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两座令人敬仰的高峰

                       两座令人敬仰的高峰

 

在前面的文章《孟德尔之问》中,讲了孟德尔虽做出奠基性贡献,却终身未被学界所承认的故事。

今天,我们就顺着这个话题,再引入另一位伟大的科学家——达尔文,然后,将达尔文和孟德尔结合着讲,通过回忆他们二人在各自领域里的突出贡献,来缅怀两位伟大的科学家。

一 两位超一流大师的擦身而过

19世纪末,恩格斯将进化论、细胞学说、能量转化和守恒定律,列为19世纪自然科学的三大发现。

可是我们都知道,伟大的革命导师恩格斯,是1895年8月5日逝世的。那时候,孟德尔的遗传学说,虽然已经发表了近三十年之久,但还像宝贵的珍珠一样,被深埋于土中,而未能放射出炫目的光彩。

假如,恩格斯能够多活一些年再作总结,那么,19世纪的自然科学三大发现,应该就会被扩充为“四大发现”了!

而且,作为同时代的人,孟德尔,和进化论的发现者达尔文之间,还应该有交集的。

只可惜,历史,居然让两位超一流大师,就这样遗憾地擦身而过了!

1 身处同一时代的两位超一流大师

达尔文,出生于1809年2月12日,逝世于1882年4月19日。而孟德尔,出生于1822年7月20日,逝世于1884年1月6日。

可见,二者就是同时代的人!只不过,达尔文比孟德尔早出生了13年,又早去世了二年而已。

1859年,当50岁的达尔文,发表他的伟大著作《物种起源》的时候,37岁的孟德尔,正在专心致志地做他的豌豆遗传试验。

而7年之后的1866年,当44岁的孟德尔,发表他的伟大著作《植物杂交实验》的时候,57岁的达尔文,却还在为进化论缺少遗传学的有力证据支持,而深深烦恼!

如果历史,能够让二人有缘合作,那么,《植物杂交实验》,就会成为进化论的有力支持证据,这样一来,不仅孟德尔的人生轨迹将会完全改变,就连达尔文的艰难处境,也会大为改善!

然而,非常遗憾的是,历史的真实进程,却偏偏不是这样的!

2 达尔文的处境艰难

达尔文,是1831年——1836年,随贝格尔号军舰做环球考察的。然而,直至23年后的1859年,才发表《物种起源》。

为什么拖了这么久?

这是因为:进化论要挑战的,是当时占绝对统治地位的神学!这个强悍了近两千年的强大对手,足以让达尔文几十年夜不能寐!

正因为因此,在1859年之前,达尔文要用不断的研究、探索、和实验,为《物种起源》的发表做准备;而在1859年之后,达尔文依然要不断的学习、总结、和提高,为守护进化论的阵地而操劳。

下面,就让我们看看在环球考察回来之后,达尔文的奋斗简历:

1837年,达尔文开始写作第一本物种演变笔记。

1838年,通过阅读托马斯·马尔萨斯的著作《人口论》,而获取了“物竞天择,适者生存”的灵感。

1839年~1843年,编纂了五卷本巨著《贝格尔号航行期内的动物志》。

1842~1846年,撰写三卷本著作《贝格尔号航行期内的地质学》。

1844年,撰写未发表的阐述进化论的论文。

1846年~1855年,就藤壶问题进行研究写作。

1855年,开始撰写关于进化论的主要著作。

1858年,伦敦林纳学会宣读达尔文和华莱士的各自关于进化论的论文。

1859年,《物种起源》正式出版!

1860年,在牛津大学,英国科学促进会年会,进行了关于进化问题的大辩论。

1868年,发表了《家养动物和培育植物的变异》。

19世纪70年代,发表了五部关于植物的著作。

1871年,发表了《人类起源和性选择》。

1872年,发表了《人类和动物情感的表达》。

1880年,出版的《植物的运动力》一书中总结了植物向光性的实验。

1881年,发表关于蚯蚓的著作......

