進化論

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進化論是用來解釋生物在世代與世代之間具有變異現象的一套理論,從古希臘時期起就曾經出現一些零星的思想,而當今進化學絕大部分以查爾斯·羅伯特·達爾文的進化論為主軸,在著《物種起源》時有詳細的論述,已為當代生物學的核心思想之一。其進化論有三大經典證據:比較解剖學、古生物學和胚胎髮育重演律。

早期觀點

  達爾文之前生物變化思想的發展和關於萬物互相轉化和演變的自然觀可以追溯到人類文明的早期。例如,中國《易經》中的陰陽八卦說,把自然界還原為天、地、雷、風、水、火、山、澤八種基本現象,並試圖用「陰陽」、「八卦」來解釋物質世界複雜變化的規律。古希臘阿那克西曼德(約公元前6世紀)認為生命最初由海中軟泥產生,原始的水生生物經過蛻變(類似昆蟲幼蟲的蛻皮)而變為陸地生物。

特創論

  中世紀的西方,基督教聖經把世界萬物描寫成上帝的特殊創造物。這就是所謂特創論。與特創論相伴隨的目的論則認為自然界的安排是有目的性的,「貓被創造出來是為了吃老鼠,老鼠被創造出來是為了給貓吃,而整個自然界被創造出來是為了證明造物主的智慧」。

不變論

  從15世紀後半葉的文藝復興到18世紀,是近代自然科學形成和發展的時期。這個時期在科學界占統治地位的觀點是不變論。當時這種觀點被牛頓和C.v林奈表達為科學的規律:地球由於所謂第一推動力而運轉起來,以後就永遠不變地運動下去,生物種原來是這樣,現在和將來也是這樣。

活力論及其他

  到了18世紀下半葉,I.康德的天體論首先在不變論自然觀上打開了第一個缺口;隨後,轉變論的自然觀就在自然科學各領域中逐漸形成。這個時期的一些生物學家,往往在兩種思想觀點中入門徬徨。例如林奈晚年在其《自然系統》一書中刪去了物種不變的詞句;法國生物學家G.-L.d e布豐雖然把轉變論帶進了生物學 ,但他一生都在轉變論和不變論之間徘徊。J.-B.d e拉馬克在1809年出版的《動物哲學》一書中詳細闡述了他的生物轉變論觀點,並且始終沒有動搖。18世紀末—19世紀後期,大多數動植物學家都沒有認真地研究生物進化,而且偏離了古希臘唯物主義傳統,墜入唯心主義。「活力論」雖然承認生物種可以轉變,但把進化原因歸於非物質的內在力量,認為是生物的「內部的力量」即活力驅動著生物的進化,使之越來越複雜完善。但活力論缺乏實際的證據,是一種唯心的臆測。最有名的活力論者就是法國生物學家拉馬克。19世紀後期出現的終極目的論或直生論,認為生物進化有一個既定的路線和方向而不論外界環境如何變化。後人把拉馬克對生物進化的看法稱為拉馬克學說或拉馬克主義,其主要觀點是:   (1)物種是可變的,物種是由變異的個體組成的群體。   (2)在自然界的生物中存在著由簡單到複雜的一系列等級(階梯),生物本身存在著一種內在的「意志力量」驅動著生物由低的等級向較高的等級發展變化。   (3)生物對環境有巨大的適應能力;環境的變化會引起生物的變化,生物會由此改進其適應;環境的多樣化是生物多化的根本原因。   (4)環境的改變會引起動物習性的改變,習性的改變會使某些器官經常使用而得到發展,另一些器官不使用而退化;在環境影響下所發生的定向變異,即後天獲得的性狀,能夠遺傳。如果環境朝一定的方向改變,由於器官的用進廢退和獲得性遺傳,微小的變異逐漸積累,終於使生物發生了進化。拉馬克學說中的內在意志帶有唯心論色彩;後天獲得性則多屬於表型變異,現代遺傳學已證明它是不能遺傳的。

達爾文理論

  1858年7月1日C.R.達爾文與A.R.華萊士在倫敦林奈學會上宣讀了關於物種起源的論文。後人

達爾文

稱他們的自然選擇學說為達爾文·華萊士學說。達爾文在1859年出版的《物種起源》一書中系統地闡述了他的進化學說。其核心自然選擇原理的大意如下:生物都有繁殖過剩的傾向,而生存空間和食物是有限的,所以生物必須「為生存而鬥爭」。在同一種群中的個體存在著變異,那些具有能適應環境的有利變異的個體將存活下來,並繁殖後代,不具有有利變異的個體就被淘汰。如果自然條件的變化是有方向的,則在歷史過程中,經過長期的自然選擇,微小的變異就得到積累而成為顯著的變異。由此可能導致亞種和新種的形成。

