一、神创论

“我们从哪里来？”

从人类诞生之日起，就被这个问题所困扰着。所有的人类文化，对世界、生物和人类的起源都有自己的解释，而在科学产生之前，这样的解释往往是超自然的、神秘的，以创世神话的形式表现出来。几乎每个民族都有自己的创世神话，有的甚至有多种版本。但这些神话的基本格式都类似，都是为了说明宇宙如何从混沌中产生，无物如何变为有物，人又是怎么出现的。

《我们从哪里来？我们是谁？我们往哪里去？》，高更

最早的创世神话为两河流域的苏美尔人所创作，在流传至今的楔形文字泥板《七表诗》中，描述在创世之前有一对神灵，男神为淡水海洋阿斯普，女神为咸水海洋梯阿马特，二神生下了众多神灵，后来神之间发生大决战，一方以梯阿马特为首，一方以梯阿马特的曾孙、众神之王马尔都克为首。马尔都克战胜梯阿马特，将她的身体一分为二造出天地，又用梯阿马特的主要支持者金古的血液造出人，并强迫人膜拜神。

古埃及没有很明确的创世神话，众说纷纭，早期的说法也认为太初只有水和女神努恩，努恩造出男神阿图姆。在后来的版本中，阿图姆成了最早的创世神，他把精液与尘土混合（另一个版本说是用唾液），造出弟弟、空气与生命之神苏和妹妹、湿气女神特夫那特。苏和特夫那特交配生下那特和盖布。在那特在上、盖布在下相结合的时候，苏把他们分离，分别成了天和地。他们生下了下一代的神，神继续繁衍，最终产生了人类。

古希腊神话也认为太初只有水，女神尤利诺姆将天空从水中分离出来，并用北风造出一只蛇欧菲恩。尤利诺姆与欧菲恩交配，变成一只鸽子，产下一个蛋。欧菲恩将蛋孵化，从中生出了天体、大地、动物和植物。

《尤利诺姆创造宇宙》，Elsie Russell

古印度神话也认为太初只有水，但是水中并无神，而是出现一个金蛋，孵出梵天大神，梵天以两半蛋壳创造天地，然后从其身体的各个部位诞生万物。

还有的神话颇为离奇，例如某个印第安人部落认为神用一只在原始海洋上游泳的鸭子的蹼足上粘着的泥土造出大地和生物，而西非某个部落则认为世界是在蚂蚁的排泄物中产生的！

这些丰富多彩的故事是一笔宝贵的文学财富，但从科学的角度看，则是毫无价值的幻想。有一部分可能较为原始的创世神话显然是从生物世界得到的灵感，认为世界是从一颗种子、一个蛋起源，或某种强大或生殖力旺盛的生物产生的。另有一部分创世神话则更具有形而上的意味，应该是在人类有了宗教之后才出现，认为世界万物是由神创造的。这种神创论在世界各地的多种文化中都可以找到，尽管它们的细节各不相同，但也可以发现一些共同特点，例如神是全知、全能的，单独存在于世界之前，他对世界的创造是深思熟虑的，细致有序的，并且是有目的的。

在形形色色的神创论中，与生物学的历史密切相关的是基督教所继承的希伯莱创世神话。它的依据是《圣经·创世记》的前面几章，特别是第一、二章。按照传统的说法，包括《创世记》在内的《圣经》首五卷，是摩西在上帝的启示下写的。细心的读者会发现摩西不可能是这五卷的作者，因为在《申命记》的最后记载了摩西之死。事实上，首五卷不是某个人的作品，而是在很长的历史时期内集体创作的产物。最开始很可能是通过口述流传，大约在公元前一千年间，才开始用莎草纸纪录下来。现代研究《圣经》的学者通过分析首五卷的语言风格以及和其他文献相比较，认为它有四种文本来源。大约在公元前450到400年间，有人把所有这些版本做了编辑、加工，合在一起形成了和我们今天看到的差不多的版本。

在《圣经》编撰过程中，编辑者虽然做了处理力图让内容保持一致，但矛盾之处仍然比比皆是。神创论者作为主要依据的《创世记》前两章，就讲了两个很不相同的神创故事。第一章和第二章的前三句及第四句的前半部分，被认为来自一个较晚近的文本，上帝被称为伊洛希姆（Elohim，诸神），体裁类似于颂歌，是“巴比伦囚虏”时期（在公元前586年，新巴比伦国王尼布甲尼撒二世攻占耶路撒冷，将几万名犹太人掳往巴比伦，直到公元前538年波斯攻陷巴比伦，才把他们放回。这段历史时期，在犹太历史上称为“巴比伦囚虏”）前后犹太祭司参照巴比伦神话创作的，被抽象成了一周七天内创世：