透过上面密密麻麻的著作列表,我们不难猜测出达尔文在几十年里的辛劳程度!

以上列出的,还仅仅只是达尔文的著作,并不包括他所做的大量考察、研究和实验工作。例如,达尔文就曾经用花做了十一年的实验,他还认真考察和研究过鸽子、马、狗等多种动物。

特别值得一提的是:上述所有成果,居然还都是在达尔文常年体弱多病的状态下完成的!

据记载,从30岁开始,顽强的达尔文,就倍受疾病的折磨,经常胃疼、恶心、呕吐、心悸、皮肤发炎、口腔溃疡、失眠、头痛。

至于病因,一种流行的说法是,达尔文做环球航行时,在南美,被一种罕见的寄生虫叮咬过,因此,留下了后遗症。

而最新的研究表明,达尔文得的其实是一种当时不知道的疾病——全身性乳糖不耐症。

上述两种说法,哪一种是正确的并不重要。重要的是,这个病,确确实实折磨了达尔文达40年之久!直到晚年,此病才有所好转。

然而,尽管达尔文是如此之勤奋,脚下的路,却一直都是荆棘丛生的!这是因为:

首先,从外部大环境来说,虽然《物种起源》的出版,在欧洲乃至整个世界都引起轰动,它沉重地打击了神权统治的根基。但是,它也触怒了反动教会和数不清的封建御用文人。他们群起攻之,诬蔑达尔文的学说“亵渎圣灵”,触犯“君权神授天理”,有失人类尊严。

其次,从学术角度来讲,因为当时的科学并不是足够发达,支持进化论的证据还不是足够多、足够强,因此,有很多东西,达尔文自身也确实是解释不了的。

例如,进化论的核心是自然选择学说,但是,达尔文却找不到一个合理的遗传机理,来解释自然选择。

他无法说明变异是如何产生,而优势变异又如何能够保存下去。为此,达尔文苦恼终生!

1872年,达尔文就如此写道:“遗传的定律,绝大部分依旧未知!没有人能够说明物种的某些相同特性,为什么有些时候能够遗传?而有些时候却不能?为什么某些孩子,能回复其祖父母、甚至更遥远祖先的某项特征?”

可怜的达尔文,他不知道的是:这些问题,在六年前,就已经被奥地利修道院的一个业余生物学家孟德尔,通过豌豆杂交试验解决了!只是,他无缘运用到这些成果而已!

3 孟德尔的知音难觅

达尔文是否读过孟德尔的文章,史料上并没有明确记载。

但是,孟德尔,却是实实在在读过达尔文的著作的,因为他曾在1860年第二版《物种起源》的德译本上,亲笔做过批注。

根据这些批注,后人猜测,孟德尔很有可能在1866年就已经想到了自己发现的规律对于进化论的重要意义。但是,在他自己的论文中,却又并没有明确的表达出这层意思。

这很有可能是因为:作为牧师的孟德尔,本身端的就是神学的饭碗,而进化论,明显又是和神学对着干的,所以,孟德尔又怎么方便公开表态呢?

据说,孟德尔寄出的40份论文单行本中,有一本,就是给达尔文的。只不过,达尔文并未打开看。也有人说,即使打开看了,达尔文也是看不懂的。

这是因为,在生物学史上,孟德尔是第一个运用数学方法来研究生物学问题的人。他在植物杂交研究中,采用数理统计方法,来对实验结果进行统计分析,并用概率论来加以说明。在他之前,还从未有人作过这样的尝试。

这种全新的研究方法,是超越时代的。因此,当时有很多生物学家,都感到不可思议,难以理解!

显然,达尔文也同样没有孟德尔那样扎实的数学功底。在这一点上,他与其他同时代的生物学家相比,应该并没有多大区别。

也就是说,当时全世界的知名学者,恐怕没有任何一个,是能够真正读懂孟德尔的。

而这,也正是孟德尔知音难觅的真正原因!