三大困難

  達爾文自己把《物種起源》稱為「一部長篇爭辯」,它論證了兩個問題:第一,物種是可變的,生物是進化的。當時絕大部分讀了《物種起源》的生物學家都很快地接受了這個事實,進化論從此取代神創論,成為生物學研究的基石。即使是在當時,有關生物是否進化的辯論,也主要是在生物學家和基督教傳道士之間,而不是在生物學界內部進行的。第二,自然選擇是生物進化的動力。當時的生物學家對接受這一點猶豫不決,因為自然選擇學說在當時存在著三大困難。 缺少過渡型化石 按照自然選擇學說,生物進化是一個在環境的選擇下,逐漸地發生改變的過程,因此在舊種和新種之間,在舊類和新類之間,應該存在過渡形態,而這隻能在化石中尋找。在當時已發現的化石標本中,找不到一具可視為過渡型的。達爾文認為這是由於化石記錄不完全,並相信進一步的尋找將會發現一些過渡型化石。確實地,在《物種起源》發表兩年後,從爬行類到鳥類的過渡型始祖鳥出土了,以後各種各樣的過渡型化石紛紛被發現,最著名的莫過於從猿到人的猿人化石。在現在被稱為過渡型的化石已有上千種,但是與已知的幾百萬種化石相比,仍然顯得非常稀少。這有兩方面的原因。一方面,生物化石都是偶然形成的,因此化石記錄必然非常不完全;另一方面,按照現在流行的「間斷平衡」假說,生物在進化時,往往是在很長時間穩定之後,在短時間內完成向新種的進化,因此過渡形態更加難以形成化石。 地球的年齡問題 既然自然選擇學說認為生物進化是一個逐漸改變的過程,它就需要無比漫長的時間。達爾文認為這個過程至少需要幾億、十幾億年。但是當時物理學界的泰斗威廉·湯姆遜(即開爾文勛爵,一個神創論者)用熱力學的方法證明地球只有一億年的歷史,而只有最近的最多兩千萬年地球才冷卻到能夠讓生命生存。對於物理學家的挑戰,達爾文無法反擊,只能說「我確信有一天世界將被發現比湯姆遜所計算而得的還要古老」。我們今天已知道達爾文是對的,而湯姆遜算錯了,現在的地質學界公認地球有四十幾億年的歷史,而至少在三十億年前生命就已誕生。但是在當時,在地球的年齡問題上,人們顯然更傾向於相信物理學權威。 無法解釋 達爾文找不到一個合理的遺傳機理來解釋自然選擇。當時的生物學界普遍相信所謂「融合遺傳」:父方和母方的性狀融合在一起遺傳給子代。這似乎是很顯然的,白人和黑人結婚生的子女的膚色總是介於黑白之間。湯姆遜的學生、蘇格蘭工程師簡金(F. Jenkin) 據此指出:一個優良的變異會很快地被眾多劣等的變異融合、稀釋掉,而無法象自然選擇學說所說的那樣在後代保存擴散開來,就象一個白人到一個非洲黑人部落結婚生子,幾代以後他的後代就會完全變成了黑人。達爾文雖然從動植物培養中知道一個優良的性狀是可以被保留下來的,但是他沒有一套合理的遺傳理論來反駁簡金。達爾文被迫做出讓步,承認用進廢退的拉馬克主義也是成立的,可以用來補充自然選擇學說。事實上,在達爾文逝世(1882年)前後,生物學界普遍接受拉馬克主義,而懷疑自然選擇學說。 如果達爾文知道奧地利遺傳學家孟德爾的實驗,就不會在遺傳問題上陷入絕境了。孟德爾在1865年就已經發現了基因分離定律和獨立分配定律。生物遺傳並不融合,而是以基因為單位分離地傳遞,隨機地組合。因此,只要群體足夠大,在沒有外來因素(比如自然選擇)的影響時,一個遺傳性狀就不會消失(膚色的融合是幾對基因作用下的表面現象)。在自然選擇的作用下,一個優良的基因能夠增加其在群體中的頻率,並逐漸擴散到整個群體。 很顯然,孟德爾主義正是達爾文所需要的遺傳理論。可惜,孟德爾的發現被當時的科學界完全忽視了。具有諷刺意味的是,當孟德爾主義在1900年被重新發現時,遺傳學家們卻認為它宣告了達爾文主義的死亡,在他們看來,隨機的基因突變,而不是自然選擇,才是生物進化的真正動力。只有一些在野外觀察動植物行為的生物統計學家仍然信奉達爾文主義,因為他們所觀察到的生物對環境的奇妙適應性,是無法用隨機的突變來解釋的。

