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达尔文的眼睛 [Z] - [杂谈]
2009-10-13
达尔文的眼睛 ------
九·一一恐怖主义事件以及随之而来的反恐怖主义战争使得“塔利班”的名字家喻户晓。人人都知道塔利班是一个伊斯兰教的原教旨主义组织,但很多中国人不知道,基督教同样有原教旨主义组织和信徒。据统计,大约三分之一的美国人属于原教旨基督徒。原教旨基督徒坚信基督教《圣经》上的每一句话都准确无误,而且必须从字面上理解,因此他们必然要反对进化论。与自由派基督徒不同,原教旨基督徒热衷于传播自己的信仰,在美国掀起了一次又一次的反进化论风波,也热衷于拉人入教。到美国留学的中国人几乎毫无例外都会遇到传教士,而且以原教旨基督徒为主。由于中国留学生以理工科出身为主,或多或少学过进化论,进化论也就成了原教旨主义者传教的最大障碍,因此他们做了大量的宣传,散布了许多谣言、谎言攻击进化论。同时,原教旨基督教也注意在中国留学生当中培养传教士,一位笔名为“里程”的华人就是其中较为著名的一位。此君毕业于北京大学生物系,1981年在中国科学院研究生院获得硕士学位,第二年赴美留学,在1987年获得密歇根州立大学博士学位,在1992年入基督教,成为活跃的传教士,从1997年开始专职传教,出了一本专门面向中国留学生的基督教宣传读物《游子吟——永恒在召唤》,在留学生当中有一定的影响,经常有人向我推荐,试图改变我的信仰。这本书现在也已进入国内。 这本书用了一章的篇幅攻击进化论,而像一切反进化论的宣传品,充斥了谎言,其中最大的谎言是关于达尔文对眼睛由来的看法。在其第六章第六节“自然选择面对的困难”中声称: “大家都知道,很多生物器官都需要各种恰到好处的配合才能正常发挥功能。眼睛就是最好的例子。眼睛由眼睑、眼毛、眼膜、晶状体、视网膜等精细的结构组成,有感光细胞将光刺激转化为电讯号并将它们迅速传到脑部,在脑的指挥下使眼能迅速和准确地对外界刺激作出反应。眼睛的功能是任何最高级的照相机无法企及的。但按进化论的观点,眼睛的结构与功能也是一点点地进化来的。可是,眼睛的各部分以及它与大脑的联系等怎么都那么凑巧地同时进化到这样准确的程度使眼睛有正常的功能呢?其中任何一部分配合稍差一点,眼睛就无法起作用。试想,在进化过程中,10%,50%,甚至99%进化程度的眼睛如何发挥功能呢?眼睛的形成,是很难用进化来解释的。 “达尔文本人对此也相当困惑。在他的著名的《物种起源》一书的第六章《理论的难题》的“极其完美和复杂的器官”这一节中,他直言不讳地写到,‘眼睛有调节焦距、允许不同采光量和纠正球面象差和色差的无与伦比的设计。我坦白地承认,认为眼睛是通过自然选择而形成的假说似乎是最荒谬可笑的。’” 在第七节他又再次重申: “创造的证据比比皆是,眼睛就是一个好例子。达尔文承认眼睛不可能由自然选择形成,以致于他发表《物种起源》之后,他一想到眼睛仍感到害怕。 “我个人十分欣赏达尔文这种坦诚的态度,丝毫不隐瞒自己的困惑、烦恼和惊骇。” 这是一个用断章取义的手法编造的谎言(这也是反进化论者惯用的一个手法,在他们的笔下,似乎最著名的进化论者都成了反进化论者)。达尔文在《物种起源》中的确说了里程引用的那句话,但是那只是用来引入话题的修辞写法,并非结论。达尔文接下去马上就说: “然而,理性告诉我,如果能够显示从一个完善和复杂的眼睛到一个非常不完善和简单的眼睛存在着大量的级别,每一级别都对其拥有者有用;更进一步的,如果眼睛的确曾发生轻微的变异,而这些变异又能遗传,这是可以确定的;如果器官发生的变异或改动对处于变化的生活条件下的动物有用,那么相信一个完善和复杂的眼睛能经由自然选择形成,虽然在我们的想像中是难以克服的,却很难说还是个真正的难题。”(根据《物种起源》第一版。在最后一版,达尔文在前面还加了一句:“当最初说太阳是静止的,而地球环绕着太阳旋转的时候,人类的常识曾经宣称这一学说是错误的;但是像各个哲学家所知道的‘民声即天声’这句古谚,在科学里是不能相信的。”可见达尔文在晚年甚至认为不相信眼睛是进化而来就像以前不相信地球绕太阳转动一样。)
接下去达尔文就详细地论证了为什么自然选择可以解释完善和复杂的眼睛是如何进化来的。达尔文的解释,在今天看来,也是无可挑剔的。进化生物学经过了一百多年的发展,对眼睛的进化已有了非常深入的了解,更超出了达尔文的想象。
