释哺乳动物的演变。他只有依赖完全没有经过考验的学说:随机的突变可以更改“调节基因”(regulatory genes),从而变更胚胎发育的过程,因此在一代之间就可以产生完全不同的生物。到底这算不算是广进化呢?我们来看看古尔德及埃尔德里奇在进化论方面提供最重要的一个概念“间断平衡”怎样解释新种的形成。他们说,新种(speciation)很快可以形成,【 注二:“很快”、“迅速”这类词在此是专门的名词,应用于地质学的年代。读者应该记得,对一个地质学家来说,10万年只不过是段很短的时间。一些主张间断平衡的人强调,弃绝“渐进论”很容易使人误解他们鼓吹大突变论。他们的意思好像是说,进化的演变要经过达尔文所说一步一步的过程,很多个世代才完成,但从地质的年代来看又是很短暂的时期。这种模糊不清的说法可能是故意捏造的,下文将解释其中的原因。】只要在一始祖分布地域的边缘有一小组的个体与主流之间产生了分隔,就可以完
成。自然选择的压力可能在某一生物种分布边缘地区向侥幸生存的群体发出最大的效力,并且幸免死亡而存留的异种很快就可以在这数目很小被分隔的群体中散布。这样,一个全新的生物种就可能在大群体的边缘产生,并且不留下任何化石的痕迹,因为化石主要是从大群体中的动物遗留下来的。这样新种就好像在化石记录中突然出现,然后渐渐分布到整个始祖种群占领的地区。
间断平衡说解释,既然化石记录已平衡不变为主,那么,新种的出现必须从大步的广进化而来。埃尔德里奇及古尔德认为,广进化与新种的产生是不能分离的,因为在一个大群体中,“基因的流动”(gene flow)由大量的杂交趋向中庸反而成了进化变异的障碍。这样也可解释为什么化石记录中的种都不改变,因为整个群体并不改变。重要的进化变异是在边缘、被分隔的小群体中进行,然后新种出现之后在重新突然回到始祖的群体中。
可惜大多数的进化论学者并不接受埃尔德里奇和古尔德的学说,他们反对进化的改变与新种的产生有密切的关系,因为在一个动物种之中就可以有很多不同变异(正如几百种不同的狗一样)。相反地,不同的生物种常常在外表形态上几乎无法分辨,所以,新种与同种内的变异似乎是两个不同的现象。至于“基因的稀释”或“基因的流动”在一个大群体中是否真正阻止改变,仍然是理论上未解决的争论,而子代形成之后才重新加入亲代种的学说又没有证据支持。菲秋马说,若有的话,“也只有极少”的例证可以显示始祖型与改变后的子代在同一地区共存。
因此,再加上其他的理由,正统的新达尔文主义者喜欢用传统常用的论调,以化石记录不全来解释为什么新种会突然出现。而衡态不变和稳定的现象,正好反映了他们偏爱的“镶嵌进化”(mosaic evolution)和“稳定选择”(stabilizing ;ion)。“镶嵌进化”是指动物柔软的部分可能在“无形”中进化,而可以变为化石(硬)的部分看来还是一样。“稳定选择”则认为,自然选择可以消除所有的变异而防止改变。这就是有时虽然经过数百万年的时间环境的改变,仍未能看出新的适应改变的原因。在此,自然选择又以同义反复的姿态出现。不论变或不变,都可以用它来解释。这样,自然选择岂非万能?
如果达尔文主义享有“先验的(a priori)真理”的地位,那么化石证据的难题只不过是进化的过程没有记录而已。但是如果从另一方面来看,达尔文主义只不过是一项科学的假说,用化石就能加以证实或证伪,那么间断平衡所引起的争论,真正重要的意义不在乎古尔德、埃尔德里奇和斯坦利所提出的解答,而在于他们引起争论的原因。我认为没有必要怀疑间断平衡可以作为解释进化论的一个模式。有些情况之下,如夏威夷的果蝇繁衍出不同的种,就显示出一个生物种迁移到新环境之后很快就能多样化,所以重点不是物种分布的边缘地区是否很快能产生新种,最重要的是察看这种机制能否解释超过种以上的进化。相对来说,种的变化还是非常狭窄的范围,而且这种过程是否真如达尔文主义者所说,并不产生身体特征上主要的改变?
试想斯坦利所提出的,以鲸鱼和蝙蝠为例的难题,就是同一纲(class)中的动物的改变。没有人主张一个原始的啮齿动物可以在一次改变之后就变成鲸鱼或蝙蝠。有没有“调节基因”的突变帮助也不是主要问题。重要的是进化过程中必须留下许多个中间型的生物。其中也有一些必定有相当的数目,并且在地上生存一段较长的时间。但为什么这一切“必定有的情况”,居然完全没有在古化石中留下记录呢?当然有一些中间型可能不太适应环境而活不长久,特别是要将脚改变成鳍或翅膀的中间型难以生存。无论如何,提出这些问题对达尔文主义者的故事毫无助益。
当然总有一些进化的过程没有在化石中留下丝毫可考的痕迹。但无论如何,我们不能完全靠聪明的借口来填满一切空缺。在各大类的生物如门、纲、目之间的空缺不但普遍存在,而且它们之间的鸿沟简直太多了。请问,除了不可见的边缘分隔的解释之外,还有任何其他的想法吗?
在化石记录问题中,使达尔文主义者最头疼的是寒武纪大爆炸(Cambrian explosion)。大约6亿年前,几乎所有动物的“门”(Phylum)同时在地层中出现,完全没有达尔文主义者所必需的祖先痕迹。正如道金斯所说,“这些动物化石就好像有人故意放进去一样,完全没有进化的历史可以追寻”。达尔文在世时还没有证据显示寒武纪之前有任何生物存在。他在《物种起源》中承认“这现象目前仍未能解释,而且的确是可以用来作为有力的证据打击我现在要讨论的观点”。达尔文又说,“如果我的学说是确凿的,寒武纪之前的世界一定充满各种的活物。”
近年,在地球最古老的岩层中找到了不同的细菌及蓝绿菌的化石,而且一般都认为这些单细胞的生命可能在40亿年前就出现了。细菌及蓝绿菌是属于“原核细胞”(prokaryotes),它们没有细胞核,也没有其他的细胞器。比较复杂的“真核细胞”(eukaryote cells)较后才出现。接着有数十组独立的多细胞动物相继出现,但它们彼此之间没有任何可见的进化过程。达尔文学说要求在单细胞与昆虫、海虫及蛤蚌等各类之间有悠久的时间和多种的中间型。可惜这一切必须的证据都找不到,连借口也难寻。
【注三:这个问题因一种叫“艾迪爱卡动物”(Ediacarans)在进化史上的地位不明而受混淆。这些动物体质柔软,属于浅海的无脊椎类。它们的化石在寒武纪大爆炸之前的岩层中出现。部分的古生物学家认为其中有几种可能是寒武纪动物的前身。最近有一位名叫赛拉赫的古生物学家,他的研究结果认为,“艾迪爱卡动物群(Ediacarans fauna)中并没有现代生物的祖先,并且所有艾迪爱卡动物的基本构造与现存生物的结构有很大差异。”这种见解古尔德也同意。这样看来,艾迪爱卡动物化石的存在就可以粉碎达尔文主义者认为寒武纪之间软体的动物祖先不能成为化石、故无踪影的解释。事实上,很多古代软体动物都留下不少化石,伯基斯页岩就是其中最著名的例子。】
寒武纪大爆炸的问题渐渐为现代读者熟悉,最大的功劳要归于古尔德的那本描述伯基斯页岩中寒武纪化石重新分类的佳作《奇妙的生命》(Wonderful Life)。古尔德认为,首先发现伯基斯页岩化石、并首先作分类工作的查理·沃尔科特,故意将这些新化石“塞进”以往分类学上固有的框框中。他这样做的动机出于他对于前寒武纪化石的解释偏向“假象学说”(artifact theory)。古尔德说:
100多年来,关于寒武纪缺乏始祖的原因,有两种对立的解释。一方面是假象学说(认为前寒武纪已有生物始祖,但它们并没有遗下化石);另一方面是“迅速转变学说”(fast transition theory)(认为前寒武纪根本没有始祖物,至少没有可以辨为复杂无脊椎动物的始祖。那么,进化过程必须在短期之内产生现代所有各类型动物身体的结构。这样惊人的快速跃进,威胁着我们一般认为进化改变应遵循庄严稳重步伐前进的思想)。
最近研究显示,伯基斯页岩化石中有15-20种与已经成立的种类全无关联。那么,每一种应该归入不同的新动物“门”。另外有同样数量的种或可归入现存的动物门中,但这些化石的体型结构仍然与众不同。所以,现有一般动物的始源概观,首先是各类体型动物突然同时出现,后来又有大量的灭绝。此后,地上再也没有出现新的动物门。现今生存的动物在最早期(前寒武纪)的化石中并未存在。而既有的动物由始至今仍属同样分类的系统。这样看来,或者可以说动物有一些进化,但一切的改变都限于已有的类型之内。而所有各类型是怎样来的?全无记录。所以古尔德宣称,重新将伯基斯页岩的化石分类,等于为“假象学说”敲了丧钟,因为:
如果进化可以在前寒武纪突然造出十个动物门,马上又将它们消灭,那么寒武纪之后存留的种类又如何呢?为什么它们又需在前寒武纪留下漫长可敬的家谱呢?为何它们不能像伯基斯页岩的动物一样,如快速转变学说所建议,突然在寒武纪就出现了呢?为何不用最直截了当的办法解释化石的记载呢?
传统的达尔文主义者会说,从单细胞直接突变出25-50个复杂的动物门,而不经过漫长中间型不断演替的过程,至少在遗传学上是不可能的。像古尔德这样描写的“进化过程”是与达尔文及其继承者所想象的完全不同,应该用不同的词来代表,达尔文的进化模式,古尔德称为“不断多样化的圆锥”(cone of increasing diversity)。就是说,多细胞动物的历史是应该由最少数、最简单的钟逐步演化而来。因此,在寒武纪出现的十多种动物的基本体型结构的化石也必须经过漫长逐渐的过程,由简单的形式变化而来。而且,这个圆锥的扩展不应该在寒武纪之后突然又停下来。如果恰恰相反的事实尚未暴露,达尔文主义者必然仍怀信心、期待着这几十亿年以来进化过程可以产生很多新的动物门呢!
相反,我们所见到的是所有的体型构造首先同时都出现了,其中有很多跟着灭绝了,余下的继续繁衍,但没有一样不在原有的规范之内发展。这些寒武纪原有的类型本身的来历,没有任何可知的历史,因此,提供进化历史的假象学说既然失败,就必须抛弃。或许在极少数的类型之间可能有少数的中间型,但其中也没有任何一项能被证实。此外,在单细胞与复杂动物之间所有的关联只不过是像迅速转变之类的空言而已。如果把这种非达尔文主义的脚本称为“进化”,只不过使它更加神秘莫测而已。
生物化石记录中突然出现、跟着是长期稳定平衡的情况,正与达尔文主义学说所预期的情况相反。生物灭绝的经过也同样使人失望。地球历史上有几次物种大量灭绝的事实,原因何在仍在争论,有两次的大灾难特别引人注目。大约2.45亿年前的二叠纪大灾难(Permian extinction)灭绝了海洋中半数无脊椎动物的“科”(Family),包括了超过90%的动物种一同灭绝。另外一次使著名的“K-T”灭亡,那大约是6500万年前白垩纪的末叶,除了恐龙,不少其他动植物都灭绝了,包括达尔文承认“突然奇妙地”消失的菊石类动物。
据古尔德说,古生物学家早就知道这些“大死亡”,但是他们尽量低估其重要性,因为“我们强烈地趋向连续渐进的偏见,使我们视大量死亡为反常,并且富有威胁性。”现在用大灾难的学说来解释古生物灭绝的现象又重新开始流行了。而且很多学者现在报告宣称大量灭绝的现象比以前公认的次数更多,更突然,而且影响力更大。
灾变论在地质学家及古生物学家中是一个有争议的题目。很多科学论文坚持恐龙和菊石类动物在陨石撞击地球之前百万年已经开始死亡。陨石又很可能是造成K-T大灭亡的主要原因。这些表面上看来是深奥虚渺的争论,其实背后有很深远的牵连,因为达尔文主义的学说必须要求旧种(指遗失的祖先及众多的中间型)被更适应的新种取代时必须渐渐消亡。如果动物灭亡的历史主要是受全球性的大灾难所影响,那么生存或灭亡的分别很可能是机遇的问题。这样,突然灭亡的现象再加上新种突然出现,跟着又是一段长期的稳定,这几方面的事实同样使达尔文主义者的期望落空。
关于化石的新争论很快将会出现,很可能今天记载的一切文献几年内就会变为陈旧。需要记得的重点是化石的问题与达尔文主义的关系越来越糟。科学创造论者指出了这些困难,一些信奉达尔文主义的古生物学家非常恼怒,其实他们的困境在他们自己的著作中早已一览无遗了。古尔德常常是最有趣的评述家。
参加了一个有关大灭亡的地质学会议之后,古尔德写了一篇非常出色的文章,反映了证据对达尔文主义何等的不利。他告诉读者他对无脊椎动物(他最熟悉的课题)渐进的学说缺乏证据而懊恼。“我们可以报道某些动物有些进步,但老实说,我们必须承认,复杂生物的历史不过是同一设计范围内的一些变化而已。绝非什么积累优点的故事。” 【注四: 古尔德引用了达尔文的一些话,我却要引用更佳的一段:“可以这样说,自然选择每时每日在全世界不断地挑每一样品种中最微小的特征;排斥劣等的,保存积累一切优良的特性;无声无形地,随时随机不断地工作,使每一个活物的有机或无机的生命条件都有改善。”达尔文在该书再版时修改了一下,给这句话增加了一个词:“用比喻来说”(metaphorically)。显然达尔文自己也察觉到他所描写的自然选择简直太像一个有智慧、有创造力的生命。】所以古尔德认为,“化石记录带来最困惑的事实,就是为什么我们不能在生命的历史中找到一条明确的‘进步方向’。”
这个谜的答案,古尔德认为,在于一方面进化是循间断平衡的方法进行,而另一方面不时又有不能预测的大天灾造成大量的死亡。这样不断的交替,进化不再是逐渐适应上进的故事,这样“进化的成功必须在生物种之中来衡量,而不象传统的达尔文主义者在挣扎求存的群体的层面寻求。”古尔德毫不犹豫地采用了重复叙述的策略,将自然选择运用在种的层面,并且说:“物种成功的原因很多棗例如快速地产生新种和对灭绝强烈的抗拒棗常常避免了传统观念中对身体结构改进的期望。”
过去60年内,几乎每一位上过大学生物学课的人都被诱导相信化石的记录是捍卫达尔文经典学说最强大的堡垒,而非进化论的弱点,需要自圆其说。如果没有上过生物学课程,会看电影《风的遗产》,或者会随着大众讥笑布赖恩在法庭上被达罗像猴子一样的玩弄。我怀疑当年布赖恩若能找到一位杰出的古生物学家在他“诚实的时刻”作证,布赖恩就不会那么好笑了。只要请这位突如其来的证人告诉陪审团寄剧场的观众:化石记录告诉我们过去一再重复的现象是,生物突然出现,然后有一段长期的稳定,生物的变化只是环绕着一个基本的设计,并非积累优点而上进。而且灭种的现象是随着大灾难,而非逐渐受淘汰。还有,正统对化石的解释主要是受达尔文主义者先入为主的假设影响,而非本于证据。试想布赖恩要求特权,只将他愿意接受的证据记录在案来填补这些著名的空缺,会引起多大的轰动。既然达尔文能这样做,为何布赖恩却不可以呢?