明顯缺點

  達爾文的進化理論,從生物與環境相互作用的觀點出發,認為生物的變異、遺傳和自然選擇作用能導致生物的適應性改變。它由於有充分的科學事實作根據,所以能經受住時間的考驗,百余年來在學術界產生了深遠的影響。但達爾文的進化理論還存在著若干明顯的弱點:   ①他的自然選擇原理是建立在當時流行的「融合遺傳」假說之上的。按照融合遺傳的概念 ,父、母親體的遺傳物質可以像血液那樣發生融合;這樣任何新產生的變異經過若干世代的融合就會消失,變異又怎能積累、自然選擇又怎能發揮作用呢。   ②達爾文過分強調了生物進化的漸變性;他深信「自然界無跳躍」,用「中間類型絕滅」和「化石記錄不全」來解釋古生物資料所顯示的跳躍性進化。他的這種觀點近年正越來越受到間斷平衡論者和新災變論者的猛烈批評。

理論發展

孟德爾定律

  1865年奧地利植物學家G.J.孟德爾從豌豆雜交實驗中得出了顆粒遺傳的正確結論。他證明遺傳物質不融合,在繁殖傳代的過程中,可以發生分離和重新組合。20世紀初遺傳學建立,T.H.摩爾根等人進而建立了染色體遺傳學說,全面揭示了遺傳的基本規律。這本應彌補達爾文學說的缺陷,有助於進化論的發展;但當時大多數遺傳學家,都反對達爾文的自然選擇學說(摩爾根反對的是達爾文的性選擇學說Sexual selection)。人們對達爾文進化論的信仰,發生了嚴重的危機。

新拉馬克主義

  在19世紀末到20世紀初這個時期出現過一些新的進化學說。荷蘭植物學家H. 德弗里斯(Hugo Marie de Vrier)在20世紀初根據月見草屬的變異情況提出「物種通過突變而產生」的突變論,而反對漸變論。這個理論得到當時許多遺傳學家的支持。某些拉馬克學說的追隨者們雖然拋棄了拉馬克的內在意志概念,但仍強調後天獲得性遺傳,並認為這是進化的主要因素。50年代在蘇聯由T.D.李森科所標榜的米丘林學說,強調生物在環境的直接影響下能夠定向變異、獲得性能夠遺傳。所有這些觀點被稱為新拉馬克主義。A.F.L.魏斯曼在1883年用實驗來證明獲得性遺傳的錯誤,強調自然選擇是推動生物進化的動力,他的看法被後人稱為新達爾文主義。

現代綜合進化學說

  20世紀20~30年代首先由R.A.費希爾、S.賴特和J.B.S.霍爾丹等人將生物統計學與孟德爾的顆粒遺傳理論相結合,重新解釋了達爾文的自然選擇學說,形成了群體遺傳學。以後C.C.切特韋里科夫、T.多布然斯基、J.赫胥黎、E.邁爾、F.J.阿亞拉、G.L.斯特賓斯、G.G.辛普森和J.W.瓦倫丁等人又根據染色體遺傳學說、群體遺傳學、物種的概念以及古生物學和分子生物學的許多學科知識,發展了達爾文學說,建立了現代綜合進化論。現代綜合進化論徹底否定獲得性狀的遺傳,強調進化的漸進性,認為進化是群體而不是個體的現象,並重新肯定了自然選擇的壓倒一切的重要性,繼承和發展了達爾文進化學說。

性學說和間斷平衡論

  1968年,日本學者木村資生根據分子生物學的材料提出了分子進化中性學說(簡稱中性學說)。認為在分子水平上,大多數進化改變和物種內的大多數變異,不是由自然選擇引起的,而是通過那些選擇上中性或近乎中性的突變等位基因的隨機漂變引起的,反對現代綜合進化論的自然選擇萬能論觀點(見分子進化的中性學說)。1972年N.埃爾德雷奇和S.J.古爾德共同提出「間斷平衡」的進化模式來解釋古生物進化中的明顯的不連續性和跳躍性,認為基於自然選擇作用的種以下的漸進進化模式,即線系漸變模式,不能解釋種以上的分類單元的起源,反對現代達爾文主義的唯漸進進化觀點。   社會達爾文主義:有些人認為,應該把自然界無情的生存競爭引入人的社會生活中來。他們認為純粹的競爭才能促進人類的進步,應該提倡個人和國家的競爭(包括終極的毀滅戰爭),從而淘汰失敗者和一些「不適合再生存下去」的一部分人。從而達到凈化人類基因,優化人種效果。是一種極端思想的體現。是否認人的社會性這個基本概念,只是讚同「人來源於動物」,否認「卻高於動物」這一人類基本屬性。

自然誘導

  2011年,姬厚元在其《生物進化律》一書中,提出了自然誘導—生物自組織的進化機制。該學說將自然環境和生物自身在生物進化中的作用緊密結合起來,認為生物的進化是在自然環境變化的誘導下生物重新自組織的結果,認為生物的有序變異構成了生物進化的原材料作,反對達爾文的自然選擇學說。在解釋生物進化的速率上,認為生物進化的速率由自然環境變化的快慢決定。在此基礎上提出了協調性遺傳的觀點,解決了變異性狀是如何進行遺傳的進化難題。