4 七十年之后的迟到“团圆”

直到1930年代,几位来自不同国籍的科学家,包括英国的费舍尔和霍尔丹、美国的莱特和杜布赞斯基等,经过不懈努力,终于成功地将孟德尔的遗传学和达尔文的进化论完美的结合了起来。

虽然经过了漫长的七十年,但终究,这也可以算做是一次迟到的“团圆”了!对此,如果地下有知,达尔文和孟德尔,应该都可以含笑九泉了!

二 两座难以逾越的巅峰

威斯敏斯特大教堂,是英国下葬1760年以前大部分君主和大贵族的地方,更是全国各界顶尖精英的最向往安息之所。

1882年,达尔文逝世后,就被隆重地安葬在了这里。并且,他的墓,还被安排在了最伟大的科学家——牛顿(1642-1727)的墓旁!

由此可见,那时的达尔文,已经多么受人敬仰!

两年之后,孟德尔也去世了。但他的葬礼,就普通多了,和达尔文相比,显然不是一个级别。

葬礼规格的巨大差异,在某种程度上,是可以反映出二者生前在学界中被认可程度的。

这种认可,达尔文当然受之无愧。但对于孟德尔来讲,却是极不公平的!两个人,其实都是各自领域难以逾越的巅峰!

下面,我们就再简单的追溯一下进化论和遗传学的各自发展史,来看一看达尔文与孟德尔在各自领域中都处于什么样的地位。

1 进化论前赴后继的发展史

随着科学技术的不断进步,上帝创造万物和物种不变的观点,遭到了越来越多人的怀疑和反对。

例如,德国胚胎学家沃尔弗、俄国胚胎学家贝尔、德国解剖学家梅克尔、法国博物学家布丰等,都根据各自的发现,对上帝造物的观点提出了质疑,他们都用越来越多的证据证明,生物是进化来的,而不是神造的。

就连英国博物学家伊内兹马斯.达尔文(就是本文主人公查理.达尔文的爷爷)也提出过类似的进化论思想。

不过,在达尔文之前,第一个比较完整地提出生物进化学说的,却是法国博物学家拉马克(1744年8月1日-1829年12月18日)。他阐述的生物进化理论,通常被称为拉马克学说。

1809年,拉马克发表了《动物哲学》一书。该书系统地提出了用进废退与获得性遗传两个法则,并认为这既是生物产生变异的原因,又是适应环境的过程。

该书的出版,毫无疑问地遭到了教会势力的打压!

幸运的是:此时的法国,正处于拿破仑执政的时代。这位相对开明的伟大皇帝,虽然也向罗马教皇做了一定程度的妥协,将拉马克冷落在了一旁。但却并没有将此书列为禁书,而是允许其发行。

拿破仑此举,无疑为拉马克的生物进化学说在法国提供了一个合法的空间。也为该书能够流向周边国家提供了更多的可能。

不过,由于拉马克一生坚持真理,与当时占统治地位的物种不变论者进行了激烈的斗争,因而,他的后半生,都是在穷困潦倒中度过的。

尤其是在拉马克的晚年,他的双眼已经完全失明,无法继续写作。在不得已的情况下,他只能一边口授,一边让自己的小女儿柯妮莉娅在一旁作笔录,用了整整六年时间,才完成了另一部与进化论有关的著作《无脊椎动物志》的最后两卷。

一位多么可敬的科学家!