古生物学家似乎自认他们有责任保护我们大众,不让我们知道真正的证据何在,以免我们作出错误的结论。古尔德指出,“在化石记录中,中间型是极稀有的现象”,是“古生物学界的秘密”。斯坦利解释,古生物学家早就怀疑渐进进化论,不过受到“压制”而已。他说事情早从赫胥黎就开始了。赫胥黎已经闭口不言“他对渐进改变的自然选择那种消极的态度”,很可能是因为“作为一个相信进化的人,没有必要帮助那些企图将渐进自然选择盆中的污水与进化那婴儿一同倒掉的人”。但是,为什么赫胥黎也会有这样的戒心呢?是否那婴儿同污水已经分不开了呢?
尼尔斯·埃尔德里奇的话更明显:“我们古生物学家一直不断地说:‘生物的历史支持逐渐适应改变的故事’,但同时我们知道事实并非如此。”怎么这样大的骗局居然可以在整个受人尊敬的科学领域中流传至今呢?这批人不都是追求真理的吗?埃尔德里奇的解释是学术界每一位人士都很熟悉,也感到完全可信的:
每一代,好象都出现一些年轻的古生物学家。他们渴望能找到一些化石来支持进化的改变。而他们一直寻找的改变当然是渐进的那一类。但可惜,他们的努力常常是白费的,得不到任何的报酬。他们的化石非但没有表现预期的变化,反而好象长期持续不变……化石呈现如此保守不变的现象,对古生物学家来说,就好象根本没有进化这回事一样。因此,描述描述保守性长期不变而非渐进的文章,被认定为失败的观察。所以这类的文章是不会被刊登的。几乎所有的古生物学家都深知有长期平衡,这些稳定不变的情况,但是,牵涉到进化论本身的问题,古生物学家一般都视稳定为“无结果”而非与逐步渐进的想法互相冲突的证据。至今,化石记录残缺不全,仍然是渐进学说还没有找到足够例证最好的借口。
古尔德也写过与上文一脉相承的话:“当埃尔德里奇与我提出进化过程中应有间断平衡的学说后,我们将种族发育谱系中稳定的情形提到‘值得报道’的地位棗因为过去虽然所有的古生物学家都知道,稳定平衡出现的频率非常高,但这现象一直被认为是不能应用在进化论中的‘非证据’(Non-evidence)。”古尔德与埃尔德里奇必须避而不谈的正是埃尔德里奇所说过的:“过去也有些古生物学家因为看见化石记录的改变模式与现代进化论的说法不同而受排挤,甚至被放逐,贬为极端分子。他们受到的待遇还被认为并非不合理。”总之,他们必须避免被视为拥护大突变主义。
在前面一章里,我提到古生物学家奥托·欣德沃尔夫。他所持的跳跃性的观点使他提出最极端的建议:第一只飞鸟必定是从一只爬虫的卵中孵化出来的。辛普森看了欣德沃尔夫的书之后不以为然,写了一篇反对的书评。不过辛普森也必须承认,欣德沃尔夫的谬论还是从深入化石证据的知识总结出来的。欣德沃尔夫主要的短处是他没有好好地用遗传学家可以接受的方法解释化石的证据。或许他太依赖一位遗传学家戈尔德施米特的认可,不愿与他产生冲突,所以欣德沃尔夫一鼓作气,直接将化石显示给他的信息发表了,而化石说:“大突变”。
一些古生物学家受到新达尔文主义的影响,不能自由地随着化石的指引作出忠实的结论。埃尔德里奇就他们所处的困难,坦白地说:“你或者附和正统的理论,故意忽略化石与理论的冲突;或者集中注意实验的证据,并且说明大步进化似乎更为合理。如果真要这样做,你必须面对一套半信半疑的生物学理论了。”看来,古生物学这行业似乎有时要低头俯就一些“真实的实验证据”了。但另一方面,科学家也不可以虚造一些证据支持达尔文的进化论。埃尔德里奇在两难之间想建立一番成功的事业,作出以下动人的描述:
要获取一个古生物学博士学位,比一般学科的博士更为复杂。因为完成一项博士研究项目,就好像做学徒一样。博士论文是一本详尽的报告,要表达候选人的组织能力、奋力完成一次前所未有的科学研究。听来尚合理,但是要取得成果、积极的成果,其压力何等大!
在这些阻挠困惑下,古生物学家必须找一种学说支持他们,容许他们将实际研究的结果作为“成功”的报告,但是他们深感新达尔文主义合成论的限制。他们需要一个学说既容许大突变,使古生物学家可以发表文章,同时又好像是渐进的,以讨好达尔文主义者。间断平衡的外交手腕正好达到两面具圆的效果,并且将进化过程描写成不可见的现象。这样人可以想象先祖群体分布的边缘被分隔后产生改变,而且变化的速度、大小可以随意选择,因为谁也不会见到。
古尔德和埃尔德里奇始终以间断平衡是达尔文主义的理论,而不是反达尔文的大突变过程。但从另一方面看来,虽然他们并未明显标榜大突变式的进化,但很多人却清楚感受该理论背后暗示的跃进。1977年,古尔德和埃尔德里奇发表的一篇文章前段引了赫胥黎的两段话,他们埋怨达尔文主义不容许一点点的“跨步”。同时,古尔德独自认可了较为软化的“大突变主义”,并且预测戈尔德施米特将来必能得到公正的评价。
细察之下,大突变主义最大的问题,在于它本身只不过是进化论和特创论之间毫无意义的中间路线。正如查理·道金斯说的,你可以把圣经说人是用泥土造成的看作是大突变。从化石的证据来看,大突变就是说新种不知如何从无变有。以科学理论来评价,“大突变式的进化”就是当年达尔文首先指称的:垃圾!古尔德和埃尔德里奇都很明白着一点,所以(特别是古尔德)虽然暗示有大突变,但他们仍然保留着后路,随时可以撤回达尔文正统的渐进论中。
由此便产生一个最基本的问题。既然达尔文主义有这么多问题,进化论又缺乏更理想的思想构架来取代,为什么我们不重估整个构架?科学家有什么理由绝对确信所有的生物真是从唯一的简单生物开始呢?
第五章 进化乃事实
詹腓力
达尔文主义者认为进化论不只是一种学说,而是事实。因为只有进化论可以解释,为何所有不同生物之间,有一种贯联的关系,而这关系在达尔文主义者的心目中,已经与造成这现象的原因混淆。他们认为这现象的成因是从后代变异而来(descent with modification),故此,他们以为生物之间的关系,就是进化的关系(由进化引起)。
生物分类学跟宗教、政治一样,那是充满争辩的题目。当然这门学问也有一些公认的规则。生物学家将动物分类归入界、门、纲、目、科等不同的范围。比较表面化的分类,可能将鲸鱼、企鹅、和鲨鱼都纳入水生动物类,而鸟类、蝙蝠和蜜蜂则属飞翔动物类。但是,鸟、蝙蝠、和蜜蜂身体的基本构造毕竟不同,生殖系统各异。甚至,翅膀除了同样会飞之外,也互不相同。因此,所有的分类学家都同意,蝙蝠和鲸鱼应该与马和猴子同归哺乳动物(虽然在结构、适应的机制方面也有相当差别)。而蜜蜂身体的基本结构与所有的脊椎动物都完全不同,理当归入另一大类的动物(昆虫)之中。
达尔文前后的生物学家都意识到,分类学不是随便将动物塞进一些人为的小组之中就算,而是希望发现生物之间真正的相互关系。达尔文之前,一些分类学家表明这种想法,说:鲸鱼表面上象鱼类,蝙蝠象鸟类。但本质上它们都是哺乳动物,也就是说,它们最重要的基本特性(essence)属于哺乳动物的“模式”(type)。同理,无论会飞的、会游泳和在地上跑的鸟,本质上部属于鸟类。这个原理无论在分类学的大小组群中部一样适用:圣伯纳狗(St. Bernards)及北京狗在表面上看来差别很大,但本质上都是狗。小麻雀跟大象基本上都是脊推动物。
本质主义(Essentialism)并没有尝试解释自然界关系的来源,只用柏拉图哲学(Platonic Philosophy)的语言描述一些形式上的差异。本质论者其实已经有化石的知识,所以他们知道过去不同的时代,有不同的生物。但是进化这种概念对他们来说,根本毫无意义,因为必须有很多很多的中间型化石才能令人置信。也就是说,从一种“典型模式”标本到另一典型之间要有很多正在转变中的生物--简直是不可能的事。所以本质主义者认为,不同类型的动物之间有相似的地方,不是因为有相同的祖先,而是因为它们有同一个蓝图叫作“原始型”(Archetype)。不过这些原始型只能在形而上的领域才能存在--例如上帝的脑中。
达尔文为生物界本质的特征提供了一种纯自然性的解释。虽然有人对其学说中主要的部份还有相当的怀疑,过尔文主义在逻辑上惊人的吸引力征服了科学界。他推说:如今自然界各类不同的生物,都是由古代(早就灭种了)同一个祖先而来。比较接近的动物,如爬虫,鸟类,哺乳动物,共同祖先的年代较近;而所有脊椎动物共有祖先年代则较远。一切动物的共同祖先就更古远了。达尔文继续推论,在祖先与后代之间,必须有一大串处在转变期中的中间型,不过它们当然也不复存在了。达尔文自己说:
我们甚至可以如此(用灭种)来解释为何生物类与类之间的分野如此大--例如,鸟类与其它脊椎动物之间差别之大--只要相信古代生物全部消失了,连最初的鸟类与其它脊椎动物相连的祖先都完全消失了,就可以解释一切问题。
这个学说用“后代变异而来”的观点去了解自然界的关连,使哲学上持唯物主义者能够接受,并且解释为何不同的生物都属于一个自然的系统,而非人工的分类。在达尔文主义者的想象中,所有生物同属一大家族。同一祖先再加上自然选择论,就可以解铎为何有些相同特征与分类学(Homologies同源现象)有关而另外似乎相同但与分类学无关(analogies同功器官)。前者是相同祖先遗留下来的残余器官;后者却是因自然选择使不同生物进化中得到表面上相似的结构。这些结构在适应环境上有利,可用于游泳或飞翔等功能。达尔文的历史名言:
所有……在分类上的困难都可解释……只要相信整个大自然的系统是建在遗传变异的基础上。那么,自然学家在两种或多种生物之间,发现真正表明相互关系的特征,是从同一祖先遗传下来,所以正确的分类也就是家族血统的沿革了。自然学家无意中发现的星体之间隐藏的关系是从遗传来的,并不是什么不可知的创造计划,也非宣告什么普通的议案,也不是随便照生物的异同排列组合而已。
达尔文在结束他那一章论文之前说,即使缺乏任何其它的论点支持--(分类学上的论据如此坚决),单凭这一点他也会相信他的学说。达尔文对这学说信心之大,难怪当他面临化石提出的极大难题时,也不会灰心。他的逻辑推论使他相信,遗传变异绝对是“分类学上困难”的唯一解释,无论其在证据上有多少漏洞也不必理会了。同样的逻辑鼓舞着现今的达尔文主义者,当批判者告诉他们学说中有哪些问题值得疑问时,他们也同样可以不屑一顾。他们说:“无论你对细节有任何批评,生物学若无进化论的光照,一切都毫无意义了。”
毫无疑问,达尔文的学说有一定的说服力,但我们怎样可以知道这学说是真确的呢?如果我们简单定义“进化论是分类学的基本成因”;那么,进化是事实,正如分类为事实一样。这样的说法又成了一种重复的赘述,没有任何解释事物的价值。从这个角度看来,这学说主要的支柱只是修辞学上意会的一个词:“关系”而已。达尔文主义者假设蝙蝠与鲸鱼之间的关系,有如人类大家族之中堂表兄弟的关系。或许真有其事,但这项提案本身并无明证。
生物从变异而来,其实应该比重复的赘述、或文字的巧辩更实在,可以作为一个假设,接受科学的考验。如果共同祖先和连串的中间型在历史上一度存在,只要研究化石就可以,至少在某些品种中,找到明证。如果一个祖先可以藉着自然方法变成鲨鱼、青蛙、蛇,企鹅和猴子,实验科学应该可以找出改变的机制何在。
如果实验科学不能建立机制,而化石中又找不到共同祖先和中间连接环,那么达尔文主义当然要失去实验学说的地位,但达尔文主义者尽力拦阻人考虑这种可能性,他们求救于达尔文独有的进化“学说”与“进化为事实”两者的分别作雄辩。他们说,基于化石不足,又缺乏机制的反对理由,所以应该偏向达尔文的学说。进化本身(生物之间关系的合理解释)仍然是事实,意味着从生物之间的关系推理出不可逃避的结论就是事实。古尔德一篇很有影响力的文章,“进化乃事实或理论”中引用万有引力来解释事实与理论之别:
事实乃世上的资料。理论是意念的结构,用来解释事实。无论科学家怎样根据不同学说争辩应当如何作正确解释时,事实仍不改变。爱因斯坦的万有引力论代替了牛顿的学说。争辩期间,苹果并未因此悬在半空,期待给论。同样,人类从似猿的祖先进化而来也是事实。无论是照达尔文提议的机制,或其它尚未明确的途径,人类的进化仍是事实。
这样的比对简直是伪造。我们直接观察苹果落地,但我们看不到人类与猿类有同一位祖先。可以观察的事实是人与猿在身体和生化方面彼比相似的程度,要比与兔子、蛇或树木为高。似猿的共同祖先只是一个学说中的假设,希望用来解释动物之间有不同相似的程度而已。这项学说,特别是对站在唯物立场的人来说,或有可能接受。但事实上很可能有错谬。自然生物之间的关系可能需要更神秘的解释。
因为古尔德在事实与学说之间的界线划分错误,使他的对比毫无意义。他承认的学说,只是自然选择这学说,但“事实”却是进化可能由偶然机制造成,并不需要选择的影响。古尔德解释其中分别:
虽然没有生物学家怀疑自然选择的重要性,但是现在却有很多人质疑它的遍在性(ubiquity)。特别当很多进化论者指出,有相当数量的遗传变化并不受自然选择的影响;相反地,可以随着机遇,分布到整个群体中。
但另一方面,正如古尔德承认,达尔文本人始终坚持,自然选择只不过是很多机制之一,并且他常因为被误指以自然选择为唯一机制而诉苦。这样看来,古尔德所描绘的“事实”,也不过是达尔文“学说”的正确解释而已。也就是说,进化论认为生物是由同-祖先遗传变异而来,以偶然突变作为动力,加上自然选择提供引导方向,就可以产生适应环境所需要的复杂器官如眼睛和翅膀。
【注一:读者不要被少数大胆的古生物学家如古尔德和斯坦利的猜测所误。他们以大突变的遐想代替达尔文的渐进论,事实上,除达尔文之外,没有任何真正可以取代的学说在望。自从赫胥黎(Thomas H. Huxley)的时代至今,不少古生物学家承认,化石的记录与正宗的达尔文学说不符。为了减轻所遇到的困难,他们曾用较易接受的方法提倡一种大突变式的学说代替达尔文主义。
化石的难题,其实还不是最主要的关键。无论进化是事实或学说,若不能解释生物复杂结构的来源,都没有什么价值。至今尚未有任何自然的学说可以代替微进化及自然选择,所以连古尔德讨论化石以外的问题,还要依赖正统的达尔文进化论来解释复杂器官如眼及翅膀的进化。】
由此可见,自然选择的创造力必须极力维护,因为进化这“事实”必须包括创造生物界的奇迹。将进化学说改装为事实,唯一的目的是要保护进化论不被揭破推翻。
苹果向下跌而非向上,不需任何人去证明,但古尔德却提出三项证据,证明“进化之事实”。首先是微进化:
第一,我们有很多直接从实验室和野外进行的观察,得到的结果证明进化仍不断在进行中。这些证据包括无数的实验显示果蝇在人工选择压力下产生各种不同的改变;还有英国著名的飞蛾,当工业黑烟使它们栖息的树干变黑时,也跟着变色。(蛾与背景颜色配合可以逃避捕食它们鸟儿锐利的眼光。)创造论者并不否认这些观察。他们怎能否认呢?创造论者现在已经检点行为:他们现在辩称神只创造了“基本的种类”(basic kinds),并且容许在一定范围之内作有限的进化。所以小狮子狗和大丹狗都是从狗类来的,而且蛾可以变色,但大自然不能将狗变成猫,或将猴子变成人。
古尔德说得对:所有人,包括创造论者,都同意有微进化,连科学创造论者也同意,不是因为他们“检点了行为”,而是因为他们的教义本来一直就相信神创造了“基本种”或“模式”,然后让这些种分化。创造论者最著名的微进化的例子,就是亚当和夏娃的后代。他们从同一对祖先分化成为现今人类的各种各族。
其实,争论的真正要点不在有无微进化这回事,而在微进化能否对创造鸟类、昆虫、和树木的过程有重要的说明。连古尔德自己也说过,即使要走上大突变的第一步(物种形成)也必须累积远超过微小突变更复杂的改变。但是他不但没有解释飞蛾的变化对真正的进化有什么意义,反而改变了目标,向创造论者发动攻势。
【注二:以打击创造论者来代替证据,现已成为达尔文主义者常用的辩论武器,例如伊萨克·阿西莫夫(Isaac Asimov)884页的《科学新向导》(New Guide to Science)中有半页述说达尔文主义的证据。他引用飞蛾为例,认为已经足够证明整个学说。但在此段之前有三页的篇幅用来打击创造论者。如此缺乏专业人士当有的道德标准实在惊人。但该书的其余部份却属相当可敬的科学著作。】