進化層次

專家觀點

  美國遺傳學家R.B.戈德施米特認為,通常的自然選擇,只能在物種的範圍內,作用於基因而產生小的進化改變,即小進化;而由一個種變為另一個種的進化步驟則需要另一種進化方式,即大進化。他認為大進化就是通過他所假設的系統漸變(涉及整個染色體組的遺傳漸變)而實現的。這樣就可以一下子產生出一個新種甚至一個新屬或新科。美國古生物學家辛普森同意把進化的研究分成兩大領域:研究種以下的進化改變的小進化和研究種以上層次的進化的大進化,但並不同意戈氏的觀點,他並不認為小進化與大進化是各自不同的或彼此無關的進化方式。

兩者關係

  小進化研究種以下的進化改變,包括:①小進化的因素和機制,研究遺傳突變、自然選擇、隨機現象(如遺傳漂變)等因素如何引起群體的遺傳組成的改變等。②種形成,研究新種的形成方式和過程,研究小進化因素如何導致同種的群體之間的隔離的形成和發展,研究種內分化和由亞種、半種到完全的種的發展過程等。   大進化研究種以上的分類單元在地質時間尺度上的進化改變,其對象主要是化石,最小研究單位是種。主要研究內容包括:①種及種以上分類單元的起源和大進化的因素。②進化型式,在時間向度上進化的線系的變化和形態。③進化速度,形態改變的速度和分類單元的產生或絕滅速度,種的壽命等。④進化的方向和趨勢。⑤絕滅的規律、原因及其與進化趨勢、速度的關係等。小進化與大進化在物種這一層次上相互銜接,事實上小進化與大進化都研究物種形成。關於小進化與大進化的關係問題,近年學術界展開了激烈的爭論。間斷平衡學派認為不能以小進化的機制來解釋大進化的事實;而現代綜合進化論則認為小進化是大進化的基礎,小進化的機制在一定程度上是可以說明大進化的現象的。

進化形式

  從進化的觀點看,同時生存的不同生物種在時間的向度上可以回溯到一個共同

進化論

祖先。因此,按照祖裔關係可以將現時生存的和曾經生存過的生物相互聯結起來,這種表示祖裔關係的生物進化系統稱為種系發生。生物的種系發生可以形象地表示為一棵樹:如果從樹根到樹頂代表時間向度,主幹代表共同祖先,大小分枝代表相互關聯的進化線系,這就構成所謂種系發生樹或進化樹。所謂進化型式就是進化在時間與空間上的特徵,也就是種系發生的特徵,具體表現在進化樹的形態上:枝幹的延續和分枝方式、樹榦的傾斜方向和在空間上的配置、樹榦的中斷等等,它代表著種系發生中線系進化、種形成、絕滅等方面的特徵。   在譜系進化中有兩種性質不同的進化改變。一是形態結構及其功能由簡單、相對不完善到複雜和相對完善的前進性(進步的)改變,稱之為前進進化;前進進化的結果是造成生物的等級從低級到高級。另一種進化改變是線系分枝,叫做分枝進化;分枝進化的結果是產生新的分類單元和生物歧異度的增長。廣義的前進進化包括除分枝進化以外的各種進化改變,既包括前進的(進步的)進化改變,也包括非前進的甚至退化的改變。既無前進進化,又無分枝進化的情況稱為停滯進化,如活化石之類的情況。

適應輻XX

  在相對較短的地質時間內,從一個線系分枝出許多歧異的分類單元,叫做輻XX。由於輻XX分枝通常是向不同的方向適應進化的,所以又稱為適應輻XX。

趨同進化

  不同的線系各自獨立地進化出相似的特徵叫做「趨同進化」,簡稱「趨同進化」。形態結構的進化趨同往往是由於功能的相似,而功能的相似又往往是由於適應于相似的環境。

平行進化

  (簡稱平行)是指兩個或多個有共同祖先的線系,在其祖先遺傳的基礎上分別獨立進化出相似的特徵。通常平行與趨同不易區分,一般說來平行進化既涉及同功又涉及同源;假若後裔間的相似程度大於各自的祖先之間的相似程度則可稱為趨同,若後裔之間的相似程度與其祖先之間的相似程度差不多則可稱為平行。大進化的模式 ①漸變模式。認為形態進化速度多少是恆定的、勻速的,形態進化是逐漸的;形態改變主要是線系進化造成的,大多發生在種的生存期間,與種形成無關,種形成(線系分枝)本身只是增加新的進化方向。②間斷模式。認為形態進化速度是不恆定、非勻速的,快速的「跳躍」與長期的停頓相交替,即在種形成期間進化加速,種形成后保持相對的穩定。進化的形態改變與種形成相關聯,即大部分形態改變是發生在相對較短的種形成時期,在可能長達數百萬年的種生存期內不會發生顯著的形態改變。兩種模式各有一些有利於自己的證據,但這些證據本身還需進一步研究才能證實。