第一日，神在黑暗、混沌和水的大地创造光、昼夜。

第二日，神创造天，将上面的水和下面的水分开。

第三日，神分离陆地和海洋，创造出种子植物。

第四日，神创造出日、月和星星。

第五日，神创造出水生动物和飞鸟。

第六日，神创造出牲畜、昆虫、野兽和男女。

第七日，神安息了。

从第二章第四句后半部分一直到这一章结束，是来自于更古老的文本，其体裁类似于民间故事。它讲了一个完全不同的神创故事。上帝首次被称为雅赫维（被基督徒错误地读成“耶和华”。在希伯莱《圣经》中，上帝的名字仅记做YHWH。犹太教禁止口呼上帝的名字，读经读到YHWH时，改读成adhonay，意思是“吾主”，有时也把adhonay的元音符号写在YHWH下面。中世纪基督教神学家误以为这是标记YHWH的元音，于是将YHWH还原成Yehovah，即耶和华。根据近代学者的考证，正确的读法应是Yahweh，即雅赫维），而且没有提到创造的天数。有些学者因此认为在这个故事中，所有的创造都是同时发生的。但是根据叙述的语气和上下文关系，我们可以推导出如下的创造顺序：

大地没有草木，也无人耕种。

雅赫维用地上的尘土造出第一个人亚当。

雅赫维建造伊甸园，创造出植物。

雅赫维为不使亚当感到孤独，用土创造走兽和飞鸟。

雅赫维用亚当的肋骨造出第一个女人夏娃。

在这个版本中，没有提到创造光、水、天、陆地、日月星辰，暗示着它们已预先存在。然后，男人首先被创造出来，之后是植物、动物和女人。而在前一个版本中，生物被创造的顺序却是植物、水生动物和飞鸟，最后是其他动物和男女。

早期基督教神学家已意识到这个矛盾，并试图使之调和。当时大多数神学家将七天创世采用为神创故事，而其他神学家则采用另一版本。后来，神学家们同意，既然《圣经》是上帝的话语，两个版本都必须被无条件地接受：我们必须同时相信上帝在六天之内和同一时间内创造世界万物。根据古罗马神学家奥古斯丁的看法，《圣经》的权威大于人类的智力，我们觉得两个创世故事相互矛盾是因为我们智力有限。这实际上拒绝了任何理性探讨的企图。

总之，神创论认为世界万物是依靠超自然的力量形成的，创造只有一次，其结果是一个没有变化的静止的世界，而且历史非常短暂。这些观念是和进化论格格不入的，成了进化论诞生和传播的最大障碍。

二、理念论和目的论

与神创论相反，科学是一种自然主义的世界观，试图用自然力量解释自然现象，而不借助于任何超自然的力量。科学也是一种方法论，以实证为依据，以逻辑为工具，力图在观察或实验的基础上，对发现的自然现象提出合乎逻辑的自然解释。自然主义、理性和实证方法，是科学思想的三大不可分离的特征。这种思想，是几位古希腊自然哲学家的发明，其中最重要的有三位：第一位西方哲学家、几何学的创始人泰勒斯（约公元前625-547）也是第一个尝试完全用自然因素解释自然现象的人，奠定了科学的自然观，世界万物都被视为自然因素相互作用的结果，跟神无关。毕达哥拉斯（约公元前570－500）坚信自然界并非杂乱无章，而是有完美的规律可循，从而奠定了科学的规律观。德谟克利特（约公元前460－370）将原子论创建成了一个精致而完备的体系，试图根据少数基本观念解释整个世界，并且以数学为工具，加以定量的研究，因此奠定了科学的还原观，还原分析成了科学最重要的方法。

但是这些所谓前苏格拉底哲学家对西方思想的影响都比不上苏格拉底的学生柏拉图（公元前427－347）和柏拉图的学生亚里斯多德（公元前384－322）。柏拉图哲学思想的核心是理念论（也称做形式论），他把世界分成了精神世界和物质世界两部分，认为我们在物质世界中所观察和感觉到的一切事物，都不过是对精神世界中潜在的“理念”或“形式”的虚幻的反映，是理念的摹本。理念是完善而永恒的，而事物则是不完善的、变化着的。例如，“马”是一种理念，它并不指特定的任何一种有形的马，不存在于空间和时间中，因此是永恒不变的。而存在于感官世界中的特定的马，却是会变化、死亡和腐烂的。所谓理念实际上是我们对经验进行归纳，抽象而得的概念。我们从形形色色的马的个体归纳出“马”的概念，让我们能够抽象地思考马，而不是某匹特定的马。这种归纳使我们能够使用抽象的概念进行交流，同时也使我们在日常生活中可以区分马和牛，而不至于“风马牛”。但是，并不是所有的马或牛都是一样的，归纳的结果总是简单化的，而我们的经验也会影响到归纳的准确性，因此归纳并非总是可靠的。