其他达尔文主义者不但故意忽略整个问题,而且转向劣等的哲学来逃避现实。例如马克·里德利(Mark Ridley)力称,“要证实进化论只需要观察微进化,再加上均变论(uniformitarianism)的哲学原则(适合本题的形式)即可。均变论是一切科学的基础。”
但,这又算是什么证明呢?如果我们的哲学逻辑只要求小变加起来就能成大变,那何必要求科学的证明呢。科学家向来假设自然定律在任何时地始终如一,否则他们不可能研究悠久历史上或宇宙其他角落的事件。但另一方面,他们也不会坚持一个层面的基本原则,一定适用于另一层面。例如牛顿的物理学、相对论,及量子力学的分别,显示硬性的假设并不合理。达尔文主义者需要提供的,不是一套随人意而定的哲学思想,而是科学的理论,解释广进化到底怎样来的。
大多数的情况之下,造成混淆的原因,是因为一个很简单的词棗“进化”棗竟被用来描写完全不同的过程。在同一个种群之中,黑蛾、白蛾相对的比数改变可以叫做进化;真正创造性的过程,如制造活细胞、多细胞生物、眼睛和人类的智慧也叫进化。从词句上分析,进化论基本上应该是一个过程。达尔文主义者一般都不愿意将“微”进化与“广”进化划分清楚--寓意所有创造生命的过程只有一个,不过可以分开大小两部而已。将来我们找到新物种到底怎样从已有的旧种而来,我们就可以了解,这进化到底是怎么一回事。这种想法固然有可能正确,但更可能完全错谬。达尔文主义者使用模糊的说法,故意用一个“进化”的单词,使我们忽略其中极大的困难。
古尔德的第二项证据却是证明进化论最重要的论据。他从生物界有不完善的现象出发:
第二项证据--自然界不完全的地方显明进化--很多人认为这种想法无稽。在他们的想象中,进化的结果应该显示生物适应达到几乎完全的地步。就如海鸥翅膀的弧度,和一些酷似枯叶的蝴蝶,可能是聪明的创造者的作为,但也可以是从自然选择而来。不过,至善至美将过去发展的历史遮盖,而过去的历史--生物来由的证据--却是进化的痕迹。
进化造成不完全的地方,正是历史来由的记录。为什么老鼠跑动、蝙蝠飞翔、海豚游泳,而我打这篇文章所运用的肢体,都用同样的骨骼造成?因为我们都是从同一个远祖遗传来的。一位工程师如果要从头开始,另外分别设计的话,一定可以造出不同功能、更为理想的器官。为什么澳大利亚所有较大的哺乳动物都属袋鼠类的?除非它们都是这大岛上同一祖先遗传下来的。袋鼠并非最理想、最适合澳洲的环境;现在已有不少被外地引进的胎盘类的大动物(如野狗)取代而灭绝了。
古尔德在此只重复了达尔文为现存各种不同的自然种类所作的解释--但这些种的来由就是我们要找证据、希望证实的学说,如果将这故事加上神学的色彩,那等于说,高明的创造者必须为不同的动物设计不同的肢体,才能达到最高的效率。他的猜想并不能代替科学的证据来说明这些动物都是由同一祖先遗传下来的,更不能证明那自然发生的过程,到底怎样可以从古代的同一祖先变化到今天不同种类的后裔。(既无明证),使我们回想达尔文伟大的成就,却在排除科学领域中那“不可知的创造计划”。
菲秋马也借重“神不会这样做”的辩证法。他引用脊椎动物胚胎的例子:
为什么不同生物适应不同环境、过着不完全相同的生活,但在胚胎初期却十分相似呢?神为人及鲨鱼所定的计划中为什么要它们渡过几乎相同的胚胎期?如果陆生的蝾螈(salamander)是从水生的蝾螈来,为什么它要在卵中度过整个发育期,而且要长出完全不用的鳃和鳍,而在孵化出来之前又完全消失呢?
以上的问题只为加强印象而提出,菲秋马没有真正要求回答。但我认为这些问题指出很多应该开始研究的方向。菲秋马提及的现象既然存在,很可能是因为创造者要利用它们来达到神秘不可测的目的,或者也可能反映出共同祖先传留下来的结果,但也可能有一些还没有想到的因素,将来科学研究可以解开这个谜。科学的任务不是问:为什么神要如此行?而是要看看利用实验科学的方法是否可以找到物质的因由。如果进化生物学要提升到一门科学的地位,而不再停留在一支哲学,那么这些理论学家必须愿意追研科学的问题:到底达尔文的假说棗生物由同一祖先变异而来,怎样才可以真正被证实或证伪呢?
现今达尔文主义者依赖的证据,达尔文时代早已为伟大的科学家、瑞士出生的哈佛大学教授阿加西斯所熟悉。阿加西斯抵抗达尔文主义并非因为他不明白那些使其他人着迷的证据。他在《物种起源》出版不久就写下这样的结论:
显然在这地球上曾经有过一连串生物接替(succession)的现象。这过程包括生物逐渐改变,才接近现代动物。其中特别是脊椎动物,有些越来越似人类。但这种关系并非不同时代的动物直系相传而来。其中完全没有亲子的关系串联。古生代(Paleozoic Age)的鱼类绝非中生代(Secondary Age)爬虫的祖先。人类也不是第三代(TertiaryAge)哺乳动物的后代。这些动物之间的关系有非物质性、更高的关联,这种关联需要从创造者的观点来了解……他的目的……是要将人类带到地球上来。
阿加西斯的神学见解并不比古尔德的观点对我们实验科学的问题更切题,但我们可以放下神学的讨论,单独研究他纯科学的结论。阿加西斯在实验科学上的结论指出,无论什么力量使脊椎动物好象有逐步进展的现象,但化石记录所显示的并非同一祖先遗传改变可以解释。
最后我们要提及古尔德的第三项证据,就是以前讨论过的化石证据,古尔德承认,在化石记录中极少逐步转变的例证,其中一个是“类似哺乳动物的爬虫”(mammal-like reptile)。正如其名,似乎是爬虫到人类之间转变的中间型。另外一个是“类人类”(hominids)或者叫“猿人”(ape-men)。这些例证已被科学界主流接受为现代人类真正的祖先。下一章要讨论的正是这些化石的证据。
第六章 脊椎动物的进化序列
詹腓力
达尔文主义者认为,两栖类和现代鱼类源出于一种上古的鱼;爬虫出自两栖动物的祖先;飞鸟和哺乳动物分别从爬虫祖先进化而来。最后,他们指出,人与猩猩都是源出于一个相同的猿类祖宗,而且这些猿人的过渡化石已被发掘出来。根据古尔德所言,从爬虫到哺乳动物,和从猿至人之间的过渡化石,已确实证明了进化的事实。
在未分析这些证据之前,我需要加上一些条件,这些条件一定使达尔文主义者很不好受,就是这些证据不能根据“假定学说真实”的大前提来衡量,应从一个独立的立场来考究。
第四章中,我们已指出古生物学奉达尔文主义为金科玉律,不再怀疑它的真实性,只求在这理论的“骨骼”上加上“肌肉”而已。古生物学家的成就,乃是在于进化祖先的鉴定,因此他们已经建立鉴定进化祖先的标准。美国自然历史博物馆古生物学家加勒特·纳尔逊,直截了当地形容他们的治学态度:
我们必定有一些祖先,我们要找出来。为什么呢?因为我们知道,早晚一定会找出来的。这就是古生物学的作风,我并非夸大其词。
当然,这些“祖先”不能用来证实这套理论,因为学者乃是根据“一定有祖先”的理论,来鉴定祖先。
让我们来看看脊椎动物的进化次序。
鱼纲至两栖类
我们要考证的理论,就是鱼纲进化到一个地步,使它爬出水面,登上陆地,而且同时发展两栖纲的生殖功能和其他特征,达尔文主义者并没有指出一种特别的鱼纲为两栖纲的祖先,但是他们都以一类绝种的扇鳍目(rhipidistians)为祖先类属,这些化石有与早期两栖动物相似的骨骼,如一些可能进化为腿的小骨,但是,据《脊椎动物历史》(Vertebrate History)的作者巴尔巴拉·施塔尔说:“在已知的一切鱼纲中,我们找不到最早的陆地脊椎动物的祖先,因为这些鱼纲都是在最早的两栖纲出现之后才生存的,在这些鱼纲之先的化石都没有发展早期四足动物特有的强壮四肢和肋骨的证据。”
1938年,印度的渔夫捕获一种腔棘鱼(colelacanth),鉴定为7000万年前绝种的样本。很多古生物学家都认为这种鱼与上述的扇鳍目有密切关系,因此这活生生的样本应在研究早期两栖动物的进化上占重要的地位。但是根据腔棘鱼的解剖研究,它的内脏并无任何适应陆地生活的征状,在鱼至两栖动物的进化中并无贡献,这发现使人怀疑此前的扇鳍目也是同样缺乏说服力。
两栖纲至爬虫纲
在这转变时期中并无化石的证据。塞莫利亚(Seymouria)乃是早期的两栖动物化石,具有多少类似爬虫的特征,但是它们在化石历史中出现太晚,最近的证据鉴定它们为道地的两栖动物。而爬虫与两栖动物的骨骼相似,最重要的分别就在于不能变为化石的生殖系统,两栖动物在水中产卵,卵子经过复杂的孵化才变为成长的动物,但爬虫的卵子却有很厚的硬壳,内有羊膜保护胚胎,因此胚胎与成长的动物相若。达尔文的自然选择论不能解释两栖动物如何进化出爬虫的一套生殖系统。
爬虫纲至哺乳纲
最后我们谈谈达尔文主义者最引以为荣的化石证据,即古尔德和其他一些人作为结论性证据引用的具有哺乳动物特征的兽孔目爬虫(Therapsida),这一目(Order)的动物具有很多化石拥有爬虫与哺乳动物的构造,好像是这两纲之间的中间动物。其实在这两纲动物之间的分界线是很难划分的。普遍通用的标准乃是爬虫的颚骨内几个小骨,其中一块与头颅骨连接。
在这个重要的标准中,不同的兽孔目爬虫与哺乳动物酷似,它们实在可被鉴定为爬虫或哺乳纲,古尔德对这重要的构造形容得很清楚:
爬虫的下颚有几块骨,但哺乳动物则只有一块,这些不属于哺乳动物的颚骨变得越来越小,在这哺乳动物耳中的“锤骨”与“砧骨”乃是这小块的进化产物。创造论者会问,究竟这种中间构造怎样进化而来,一块骨只能单单在耳中,或是单单在颚骨中。但是古生物学家已经发现在这些被认为是像哺乳动物的爬虫中有两种进化的迹象,因为它们有两个颚骨的构造,一个具有方形的关节骨,将要变成耳中的锤骨和砧骨,另一个却是与头骨连接的鳞状齿,像今天的哺乳动物一样。
我们姑且接受古尔德的小结论,但是他所主张的哺乳动物与爬虫的过渡证据却不可同日而语。不少有哺乳动物与爬虫特征的头颅骨,可能代表爬虫与哺乳动物的中间化石,但是哺乳动物与爬虫的分别不仅是在于颚骨与耳骨,更重要的是生殖系统。在其他例子中,我们已看到骨骼的相似不是代表进化过程的连接。
菲秋马曾很确实地形容兽孔目的化石,却实在表现出化石研究中的很多疑问:“从兽孔目的化石爬虫到哺乳动物的进化有十多种化石上的证据,我们实在无法知道哪一种化石是哺乳纲的祖先。”很多的化石证据唯一的用途,就是能将它们排列成按部就班的进化程序,在不同种类当中有相似的骨骼构造,只提醒我们它们的相同点不一定代表进化的关系,哺乳动物大概是从很多不同的爬虫进化而来的学说并不是达尔文主义,因为达尔文的进化论需要一条单系的进化程序。
那么在兽孔目的化石中有很多与哺乳动物相同的特征,分布在很多同目的动物身上,这些动物不可能同时都是哺乳纲的祖先。一条假想的进化程序的设立,只能靠合并不同动物身上的特征,以及弄乱它们在化石年代出现的次序。要是我们假想哺乳动物从爬虫纲进化而来只有一次(这个假设下文再分析),那么大部分有哺乳动物特征的兽孔目都不是爬虫至哺乳动物的进化中间化石,如果大部分都不是,可能全部也不是。
兽孔目的假设,若是关乎进化程序的起点和终点一些特殊目标,会有更大的说服力,但是在早期的哺乳动物中有很多重要的构造上的差别,使古生物学家很难指出谁是爬虫进化来的后裔,正如他们不能鉴定谁是它们的进化祖先一样。这种情形使某些古生物学家摒弃传统,不以哺乳动物为“单系进化”的单位(即只从一个直系祖先而来),而主张是几个不同的兽孔目同时进化而来的多元进化系统。
若要接受哺乳动物乃是多元进化而来的话,进化论学者需要摒弃达尔文主义的传统信仰棗哺乳动物中的同源构造的分别,乃是基于共同的祖先经自然选择作用而来。若根据化石的证据来分析,我们还不能决定究竟哺乳动物是否只从一个祖先进化而来,但享有盛名的古生物学家乔治·辛普森,宣布哺乳动物是单系进化而来的,因为他将“单系进化”的定义,改为由一个低等的分类单位而来,既然兽孔目比哺乳纲低等,那么哺乳动物就是单系进化而来。
若古生物学家不仅要鉴定爬虫与哺乳动物的中间化石,还企图建立一套有系统的理论,解释整纲哺乳动物的进化来源,他们显然需要解释比颚骨和耳骨更复杂的构造。哺乳动物包括不同的种类,如鲸、海豚、北极熊、蝙蝠、家畜、猴子、猫、狗、猪、和负鼠等,若哺乳动物是单系进化而来的,上述的动物都要按照达尔文的自然选择,从不同的陆上动物祖先进化而来,那么在这些进化过程中需要经过大量的转变期动物的出现,但在化石中却完全没有这些迹象。
爬虫纲至鸟纲
始祖鸟(Archaeopteryx)这个在1.45亿年前的石层中出现的鸟化石,在达尔文的《物种起源》一书面世不久即被掘出,大大增加达尔文主义的说服力,使当时著名反对学者阿加西斯哑口无言。始祖鸟有骨骼的特征,与一种小型恐龙(Compsognathus)有密切的关系。始祖鸟大致上是鸟,有翅膀,羽毛,和鸟胸的叉骨,也有爪状的四肢和嘴中的牙齿。近代鸟的嘴中都没有牙齿,但有些古代鸟是例外,一种近代鸟麝雉(Hoatzin)四肢都有爪子。
始祖鸟是一个很重要的镶嵌化石,但是究竟它能否代表爬虫与飞鸟的中间动物,抑或不过是一种古代的异态动物,如现代有鸭嘴的哺乳动物鸭嘴兽(Platypus),具有另一纲动物的特征,却并非达尔文主义所言的中间动物。知道最近,始祖鸟在古生物学家眼中是进化行列的死胡同,而非现代鸟的祖先,因为在始祖鸟稍迟一点的飞鸟化石,乃是一种如海鸥一样的飞行潜水鸟,不大可能是始祖鸟的直接后裔。
【注一:古生物学家查特基宣称在美国得克萨斯州找到一种古鸟的化石,年龄约为2.25亿年,被他称之为原始鸟(Protoavis)。任何早于1.45亿年的鸟化石都将推翻始祖鸟为现代鸟类的祖先。不过,查特基的报告仍有争辩,未能定论。】
最近在西班牙和中国1.25至1.35亿年前的石层中出土的鸟化石有一些爬虫的特征,可与始祖鸟扯上一点关系,但是这些化石都是残缺的,不能容许确定的结论。彼得·韦伦霍弗尔在1990年出版的一篇综论中认为,我们不能确定究竟始祖鸟是否是现代鸟的祖先。具有飞鸟进化研究权威盛誉的韦伦霍弗尔作以下的结论:“始祖鸟与现代鸟有无关系并不重要”,因为始祖鸟“给我们有关飞鸟进化的证据”,而且“它们是进化论不可少的大力支持者”。
所以始祖鸟可能代表一个飞鸟的祖先,但我们却没有完全的确证,正如在哺乳动物的进化中的异态,我们需要解释各种不同的鸟类如企鹅和鸵鸟等,如何从一个始祖鸟经过中间环节演变而来,这些化石的缺乏,科学家常用鸟类的生活方式不容许化石形成的理由来解释。
始祖鸟是达尔文主义者的一个证据,但是这个证据究竟有什么分量?一个达尔文主义的信徒会认为它是一个重要的里程碑,但是一个怀疑进化论的学者却只能看到大部分不符合进化论的化石中的一个例外而已。要是我们用化石证据来衡量进化论,而不是要在化石中寻找一两个与进化论协调的样本,那么唯一的转变期的化石实在不能挽救一套提倡全球性的生物进化程序的理论。
无论我们对始祖鸟作出什么结论,飞鸟的来源仍是一个谜:飞翔的本能,包括复杂的羽毛,和如飞鸟的肺脏一般特殊化的构造是怎样进化而来的?就算爬虫经过始祖鸟的阶段而进化成为鸟,我们也不晓得它们如何从爬虫的构造演变成为飞鸟的构造。
从猿猴至人
上一章提到1981年一篇《进化乃事实或理论》的文章中,古尔德引用“在古代石层中发现六七块人猿化石”,证明人是从猿猴进化而来。当他在1987年改写这篇文章时,他已将这些人猿的种类减至五种,其中包括了现代人,但是他的论据仍然一样:
是否神因为要试验我们的信心,或是按照它高深莫测的旨意,创造了五种古代人类:南方粗猿(Australopithecus afarensis),南方小猿(Australopithecus africanus),南方巧猿(Homo habilis),直立人(Homo Erectus),和现代人(Homo Sapiens),要仿效进化的过程?