進化速率

  單位時間內生物進化改變數。衡量進化速率必須確定兩個尺度:時間尺度和進化改變數的尺度。時間尺度有兩種,即絕對地質時間和相對地質時間,一般應使用絕對時間尺度;只在不得已時,才使用相對時間尺度。

進化趨勢

  從長的時間尺度來看生物進化呈某種方向性,但這並非說自然界存在著既定的進化軌道,這裡說的方向性是統計學的趨向。因此,進化趨勢是任何因素(包括隨機的非隨機的因素)所造成的進化的統計學趨勢。

小進化趨勢

  小進化趨勢是指在生物種的自然群體之內,自然選擇作用所造成的表型進化改變的趨向性。這種進化趨勢通常是適應局部環境的結果,進化改變發生在線系之內,所以也可稱之為線系進化趨勢,表現為線系在時間-進化改變坐標系內的傾斜。

大進化趨勢

  大進化趨勢是指在種系發生中線系分枝的主體的趨向性。大進化趨勢發生在種以上的分類單元的譜系進化中,所以又可以稱為譜系進化趨勢,表現為譜系中的偏斜。為解釋大進化趨勢發生的原因,不少學者提出過種種假說,但由於缺乏證據,能夠成立或有說服力的還很少見。進化是生物逐漸演變向前發展的過程。在這個過程中,生物由低級發展到高級,由簡單發展到複雜。今天地球上的各種生物,極少是和遠古時代的祖先一模一樣的。同樣,在未來,各種生物又會和今天不同,這就是進化的結果。進化的過程是極其緩慢的,要經過長期的自然選擇逐漸地演化。除了由低等進化到高等外,生物的種類也不斷地增多。今天的物種遠比5億年前的物種多得多,今後還會不斷地增加。

理論質疑

  一般對進化論的批判在於認為其缺乏足夠的化石證據解釋不同物種之間的「過渡」,但事實上最大的瓶頸卻是以實驗實際重現一次複雜動物或植物的進化。理論上,若鳥類為爬行動物進化而來,從爬行動物至鳥類必然出現「過渡物種」,但爬行動物為冷血動物,鳥類的體溫卻常維持比一般生物更高的溫度,中間的過渡物種如何平衡這樣的生理差異,曾經不得而知,目前已發現大量的過渡物種化石,借由孔夫子鳥及其他近期發現的化石證據顯示不但鳥類和恐龍曾經並存很長一段時間,且有部分恐龍是溫血動物,目前有種解釋是鳥類和恐龍的祖先是在更早的時間點就進化出溫血機制的蜥蜴(過渡物種),再借由這種溫血蜥蜴進化出部分溫血的恐龍而後進化出鳥類。目前確實沒有任何方法可以在短時間內進行任何微進化以外的動植物進化實驗,若是可以則進化論的體系將趨於完整,目前在證據上算是充分證明物種會進化,但沒有直接的證據。