然而，柏拉图的理念论却认为只有理念才是真实可靠的，才是实在，除此之外一切都是实在的幻象。在《理想国》一书中，他曾讲述了这么一个著名的寓言：没有哲学的人们被比喻成是囚禁在洞穴中的囚犯，他们面对墙壁，观察壁上变幻的、歪曲的影子，这些影子是身后的物体所投下的，但是他们被锁链锁住，无法回头直接看这些物体。因此他们只能把观察到的那些歪曲的影子当真实，而实际上只有背后那些物体才是“形式”或“本质”。因此，在柏拉图看来，通过感官所得对事物的认识只是“意见”，是对现实的有缺陷的、不真实的反映，只有对理念的认识才是真正的知识。柏拉图并进而认为，人出世前灵魂就已具有了对理念的认识，但是灵魂投生肉体以后，被肉体玷污而暂时忘却了，人们只有摆脱肉体的干扰，才能唤起自己的灵魂对理念的回忆，从而获得真正所知识。因此柏拉图认为物质世界是不值得研究的，从中不能产生真正的知识。这种理念论实际上是一种蔑视经验的唯心论，是与现代科学格格不入的。

柏拉图的理念论同时也是一种本质论，认为事物有一个永恒的、真实的本质。这更是与现代生物学的观念格格不入的。不错，不同的马可以说是“马”这个概念的不完善的“摹本”，但是这种多元化并非是“实在”的不完善的反映，它们本身就是实在，也只有在这些实在的基础上，才能进行归纳：没有马的个体，也就没有“马”的概念。另一方面，“马”这个概念只是对马的不同个体所表现出来的一些共同特征的归纳，反映的是由不同的马组成的群体特征。既要注意到马的共同特征（所谓“本质”），也不可忽视马的个体差异，后者并非不重要，在一定条件下是更重要的，它们有可能改变马的本质，马的本质并不是不可改变的。达尔文和孟德尔都不同程度地意识到了这一点，因此都特别重视生物个体的变异。柏拉图的哲学思想对后来的西方思想有深远的影响，但是对现代生物学观念的产生和被接受却起到了重大的阻碍作用，以致有人说柏拉图的著作对生物学是一场大灾难。

《雅典学院》，拉斐尔

亚里斯多德在一定程度上继承了柏拉图的哲学思想。他相信理念论，也相信物质与精神的二元论。但是与柏拉图不同，亚里斯多德并不把物质世界和精神世界截然分开，相反地，他认为形式和物质是结合在一起成为一个整体的。因此，在物质世界中的每一种物体，都同时由形式和物质组成，他将这个观点称为“形式质料说”。因此，与柏拉图不同，亚里斯多德认为物质世界是值得研究的，从中是能够产生有价值的真正知识的。既然物质世界是不断变化的，又如何解释这些变化呢？亚里斯多德认为所有的变化，都可以用四种因素——“因”——中的一种来解释，他称之为物质因、形式因、作用因和目的因。物质因解释物体是由什么物质组成的，形式因解释物质采取的形式，作用因解释该物体是如何开始的，而目的因解释该物体的结局或目的。这四种因中，对以后生物学观念的发展影响最大的是形式因和目的因。形式因的说法源自柏拉图的形式论，任何物体的形式因变化都是因为其中具有柏拉图的形式，在生物中，这个形式等同于灵魂，植物有最低级的营养和生殖灵魂，动物除此之外还有感觉灵魂，而只有人具有能够推理的理性灵魂。亚里斯多德在研究生物体的发育时，认为发育的最后阶段（成体）解释了在早期阶段发生的形态形态变化。在他看来，一个胚胎之所以能够发育成人，是因为它蕴涵着人这种形式（形式因），其目的是要发育成完整的人（目的因）。亚里斯多德还区分了潜在性和实际性，认为所有的变化都涉及从一个潜在状态到实际状态的变化，因此，在亚里斯多德看来，胚胎是潜在的人，而婴儿则是实际的人。

目的因的说法在后来被发展成了目的论。亚里斯多德的“目的因”只是表明生物体一种内在的属性，但是“目的”也暗示了有意识的创造，因此生物体及其器官似乎是为了某种特殊的目的而被设计出来的（眼睛是为了看、耳朵是为了听而设计的），而每一个物种也都是为了实现某个目的而创造出来的（猫是为了抓老鼠、猪是为了让人吃而创造的）。罗马帝国的老普利尼（公元23－79）即声称所有物种都是为了人的需要而创造的。但是这个目的是由谁来设定的，又是由谁来创造的呢？在基督教统治欧洲之后，目的论就与基督教的神创论相结合起来。上帝不仅创造万物，而且为万物设定了目的，如中世纪神学家阿奎那（1224－1274）所言：“因此有某个智能存在指导着所有的自然事物达到其结局；而这个存在我们称为上帝。”