1829年12月18日,怀着深深的遗憾,拉马克去世了。但他播下的进化论火种,却并没有熄灭。在接下来的1830年,就在他原来的两个助手之间,爆发了一场持续了8个月之久的、影响深远的、轰动了整个欧洲学术界的大论战。

其中,圣体雷尔,是拉马克学说的忠实维护者;而居维业,则是神创论的坚定支持者。

争论的内容,从比较解剖学、形态学、直接扩展到进化论与神创论的对立。

这场关于生物进化学说的大辩论,因为涉及到了几乎所有人的信仰问题,所以,很快就扩展到了全法国。无论城市还是乡村,到处都有辩论的人群。

由于法国的绝大多数老百姓都信奉基督教,连大多数学者也都是虔诚的基督教徒,所以,大辩论一开始,居维叶一方就占了上风。到了辩论后期,在法国的报纸和杂志上刊登的,几乎全都是居维叶一派的文章了。

这场大辩论,虽然以拉马克拥护者的败北而告终。但是,客观来讲,也为拉马克的生物进化学说在欧洲各国的传播打下了基础。

事实上,不久以后,德国、英国、瑞典、比利时、意大利等国家,都先后建立起了“拉马克学说研究小组”。特别在英国的园艺界和育种界,拉马克生物进化学说受到了极高的评价和广泛的应用。

拉马克生物进化学说在英国的传播,客观上为日后达尔文生物进化学说的诞生,起到了直接的催生作用!

终于,在相对沉寂了29年之后,1859年,随着《物种起源》的出版,达尔文再次吹响了进化论的进攻号角!

这一次,由于准备充分,进化论终于稳住了阵地,并且,随着时间的流逝,越来越多的科学发现,使胜利的天平不断地向达尔文一方倾斜,直至我们所看到的今天。

2 遗传学无人能够企及的两座丰碑

1900年,孟德尔逝世16年后,他的遗传学说才又被人们重新发现。但真正使孟德尔学说得以发扬光大的,却是美国生物学家摩尔根 (1866-1945)。他是继孟德尔之后,遗传学领域又一座无人能够企及的丰碑。

与孟德尔的业余科学家身份不同,摩尔根,完全是科班出身。

1890年,他24岁那年,就获得了霍普金斯大学博士学位;1891年,25岁,就受聘于布林马尔学院,任生物学副教授;1895年,29岁,升为正教授;1903年,37岁,更是受邀于著名的哥伦比亚大学,担任了实验动物学教授。

作为一名优秀的生物学教授,摩尔根当然是非常熟悉孟德尔定律的。但有趣的是,从一开始,他就非常怀疑这些理论。

理由是:摩尔根认为孟德尔的那些定律,可能只适合于豌豆,而不适用于其他生物。因为,他曾用家鼠与野生型杂交,得到的结果五花八门。并不能与孟德尔的实验理论相吻合。

因此,摩尔根着魔于当时流行的生物突变理论,从1908年开始,就不断地用果蝇进行着诱发突变的实验。

为了使果蝇发生“突变”,摩尔根和他的助手们可谓用尽了各种手段!

什么使用X光和激光照射啦,用不同的温度啦,什么加糖、加盐、加酸、加碱啦,甚至不让果蝇睡觉啦,等等。

但一晃两年过去了,并没有什么令人满意的结果!摩尔根曾经面对着实验室中一排排的果蝇实验瓶,略带伤感地慨叹:“两年的辛苦白费了!过去两年,我一直在喂果蝇,但是一无所获。”

有时摩尔根就自嘲说,他搞的实验,可以分成三类:第一类是愚蠢的实验,第二类是蠢得要命的实验,还有一类,是比第二类更蠢的实验。

虽然频频失败,但是摩尔根屡败屡战,因为他知道,在科学研究中,只要出现一个有意义的实验,那么,所有付出的劳动,就都能得到报偿。

果然,1910年5月,奇迹终于发生了!他的妻子(兼实验室的实验员),在红眼的果蝇群中,发现了一只异常的白眼雄性果蝇。这是以前从来没有见过的类型,因此,这只果蝇,肯定是罕见的突变品种!

摩尔根极为珍惜这只果蝇,让它与通常的红眼雌蝇交配,终于繁衍成了一个大家系。

在实验过程中,摩尔根惊讶地发现,这只奇特的白眼雄性果蝇的下一代,竟然全是红眼的!