駁創世說

  進化論是一種理論。許多人在小學時就學過,按等級劃分的話,理論處於中等——它比純粹的假說有把握,但與定律相比又略遜一籌。然而,科學家並不是以此劃分這些術語的。按照美國國家科學院(NAS)的解釋,科學理論是對自然界的某一方面所作的有充分依據闡釋,它可以包括事實、定律、推論以及經過檢驗的假說等。定律是有關自然界的概括性描述,而一種理論無論得到多少證實,都不會使它變成定律。因此當科學家們談到進化論時(或者就這個問題而言,談到原子理論或相對論時),他們並沒有表示對這一理論的真實性有任何異議。   除了進化的理論之外,人們也可能舉出進化的實例來。美國科學院把事實定義為已經獲得反覆證明的、實際上已被大家公認為真實的觀測結果。化石記錄和不計其數的其他證據證明了有機物是隨著時間的推移而逐步進化的。雖然沒有人直接看到這些變化,但間接的證據既清楚又明確,足以令人信服。無論哪一門科學,依靠間接證據來說明問題都是司空見慣的事情。例如,物理學家不可能直接看到亞原子粒子,因此他們通過觀測粒子在雲室中留下的特有軌跡來證明粒子的存在。但物理學家並沒有因為無法直接觀測而使所得的結論欠缺說服力。自然選擇陷入了循環論證的怪圈:適者生存,存者即為適者。   適者生存是一種有爭論的自然選擇表述方式,實際上更專業的表述方式應採用生存和繁殖分異率(differential rate of survival and reproduction)這一術語。這種描述法不是給各個物種貼上適應或不適應的標籤,而是描述各物種在既定條件下可能留下多少後代。將一對繁殖迅速的小嘴雀科鳴鳥和一對繁殖較慢的大嘴雀科鳴鳥放到一個食物豐富的島上。在幾代之內,繁殖迅速的鳴鳥就可能把持了大部分食物源。但如果大嘴鳴鳥更容易嗑開種子,那麼優勢就可能轉向這些繁殖較慢的鳴鳥一邊。美國普林斯頓大學的 Peter R. Grant 在對加拉帕戈斯群島上的雀科鳴鳥所做的一項開創性研究中,觀察到了野生條件下種群此消彼長的變化情況。關鍵在於,給物種的適應性下定義可以不參照其生存能力的強弱:鳥的大嘴更適合嗑開種子,不論這一特性是否在給定條件下具有增強生存能力的價值。   微觀進化考察的是物種內隨時間的推移而發生的變化,這類變化可能是新物種形成的前兆。宏觀進化則研究物種這一層次以上的分類學族群是如何演變的。它的證據通常來自化石資料以及重構各種有機物之間的關係而進行的 DNA比較。如今連大多數創世說者都承認,實驗室中的試驗(如對細胞、植物和果蠅所作的研究)以及實地進行的考察(如 Grant對加拉帕戈斯鳴鳥嘴部形狀演變所進行的考察)都證實了微觀進化的存在。自然選擇及其它機制(包括染色體改變、共生和雜交等)都可以促使生物群體發生深刻的變化。宏觀進化的歷史性研究所涉及的是根據化石和 DNA而不是直接觀測作出的推論。但是,對於歷史科學(包括天文學、地質學和考古學和進化生物學),科學家仍然可以對假說進行檢驗,看這些假說是否與物理證據相符,是否能對未來的科學發現作出具有檢驗性的預測。例如,進化意味著在人類最早的祖先(距今大約 500萬年)以及解剖結構上最早的現代人類(距今約 10萬年)之間,應該存在一系列其他原始人,它們身上猿的特點越來越少,而人的特點越來越多,這恰好與化石資料完全吻合。但是我們不會(也的確沒有)在侏羅紀(距今約 6500萬年)的地層中找到現代人類的化石。進化生物學的常規研究作出的預測比這精細得多、準確得多,而且研究人員也不斷對這些預測進行檢驗。創世說者也可能通過其他方式來反駁進化論。如果能夠找到資料證明哪怕僅僅一種複雜的生命形式是從無生命物質中自發產生的,那麼至少在化石中看到的幾種生物可能是通過這種方式進化而來的。如果曾有超級智能外星人出現並創造了地球上的生命(甚至創造了特定的物種),那麼純粹進化論的解釋將遭受懷疑。但是迄今沒人提出這類證據。應該指出,把可偽證性當作界定科學的特性這一觀點是哲學家 Karl Popper在 20世紀 30年代提出來的。因為他的思想準則中狹隘的解釋將很多貨真價實的科學研究分支排除在外,直到最近一些年來,他的思想觀點才逐漸被廣義化了。   沒有證據表明進化論的支持者在逐漸減少。隨便翻開任何一期生物學的專業雜誌,你都會找到支持並發展進化論研究或者讚同進化是一種根本的科學概念的文章。與創世說的觀點相反,嚴肅的科學雜誌更沒有否定進化的報導。上世紀 90年代中期,美國華盛頓大學的 George W. Gilchrist 調查了列入原始文獻的數千種期刊,想要找到關於「神力設計」或創世說的文章。他查遍了數十萬個的科學報告,也沒有發現一篇關於創世說的報告。過去兩年中,由東南路易斯大學的 Barbara Forrest和凱斯西部保留地大學的 Lawrence M. Krauss分別獨立進行了同樣的調查,結果也是無功而返。創世說者則反唇相譏,聲稱思想封閉、頑固排外的科學界拒不接受他們的證據。