三、设计

我们所处的世界，特别是生物世界，似乎是既复杂又和谐有序，就像是被有目的地智能设计出来的。从柏拉图、亚里斯多德开始，这种设计现象就被用于证明造物主——上帝——的存在。古罗马演说家西塞罗（公元前106—前43年）用一个著名的例子说明了这一点：“当你看到一个日晷或一个水钟，你看得出它是通过设计而不是偶然来报时的。那么，既然宇宙拥有一切东西，包括这些制造物本身及其制造者，你怎么能够想象宇宙作为一个整体是没有目的和智能的呢？”阿奎那在《神学大全》中列举了用于证明上帝存在的五条论证，其中第五条就是“来自设计的论证”。不过，在中世纪，神学家们通过研究上帝的“话语”——《圣经》——以及自己的神秘体验来领悟上帝的旨意。这被称为神启宗教。但是人人都可以自称灵机一动或在梦中获得上帝的启示，可以对《圣经》做出独特的解释，又该听谁的呢？罗马教会一度掌握了对《圣经》的解释权，但是在宗教改革运动之后，有众多的信徒不再接受这个权威了。　　到17世纪，随着现代科学的兴起，出现了一个用客观的科学标准证明上帝的存在的思潮。一些信徒们试图通过研究上帝的“作品”——大自然——来领悟上帝的旨意，有的甚至认为这比研究《圣经》还要可靠。《圣经》在传抄过程中会出现错误（研究《圣经》的学者们也早已发现《圣经》中的种种自相矛盾之处，为了自圆其说而伤透脑筋），但是上帝的作品却无法窜改，是真理的体现。这个流派被称为自然神学。这个流派在英国特别流行，牧师兼博物学家约翰·瑞（John Ray，1627－1705）在1691年出版的《体现在创造作品中的上帝的智慧》是它的经典著作。一个多世纪后，尽管遭遇启蒙运动的挑战，自然神学仍然生机勃勃，另一名英国牧师威廉·佩利（William Paley，1743-1805）在1802年出版的《自然神学》一书描述了许多生物体复杂结构以及它们对环境的巧妙适应的例子，对年轻的达尔文有很大的影响。在19世纪30年代，这个运动达到了顶峰：布里吉瓦特伯爵（Earl of Bridgewater）留下一大笔遗产供编撰、出版系列论文集论述“上帝在创造作品中的威力、智慧和仁慈”。这个多达八卷的论文集由众多著名科学家撰写，涵盖天文学、物理学、气象学、化学、矿物学、地质学和生物学，列举大量的科学事实证明上帝的存在。

自然神学基础是“来自设计的论证”：世界——特别是生物体的构造——是如此复杂而有序，它们不可能是随机自然形成的，而只能是由一个智能设计者有目的地创造出来的。佩利在其著作中生动地论述了西塞罗已经想到过的“手表类比”，给读者留下深刻的印象，以后经常被作为佩利的发明提及：设想你走过一片荒野，脚踏在石头上，你可能会假定这些石头一直就在那里，而不会追问它们是怎么来的；但是如果你在地上见到了一块手表，你就会奇怪它怎么会在那里，而且你知道这块手表不可能是自然而然地出现在那里的，一定是由某个手表匠制造出来的。他由此推论说：“在手表中存在的每一个加工的迹象，每一个设计的表现，在大自然的产物中也都存在着；并且，大自然的产物远胜手表，超出了一切人为的计算。”既然手表一定有一个创造它的手表匠，大自然也就应该有一个设计它的智能设计者，也就是上帝。

既然生物是由上帝创造的，那么通过仔细研究生物，特别是动物，就可以发现上帝的威力和智慧，而且也可以发现上帝的仁慈。有的自然神学家像老普利尼那样，想把一切生物的存在都解释为是为人提供服务，它们是上帝赐予人的恩典。但是只要多加考虑就不得不承认，许多生物对人类是毫无价值的。然而它们同样体现了上帝的仁慈：每种动物的每个器官是如此巧妙地适应了它们的生活方式，这表明上帝非常关心他的创造物。例如，看看狮子的爪和牙，难道不是非常适合于捕捉猎物吗？然而，一个显而易见的问题是，对狮子的仁慈不是意味着对猎物的残忍吗？一个仁慈的上帝怎么会创造出以杀戮为生的动物？自然神学家辩解说，让那些老弱病残的猎物在狮子爪牙之下迅速死亡，实际上减轻了它们的痛苦，因而是仁慈的。但是狮子显然并非只追杀老弱病残的猎物。因此自然神学家又发明了一种说法，杀戮是为了保持“自然的平衡”，如果一个物种的数量过多，就需要有捕食者来捕杀它们以保持自然系统的稳定。如果我们同意杀戮可以作为保持“自然的平衡”的一种仁慈方式的话，那么对寄生在人体身上的跳蚤、虱子、蛔虫等等，除了折磨人之外，实在想不出有何仁慈可言。自然神学家只好做了让步，承认有的东西是为了惩罚人类的原罪而设计出来的，这当然算不上什么仁慈。