【注二:古尔德所指的四种人猿中,有两种南方猿(Australopithecines)就是南方粗猿和南方小猿。它们属猿类,不属人类,因为脑较小似猿,但据猜想可能直立行走。只有脑容量够大的才能算为人类(Homo)。路易·利基找到的南方巧猿却属于人与猿之间的边界类。巧猿被认为有人类的地位,主要是因为在这些化石的附近找到一些原始的工具,有人认为巧猿曾使用过这些工具。读者以前在学校如果学过这个课题,可能感到诧异,原来尼安得塔人(Neanderthal man)如今被认为是人类的一个亚种,而克罗马农人(Cro-Magnon man)已被看作现代人了。还有很多常见的名称如果不是从万神庙中撤消了,就是被归纳合并入以上的四种之中了。类人类(Hominid)的化石是争辩最激烈的课题,以前非常混乱。后来经无所不在的恩斯特·迈尔介入,订下上述的新规条。】
他提出这个问题,听起来好像人猿化石的证据很多,达尔文不能不提出他的进化论来解释这些现象,事实上,达尔文主义者乃是以先入为主的立场,要在化石中寻找进化论所需要的转变期的化石(或遗失之环)。古尔德的问题,不应该是神要考验我们是否相信《创世记》,而是进化论学者的大前提如何影响他们对有关进化论的证据的衡量。
人类学研究人类的起源,这门学问在一切有分量的科学中最容易受到学者个人主观立场的影响。从达尔文时代开始,“人类的来源”已深印在现代人的思维中,谁能找到证实人类来源的化石,就会带来普世知名的声誉,在这种沽名钓誉的压力下产生了一个轰动世界的赝品棗贝尔当人(Piltdown Man),由英国博物馆热切地保护了40年,不被外界学者批判,垄断舆论。
博物馆根据少量化石证据来塑造的人类祖先,对舆论界有深远的影响,这些化石本身对人类学家也有同样的效果。他们对人类化石的欣赏,就正如中古时代(或现代的民间信仰)对圣物的崇拜。在1984年的一个“始祖”展览中,罗杰尔·卢因形容美国自然历史博物馆所展列史无前例的一切人类祖先的化石真品,像朝圣一样隆重。
那些“脆弱的无价之宝”被博物馆主持人送上飞机的头等舱,以“贵胄”式的列车和警队护送到博物馆,在馆内这些化石陈列在枪弹不入的展览柜,先由少数的知名人类学家预览,他们以低沉的声音交谈,好像“在庄重的教堂中谈论神学”一样,一位社会学家以旁观者的立场感叹地形容这些人类学者正在进行“祭祖”的崇拜仪式。
卢因认为,人类学家观赏始祖化石的庄重情感是可以理解的:“这些科学家与其他科学家研究科学时有一个重要的分别:在他们手中的是一个从他们祖先中找出来的头颅样本。”卢因说的完全正确,我觉得没有其他东西比这种感情因素更能影响学者的客观立场。正如一个求职者的母亲如何形容求职者的资格一样,这些对自己祖先向往的人类学者的意见也应受同样的审慎衡量。卢因在其著作《人类的进化》中指出,在对人来源的研究中不少主观的成分,他得到一个结论:人类对自己的衡量,无形中固定地影响人类学的发展。换言之,我们在化石中发现我们心目中已肯定的证据,除非我们极端警惕,以防偏见。
人类学者当然也彼此批评,但他们凶猛的笔战就是影响他们主观性结论的一个因素。他们所争论的是“谁的”化石发现最合乎人类进化的理论,而非“是否”化石能证明猿与人之间的过渡进化。对这些投身于研究人类始祖行业的学者来说,凡怀疑人“是否”从猿猴进化而来的人都是创造论者,因此他们不应受学术界尊重。这些人类学家根本不能接纳“没有可靠的猿人过渡化石”这个可能性。
一位有名望的旁观者却敢于提出一种破天荒的可能性。索利·朱克曼是英国知名的猿猴学专家,是一位接受人从猿猴进化而来的唯物主义者,他认为这些化石证据不堪一击,他以长期的生物统计学的方法来衡量南方古猿的化石,作出如下结论:“主张南方古猿像人一样直立行走,从骨骼上提供的证据是何等的薄弱,它只是指出这个化石生前的步伐是人属之下灵长类猿猴的一种异态而已,不足以证明是猿与人之间的过渡进化。”
朱克曼对人类学的批判也不遗余力,他以为这门学问接近研究灵界现象的心理学,加上对人类来源放肆的假想,使人惊讶到一个程度不得不问:“人类学是否乃是一套以实事求证为本的客观科学?”威弗雷·勒格罗·克拉克对这证据加以分析,所得的结论较受人类学者欢迎,所以在这些要维护他们专业声誉的学者中的舆论,都认为朱克曼是一个不懂人类学的孤陋寡闻者。当然生物统计学上的证据是十分专门化的,但是优先次序实在是学者心目中的争论焦点。在方法的层次上,朱克曼主张人类起源的探求者,不应以寻找自以为有说服力的祖先化石为要务,而是应当避免再出现贝尔当人及尼布拉斯加人的笑话。在事实的层次上,他主张猿的化石中,彼此有很大的差异。热衷寻索祖先化石的科学家易于只凭想像而认定某些特征是“先人类(per human)”的特征,采用这两个前提,一切有可能被视为祖先的化石,都该接受严格的客观分析,若有不确实或不适合者便该抛弃。
朱克曼知道,如果按照他的标准,所有上古的猿人化石除了尼安得塔人之外,可能都不属于人科。对他来说,人从猿猴进化而来的逻辑上的必要条件,不依靠绝无仅有的猿人化石,而且大部分的中间化石都不存在。要是这样,在猿人进化的研究中,若有大量的中间化石,应该是值得怀疑而不是值得庆贺的,以为在这些化石的研究上,最容易受到学者主观立场的渲染。
朱克曼的立场在那些毫无私见的旁观者看来是合理的,但是文化和经济方面的社会因素会影响这种研究。人从猿猴进化而来不仅是一套科学假设,也是一套与神造人的神学思想抗衡的世俗理论,对人类文化影响深远。传扬这套理论不单需要博物馆展览、图片说明,和电视上重演历史的节目,还需要一群“祭司阶级”的研究员、教师和艺术家,将这理论以多媒介的方式传授给大众。既然民众和这些专业人士都期望找到支持他们的理论的证据,这些“证据”就一定出现。但是只有从一个不先入为主立场来衡量这些证据的人,才可以公正地批判这些证据是否有效。
基于上述的理论,我不接受所谓“猿人”的化石是达尔文进化论客观的证据,但是我对这些化石的疑问,不是对古尔德的见解最大的挑战,不少有名望的专家也在怀疑南方粗猿与南方小猿实在是同种的异态,还有人否定南方巧猿为一种不同的猿人化石。当今最热门的理论是按照在第七章所讨论的“蛋白质进化时钟”的立场,根据母系线粒体的遗传(mitochondrial Eve),推论现代人是20万年前发源于非洲的一位“夏娃”。如果这个理论成立,那么在非洲以外的直立人化石,都要被排拒在人类渊源之外,因为它们都有早于20万年的历史。
就算我们接受南方古猿曾在地上存活,能比现代猿猴更能直立行走,也接受像直立人一样能直立行走,但脑容量比现代人稍小的过渡猿人,那么人与猿之间有可能存在中间化石,但却不像多布赞斯基或其他新达尔文主义者所说的渐进演变。我们需要如斯蒂芬·斯坦利一样构想“快速的分化”,企图解释人与猿猴之间神奇的进化,使动物的身体迅速地配上思想和灵性。在没有证实这种变化的确据以前,我们有理由否定这些所谓猿人化石(就算人类学家的发现是可靠的),而考虑人类来源有其他可能性。
这些猿人化石,像上文提到的哺乳动物与爬虫的过渡化石一样,根据进化祖先的假设,充其量可以当作可能的“遗失之环”。但在达尔文主义面世之后的130年,这实在是一个重要的反面证据。而且大部分所谓支持进化论的证据,都是出自主观立场极强的人类学,这也是值得我们注意的地方。
当我们客观地衡量化石证据的时候,发现有使进化论学者失望的地方。但是达尔文主义者在古生物学上的研究,已不再是客观的衡量;他们迫切地寻求支持进化论的证据,而忽视证据背后的难题。这种态度,可从最新发现的一种像鲸鱼的化石百西路龙的经过可见一斑。
百西路龙(Basilosaurus)是一种在早期鲸鱼时代生存的巨型海怪。它原来被鉴定为爬虫(它的名字原意是巨型蜥蜴),但很快被重新认定为像鲸鱼一样的哺乳动物,最近在埃及出土的百西路龙化石有像退化器官一样的后肢。究竟这些后肢有何功用仍是一个谜,这种后肢很短小,实在不能助长游泳功能,也不能支持这巨型动物在陆上行走,发现这化石的古生物学家猜想,这种后肢可能是用来帮助交配的。
科学报刊上的报告认定百西路龙证明鲸鱼曾经用后肢行走,因此它们应从陆地上的哺乳动物进化而来,但没有任何特殊化的内脏,帮助它们在深水中潜游,在水中彼此传递信息,和防止初生鲸鱼吸吮母乳时吸进海水的器官。这些内脏的按部就班的进化,正如在第三章提及的翅膀和眼睛的进化一样,成为进化论的挑战。就算上述所提及的退化后肢也是一个难题。究竟达尔文主义者如何解释后肢从有用的地位退化而缩小到绝无仅有的大小?这变化究竟是在从啮齿类进化成为海怪的过程中哪一个阶段发生的?鲸鱼的前鳍是不是从该啮齿类的前肢进化而来?这些不能解答的问题对达尔文主义者都是不重要的,因他们都略而不提。
达尔文自己也承认化石证据对他不利,这立场至今仍未改变。所以达尔文主义者很自然地将注意力转移到新发现的分子生物证据,声称这才是达尔文主义的确证,让我们在下一章中探讨这个说法。
第七章 分子生物学的证据
詹腓力
在我们还没有尝试从分子生物学找证据之前,需要检讨一下我们已经知道什么,而需要知道的又是什么?