是不是像反进化论者所说的,不完善的眼睛就无法起作用,就不能在进化中发挥功能呢?当然不是。轻度近视要好过高度近视,高度近视要好过失明,还能感受亮暗的失明要好过没有眼睛,并不是只有完善的眼睛才有助于生存。当我们说到眼睛时,马上想到的是人眼,但是并不是所有的动物都长着像人眼一样复杂的眼睛,而是像达尔文所说的,存在着从非常不完善和简单的到完善和复杂的许许多多的不同类型,都是其拥有者的生存所不可或缺的:如果它们的生存不需要眼睛的话,就会完全退化掉,就像生活在黑暗的洞穴的盲鱼那样。最简单的眼睛功能只能感受光明和黑暗,听上去好像没什么用,但是许多动物(例如扇贝)就长着这样的眼睛,可以用它来区别白天和黑夜,甚至可用于躲避敌人(如果周围突然变暗,可能意味着是敌人的身影)。有的简单的眼睛不会动,只能盯着一个方向看,这也很有用处,比如海底动物可以靠它判断哪里是海面。总之,复杂程度不同的眼睛适应不同的生活方式。如果你过的是复杂的生活方式,才需要复杂的眼睛。大多数哺乳动物的眼睛都不能分辨颜色,人类和其他灵长类之所以长着一双能看到彩色世界的眼睛,是因为这样的眼睛对靠采摘水果为食的我们的祖先大有好处。同样,蜜蜂为了能分辨花朵,也长着能感受颜色的眼睛。这种适应性,正是自然选择的结果。
由于眼睛难以形成化石,我们无法从化石直接了解到眼睛是如何进化的。但是,正像达尔文在《物种起源》中所作的那样,如果我们把现有动物的各种各样的眼睛从简单到复杂排列在一起,那么就可以推导出复杂的眼睛是如何一步步进化出来的。比如,我们可以推测鱼眼是这么进化来的:最初的眼睛只是一个由感光细胞组成的平面的眼点,只能感受一个方向的光,就像某些原生生物。接下来,感光细胞凹陷,增加了感光面积,可以感受不同方向的光,提高了视觉的准确度,而且可以防止感光细胞受损伤。这个凹陷越陷越深,最终成为理想的半球形,就像扁虫的眼睛。然后,眼睛的开口开始收缩,形成了“光圈”,差不多在这个时候,眼睛里有了透明的胶状物,避免泥巴进入眼眶内,进一步保护眼睛,并且固定眼睛的形状。眼睛的开口逐渐收缩,“光圈”越来越小,进一步提高了视觉的准确度,直到变成了一个针孔照相机似的眼睛,可以把光线聚焦在感光细胞上,就像鹦鹉螺的眼睛。接下来,眼睛的开口必须用透明的膜封起来进一步保护眼睛,实际上这一层膜可以在任何时候出现,甚至可能眼点一开始就有透明膜的保护,而透明膜并不是那么难有的,可以从身体的其他部分变来(组成人的角膜的蛋白质在人体其他部分也有)。这层透明膜越来越厚,成了晶状体。为了使成像越来越精确,晶状体将逐渐往里移动,逐渐变厚,并通过改变组成晶状体的蛋白质比率使它的不同地方有不同密度,以纠正像差,终于形成了一个复杂的鱼眼。也许有人会说,就算从一个眼点可以进化出鱼眼,但是这要用多长的时间才能进化出来呢?进化需要的时间太长了,也是反进化论者攻击进化论的一个常用借口。为了回答这个问题,在1994年,两位瑞典生物学家尼尔森(D.-E.Nilsson)和佩尔格(S. Pelger)设计了一个计算模型,计算上面所描述的从眼点进化出鱼眼需要多长时间。他们的设计思想,实际上与达尔文在《物种起源》所说的相同:第一、从简单的眼睛到复杂的眼睛存在无数微小的变异。为了定量计算,他们把每一个微小变异设置为1%的改进(比如长度改变了1%,蛋白质浓度增加了1%等等),他们算出从眼点到鱼眼共需要1829个1%的改进,也就是需要1829个步骤。第二、这些微小的变异会影响生物的生存。视觉的微小改进,会使捕食者更好地发觉猎物,或使猎物更好地躲避捕食者,或者使蜜蜂能在雾中更快地找到花朵采蜜,这就有了生存优势。第三、这些变异是能够遗传的。在遗传学上,我们用遗传率来表示某个特征与遗传相关的程度,通常是用同卵孪生子(他们的基因完全相同)和异卵孪生子比较而测定。遗传率100%意味着该特征在同卵孪生子中完全相同,而遗传率0%意味着该特征在同卵孪生子中的相同程度和任意两人一样。我们并不知道眼睛的遗传率是多少,但是可以参考其他的身体特征进行估计:人的身高的遗传率为79%,坐高为85%,腿长为77%,臂长为80%,头宽为95%……也就是说,人的身体特征的遗传率一般来说高于50%。尼尔森和佩尔格将眼睛的遗传率设为50%。显然,这是个很保守的估计。实际上,在需要做估计时,他们都尽可能地保守,以便让进化所需的时间尽量地延长,使反对者无话可说。他们的论文的题目就叫做《对一种眼睛进化所需时间的保守估计》。在做了种种保守的估计以后,代入方程式计算(群体遗传学有专门的方程式计算一个有优势的遗传变异在生物群体中的传播时间),结果还是出乎意料:从眼点进化出鱼眼,只需要35万代。以一代为一年(这是大部分低等动物的情况)计算,也就是说,只需要35万年,这在地质年代上只是一瞬间。