大卫·休谟像（1766），藏于苏格兰国家肖像画廊

英国哲学家戴维·休谟（David Hume，1711-76）在死后（1779年）出版的《关于自然宗教的对话》一书中，驳斥了“来自设计的论证”，其中一个理由就是“用高级标准来衡量，这个世界是有缺陷、不完美的，是某个幼稚神灵的首次粗浅尝试，然后由于对其成果感到羞耻而抛弃了它”，换句话说，我们无法用这个不完美的世界来证明万能上帝的存在。他集中抨击把大自然与人造物做类比这样的论证：大自然和人造物并没有可比性，大自然有可能像植物那样成长，或像动物那样发育，而人造物却是死板的。人造物的制造者人是能力有限的，而且是众多的，那么怎么可以推出大自然的创造者是万能的，而且是唯一的呢？

如果休谟对“来自设计的论证”的驳斥像许多哲学家认为那样是致命的，那么为什么在这之后的近百年间，自然神学在英国知识界仍然那么有吸引力？毫无疑问，休谟从逻辑上推翻了类似佩利的“手表类比”这样的论证，那样的类比的确是不成立的。但是，“来自设计的论证”完全可以不必用到这个类比，它实际上是要人们在这两种可能性之间做出取舍：像生物体这样复杂而有序的事物，是随机形成的，还是智能设计的？与休谟同时代的唯物主义哲学家相信它们是随机形成的，但是对一般人来说，这种可能性微乎其微。如果只能在这两种可能性之间做出选择，又没有无神论的信仰，那么人们显然会倾向于接受智能设计说。达尔文提出了第三种可能性，而且是更大的可能性。他指出，非随机的自然选择可以令人信服地解释生物体的适应现象，而无需求助于智能设计；而且生物的适应往往是非常不完美的，因而不可能是智能设计出来。至此，自然神学才真正被判处了死刑。之后“来自设计的论证”虽然还改头换面地出现（例如“科学神创论”、“智能设计论”），但是不过是行走的僵尸而已，在学术界已无市场。

七、地层

古希腊哲学家色诺芬尼（约公元前560-478）是已知最早对化石进行了描述的人，他并且推测出化石是生物的遗迹。他在意大利西西里岛的采石场发现了鱼的化石，又在马耳他岛发现了海洋软体动物的化石，他得出结论说，山脉必定曾经位于海中，并认为地球在历史上多次交替出现世界性大洪水和干涸。亚里斯多德在《气象学》一书中，更详细地阐述了类似的“沧桑”观点：

“地球的相同部分并非总是潮湿或干燥的，而是随着河流的出现和干涸而发生变化。而且，陆地和海洋之间的关系也发生了变化，一个地方并非总是陆地或海洋，以前是陆地的，变成了海洋，而现在是海洋的，有一天将变成陆地。……但是地球的整个有机过程是逐渐发生的，与我们的寿命相比，其时间间隔是极其漫长的，因此这些变化没有被观察到，在能够对这个过程从头到尾加以纪录之前，所有的民族都已衰亡、毁灭了。”

Portrait of William Smith (1769-1839) by Abner Lowe

古希腊哲学家们普遍认为世界是极其古老的，或无始无终存在着。但是在基督教在西方占据统治地位之后，这种世界观便成了异端。《圣经》详细地记载了从亚当开始的人类的家谱。理论上，回溯这些家谱，即可以推算出神创造世界的时间。在17世纪，英国大主教詹姆斯·乌瑟（James Ussher）据此推算出上帝在公元前4004年创造世界。后来，剑桥大学校长约翰·莱特福特（John Lightfoot）更声称上帝造人的时间发生于公元前4004年10月23日星期天早上9点。事实上，《圣经》对家谱的记载有的很含糊甚至自相矛盾，要推算出准确的日期是不可能的。不过，神创论者普遍相信世界只有几千年的历史，不超过一万年。

既然世界的历史是如此短暂，那么显然无法认为化石是由于生物体经历了长期的历史过程而留下的遗迹，而只能认为它们是和生物体没有任何关系的自然形成的石头图像。到17世纪下半叶，几名博物学家，包括尼古拉斯·斯蒂诺（Nicolaus Steno，1638－1686）、罗伯特·胡克（Robert Hooke，1635－1703）、约翰·伍德瓦德（John Woodward，1665－1728）已先后令人信服地证明了化石必定是生物体的遗迹，那么如何解释遗留在山上的海洋生物化石，便成了难题。与《圣经》记载调和的唯一希望，是认为化石是在诺亚大洪水中灭亡的动物的遗迹，那几名最早证明化石是生物体遗迹的博物学家都持这样的观点。但是这个希望，在发现化石是分层分布的之后，就被彻底地粉碎了：仅仅一次的大灾难，如何能使化石形成分层分布，而且每一层都有独特的动物和植物的化石？