然而,據《Nature》、《Science》及其他重要雜誌的編輯們講,他們幾乎沒有見過有關反對進化論的投稿。有些反對進化論的作者曾在嚴肅的科學雜誌上發表過論文。但這些論文極少直接攻擊進化論,也從不旗幟鮮明地舉出創世說的論點。它們最多不過是指出進化論存在某些未解決的問題(這一點並沒有人反對)。簡而言之,創世說者拿不出充足的理由使科學界能夠認真地對待他們的說法。   生命的起源在很大程度上仍是一個不解之謎,但是生物化學家已經弄清楚原始核酸氨基酸及構成生命的其他各種基本元素是如何形成並實現自我複製的,從而奠定了細胞生化過程的基礎。天體化學分析表明,這類化合物最初可能大量地在太空中形成,然後隨彗星來到地球上。這一理論或許可以解釋,在地球年輕時的各種條件下,這些生命組成要素是如何出現的。創世說者有時抓住科學家當前暫時無法解釋生命的起源這一點大作文章,試圖以此全盤否定進化。其實,即使地球上的生命真的通過進化以外的途徑誕生的(如外星人在數十億年前將首批細胞帶到了地球上),不計其數的微觀進化與宏觀進化研究有力地證明了生命的進化是一個確鑿的事實。   數學的分析表明,像蛋白質這樣複雜的東西隨機產生是不可思議的,更不用說活細胞至人類。機遇在進化中起著一定的作用(例如通過隨機突變而使物種獲得新的特性),但進化過程並不是靠運氣來產生有機物、蛋白質或其他生命實體的。恰恰相反,自由選擇(應為人知的主要進化機制)通過保留有益的(適應性)特徵並淘汰無益的(非適應性)特徵而實現非隨機的變化。只要選擇的力度保持穩定,自然選擇就可以推動進化朝著一個方向前進,在出人意料的短期內產生出複雜的結構。    熱力學第二定律認為,隨著時間的推移,系統必定朝著越來越無序的方向發展。因此,活細胞不可能從無生命的化學物質中進化出來,而多細胞生物也不可能從原生動物進化而來。這種說法錯在誤解了熱力學的第二定律。如果這種說法站得住腳的話,那麼礦物晶體和雪花應該也屬於不可能成形的物質,因為它們同樣是從無序的組分中形成的複雜結構。熱力學第二定律實際上是說,一個封閉系統(即不與外界發生能量和物質交換的系統)的總熵不會隨著時間的推移遞減。熵是一個物理學概念,常常被說成是「無序」。然而這個術語與慣用的詞還是有很大的差別。更重要的是,熱力學第二定律允許一個系統的某部分的熵減少,只要該系統其他部分的熵有相應的增加。因此,我們的地球作為一個整體可能會變得愈加複雜,因為太陽不斷把熱和光散XX到地球上,而太陽內部熱核反應所導致的熵XX足以抵消散XX到地球的熵。簡單的有機體可以通過耗用其他的生命形式以及非生命物質而朝著越來越複雜的方向發展。   生物學資料已經證明,許多特性是通過點突變(point mutation)產生的(所謂點突變就是在一種有機體的 DNA中確切的位置上出現的變化)。細菌抗生素耐受性便是一個很好的例子。動物體內調節發育的同源盒結構基因(homeobox)的突變也可以產生複雜的效應。Hox基因決定腿、翼、觸角以及軀體的各部分應該在何處長出來。例如,果蠅的觸角足突變(Antennapedia)使在本該長觸角的地方長出了腿。這些異常的肢體不起甚麼作用,但是它們的存在證明了遺傳基因出現了錯誤,可以產生複雜的結構,而自然選擇可以借此對這些結構進行試驗,看其是否有用。此外,分子生物學研究已經發現了一些比點突變更高級的遺傳變化機制,這些機制擴大了物種新特性出現的途徑。基因內的功能分子可以通過各種新穎的方式拼接在一起。整個的基因也可能意外地在一種有機物的 DNA內被複制,而複製的基因則可以突變成新的具有複雜特性的基因。對多種有機物的 DNA所作的比較表明,血液中的珠蛋白就是以這種方式在數百萬年中進化的。   進化生物學家對於自然選擇如何產生新物種已經作過廣泛的論述。例如,哈佛大學的 Ernst Mayr建立了一個名為「不重疊分佈區」(allopatry)的模型。該模型認為,如果通過地理邊界把某一群體的有機物同其餘群體隔絕開來,那麼它就可能面臨不同的選擇壓力。被隔絕的群體內將逐漸積累起變異的因素。等到這些變異因素積累到相當顯著的地步,以致這個分化出來的群體不可能(或者通常情況下不會)同原始的種XX配而繁殖後代時,該群體就會獨立地進行繁殖,並沿著這條道路發展下去直至最終變成一個新物種。自然選擇是研究得最為詳盡的一種進化機制,但是生物學家也同時考慮了其他各種可能的進化機制。生物學家一直在評估引起物種形成或產生有機物複雜特性的若干不尋常遺傳機制的潛力。美國阿默斯特馬薩諸塞大學的 Lynn Margulis及其他研究人員令人信服地證明了某些細胞器(如產生能源線粒體)是通過古代有機體的共生融合而進化來的。因此,關於進化可能是由自然選擇以外的其他力量所引起的研究,科學界表示歡迎。但是這些力量必須源於自然界,而不能歸功於神秘莫測的創世天使的神力作用,因為這類作用的存在根據沒有得到科學的證明。   