我们在第五章中已讨论过,若要将生物分门别类,我们需要寻找生物之间的相同构造,代表它们彼此的关系。在达尔文主义盛行前后,分类学家都同意这些关系不是虚构的,而是生物在自然界实实在在的特征。相信本体论的学者反对进化论,认为这些自然界的模型,可能是神的心中蓝图。达尔文主义者摒弃这种模式,接受共同上古祖先进化而来的过程。
化石中生命的历史是达尔文主义一个重要的试验,因为在自然界中一直找不到中间的生物,在现在的生物中,尤其是目、纲和门之上的类别,都是中断的;每种生物只属一个目、纲和门,并没有衔接的中间物。就算奇怪的肺鱼和鸭嘴兽也不例外:前者是鱼,后者是哺乳动物,在达尔文时代以前的分类学家,会以这些证据来反对生物进化论。
原则上达尔文主义者并不否认生物类别的中断性,但他们将这现象解释为中间生物在进化过程大量地被淘汰,因而绝种。有些进化论学者如理查·道金斯更对这些中断现象引以为荣,好像是达尔文主义的新发现一样:
当我们研究种以上的现代生物时(或在进化历史中某一阶段的生物),我们找不到某些粗陋的中间物。如果有动物像是一个中间物,进化论学者确信它们必属于两者中的一种,如哺乳纲与鸟纲的中间物应是哺乳动物或鸟。我们需要明白,所有哺乳动物如人类、鲸鱼、鸭嘴兽和其他品种,都与鱼类有同样的亲戚关系,因为所有的哺乳动物都是从鱼类经过同样一个共同祖先进化而来。
道金斯还说,谢天谢地,幸亏化石证据是不完全的。一个完全的化石证据也许会使分类学变为主观的东西,因为所有的生物都彼此衔接。其他一些达尔文主义者也有相同的见解,但是我们这些喜欢求证的人要问:究竟这论调能否被客观的实验和观察衡量?在第四章和第六章我们已指出达尔文主义者的难题,就是如何将他们所认为的生物进化的连续性,与化石中“遗失之环”的证据相协调,更要解释化石中一种普遍的现象棗化石的稳定(即长久没有重要的改变)。今日,正如达尔文在1859年出版的《物种起源》时一样,化石的证据仍需要进化论者的含糊态度来解释。
达尔文主义不仅认为祖先慢慢进化成后裔,而且也解释这些进化过程如何产生新的生物和复杂的生物构造。这套自然选择机制被称为达尔文主义最重要的理论,我们在第二和第三章已经分析过,自然选择的创造力并无充足的实验证据,但达尔文主义者却认为这是放诸四海而皆准的金科玉律。他们虽然口头上否认这立场,但他们一直都引用它支持生物种类的进化和稳定:若有新种产生,这要归功于自然选择的创造力,若古生物没有进化,也要归于选择作用的稳定力!若有些种类群体绝种,其他种类却能遗传下来,这要归功于生存的种类抗衡生物绝种势力的本能。
虽然达尔文主义者一直认为自然选择并非唯一的进化机制,但他们却含糊第对待其他机制的重要性。譬如他们并不否认生物“巨变”的可能性,但除了少数例外,却强调巨变不能产生新种或复杂的构造。对于“有系统的巨变”理论(即生物体内各构造能有系统地在一世代中全部改变成为新的个体),他们强调只能是遗传学上的“神迹”。有些“中性”的进化,或“基因漂移”现象,实在是极有可能发生的,但达尔文主义者认为这些因“中性突变”而来的异态,根据某些逻辑上的必需,一定要经过自然选择来淘汰选择。
上述立场是根据达尔文主义的立论顺序引申而来,要是自然选择是创造者,无论如何微小的突变都会影响生物的繁殖功能。譬如上文所引述道金斯所论及翅膀的进化,他认为最初差不多不能察觉的小突变一定使生物得到战胜环境的优势:可能是使生物在掉落时不会折断它的颈项。要是突变对生物的生存或繁殖没有多大影响,自然选择作用只能在翅膀已进化到一个相当地步,才可影响生物的运作。这种理论称为“具体选择论”,乃是强调自然选择作用因影响小突变在生物生存和繁殖上的趋势,引致复杂生物构造的进化。
自然选择直接影响环境中显示的生物“表型”。【注一:表型(phenotype)是指生物的外貌,更确切地说,是指生物的遗传因子型与环境的相互作用所产生的特性,因子型是生物体内蕴藏的基因,决定生物的繁殖和生长方向。】但是逻辑上的引申,需要同时影响生物的基因。知名的权威恩斯特·迈尔在1963年正当分子进化论萌芽之际曾作如下声明:“在漫长的时间中任何基因的突变,不会不具有帮助生物生存或使之淘汰的特性。”
上述检讨的目的,是指出在分子生物证据中,需要找到样本和新发现,才可证实达尔文主义的准确性;我们需要证实这些进化祖先和中间生物在过去的生物历史中生存,同时也要证明自然选择加上无目的的基因突变创造出的生物种。仅仅找到生物之间的关系是不够的,最要紧的是这些关系经过一种长期的自然作用,进化成为不同的种类,产生许多种类之间的生物,不需要依靠造物主超自然的力量。要是达尔文主义不采用这定义,我们根本没有任何科学上的根据,用以解释生物如何发展成为今日复杂多样的面貌。我们不能贸然把无知当成知识,只因它叫做进化论。根据这些大前提的阐释,让我们看看实验的证据,是否证实自然选择的创造能力、进化祖先和中间生物的存在。
基于生物化学的发展,我们不仅能比较生物外貌的特征,也能分析它们体内的分子构造。在细胞中的巨分子包括蛋白质,是生化作用的媒介;核酸,主导蛋白质的合成。这两种巨分子的成分和构造的研究进步迅速,我们根据这些分析可以比较并衡量不同生物的蛋白质和核酸构造的异同。
每一个蛋白质巨分子是一长列的氨基酸,好像一句话中字词的排列一样。20个较简单的有机物氨基酸,能以不同的排列彼此结合成为蛋白质,一种如血红蛋白一样的蛋白质按照生物种类的差异有不同的构造,这些相异之处可按照氨基酸排列的比较来测量彼此之间的差别。譬如有100个氨基酸的蛋白质中有80个相同和20个相异的排列,生物化学家就认为这两种蛋白质的分歧率为20%。
生物化学家采用类似的技术来衡量脱氧核糖核酸和核糖核酸的碱基排列,因此他们可用这些巨分子的异同来鉴定生物之间的分歧率。究竟这种鉴定标准是否正确,还是人言人殊的问题。不同巨分子的比较带来不同的分歧率,往往巨分子的比较与其他生态(如化石)的比较不相协调,而且分子的异同与其他构造的异同不一定有连带关系,譬如所有的蛙类外形相仿,但他们的巨分子相异的程度,可与包括鲸鱼、蝙蝠、袋鼠等各异态的哺乳动物的差异相仿。
学者不仅不因这些难题而气馁,而且还声称分子分类学比其他生态分类学更客观。这些分子分类学的研究也带来不少哲学上的推论,其中关于“人类的进化”这一敏感问题最值得注意,因为根据分子分类学,人类和黑猩猩的关系比黑猩猩与其他灵长类动物的关系更密切。然而,人类虽在基因排列的顺序上与黑猩猩相仿,二者基因系统所包含的信息却有显著而重要的差异,但是某些达尔文主义者的著述中,这种矛盾之处却被忽略,在梅兰特·埃迪和唐纳德·约翰逊的《基因蓝图:解开进化之谜》(Blueprints:Solving the Mystery of Evolution)一书中,他们轻描淡写地说:“虽然人类与黑猩猩和大猩猩外貌上完全不一样,但这些相异都是表面的,在那些重要的地方棗它们的基因棗三类动物有99%相同。”而“那些重要的地方”只是他们哲学推论的产品。
因为达尔文主义者的基本假设是生物之间的关系代表同源进化的关系,他们认为分子结构的相似乃是证明“进化的事实”。他们也认为各分类学家所推论而得的结果,是达尔文主义所预料的,在这些错误的大前提下,这些人与猿之间有99%的分子结构相同,成为证明其理论的关键。
这是一种根本误解,达尔文并没有发明或改变分类学,他的贡献是以唯物主义的机制来解释生物多样性的来源。他认为,分类学者所认定的类族之间的差异是客观存在的,而非如图书馆用作分类书目的主观性系统。达尔文理论面世之前,分类学者已注意到人与猿猴外貌上有很多相似之处,因此相信创造论的林耐这位分类学的鼻祖肯定地将人类与猿猴放在灵长类之中,这些基因上的相同其实是证实了林耐的学说,而不是达尔文的学说。它告诉我们,猿猴与人类在某些地方有显著的相同处,好像他们在其他方面有显著的相异处,但是基因结构并没有解释这些相同或相异从何而来。
分子生物的证据说明一件事实:大自然中的生物类别是彼此隔离的,其间并无仍然存在的过渡生物。在多种生物体内的蛋白质,细胞色素C是一个备受注意的研究对象。有一个参考图案列出细菌的细胞色素C与其他包括哺乳动物的复杂生物,如飞鸟、爬虫、两栖类、鱼类、昆虫,及果类植物的细胞色素C的氨基酸排列的比较:细菌与兔、龟、企鹅、鲤鱼、螺旋虫比较有64%左右的差异,与向日葵比较大概有69%的差异,但是单与动物包括昆虫和人比较,却只有64%?/FONT>66%的差异。
根据细胞色素C的研究,芝麻、蚕与细菌之间的差异,可同人与细菌的差异相提并论,其实每一类的植物和动物与细菌中的细胞色素C,都有相同的分子距离,在这些多细胞生物与单细胞生物之“间”,不能找到生存的中间生物,要是巨分子现在的氨基酸排列,是由一种简单的祖先分子慢慢进化而来,那么在生物之间应有过渡性的中间分子,但是比较现在生物的巨分子,却无法判断这些中间分子究竟是否存在。
其他分子证据指出前所未见的重要分类上的结构:一位名叫沃斯的生物化学家曾研究生物体内的核酸中的碱基排列,这些核酸在细胞中的蛋白质制作过程中是一个重要的媒介,在他的理论发表之前,生物细胞构造学已将生物分成两大类:真核细胞生物(eukaryotes,如动植物)和原核细胞生物(prokaryotes,如细菌类),后者没有真正的细胞核,前者的细胞核有核膜包围。沃斯发现在原核细胞生物中也分成两大类,它们彼此之间的差异与原核细胞和真核细胞之间的差异一样大。
这种发现将生物界按照细胞结构的标准,分为三大类:沃斯称普遍公认的原核细胞为真细菌(eubacteria),称自己所发现的细菌为古细菌(archaebacteria),
这些古细菌都在极端的环境下生长:一种缺氧细菌能制造甲烷,另一种生长在盐分极高的环境差不多是在这种环境下绝无仅有的生物,还有另一种在高温如硫矿温泉的环境中繁殖,沃斯认为这些细菌的生存环境,是地球进化的原始状况,因此称它们为古细菌,暗示它们可能后来进化成为真细菌,但是这两大类之间有重要的基本差别,不能有彼此进化关系,它们之间有分子及其他具体特性上极大的差异,其间并无中间生物。
一些生物化学家认为三个细胞类是从一个相同的祖先进化而来,因为假设一个独立的生命来源多次出现会有更大的困难。这个相同的进化祖先,和众多的进化中间生物,都是理论构想的产物,对一个达尔文主义者来说,这些假想的产品都是逻辑上必须有但事实上却没有任何实验的证明。
这使我们想到这一章开始时所提及的第二个问题:达尔文主义坚持自然选择作用具有重大的创造力,使最微小的有利突变在繁殖中的生物群体内广泛传布,因为这些突变的累积,引致如同翅膀和眼睛的复杂新构造的进化。上文已提及,一般认为有创造性的自然选择缺乏实验性的支持,而且化石在证据上刚好是这理论的反证。分子生物学的证据使人更加怀疑这个学说,因为生物与生物之间有相当的遗传距离。
假想以一个哺乳动物的进化过程为例,当它从爬虫祖宗分化发展以后,加上很多其他分化的进化,其中一个方向是向海洋发展,经过一些难以想象的适应,变为一条鲸鱼,另一个方向是向树梢和洞穴发展,按部就班地学习飞翔,还要发展一套像“声纳”性质的导航本领,取代视觉。这两个方向的经历和最后的形象是多么不同,但对细胞色素C的发展速率却似乎全无影响,因为根据现代鲸鱼与蝙蝠中的同源分子,与现代如蛇类爬虫分子的比较,它们有大致相同的变化程度。但是蛇类是从一个与哺乳类完全不同的方向进化而来的。下文我们会解释为何这种奇异的现象被称为“分子时钟”(molecular clock)。
究竟这种巧合现象是如何产生的?可能因为分子进化的速率独立于表型进化的速率,且不受自然选择的影响;换言之,如果分子以时钟般的速率进化,那一定是一种常规突变的产物,不太受那些导致表型的剧变及长期稳定的环境因素的影响。这就是木村资生(Motoo Kimura)所提倡的分子中性突变的理论。
许多达尔文主义者起初觉得这套理论不可信。突变总是发生在个别生物身上,靠自然选择的作用传播到一个繁殖的群体中。一个中性的突变,原则上不会增加生物的繁殖功能,怎么发展成为整个族群的特点呢?而且在生物体内分子的生化构造的改变,又如何能不影响生物的适应性呢?