在18世纪，地质学家已经认识到有两类岩石，一类是由于火山喷发出的熔岩和火山灰形成的火成岩，一类是泥沙在河里、海里沉淀后逐渐形成的沉积岩。火成岩是不分层的，也几乎不含化石，而沉积岩是分层的，每一层都含有独特的化石群。由于沉积岩是逐渐沉淀形成的，那么很显然，越往下的岩层，年代越久远，这样，通过比较岩层的顺序，就可以知道岩层及其化石群的相对年龄。到18世纪末、19世纪初，地质学家开始系统地研究岩层的矿物组成和化石群，其中最早的一位研究者是英国地质学家威廉·史密斯（William Smith，1769－1839）。他在负责勘测运河期间，发现每一特定年代的地层都有独特的化石特征，因此可以反过来根据化石特征来鉴定地层。这样就可以把不同地方的地层分布联系起来了。例如在一个地方发现从上到下有A，B，C，D，E五个地层，在另一个地方发现有F，G，H，I，J五个地层，但是比较其化石群特征，可以发现D和F，E和G的化石群是一样的，它们实际上是相同年代的地层，这样这两个地方的地层合起来就有了A，B，C，D（F），E（G），H，I，J七个地层，代表着地球的不同历史时期。把全世界不同地区的地层如此叠加起来，总厚度超过了100公里。尽管当时的地质学家没法测定地层的绝对年龄，但是他们知道，要形成这么厚的地层，必然经过了极其漫长的时间，因为泥沙的沉积速度是非常缓慢的。因此，《圣经》的记载肯定错了，地球有着比它所说的还要漫长得多的历史。

岩层

八、灾变与均变

一旦化石的生物起源被确认，就出现了另一个问题：化石所代表的生物，有许多在现在似乎不存在了。例如，人们很早以前就在马耳他岛发现有奇怪的类似舌头的石头，老普利尼认为它们是在月亏的时候从天上掉下来的。斯蒂诺注意到这些石头的形态与鲨鱼的牙齿相同，只是要大得多，因此推断它们是某种巨鲨的牙齿化石，但是这些巨鲨都已灭绝了。但是，认为有的物种已经灭绝了，是在暗示造物主在设计上出了差错，这是让虔诚的信徒觉得很难堪的一件事。那些有虔诚的宗教信仰的博物学家，例如约翰·瑞，感到难以相信一个万能而且仁慈的上帝居然会允许他的创造物灭绝。瑞因此干脆否认化石是生物体的遗迹，但是这种看法已经不合时宜，其他同样虔诚然而更理性一些的博物学家则认为这些物种并非真正灭绝，而是还躲在某个偏僻的地方有待发现，例如可能在某处的海洋里，就生活着被认为已经灭绝的巨鲨。

居维叶

要证明某种东西存在，很容易，只要找到它就行，而要证明某种东西不存在，是非常困难的，找不到它并不等于它不存在。而且某些原先被认为灭绝的物种，后来的确被找到了，最著名的是1939年在东非发现的矛尾鱼，在那之前这种鱼被认为已在7千5百万年前灭绝。不过，法国古生物学家居维叶（GeorgesCuvier,1769－1832）还是能够令人信服地举例说明，至少有某些物种已经灭绝了。他不以海洋生物为例，因为海洋的绝大部分区域都还未被人类探索过，很难证明某种现在没有发现的海洋生物不会藏在某处的深海；的确，直到今天我们还在不断地发现海洋生物新物种。居维叶选择了陆地生物，而且是最能引起人们注意的大型哺乳动物。他指出，有许多种大型哺乳动物的化石与现存的哺乳动物类似，然而又不相同，例如在西伯利亚发现的猛犸象化石和在美洲发现的乳齿象化石，显然都是某种象，但是和现存的亚洲象和非洲象的骨架并不相同。如果这些化石所代表着的大型哺乳动物还生存着，那么是很容易发现的，既然它们在世界各地都未发现，那么可以认定它们已经灭绝了。当时还有非洲和南美洲内陆未被完全探测过，不过居维叶认为他所说的几十种大型哺乳动物不太可能全都被隔离在那两块地方，如果以后能在其中发现几种，已经是很难得的了。