物種形成可能是相當罕見的,在某些情況下可能要花費若干世紀的時間。此外,識別一個處於形成階段的新物種可能比較困難,因為生物學家對於如何界定新物種的概念有時持不同看法。目前應用最廣泛的定義是 Mayr提出的「生物物種概念」(Biological Special Concept)。該定律認為,某一物種是由若干獨立繁殖的群體構成的一個確定種群,也就是通常不會或不能在其種群以外進行繁殖的若干種有機體。實際上,這一定義可能很難用於因相距遙遠或地域不同而彼此隔離的有機體,也很難用於植物(更不用說無法繁殖的化石)。因此生物學家通常將有機物的實體和行為特性作為其物種歸屬的線索。但是,科學文獻中的確存在有關植物、昆蟲及蠕蟲的物種形成報告。在多數這類試驗中,研究人員把有機體置於各種各樣的選擇條件下(以解剖差異、交配行為、棲居地喜好以及其他物種特性為選擇對象),並發現由此而生成了一些不與外界異族物種進行繁殖的有機體種群。例如,新墨西哥大學的 William R. Rice和加利福尼亞大學戴維斯分校的 George W. Salt證明,如果他們根據果蠅對某種環境的喜好特性來選擇一組果蠅,並將其單獨隔離開來繁殖 35代以上,最終所得的結果是,被隔離的果蠅將拒絕與來自環境完全不同的果蠅交配。   另一類複雜性—所謂「特定複雜性」(specified complexity)—是貝樂大學的 William A. Dembski在其著作《設計推理》和《沒有免費的午餐》中提出的神力設計論據的核心。他的論據實質上是說,生物的複雜性是任何盲目的、隨機的過程永遠無法產生的。Dembski聲稱,唯一合乎邏輯的結論是某位超人的神靈創造了生命並左右其發展,這一說法與 Paley 200年前的論斷如出一轍。Dembski的論據有若干漏洞。他暗示對生物進化的解釋只是隨機產生或神靈設計,這是不正確的。在聖菲研究所和其他地方研究非線性系統與元胞自動機(cellularautomata)的研究人員已經證明,簡單的無向過程能夠產生極其複雜的模式。因此,有機體中所呈現的某些複雜性從一定程度上講,可能是通過我們幾乎還不了解的自然現象產生的。然而這完全不等於說生物的複雜性不可能自然地產生。[1]   現代科學的核心原則就是方法論的自然主義,即力求通過觀測到的或可檢驗的自然機制來解釋宇宙。物理學用支配物質與能量的特定概念來描述原子核,並通過實驗對這些描述進行檢驗。只有當實驗數據顯示先前的描述不足以解釋觀測到的現象時,物理學家才會引入新的粒子(如夸克)來豐富其理論。而且,這些新粒子的特性並不能隨便定義(新粒子的界定受到嚴格的約束,因為它們必須能納入到現有的物理學框架中)。   一些人認為「泛進化論」現有生物學進化理論和神學創造論存在致命的局限(當然,以現在的科技程度,不論是創造論還是進化論都只屬於理論):1、整個宇宙從奇點大爆炸開始就開始演變,從場到粒子、星球、星系、分子的形成,從原始人類社會到現代人類文明,從簡單技術發明到現代高科技,無疑是一個演變發展的進化過程,一個生態系統的形成也是從低級到高級、從少到多的物種發展過程,因而生物界也必然是一個從低級到高級、從相同到不同的許多生物物種的進化;2、神學創造論並沒有解釋任何科學家感興趣的生物物種形成的具體內容,對知識的增加沒有提供可發展的前景,對生物的研究和認識沒有可操作的方法論,不能對不同等級不同類型的多樣性生物之間的具體關係提供知識(但現代科學實在的起源是源於宗教,神學創造論為科學發展提供了不可磨滅的功績)3、現有進化理論只能解釋生物界是進化和演變而來,而且是自然和人工對遺傳變異的選擇;但是不能解釋遺傳變異的規模性與必然性,也不能解釋物種之間的超越性大型遺傳演變。中國科學家曾(傑)邦哲(Zeng BJ)1986年著述、1994年修訂了《結構論 - 泛進化論》,提出了生物系統與人工生物系統的自組織系統進化理論,發表于1991年-1997年,並闡述了系統生物科學與工程、系統醫藥學的概念。   但是,這局限是由於人們不了解創造論和不願上帝的管教引起的。1、大多數人的觀念只是認為上帝只創造了星球,生物等,其實他是創造了時間,空間,原子,分子,光……等萬有,而不只是我們能看到的。2、世界的起源問題本來就是不可考的,因為沒有人親眼看到,或者有實驗能準確地說明。科學是有局限性的,它可以解釋「是什麼」,但是不能解釋「為什麼」。人的認識都有理性感性兩個方面,但當這兩個方面都無法使人認識時,只有靠信,相信上帝的啟示,因為我們太渺小,想認識的事物我們靠自己認識不了。3、若是進化論成立,那麼現在應該有許多介於兩物種之間的過渡生物存在,但是我們發現這種生物不存在。所以,進化論並沒有充足的證據,也沒有駁倒創世說。[1]

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