他又让子一代继续交配,结果发现,子二代中的红、白果蝇的比例正好是3:1,居然完全符合孟德尔在豌豆实验中得出的结论!

此时的摩尔根,简直对孟德尔佩服的是五体投地!

受实验结果的鼓舞,摩尔根继续努力,终于,他发现了"连锁与互换定律"。这是摩尔根在遗传学领域的一个重大贡献!该定律,和孟德尔的分离定律、自由组合定律一道,被称为遗传学三大定律。

自此,遗传学进入了突飞猛进的时代,重大发现接踵而至,并成为了20世纪最为活跃的科研领域。

摩尔根,也因为自身的重大贡献,荣获了1933年诺贝尔生理学及医学奖!

3 达尔文与孟德尔在各自领域中的崇高地位

达尔文与孟德尔,无疑都是各自领域中的泰山北斗!

在进化论领域,达尔文之前的科学家们,虽然也做出了很多努力,但谁也没有达到他的高度!是达尔文,让进化论终于站稳了脚跟,并开启了难以逆转的大反攻!

在遗传学领域,一开始,孟德尔就取得了最突出的成就,就像发现了一个巨大的宝库!可惜的是,他的宝库,并不能被时人所认可。是摩尔根,真正踹开了这座宝库的大门。自此,源源不断的丰富宝藏,才尽为人类所得。

如果,用山峰的高度,来比喻两个学科中科学家们的贡献,那么,在进化论领域,达尔文之前,是连绵起伏的群山,达尔文之后,又是连绵起伏的群山,但没有一座山,能够与达尔文的高度相匹敌,达尔文,是可以傲视群雄的!

而在遗传学领域,一开始,孟德尔就是一座最高的山峰!而摩尔根,则是仅次于孟德尔的第二高峰。在二人之间和之后,尽管也有群山或隐或现、或高或低,但却都是不能与二人相媲美的。

4 有趣的巧合

① 进化论领域的“巧合”:

拉马克进化论的代表作《动物哲学》一书,是在1809年发表的,这一年,恰好就是达尔文出生的那一年。

1830年,在法国的大辩论中,拉马克的进化论学说不幸败北。紧接着,1831年,22岁的达尔文,就随着贝格尔号军舰做环球考察,这个年轻小伙子,似乎在说,等着瞧,我会让进化论翻身的!

1859年,恰好距《动物哲学》出版50周年的时候,达尔文的《物种起源》,终于震撼登场了,整整半个世纪的漫长等待!

② 遗传学领域的“巧合”:

1865年秋天,在奥地利,孟德尔宣读了他的植物杂交实验论文。同年冬天,在美国,摩尔根的母亲,恰好怀孕了。

1866年,摩尔根出生了。而孟德尔的论文,也是这一年,在杂志上公开发表的。

成名后的摩尔根,常对好友说,自己诞生于1865年,这是因为,他的母亲,是在这一年的年底怀孕的。一个新生命的诞生,应该从卵子受精算起。因此,他的出生,纯粹就是为了来接孟德尔的班!

以上的“巧合”,当然并没有什么必然的联系,多带有玩笑的意味。

不过,作为我们中国人,对于这样的“玩笑”,至多只能寒酸地笑一下。因为那时的科学界,基本上就是西方的世界。当时腐朽的大清朝,既出不了拉马克和达尔文那样伟大的博物学家,也出不了孟德尔和摩尔根那样伟大的遗传学家。即便是偶尔出个詹天佑之类的,也无一不是从人家那里学成归来的。

幸好,100多年后的今天,我们早已旧貌换新颜,祝愿伟大的祖国!