猛犸象, by Jim Melli

那么是什么原因导致了这些物种的灭绝呢？居维叶和他的同事通过研究巴黎盆地众多的采石场，发现那里的地层可分为五层，每一层都有独特的化石群：第一层（最上层）是生活于淡水湖和沼泽地的动植物，第二层主要是海洋贝壳类动物，第三层又是淡水生物，第四层主要是海洋生物，少数是淡水生物，最下一层是淡水贝壳类动物和木头。这些海洋生物化石表明巴黎盆地在历史上曾经几次被海水淹没过。居维叶据此提出了灾变论，认为在地球历史上，周期性地出现大灾难，海洋淹没了陆地，灭绝了那里所有的生物。在海水退下之后，在未被淹没的地区的陆地生物迁移到新出现的土地。居维叶相信，这样的大灾变至少出现过三次。

居维叶还注意到，化石不仅是分层分布的，而且呈现出从简单到复杂的顺序，在他所知道的最古老的岩层中，只有腔肠动物等海洋无脊椎动物的化石，可能还有鱼化石，第二古老的岩层含有蕨类和棕榈树化石，但是没有陆地脊椎动物化石。在第三层出现了独特的陆地爬行动物和某些已灭绝的鱼，再往上一层的化石中有许多种巨大的爬行动物和单子叶植物，晚近的一层才出现哺乳动物。居维叶相信物种是固定不变的，因此他不认为从简单到复杂的化石顺序表明了生物的进化。相反地，他认为这种化石顺序不过表明每一次灾变都是在为幸存的更高级的生物创造繁衍的机会而已。他发现有证据显示在5－6千年前在世界范围内出现过大洪水（实际上是1万年前更新世冰川融化的痕迹），他认为这最后一次灾变自然是在为“造物主最后和最完美的作品”——人类——清理舞台了。这最后一次灾变很容易让人联想到诺亚大洪水，因此灾变论就成了神创论者的一根救命稻草，后来的灾变论者更露骨地把灾变与神创结合起来，例如曾为冰川理论做出决定性贡献的路易斯·阿加西斯（Louis Agassiz，1807－1873）就提出历史上有过50到100次的神创，《圣经》所记载的只是最后一次，在那之前已有过多个地质年代，试图以此调和地质发现与《圣经》记载的矛盾。

与灾变论相对立的是均变论，认为自然力量持续而均一的作用，形成了地球的面貌，今天我们所观察到的地质过程，与过去的相同。牛顿、布封都已有了这种观点，英国地质学家詹姆斯·赫顿（Jmes Hutton，1726-1797）将之建成了一个系统的理论。赫顿认为有三种地质过程可以解释地球的面貌：泥沙的沉积形成了地层；火山活动使地层上升形成山脉；地层上升之后，将受到雨水、河流和风的侵蚀。那些被灾变论认为在短期间内发生的剧烈的地质变化，均变论则认为是持续的自然力量的作用导致，是一个长期的逐渐发生的过程，因此地球必定是非常古老的。虽然均变论并不排除像洪水、火山爆发这样的“灾变”，但是认为它们是自然发生的，可以自然地解释的。拉马克也是均变论者，但是他否认物种会灭绝，认为环境的缓慢变化只会使一个物种进化成另一个物种，而不会使它们灭绝。另一位英国地质学家查尔斯·赖尔（Charles Lyell，1797-1875）在其巨著《地质学原理》中，系统地阐述了均变论，对年轻的达尔文有重大的影响。赖尔承认物种会灭绝，也不相信物种会进化，他认为灭绝过程是随着环境的缓慢变化而逐渐发生的，而且又有新的物种随时被创造出来填补旧物种灭绝后留下的空间。

九、同功与同源

居维叶毫无疑问是科学史上罕见的伟大人物，他几乎以一人之力创建了古生物学和比较解剖学这两门为进化论提供了最直观的证据的学科，然而他却未能发现进化事实，并极力反对拉马克的进化论，这是令人遗憾的事。他之所以坚信物种不变，倒不是由于宗教信仰，而是基于解剖学研究。他曾经仔细研究过古埃及动物木乃伊的骨架，发现它们与现在相应物种的骨架完全一样，这说明生物经历了四千多年都没有发生变化，他因此认定生物很可能是不会进化的。

居维叶通过解剖、比较大量的不同物种的结构，意识到生物体的结构具有一定的规律性，即各个部分是相关的。亚里斯多德早就注意到部分的相关性，不过居维叶首次对此做了系统的阐述，指出：“有机体的各个部分彼此之间是如此协调，以致人们能够根据每个部分而确认每个物种。每一个有机体形成了一个独特的，并且完美地结合在一起的整体。它的任一部分的变化都能引起整体的变化，因此根据一个部分就可以知道所有的部分。”如果一头动物的肠道构造表明它只能消化肉食，那么我们可以推断它必然具有肉食动物的其他身体特征：锋利的爪、牙，敏捷的运动器官，敏感的感觉器官，等等。他因此声称仅凭一根骨化石，就可以重构出整个古生物的身体出来。这几乎是不可能的，但是居维叶却成功地做了这样的尝试而使得他名声大振，其原因在于他所研究的古生物大多是相当晚近的大型哺乳动物，与现存的哺乳动物很相似，因此可以参照现存的动物而重构古生物。