中性突变理论者有他们的答案:他们认为很多分子上的变异没有改变生物的生理,比如生物体内有很多多余的脱氧核糖核酸,并不构成蛋白质,而DNA语言中含有同义字,说明不同的排列表达相同的“信息”。在没有影响生物外貌的功用的情况下,没有人会认为自然选择可以影响分子进化的方向。
中性突变机缘巧合地发生,而且遗传给后代。一种突变经过长期的基因漂移(在碰巧的情况下得以生存),成为族群的特性,由于缺乏特殊的环境,中性突变理论预料,在现代生物族群中有高度的异合性(heteozygosity,即生物基因中两种不同形态的并存),自然选择会淘汰不适合生存的生物,中性突变和进化原则上不会淘汰任何种类,在现代生物的族群中,异合性的程度比自然选择作用所容许的范围更高。
木村资生承认他的理论的成立,有赖于过去的突变速率、族群大小及自然选择的假设。这些假设都不能用客观的方法印证,尽管逻辑上是圆通的。然而,当他认为一个“功用上”的遗传异态是否被淘汰,乃是根据它有无影响生物生存和繁殖的能力,他的理论根基就被极大地摇动了。他说:
中性理论……并非假设中性的基因没有功用,只是假设不同的基因可能对生物本身的生存和繁殖都有相等的效果……有些对中性理论的批评是根据“自然选择”的一个错误定义。这个名词应以纯正的达尔文思想来应用:自然选择必须以个别生物的生存和繁殖本能来实现其作用。两种不同的分子形态可测知的功能性差异并非这作用的证据,因为这作用只能用生存能力和繁殖能力来衡量。
他的论调不过是想挽救那将被推翻的自然选择的又一个尝试,企图以同义反复替自然选择作用重新下定义。如果说,“适者”只能以生存的本能和繁殖的成功来鉴定,那么,中性进化和选择进化并无实质的区别,因为两种论调都是要解释“适者生存”的机制,“适者”就是“生存”的族群。
中性进化论者也能解释中性分子进化能与生物表型适应环境的进化共存。因为分子的突变率太高,其中应不乏少部分对生物有利的突变被自然选择采纳,用于生成复杂的能适应环境的构造。根据这个不能被证实的假设:就算大部分的分子突变是中性的,生物的表型仍可按自然选择来进化。木村资生还强调自然选择作用在中性理论中扮演重要的园丁角色。不少证据支持自然选择作用在分子架构上的主要功能乃是防止改变,因为在无重要生理作用的分子的行列发现较多的异态,但在关键生理功用的分子排列上的异态却较少。
不管中性理论在其他方面有什么影响,这些分子生物证据,并没有为自然选择的假设带来它所急切需要的印证。自然选择作用只能以同义反复的方法,,或与客观现实全无关系的推论,来解释建造复杂构造的机制。在大自然中可观察到的自然选择作用,只能在一个生物所容许的范围中,导致少量的异态,而且还明显地保存这范围的限制。达尔文主义所提倡的创造性的自然选择作用仍然缺乏实验上的证据。
中性进化和和选择进化的争论不需要任何结论,因为双方各从不同的数据中获益。双方都接受达尔文的理论:自然选择作用影响生物的表型,但是漫无目的的遗传基因的突变乃是进化的原料。中性理论的面世,并非要向达尔文主义挑战,而是以一种幻想力来解释与传统理论冲突的证据。它不仅没有攻击达尔文的理论,还增强了达尔文主义的解释能力。
时钟速率样式的中性突变理论,是测量巨分子进化情况的一个有力工具。如果我们假设现代一切的生物都是源于同一祖先,其间一连串的过渡中间生物都已灭亡,那么我们可以估计任何两种生物何时从同一祖先分化,因为这些同僚的巨分子之中的突变速率都是大致固定的,所以这“分子时钟”只需按照每一种生物和它假想中的进化祖先在化石中的年龄来调整。在其他生物中的类似分子大致也是按照相同的速率进化,那么生物化学家可以从两种生物的分子排列的比较,来衡量它们何时从假想的祖先分化进化而来。
这“分子时钟”被加州大学柏克莱分校的艾兰·威尔逊和文森特·萨里奇用来改变人类的进化历史。人类学者根据化石的证据推论人与猿的分化至少在1500万年前就已开始,但是分子的证据却支持500?/FONT>1000万年的数字,大部分学者根据分子生物学的研究接受人与猿是在700万年前从同一祖先分化进化而来。最近威尔逊还根据只从母系遗传的线粒体的脱氧核糖核酸碱基排列来衡量人类的进化,结论是全人类都是在20万年前从非洲一个女人进化而来。人类学者却不接受这结论,因为他们相信在非洲以外发现的直立人化石与现代人仍有关系。在人类的进化问题上化石学者与分子生物学家还在争论谁是谁非。
达尔文主义者常常引用“分子时钟”作为证明“进化乃事实”的决定性证据。这一理论可以唬住那些不从事科学研究的人:它有着冷峻的技术性的外貌,像魔术般地运作,能提供似乎很精确的数字;它来自于一个全新的科学分支,达尔文和创立新达尔文主义的人都未曾知悉,而科学家都说它能独立地证实他们告诉我们的那些东西。“高技术”的号召力使人注意不到这个“分子时钟”理论早已“假设”了它所要证明的“理论”:即一切生物都有一个共同祖先。
其实分子生物证据是分类学证据的改写,分子生物关系大致上(但并非全面性地)与表型生物关系协调。分子生物学所推测的进化分化年龄与化石证据中生物首次出现的估计大致相符。【注二:在本章中我只接受中性理论和分子时钟的表面论调,但是我要在此处声明这些立场正在受到各方面的挑战,在罗杰尔·卢因最近出版的一篇评论中有以下的说法:“根据进化历史中突变的固定积累率来估计新品种产生的时间,这个理论正在受到严重的抨击。”根据自然选择的立场来看,它们却是不够固定,艾兰·威尔逊如此说:“很多用数学模型来衡量进化过程的生物学家已渐渐相信,分子进化过程之中所积累的突变不是中性的,他们认为分子进化不是按照固定的速率,而可能是长期的不变中加上突然的剧变,如果这理论是对的,如何解释分子时钟的过程,将是一个日渐增大的挑战。”所以我们现在所能作的结论,乃是生物之间分子结构的比较,大致上与外表特征的比较相符,这些生物之间的关系,可能是由可变或恒定速率的进化而来。】生物外表特征和分子特征,都可能说是从一个假想的进化祖先发展变异而来,如果这进化祖先是存在的话。
对一个达尔文主义者来说,上述立场不单是支持进化论的证据。它就是进化论,因为达尔文主义者相信,一切生物之间的关系都是进化的关系。根据这种假设,他们需要引申其他理论,包括自然选择作用的创造能力,使简单的生物祖先进化成为复杂的后裔。基于这种逻辑系统,达尔文主义者认为,凡是不相信在缓慢的自然作用下,从无核细胞进化到人类的科学理论的人,都是科学精神的叛徒。
要是分子的变异是唯一需要达尔文主义解释的问题,那么中性突变的理论仍可用来描述分子之间的关系。但是最难的是这些分子需要在分子体内运作,这些生物也要像分子进化一样从祖先进化而来。这些进化的共同祖先核过渡的中间生物,至今仍不过是存在于假想的领域中,经过成年累月的寻索,在化石中仍然没有找到。
更为重要的是科学仍不能以自然的机制来解释达尔文理论的重要假设棗生物由简单进化为较复杂的形态和功用。一套只能解释生物变异,而不能增加生物重要功能的理论,不足以解开生物进化之谜棗生物巨分子之来由,和一个单细胞如何演变成为复杂的动物或植物。其实分子生物学的发现,更增添了生物构造的奥秘:分子本身也属于一套需要各部分互相协调方能运转的复杂机器的一部分。譬如红血素本身有那么复杂的构造和功用,使人有时用“分子肺脏”来形容它。在每一层面的复杂性增加之后,使用突变和自然选择来解释生物构造的进化的尝试更显得困难。
因此,分子生物的证据并没有支持所有生物祖先相同的假设,也没有证实达尔文理论的准确性。其实还没有人以分子生物的证据来检验达尔文主义。正如对其他的证据的处理方法一样,达尔文主义者顺着他们先入为主的大前提,只企图在一切研讨之前,寻找支持他们理论的证据,而真正的科学问题棗如果没有达尔文主义的大前提,分子生物证据是否能够证实达尔文的理论棗却从未受人注意。
在本章中我们论及生物体内最基本的巨分子:蛋白质和核酸的异同。还未解决的问题是:究竟这些复杂的构造从何而来?下文我们要讨论一下生命的来源问题。
第八章 前生物进化
詹腓力
当联邦最高法院取消了路易斯安那州给予科学创造论平等待遇的法案时,大法官安东尼·斯凯利亚不同意法院多数法官的决定。他认为“路易斯安那州的居民,包括基督教的原教旨主义者,应该有权在他们学校提出任何对进化论不利的科学证据”。古尔德对这话觉得诧异,为什么一位像斯凯利亚这样的饱学之士(该法官曾在数所有名的大学任过教职),居然会有原教旨主义者掌握对进化论不利的科学证据这样的荒谬想法。于是古尔德就在斯凯利亚法官撰写的意见中寻找解释,结果他觉得答案是因为这位法官认为进化论是关乎生命来源的一套理论。
古尔德后来写了一篇文章要更正“斯凯利亚法官的误解”,试图澄清此事。他说:“进化论不是研究生命最终极的来源,不是得知生命最深奥意义的途径。”探讨生命最初是怎样在地球上出现的,这是其他科学的任务,因为进化论只研究生命产生之后的变化。这位法官不明白进化论在研究对象方面的严格限定,所以才会产生误解,以为对进化论可能有任何合乎理性的异议。
其实,斯凯利亚法官用“进化”一词,是与科学家的用法一致的棗不但包括生物进化,也包括“前生物进化”或“化学进化”,这个理论是要试图解释生命如何从无生命的化学元素进化而来。生物进化只是宏大的自然演进过程的一部分,后者要解释从宇宙大爆炸以来的一切东西的来源,然而却不容许造物主在其中扮演任何角色。如果达尔文主义者要把造物主拒于千里之外,他们必须对生命来源有自然主义的解释。
对“前生物进化”的臆测,在《物种起源》问世不久,就开始由达尔文的德国支持者恩斯特·海克尔首先开河。但达尔文自己也于1871年在这方面作了一些贡献。他在一封信上说:
常有人说目前地球上早就具备了当初产生头一个生物的条件。假如(啊!多么不肯定的假如!)我们能想象在某一个温暖的小湖中,具有各式各样的氨、磷酸盐类、光线、热能、电能等等,一种蛋白质化合物得以形成,并经历种种复杂的变化。这种物质如在今天产生的话,它会立刻被破坏或被吸收。然而,在当时生物还没有出现之前却不会这样。
罗伯特·夏皮罗在1986年著的书中注意到达尔文上面这段似乎不经意的说法,“竟然与今天的知识相当符合,如果不是因为他有远见,就是说明多年来生命来源的研究没有什么进步”。25年前,“前生物进化”的研究似乎骤然就要看到一项惊人的成就,但今天这学问恐怕不比达尔文在世时进步多少。
要解释当初生命如何开始,最基本的难题是生物的结构太复杂了。仅从理论上说,除非生物已经存在,而且能够繁殖,不然达尔文式的选择毫无设计的功能。达尔文的信徒可想象一个变异了的啮齿动物(rodent)会在脚趾之间产生了网状组织,因而在适者生存的原则上取得优势,这特征在一群动物中遗传下去。加上继续的变异后,也许最后产生了会飞翔的有翼动物。然而这想法要全靠这啮齿动物必须繁殖后代,来继承变异后的特征。但是化学元素却不会产生后代,因此必须要有化学作用来让“繁殖”与“选择”发挥其功能。
50年代的早期,当斯坦利·米勒还在芝加哥大学教授哈罗德·尤里手下做研究生时,化学进化论这项研究达到最高的成果。在一些模拟地球早年状况的气体中,米勒用电流产生火花而得到分量极少的两种氨基酸。因为蛋白质是由氨基酸组成,所以后者有时被称为生命的建筑原料。在以后的实验中,化学家用米勒和尤里的实验模式得到了其他氨基酸以及更复杂的化合物。因此某些乐观的人士就下结论说,建造生命需要的化学元素,在地球早期就已大量存在了。
原来早在20年代时,俄国科学家亚历山大·奥巴林及英国科学家霍尔丹等人已经推出一套关于化学进化的学说,而米勒及其老师尤里所做的实验“部分地”证实了该理论。奥巴林及霍尔丹的理论模式首先假定地球早年的大气层中有一种完全是“还原性”的气体,诸如甲烷、氢、及氨,但很少或甚至毫无氧气。其次,他们推论,地球上的能量,譬如像米勒所用的电火花,可能使那些气体互相作用成为生命所必需的有机化合物。然后,霍尔丹说:“这些化合物积累起来,直到当年原始海洋变成如同热烘烘但浓度不算高的汤羹。”这些词句经常出现在这种科学“传说”和一般公众展览中,成为早期地球生命的源头。最后,这个理论最重要的也是最神秘的一点,是生命就莫名其妙地从原始汤羹中变化出来了。
上述米勒和尤里实验的有限度的成功后,不久就是科学界庆祝达尔文《物种起源》出版100周年纪念的1959年,这时真是新达尔文主义以为可标榜凯旋的高潮期,同时也是原子能最受尊崇的时期,人们以为一切奥秘都可用科学研究来解释。当年的乐观气氛让人以为在实验室里已创造了生命,几乎好像电影《科学怪人》的弗朗肯斯坦医生所用的方法一样!然而,到了80年代,专家们开始用怀疑的眼光来检讨奥巴林和霍尔丹的化学进化理论的每一项细节。
地球化学家今天让我们知道,地球早年的气层可能并非具有像米勒实验中所模拟的纯粹“还原性”的气体。就算在最理想的实验状况中,有些生命构造必需的化合物都无法产生。令人最气馁的批判来自一些化学家,他们指出地球初期产生的有机化合物会继续被毁坏而不能用来“建造”生命,这简直等于把原始汤羹弄糟了!严格来说,原始汤羹可能根本没有存在过;既然如此,则在还原性气体中通过电火花制成微量的氨基酸,与生命来源是风马牛不相及的事。
虽然上述说法对米勒、尤里实验的评价不高,我目前暂时不理会这点,免得在讨论问题主要上分心。退一万步来说,就算早期地球上具有生命构造所必需的化合物,我们还是面对死路一条,因为我们没有理由相信在原始汤羹中互碰互撞的化合物会有产生生命的趋向。虽然今天用高明的科技可以复制生命系统中的某些部分,但科学家用尽他们的智慧尚且不能直接从氨基酸及糖类制造出细胞来,那么当年还没有科学家智慧的时候,怎能施出这样的招术呢?
最简单又能独立生存的生物是单细胞细菌,可说是一种最小型的、极其复杂的结构,最具尖端科技的太空船与活细胞相比,只显出太空船的粗糙。就算我们看比细菌简单不知多少万倍的东西(例如核酸),假定它可以开始达尔文式的进化,就算可能经过了数以亿年计算的光阴,借偶然机遇组成构造的概率,实在低得荒谬无比。
在此我不必举出实际的数字,因为指数对一般读者来说是太难以想象的。我且用英国天文学家弗雷德·霍伊尔说过的比喻来逼真地指出其概率低小的程度。他说生命从原始汤羹中自然而然形成的机会,好比“一阵旋风吹到一片充满各种破铜烂铁的废物堆之后,突然组成了一架波音747飞机”。全靠偶然机遇来制造任何东西,简直就是自然主义者描述的“神迹”。
其实达尔文主义者不是必须用科学来解释这神迹,因为当他们进入最大困境时可以施出哲学辩论的招术。显然,生命是存在的,如果自然主义式的过程是唯一可接受的解释,任何难题迟早可以迎刃而解。任何人只要用信心作为观点,最气馁的情况可以转化成为最有利的武器。举例来说,生命似乎在40亿年前就已以细胞方式出现,也许地球一冷却,细胞生命就存在。换句话说,在自然主义论调中可以自己复制的化合物,及以后进化成复杂的细胞结构,必须在地质年代极短暂的时期内形成。像天文学家卡尔·萨根就不会被短少有限的时日所困扰,他认为宇宙中其他像地球的行星必定也有生物进化。他的理由是:既然地球上早就有生物,那么生命从无机物进化而来,必是轻而易举的事。
然而可能还是有人并非如此轻易满足于这种说法。于是就有学者利用宇宙学的“人类原则”来遮掩低得无比的概率。这原理先把宇宙的观察者棗人类棗作为出发点。这些学者认为当初生命进化的条件若不具备,我们人类今天就不会存在来谈论这题目。他们认为人类知识还是有限,因此觉得生命进化而来的概率太低,但我们无法确定到底有多少宇宙。在无限多的宇宙中,最低概率的事情至少会发生过一次,而我们刚好在无穷宇宙中的某一个角落,这里就刚好具备了生命自然而然进化而来的充足条件。
查理·道金斯可说是具有达尔文的本领棗善于把对自己不利之点变成对自己有价值的东西,他甚至诡辩地宣称生命自然进化虽然概率极低,但这对他们自然主义的信念是有利的。他认为人类的思想特点刚好需要一项如同“神迹”的理论,因为“进化的过程使人类的头脑有主观性的意念,会想到概率之低微。这特别适合年龄不超过100年的动物。”
科学家不能在实验室中仿制生命自然而然发生的过程,这使道金斯觉得大受鼓舞。科学家同样无法仿制生物的广进化棗从低等生物进化到高等生物。如果制造生命是轻而易举的事,自然界必已不断地重演生命从无到有进化而来的过程,在别的行星亦必定如此。既然事实并非如此,从理论上可预期在实验室仿制是很困难的。
【注一:如果读者怀疑道金斯这套诡辩不是真的,读者也许是对的。因为他在书中对那段话做了如下结论:“我说了这么多,最后还得承认,假如化学家在实验室中创造了自然而来的生命,我并不会觉得不安,到底我们仍很难精密地计算生命自然进化而来的概率。”】
既然有人需要用上述的诡辩来说服别人,可见研究生命来源的实验必定是差得一塌糊涂!那些仍然忠于科学方法来研究这题目,而并不依赖强词夺理方式的学者,必须寻找生物遗传系统尚未产生之前的进化过程。今天生物必须具有的是三种互相牵连的物质:脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)及蛋白质。脱氧核糖核酸是用来积存遗传信息,及传递信息给核糖核酸,核糖核酸则负责管理蛋白质的合成,蛋白质执行细胞中的化学作用。一套生命自然进化的理论必须假定当初只有三种物质中一种的存在及繁殖。那最先出现的是脱氧核糖核酸,核糖核酸,还是蛋白质呢?而最先出现的分子在另两种缺位的情况下又怎样运作和进化呢?