三 结语

本文是《孟德尔之问》的姊妹篇,写这两篇文章,主要是想表达这样几层意思:

1 思想解放、善于创新的国家,才最有可能站在世界之巅

在进化论领域,拉马克为法国争了光,集大成者却是英国的达尔文。但无论英法,都是那时候的世界顶级强国。

在遗传学领域,奥地利的孟德尔,虽然贡献突出,却终身未能得到学界的认可。美国的摩尔根,却成了实际攻下遗传学阵地的急先锋。而此时的美国,也正急奔在通往世界第一的大路上!

事实告诉我们,只有思想解放、善于创新的国家,才最容易站在世界之巅!

2 鼓励科学精神,鼓励重大创新

达尔文发表《物种起源》的时候,是50岁;孟德尔发表《植物杂交实验》的时候,是44岁;1910年摩尔根在果蝇实验上有重大突破的时候,也是44岁;而拉马克发表《动物哲学》的时候,已经是65岁了!

这些可敬的科学家,把自己一生中最美好的阶段,甚至是终生,都献给了伟大的科学事业,全人类,一直都在享受着他们的创新成果。

如今的我国,正在重回世界的中心,对全人类负有越来越多责任的我们,千万不能忘记鼓励科学精神,鼓励重大创新!

3 把发现和培育重大创新当成一项重要的工作来抓

如今的我国,对于创新工作当然是越来越重视,而且在很多领域也取得了骄人的成绩,当然可喜可贺。

在此大好形势下,本文还想锦上添花地提两条建议:

一是从人才的角度,要多发现和培育有突出表现的新人,给他们以施展才华的机会。

这里,举两个来自于我国数学界的正面例子:

① 熊庆来举荐华罗庚

1931年,清华大学数学系主任熊庆来教授在《科学》杂志上读到一篇高水平论文。但却不知作者“华罗庚”是国内哪一所大学的。

经多方打听才知道,当时年方20岁的华罗庚,只是一位拥有初中学历的青年,在一所中学当会计。

为了扶持这位智力和毅力都超越常人的人才,熊庆来毅然决定打破常规,让这位只有初中文化程度的华罗庚进入了清华大学。

刚进清华大学的华罗庚,在熊庆来的帮助下,在数学系图书馆担任了助理员一职。在这里,借着图书馆的各种数学专著和熊庆来的悉心教导,华罗庚的数学修养得到了快速的提升。

终于,在经历了助教,讲师等职位之后,华罗庚终于被造就成为了国际知名的大数学家。

② 华罗庚发现陈景润

上世纪50年代,陈景润是厦门大学图书馆的资料员,酷爱数学研究。

有一天,陈景润发现华罗庚的名著《堆垒素数论》中,有一处不易察觉的小错误。于是,他就此写了一篇论文寄给华罗庚。

华罗庚读完陈景润的论文和书信后,不禁拍案惊叹,连说:“太好了!”自从《堆垒素数论》发表以来,不知经过了中外多少行家里手的阅、研,听到的都是赞美之词,从没有人发现过错误。现在,居然有一位20岁出头的年轻人提出了独到的批评意见,华罗庚喜出望外。

因此,华罗庚把陈景润调入了数学研究所,并不断对其提携指导。陈景润如鱼得水,十年之后,终于写成《大偶数为一个素数及一个不超过两个素数的乘积之和》(俗称1+2)的论文。其研究成果震惊了国际数学界,被誉为哥德巴赫猜想研究第一人。他的这一成就,至今仍无人超越。

上面两个小故事,突出了“伯乐”对于“无名小辈”的作用。

多么希望,在我国,能够有越来越多的“伯乐”,能够在数不清的“无名小辈”中,多多发现和培育“千里马”啊!

二是从宏观环境的角度,多建设一些有利于发现好建议的载体平台。

以网络为例,我们有人民网、新华网等官方网络平台,这当然很好。

但也有一些非官方网站,例如,《草根网》、《观察者网》等,也都是很不错的网站,在这些网站发表的作品中,是不难发现很多真知灼见的,完全可以作为相关部门的参考!

最后,祝科学精神在祖国永驻,愿创新之花在祖国盛开!

 

 

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