居维叶还意识到，不同的物种往往具有相似的结构设计，比如脊椎动物都有类似的结构或者说原型。居维叶认为无脊椎动物也有类似的情形，可以分成三种原型。这样，居维叶把动物分成了四种类型（相当于后来的“门”），而且他认为这四种类型都是平行的，彼此之间并无高低之分。无脊椎动物并不比脊椎动物低等，它们不过是采用了不同的结构、适应了不同的生活的类型罢了。甚至在脊椎动物内部的各个纲，居维叶也不认为有高低之分。在他看来，鱼类和哺乳类不过是适应了不同的生活环境的不同种类而已。如此一来，线性的事物大链条被彻底地粉碎了。那么同一类型的各个物种是否是从同一个祖先进化来的呢？居维叶坚决否定这种解释。他认为，不同的物种是同一类型的不同变异，很好地适应了不同的生活环境。每一物种的身体构造是如此协调，任何部分的重大改变都会使它无法生存，因此物种绝不可能变成新的物种，而是固定不变的。

多鳍鱼

居维叶研究的那些古埃及动物木乃伊是另一位法国动物学家乔弗莱·圣提雷尔（Etienne Geoffroy St. Hilaire）担任拿破仑的随军科学家远征埃及时带回巴黎的。乔弗莱在尼罗河发现了一种怪鱼（后来被称为多鳍鱼），鳍的形态与四足动物很相似，这使他极为兴奋：“即使我仅在埃及发现这一个物种，也足以补偿远征的痛苦。”这种鱼成了他用以证明所有的脊椎动物具有共同的结构的证据。

然乔弗莱和居维叶都意识到了生物体构造的同一性，不同的物种的结构往往具有相似的设计，但是他们对它所代表的意义的看法截然不同。居维叶认为相似的结构是由于相似的功能导致的，即使原型也不过是代表了一种适应生活环境的成功方式，而乔弗莱却认为相似的结构与功能无关，而是由于来自同一种神秘的原型，例如退化器官和胚胎发育过程中发生的形态变化，都没有任何功能，它们之所以出现，是因为受其原型的决定。原型可能会以不同的变异适应不同的环境，但是其印记还保留着。用现在的术语来说，居维叶强调的是生物结构的同功性，而乔弗莱强调的是生物体构造的同源性。人手、马蹄和蝙蝠的翅膀有不同的功能，然而其骨骼却是以相同的格式组成的，因此它们必定是来自于同一原型。

乔弗莱认为，不仅所有的脊椎动物，而且所有的动物都来自同一个原型。乔弗莱最著名的一个说法是节肢动物（昆虫、虾等）的外骨骼和肢足相当于脊椎动物的骨骼和肋骨，节肢动物实际上是用肋骨行走的、里外翻转的脊椎动物！居维叶对此表示强烈反对，认为动物界有四个截然不同的原型。在1830年，居维叶和乔弗莱的争论达到了白炽化。当时有两名年轻的博物学家对脊椎动物和头足类动物（章鱼、墨鱼、乌贼等）的解剖结构进行了比较，声称它们具有相同的基本设计。乔弗莱热情地支持这种错误的说法，把它做为所有动物都只有一个原型的证据，而居维叶则认为这种说法与事实不符。这一年的2月到4月间，两人在法国科学院就此举行了八场公开辩论。针对乔弗莱所列举的那些结构同一性的证据，居维叶令人信服地指出它们许多都是不准确的。

在这场辩论中，居维叶获得了胜利，但是乔弗莱并没有因此放弃自己的立场，反而做了进一步的开拓。对器官同源性的强调使得乔弗莱考虑到，同一原型中的物种有可能发生进化。他在研究了一些已灭绝的古代爬行动物之后，指出它们有可能进化成现代爬行动物，甚至进化成鸟类或哺乳动物。他通过研究胚胎发育，提出了一个进化机理：环境的变化能够影响胚胎的发育，使它长出新的器官，这样的后代在一般情况下将被视为畸形，但是它有可能适应新的环境而生存、繁衍下去，形成一个新的物种。这个说法相当于现在所说的“跃变”，很难被接受，如居维叶所指出的，畸形破坏了身体结构的协调，在任何条件下都不可能生存下去，新物种也就不可能产生。要克服这个障碍，有待达尔文提出自然选择作用下的渐变理论。

到19世纪中叶，地质学、古生物学、系统分类学、比较解剖学、比较胚胎学等众多学科的发现，已动摇了物种不变的古老观念，也有少数学者考虑到了生物进化的可能性，但是没有一个获得成功。生物学界迫切需要有一个科学巨人，能够综合各个学科的证据，无可置疑地证明生物进化的事实，并且给出合理的解释。这个巨人就是达尔文。