这些问题构成了今天研究生命来源的主题,而目前有数种不同的理论要争取人们的注意。我在此只很简单地描述几项较领先的理论,因为很多其他的书已详述这类研究,而大家都公认并没有任何一个理论具有充分的实验证据。
有一段时期最流行的学说是所谓“裸基因”,或称为“先有核糖核酸”理论。
换句话说,就是核糖核酸不知怎的就照本身的构造而衍生自己,以后再演化成为最简单的生物。核糖核酸受推崇被放在这地位上,是因为它不但能够具有遗传的信息,而且还有点像蛋白质似的,有触媒(catalyst)的功能。在这种构想下,核糖核酸也许开始了最原始生命的进化,最后还形成了脱氧核糖核酸及蛋白质。
当然,能够想象或构想一个理论,与可能用实验证明出来,还有天壤之别!从本书前面几章我们知道:就算经过了几十亿年,达尔文式的选择功能并没有足够力量,可以使一个分子或一个细胞演变成以后数以万计的复杂植物动物。虽然一般研究生命来源的化学家,对生物进化的达尔文主义深信不疑,但是,他们也深知,早年地球上核糖核酸靠自己繁殖形成的学说是充满疑难的。在1989年的《自然》周刊上,一位学者G.F.乔伊斯写了一篇很长的论文,来讨论这学说的层层困难。他的结论是“RNA可能在生命开始前就已产生之说,其说服力并不强。因为它很难在初期地球上大量地自然形成。”像其他曾经被认为有前途的学说一样,“先有核糖核酸”的理论无法在详细察验下立足。
乔伊斯认为,核糖核酸是在某一种较简单的遗传系统下进化而来,而这系统今天已不存在。在一本有趣的书,名叫《生命来源的七项线索》(Seven Clues to the Origin of Life)中,凯恩斯検访芩固岢隽艘桓龈挥邢胂罅Φ囊饧K淙谎涤械愎忠欤故侨衔ね恋慕峋逵心持中灾剩梢宰魑谢吧淼摹翱笪锷薄8荽锒闹饕宓纳柘耄匀谎≡窕崞切┬式细叩酿ね粮粗莆铮蚨崖菲毯茫糜谢衔镒詈舐⒍狭巳恳糯案粗频墓δ埽灾侣荼湮跗诘纳?/P>
对我来说,以矿石作为原始生命的来源,很富想象力,但这学说毫无任何实验性的证据。德国生物化学家克劳斯·多斯说过:“对于每天面对实验事实的生物化学家及分子生物学家来说,这矿土为生命来源的理论,是不可思议的。”平常,这样的话早就可以成为唾弃这理论的理由,然而很多科学家仍认真地考虑这个学说,是因为没有别的更好的理论可以代替!
其他还有诸如“先有蛋白质”的想法,曾经一度失势,但现在又好像卷土重来,因为“先有核糖核酸”的说法遭到了太多的批判。的确,没有实验证据支持任何一种理论,反而为毫无限制的臆测打开了大门( 只是创造论却不被考虑)。在1988年的一篇对各种生命来源学说的评论中,多斯的结论是“目前每一项这类的学说,不管理论或实验,若不是不得要领,就是显示我们的无知。”上述乔伊斯1989年的长篇论文在作总结时,提到研究生命来源的科学家,已经习惯于接受“没有意义的实验结果”,与非常刻骨铭心的挫折感!
既然在实验上取得成果的前途不佳,有些科学家干脆就从计算机模拟方式下手,以免碰到实验性的障碍。1990年在《科学》杂志的一篇文章提到“自然而然的自身组合”,是根据一项前提:非常复杂的有动力性的系统,就算完全没有任何选择的压力,照样可以变成井井有条的状况。看起来似乎这与热力学第二定律有所抵触,因为这个定律说明万物都越变越乱,就是所谓“熵”(entropy)
的数值越来越高。但是因为地球不断向太阳支取能源,所以热力学定律还可让自身组合的现象产生。举例来说,在自然界就经常看到深具结构性的雪花或矿物晶体。况且,一般科学家已经假定生命是自生自发而来,以后不断进化到更复杂的结构。果真如此,那么万物当然需要具有自发性的自我组合能力了。
运用这种假设,科学家可以设计一些电脑模式来模拟生命起源及其进化。至于这模式与现实有何关联,倒完全是另外一个问题了。根据《科学》杂志上乔伊斯教授的看法,“提倡自我组合学说的人,都承认其理论只是建筑在抽象的数学原理及新颖的电脑模式上,而不是基于经验性的资料及实验结果上。他们这种研究,要说服主流的生物学家,还有一段漫长的距离。”
把无法解决的项目假定成为事实,是逃避难题的一个方法;另一个方法是把难题推移到太空去!举世闻名的科学家弗朗西斯·克里克这位脱氧核糖核酸构造的发现人之一,就干脆采用这策略。他非常了解细胞生命惊人的复杂结构,也深深知道,从地球开始形成到现在,很难有足够的时间让无机物进化成生物。因此他就猜想,在别的行星上可能有较适宜的条件促成化学进化。
这策略免不了引起另一个难题:生命如何从别的行星运载到地球来?他与一位同事勒斯利·奥格尔合写了一篇论文,以后又自己出版了一本专书,来提倡一个叫做“有方向的泛生源论”的理论。他的想法是,在别的行星上,有一个超文明的民族,深恐他们自己会灭种,就用太空船把最简单的初期生物运送到地球上来。因为离开地球太远,这些有高度智慧的民族无法亲自前来,所以只能运送类似细菌的生物来。因为后者有强韧的生存力量,所以并没有在无情的太空旅途及环境中消灭掉。
这泛生源论有什么科学证据呢?克里克的书上说,如果他的理论是对的,世上的细菌细胞应该突然出现,而不会有任何比这些生物更简单形式的前身。另外,我们也会预料地上最早期的生物只是稍有相似关系而已,其实是应该非常殊异分明的。因为这生物的前身只存在于原来出发地的行星上,所以地球上找不到它们的更简单的祖先。克里克认为地球上的情况正是如此:古细菌(archaebacteria)与真细菌(eubacteria)非常不同,不可能在地球上有限的时间从同一祖先进化而来。然而它们却有共同的遗传系统,所以势必有一个祖先在别的星球上。任何想讥笑这理论的人应该三思而后行,因为克里克学说中看不见的外星人,其实不次于世上达尔文主义者要搬弄出来的生物祖先,两者同样是隐然无形的!
克里克最蔑视的就是那些在生命起源这个题目上把功劳归于一位超自然的造物主而不从事科学研究的科学家。可惜他的“有方向的泛生源论”还不是一样?既然外星人无法亲自来到地球,人类照样无法亲自旅行到他们的星球去观察生命的来源。看来以科学方法研究生命来源是毫无前途的,好像上帝认为者只是属于自己的事似的。
像克里克这样有名望的科学家,还得捧出无法查证的外星人来做幌子,恐怕我们非问不可:化学进化是否面临死路一条?尽管实验没有结果,但是很多科学家还有充足的信心认为这个难题在不久的将来会得到解决。我们如果要了解他们为什么会有这么强的信念,就需要考察这个领域中的最基本的思想问题棗科学家看生命的定义到底是什么?
在上述《生命来源的七项线索》一书中,凯恩斯検访芩固嫖颐墙馐痛锒闹饕宥陨淮实睦砟睢K担骸吧墙础保匀谎≡袷墙瘫匦璧淖饔谩I锬康氖恰耙妫赫谀婢持辛舸婧蟠薄R虼嘶Ы鄣娜挝袷且弥ɑ蛩狄胂螅罴虻サ幕г厝绾位ハ嘧楹希绾慰孔抛匀谎≡竦脑蚶淳赫捶敝场T谡夤鄣阒校匀谎≡癫坏嵌陨鱿址⑸饔玫墓δ埽巧ㄒ宓奶卣鳌?/P>
如果生命的定义是“借自然选择而进化的物质”,当然科学家会满有信心也有理由预期最后总会有进化方式的解释。如果达尔文在1859年解释了复杂多样的生物如何从最简单的单细胞进化而来,那么日新月异的科学更能探讨最原始生命的来源。可是,万一达尔文错了,万一自然选择并没有达尔文主义者想象的超越的创造力量,那么化学进化论者的努力必定徒然,正像中古时期的炼丹术士要把铅变成金一样!
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我们印象最深刻的是生物有其内在的灵巧,看起来好像是全部被设计而来,好像是有目的……一个最明显的特色,乃是我们能想象的最简单的生物,与地球当初能形成的物质,两者之间有天壤之别……最麻烦的是生物运作时,没有复杂的功能就无法生存。
凯恩斯検访芩挂裁枋錾镆糯畔⑾低橙绾尉哂小靶畔ⅰ保绾未⒋嬖诿恳桓鱿赴耐蜒鹾颂呛怂岬摹巴际楣荨崩铮绾谓枳拧白肌保?/FONT>transcribe)及“转译”(translate)而制造蛋白质。他用的词语与别的作者讨论生命来源时用词相同,差不多每人都强调,生命看起来是被设计的,是有目的的,而最简单的生物细胞就具有无比的复杂构造,必须每一复杂的部分恰好配合,才能使细胞继续生存。他们讨论蛋白质的产生,所用的词语简直就是智慧生命互相沟通时的描述,包括“信息”、“程式”、“语言”、“资讯”、“密码”、“解码”、“图书馆”等等。
为什么不能爽快地考虑一项明显的可能性棗生命是一位有智慧的造物主所创造的?【注二:凯恩斯検访芩沟拇鸢甘撬覆扇《嗍蒲Ъ业钠;痪浠八担源哟锒目迹猿匀涣α康娜魏慰悸嵌即由锝绫磺鹆耍且颜庵帧扒?/FONT>(exorcism)行动延伸到生命来源的领域里”。】科学绝对不会因此而走投无路,因为还有很多的事要做,诸如遗传信息是如何详细地传达,整个生命系统如何运作等等。科学家不会因此失去启发性的研究任务,唯一失去的是以为对自然界能够完全操纵的狂想。他们会面对一项可能性棗在自然界背后,有另外的实在是超越科学的。
然而,他们绝对不肯容纳这可能性。理由是什么,且看以下两章,自有分晓。
第九章 科学的规则
詹腓力
1981年,阿肯色州的立法机关通过了一项法案,要让“科学创造论”与“进化科学”得到同等的待遇。反对这法案的人立刻上诉,要求法院宣告该法案不符合联邦宪法,因而开始了一场并非势均力敌的决斗。
阿肯色州的这项法案出自一些不太精明的行动主义者,他们不知道怎样在他们非常狭隘的原教旨派之外取得同情与支持。结果他们面对的是要维护科学及自由派宗教人士的联合反击,因为后者深怕极端性宗教有太大的影响。这联合阵线不但包括教育家和科学家,也包括美国公民自由联盟,以及令人注目的基督教及犹太教中主要宗派的领袖和团体。
联合阵线也得助于美国最大的一家法律公司中专门从事法庭辩护的律师们。这些专家很精巧地训练科学家和宗教领袖出庭作证,要说服法官同意一件事,就是“科学创造论”是荒谬的,是不值得考虑的。这样正统科学界在这场诉讼中大获全胜。
在法院的判决书中,威廉·奥弗顿法官把作证人的内容综合起来,尤其是用一位相信达尔文主义的科学哲学家迈克尔·鲁斯的见证,来说明“科学”一词的定义,鲜明地否认“科学创造论”为科学。奥弗顿法官一开始就说明科学乃是“科学界所接纳的任何事物”,当然他指的是官方科学界。这个定义本身非常不清楚,但法官继续指出科学的五项基本特征:
是被自然规律引导的;
是用自然规律解释的;
是在经验领域中可以试验的;
它的答案是暂时性的,不一定有终极答案;
它是可以被证伪的(falsifiable)。
根据奥弗顿法官的看法,“科学创造论”不能满足这些标准,因为它要依靠超自然,因此是无法试验的,无法被驳斥推翻,无法靠自然定律来解释的。奥弗顿特别引用了支持“科学创造论”的一位科学家杜昂·吉什的一段话,来说明“科学创造论”其实是非科学的:
我们不知道上帝如何创造,用什么方法创造,因为上帝用的方法在今天自然宇宙不再使用。这就是为什么我们要称上帝的创造为“特创”(Special Creation)。我们无法借科学研究来发现上帝所使用的创造手段。
同时奥弗顿法官愤慨地否认科学创造论者的主张:“相信一位创造者与接受进化论为科学理论,是水火不相容的”,奥弗顿认为这意见“触犯了很多人的宗教观”。
有些科学哲学家感到奥弗顿的定义非常不妥,他们暗示说:鲁斯教授和其他作证的专家这次用哲学的花言巧语就把这位法官迷惑了!这些评论家指出,科学家们很少承认他们的科学信念(包括他们对进化论的信仰)是“暂时性的”,而且很多时候科学家也研究一些自然定律无法解释的现象,万有引力就是一个例子。最后,评论家看到“科学创造论”也有非常具体经验性的主张(诸如地球年龄短少、全球性的洪水、特创论),而主流科学界却认为这些说法已被证实为错误。同一个学说怎能又是错误,又无法“被证为错”呢?
如果说哲学家对法官及鲁斯教授的定义不满意,这定义却使当前科学界雀跃。具有首席地位的《科学》杂志兴奋地把法官的意见全部登载出来,这篇文章把科学家如何看待他们行业的观点作了个总结。当我们讨论科学包括什么和排斥什么的时候,可以以此文章为出发点。
我对那些照圣经字面解释的创造学说不感兴趣,我对创造观念的看法也不像杜昂·吉什那么狭隘。如果有一位万能的造物主,他可能在短短的一周内创造万物,也可能在亿万年的悠长岁月中让生物进化出来。他可能用科学无法知晓的手段来创造,也可能用一些方法,一些经过科学研究而略知一二的方法。
创造最重要的特色不是时间的长短或造物主采用的手段,而是有设计和目的性。宽泛的说,“创造论者”就是相信宇宙(特别是人类)是经设计而有,是具有某种目的而存在的。如果我们把辩论的题目如此拟定,问题就变成:主流科学是否反对自然界是经设计而来,是带有目的性的?如果反对的话,根据是什么呢?
奥弗顿法官被说服,认为广义的“创造”与科学的“进化”并没有冲突。这点他错了,或说他误解了。当进化论生物学家用“进化”一词时,他们并非指一个曾经被超自然的造物主(或可能被造物主)控制的过程。他们明指的是一种自然主义的进化,纯粹是唯物的过程,没有方向,也没有目的。举例来说,辛普森用下面的语言来表达“进化的意义”:
虽然有些细节还待研究澄清,但已经有足够的证据告诉我们,生物界的客观现象是可以用纯粹自然主义来解释的,甚至我们能恰当地用一个被滥用过的名词棗唯物主义来解释。这些现象很容易从生物群类中有别的繁殖增长看出来(这点是现代观念中自然选择原则最重要的因素)。另外,这些现象的产生也是由于遗传过程中偶然机遇的相互作用……人类是一个毫无目的的自然过程的产品,这过程从来就没有把人类的出现当作一个最后的目标[着重号为引者所加]。
科学界在这种论调上有深谋远虑的计划,故意使这观念有点混淆不清,所以我一定要强调,辛普森的观点并非是他专门研究的科学以外的个人观点。相反的,他只是清楚地阐明达尔文主义对“进化论”的定义而已。同样的论调在无数书报文章中表达出来,就算不是很直接明显的表达,其含义也是无处不被透露的。我们千万不要误解:在达尔文主义的观点,也就是主流科学界的官方观点中,上帝在进化中是毫无作用的。
【注一:辛普森的《进化论的意义》一书的第二章澄清了自然主义与无神论的关系。科学的自然主义并不一定反对“上帝的存在”,只要把上帝定义为一位高不可达的“初因”(First Cause),却不可把上帝当作一位在自然界及人类历史中运行的造物主。辛普森说:“在生命来源,人类出现,或任何宇宙的悠长历史中,我们不必,也不应该主张有一种非物质的事物介入影响作用。然而,宇宙的来源及其历史的促成因素原理,我们无从了解,科学也无能为助。这就是神学及哲学所寻找的隐藏的‘初因’。在我看来‘初因’使人类永远无法知道的。如果我们觉得有心愿,尽管可以用我们的方式膜拜它,但我们却对它毫不理解。”】
“有神进化论”或“神导进化论”被达尔文主义者完全排斥,因为他们把科学与一套称为“自然主义”的哲学观点连在一起。【注二:在文章书报上有不同的名词用来代表我称之为“科学自然主义”的哲学观点。在本书中,下面的各词却是同义的:科学自然主义、进化自然主义、科学唯物主义、科学主义。所有这些名词都表明,科学研究是唯一可以到达知识的途径,或至少是最靠得住的途径。只有自然现象或物质现象才是真实的;科学不能研究的东西,就等于没有真实性可言。】自然主义认为,自然界是一个完全由物质因果关系支配的封闭系统,不受任何“外来”非物质因素的干涉。虽然自然主义并不明目张胆地否认神的存在,但却否认一位超自然的主宰会影响任何自然事件(例如进化过程),也否认它可以与我们这些自然界生物有任何的沟通来往。科学自然主义有同样的看法,它的大前提可以简述如下:仅仅研究自然现象的科学方法,是唯一可靠的知识来源,换句话说,一位没有什么作用的上帝,就是我们无法可靠地认识的上帝,实在毫不重要。
自然主义不是达尔文主义者可有可无的东西,因为他们整个科学系统就是以它为基础。我们已经看到,要说达尔文主义的进化能创作崭新的生物种类,或曾经创作新的种类,基本上毫无证据可言。达尔文主义者认为变异及选择的功能可以产生翅膀、眼睛或头脑,不是因为有任何可以观察到的证据,而是因为引导他们的哲学不允许有任何其他的能力来成就这一切。因此,达尔文主义最基本的出发点是:宇宙中没有造物主。
奥弗顿法官对科学定义的头两点阐明科学委身于自然主义,其他三点则表达科学效忠于经验主义。一个优秀的经验主义者坚持他的结论必须建造在观察与实验的基础上,如果没有这类证据作为支持,即使最珍爱的理论,也必须抛弃。有时自然主义与经验主义被误认为是同一样东西,其实是大不相同的。在达尔文主义领域中,科学的这两项基本原则是冲突的,互不相容的。
冲突的起因,是达尔文主义的进化所带来的“创造”,与上帝的超自然创造一样,是无从观察的。当然,自然选择的功用的确存在,但没有人能拿出任何证据来证明可以成就达尔文主义者标榜它能成就的千变万化的功能。不管“进化”到底如何发生过,整套化石记录作证,它绝不是达尔文主义者所想象的渐进式的使生物种类繁殖产生的过程。在某个族类中细微的修饰变更上,达尔文主义还算符合经验主义的理论。至于解释复杂的生物如何从最原始的东西演变而来,达尔文主义只不过是空谈而已。
如果经验主义有无上的价值,达尔文主义很久以前就该专心限于“微进化”的研究,但这种研究却丝毫不会产生任何在神学或哲学上重要的影响。当然,这种自限,不表示就等于接受创造论(就算是最宽泛的创造论)。而这种自限却暗示,科学界在1859年以后产生了过分冲动的热忱,以为已经解决整个自然界的奥秘,没有想到只是略知皮毛而已。如果达尔文主义者接受经验主义的重要性,他们仍然可以寄望以后有一天能用自然主义解释一切,然而如今他们却非承认自己错误不可。
这种勇于认错的态度迟迟仍未出现,因为经验主义到底不是他们最看重的价值。他们不顾一切地要保持自然主义的宇宙观,同时还要保持被标榜为唯一知识来源的“科学”至上的名声。没有达尔文主义,自然主义的科学无法描述自然界万物的产生。操纵及垄断自然主义科学界的达尔文信徒认为在这事上不能让步,否则他们藐视的“假先知”或“江湖郎中”就会趁科学大门大开之际蜂拥而进。
为了防止这大难临头,维护自然主义的人必须排除一切与自己哲学不同的学说,来执行所谓科学研究规条。在此之后,下一步最关键的行动乃是把“科学”提高到与真理同等的地位,而宣告“非科学”等于幻想。然后,他们就可大耍手段,使那些本来就被他们预先排除的学说理论,让人们误认为已被科学驳斥了。既然自然主义的科学家设立了规条,他们可以不用理会那些要求达尔文主义拿出证据来的评论家,因为后者被认为根本“不懂科学的运作”。
在此我并不是暗示自然主义的科学家这样做是故意欺骗。反之,普遍来说。由于他们长久浸淫于自然主义的假定前提中而对他们理论中专断的成分毫不自觉。举例来说,让我们仔细考察以下这段话,引自海因茨·帕格尔斯所写的《理性之梦》棗一本讨论科学推理的书:
[科学实验]方法的能力非常强大,科学家对自然界几乎所有的知识都来自该方法。他们发现,整个宇宙的构造,的确是建筑在我称之为“宇宙密码”(cosmic code)的看不见的普遍性的规律上的,是按一位神明(Demiurge)的蓝图而造成。【注三:该书作者所指的神明,是早期基督教中伪智派(Gnosticism)异端及希腊哲学中的观念。伪智派认为物质是罪恶的,因此上帝不会去创造物质。物质的创造来自一个位低一等的神明,称为Demiurge。伪智派有时甚至认为旧约中的上帝就是这位神明。】这些规律的例子包括量子学说及相对论、化学分子结构及化合的原则。当科学家发现这些密码时,他们其实就是翻译该神明的隐藏信息,以及他创造宇宙的秘诀。没有任何人间智慧能把信息整理得如此有条不紊,有如此奇异的想象力,有时甚至简直就是诡异!这一切必定来自一位自然界以外的智慧者!
……到底上帝就是这信息,或者他写下了信息,或者这信息自己书写,对我们的生命都毫不重要。我们可以安心地抛弃传统的神明观念,因为没有科学证据说明自然世界有一位造物主,没有任何科学证据指出在自然法则背后有一种旨意或一个目的。甚至连地球上的生物现象,虽然好像强烈地显示是有一位造物主所设计的,但这些都能够用进化论来解释。(帕格尔斯在此叫读者考察古尔德和道金斯的书来寻找证据。)总之,我们有了“信息”,却没有发信者。
上面引述的头一段告诉我们,宇宙一切看来好像按计划设计而来,明显到连像帕格尔斯这样的无神论者都注意到,甚至对之礼赞,将造物主称为某种“神明”。然后在第二段却不经意地说,并没有任何科学证据指出造物主的存在。这两段引述的文字是很好的例子,让我们了解自然主义科学家的心态,因为帕格尔斯提出了最具关键性的要点:本来好像是创造主存在的证据,却是一文不值。因为他认为在自然律以外的事物,就算有证据,却是被当作彼此矛盾的。但是反过来说,所谓“进化”的证据(就算仅包括微进化及自然生物的分类学关系),却把“设计”的可能性排除了。自然主义的哲学把帕格尔斯的心思完全控制到这个地步,甚至当他面对及描述智慧设计的证据时,竟然视若无睹。
一般来说,“造物主的旨意”时完全处于自然科学的范畴之外的。更清楚地说,科学并不能告诉我们,在自然定律之外有没有一种超越的旨意或目的。然而,对一个科学自然主义者而言,“超出科学之外”等于是在实在之外。
因此,自然主义的科学家一面可说他们并无意牵涉上帝或宗教的讨论,但一面却毫不犹豫地宣告宇宙是毫无目的的,他们觉得这说法并没有违背良知。别人认为不了解某些奥秘的原因,是科学受限制的缘故,但这却被自然主义者扭曲为现实的限制,他们觉得若在科学领域之外另有实在,是不可思议的。
这种思想的来由,出自科学家惯于用“范式”(paradigm)来指引他们的研究方针。根据研究科学哲学的学者托马斯·库恩的著名模式,科学的进步与古尔德和埃尔德里奇的“间断平衡”进化论相似,库恩的“常规科学”(normal science)经过了一段稳定时期,就被“范式转换”所中断,换言之,一种思考问题的方法取代了另一种。正如其他哲学理论,我认为库恩的模式要小心地应用才行。但不管这模式在描述科学原则时有什么不周到之处,它很清楚地让我们看到达尔文主义的方法论。
库恩最重要的观念就是“范式”,它不仅仅是一种理论或假设,而是一种兼受文化偏见及科学观察所影响的意识形态。根据库恩的看法,“任何时期科学界共同持守的信念,总免不了包涵被个人经验和历史事件所左右的专断的成分在内。”科学家也与常人一样,他们关于现实的观念,受到产生科学“模式”的假设和思想的影响。
当“范式”为多数科学家接受之后,便成为科学研究的全盘操作的方法。这就是说,它决定了要问什么问题和收集什么资料。当“范式”还没有被批判被挑战时,“常规科学”就可以致力于作出理论的和实践的结论,甚至也要解决一些与本身“范式”并不相符的困惑问题。科学于是在这期间大为进步,因为科学家都同意要做的是什么,及应如何进行去作这些研究,他们不会因一些对基本假定的悬疑而受干扰。根据库恩的看法:
我们如果细心察看,就可发现,无论以前或现在的实验室里,“常规科学”好像总要把自然万象装入一个事先塑造好的相当没有伸缩性的箱子里,这箱子是根据当时的“范式”而制成的。这时科学的目标完全不想去发掘新的现象;实际上,那些不能装入该箱子的东西,常常根本不会被注意到。科学家也不想去发明新的理论,他们也常常不能容纳别人发明的理论。因此“常规科学”的研究只不过是要更清晰表达当时“范式”所带来的现象及理论。[着重号为引者所加]。
有些“困惑”越来越难解决,因此慢慢地变成为例外或反常的事物(anomalies)。只要科学研究还能成功地解决其他的问题,这些例外并不威胁当时称霸的“范式”。有时一项可能使人觉得不是很适合的“范式”,却也可以引导一门科学前进。如此经过很悠长的时日,科学家才肯相信,目前“范式”所具备的观念,无法解决一些非常重要的科学难题。然而,照库恩所说的,全盘委身于某一“范式”虽然为科学带来成功,也带来危机:
因为“假定”了科学界知道宇宙是怎么一回事,就促成了科学家花费很多时间从事其“常规科学”的研究。科学事业很多的成功,是因为科学界花很大的代价去维护上述“假定”。“常规科学”经常压抑一些基本的新发现,因为害怕妨碍了它对某些“范式”的忠心。但是,只要对“范式”具有专注的热忱,常规科学的研究必定不让新发现被压抑得太久。
人们最后不得不承认,依照目前的常规范式去作研究,会带来很多棘手的问题。这时危机就出现了,科学研究领域好像显得很混乱而多有困惑。然而再过一段时期,当新的“范式”取代了旧的,常规科学又得以信心百倍地继续前进。
上文提到奥弗顿法官为科学下定义时,引用波普尔的一项原则,就是说科学理论应该可以用科学方法证伪(falsifiability),然而库恩的说法却不完全同意这一点;因为要去试验察看每一项假设或每一项理论,看它是否可以用科学证伪,是不可能的事。每一项假设或理论的背后均有其假定的大前提,库恩称之为“范式”的,就是这些大前提的总和,也就是当时流行的“世界观”(world view)。
“范式”本身并非一项独立的假设,因为如果实验证明不了,假设可以抛弃掉;“范式”是综合性地对宇宙的看法,连那些例外的事物,科学家也通过“范式”的眼睛去观察。根据库恩的说法,例外的事件从来不会推翻一项“范式”,因为维护它的科学家会用尽巧计临时增添新的假设来解释那些例外的证据。一个“范式”会如此称霸科学界,一直到有新的“范式”代替它为止。不然的话,“拒绝一个范式,却没有别的去取代它,就等于拒绝科学”。美国国家科学院在联邦最高法院所援用的针对“消极辩论”(negative argumentation)的规则,就是运用这套逻辑。
当一个新的“范式”成立,不只是能解释以前的例外事物,它甚至造成整个科学界的观点改变,使人觉得本来以为是例外的事物,实际上是不可缺少的、不需解释的“同义反复”,即被认为非如此不可的真理。所以我们不必奇怪,为什么有些著名的科学家会推崇达尔文主义的理论是一种高深莫测的同义反复,或者干脆宣布它是一个不需要经过实验证明、逻辑上不言自明的命题。对他们来说,该主义的学说是“非如此不可”的真理。既然如此,任何对达尔文主义不利的反证,他们都一概不感兴趣。
库恩接着描述一些从实验得来的证据,让我们知道一般人都按照所受的训练去看一切事物;而他们认为不应该出现的,即会视若无睹,连最好的科学家也不例外;反之,因为他们要靠推理来解释那些极其难以观察的事物,他们因此更容易受“范式”影响而产生错误的观念。
库恩又举出另外一些例子,有关天文界能看到的一些现象,一直到哥白尼创导的天文学“范式”巩固之后,才正式地被“观察”到而得到解释。当然,假若库恩用生物进化论作为个案,他一定被定罪为“创造论者”。我们已经在第四章看到,化石记录显示非常广泛持久不变的常态,而达尔文主义者却闭口不提,认为没有发表的价值。这种“坐井观天”的思维不会因科学越来越高明而丧失。反之,因为资助研究的经费越来越受政府的集中控制,科学家只好集中精神从事被眼下“范式”所左右的研究工作。
新的“范式”并不单单对一些科学问题提出不同的答案或不同的解释。新的“范式”会建议问一些完全不同的问题,寻找完全不同的资料。因此,互相冲突的“范式”从某方面说是“没有共同衡量标准的”。就是说,一种“范式”的信从者很难与对方作理解性的沟通。当一项“范式”不止是特殊的科学理论,更是非常广泛的哲学观点时,库恩的“范式”解释更显得真是确凿了。
我再从个人经验中举一个例子,我觉得与一个自然主义的科学家讨论新达尔文主义进化论究竟是否正确,是毫无意义的。我得到的回答多半是:既然新达尔文主义是我们唯一的科学解释,它必定与真理最为接近。自然主义者通常会承认任何理论都可以改善,总有一天我们会对自然进化论有更清楚的了解。反过来说,要追问自然主义进化论本身是真是假,他们会说这是无稽之谈,自然主义进化既是唯一可以构想的对生命的解释,而生命是显然存在的,那么理论当然正确了。
我们很容易看到为什么科学自然主义对科学家而言是一种非常有吸引力的哲学。它让科学几乎完全垄断了知识的生产,担保没有任何重要的问题是科学研究不能解决的。然而我要问的却是:这种哲学观点是否仅为科学家职业的偏见(虽然是可以理解的偏见),抑或是了解自然界最客观的有效方法?有人不断把自然主义进化论渗透到社会的各个角落,使大众成为进化论的信徒,其关键就在于此。
如果科学自然主义要在当代文化中占优势,除了提供物质世界的信息之外,它必须有别的贡献,必须说明自然“创造”故事在精神上及道德上有什么后果。
简言之,进化论必须成为宗教。在以下几章中我们可以看到这是如何完成的。