眼睛实际的进化时间可能比这快,也可能比这慢,这取决于环境压力的大小和特定动物的生存对眼睛的依赖程度。但是,这个结论是很显然的:眼睛的进化,要比设想的快得多。动物在地球上已至少有6亿年的历史,这足以使眼睛进化出非常多次。生物学家在研究了不同动物的眼睛结构之后,发现它们共采用9种不同的光学结构,而且每一种结构都出现了不止一次。眼睛在动物界至少独立进化了40次,可能多达65次。
可见,像眼睛这样的复杂器官的由来也是可以用自然选择来解释,并不需要由上帝来设计。事实上,如果我们仔细研究眼睛的结构,就会发现它并非像我们想象的那么“完善”,而存在许多“设计”缺陷,甚至是非常愚蠢的“设计”,任何一个工程师都不会做那样的设计,更不要说上帝了。我们可以用人眼做一个例子。人的视网膜分成三层:最底下一层是感光的锥细胞和杆细胞,中间一层由双级细胞、水平细胞等神经元组成,最外面一层是神经节细胞,将眼睛感觉到的光信号传递给大脑。视网膜的外面还覆盖着一层毛细血管。这完全是个前后颠倒的不合理的设计。感光细胞应该在最前面感受光线,神经、血管应该放在后面才对。而按这种颠倒的设计,光要穿过血管、神经才能抵达感光细胞,不仅光线的质量下降,而且血管的影子会影响我们的视觉,为了克服这些影子,我们的眼睛必须不断地做细微的运动以扫描整个视野,然后让大脑合并这些质量不佳的图片,去除阴影,再组成一幅完整的图像。为了传递光信号,视网膜的神经元要与一束视神经相连,视神经穿出眼球再绕回大脑。由于视神经在视网膜的前方,它穿过视网膜的那个孔不可能有感光细胞,这样就造成了视网膜上有一点没法感光,也就是所谓盲点。我们平时感觉不到盲点的存在,是因为大脑能根据从两个眼睛得到的信息取消彼此的盲点,形成完整的图像。
人眼设计上的缺陷不仅导致了感光的障碍而加重大脑的负担,而且会造成一系列疾病。由于血管在前方,任何出血或淤血都会形成阴影,而影响视觉。更严重的是视网膜的固定方式。视网膜的最底层是感光细胞。这是一种很精致的、有毛的神经末梢,不可能牢固地固定住视网膜,而只是与下面一层色素表皮细胞(这层细胞的作用是吸收多余的光子)很松地连接在一起。这就使得视网膜很容易从眼球的内壁脱落。例如,脑袋遭受一记重拳,就可能造成视网膜脱离,如果不及时治疗将导致永久失明。
复杂的眼睛是不是只能采用这种奇怪的装配方式呢?绝对不是。章鱼的眼睛就不是倒装的。章鱼的眼睛也是非常复杂、良好的眼睛,可以在近乎黑暗的深海中发现猎物。章鱼的眼睛和人眼一样是球状的,也有晶状体,但是光透过晶状体后,就直接聚焦到感光细胞上,而无需先穿过神经、血管。章鱼眼睛的神经、血管都位于感光细胞的后面,神经直接连到大脑,而无需先穿透视网膜再往回绕弯。而且,章鱼的视网膜是由下面的许多神经纤维牢牢地固定着的,不会脱落。所有脊椎动物的眼睛都和人眼一样,采取的是倒装的方式,如果真有一位智能设计者,决不会如此愚蠢。但是,如果脊椎动物的眼睛是进化来的,那么就非常容易理解了,因为自然选择只能在已有的蓝图的基础上做无意识的修改,而不可能有意识地重新全盘设计。脊椎动物这种奇怪的眼睛结构是怎么进化来的呢?我们可以和与脊椎动物亲缘关系最近、因而有可能保留了脊椎动物的祖先特征的文昌鱼做个比较。文昌鱼的神经索是一条空心的管道,管壁上长着有鞭毛的神经元。在神经索的头端,是一些能感光的神经元,组成了眼点,眼点下面是传递信号的神经细胞,这就是文昌鱼的“眼睛”。由于这个眼点不是长在外面,而是长在管内的,它只能感受从另一侧的管壁透过来的光,也就是说这也是个内外颠倒的眼睛,不过对文昌鱼来说,没有关系,因为眼睛正对着的那一侧的身体是透明的(好比说我们的后脑勺是透明的),而在眼睛边上神经索最前端的管壁长着色素细胞挡住光线(这样就只有某个方向的光线能射到感光细胞,文昌鱼可以借此判断方向)。加拿大生物学家拉卡利(T.Lacalli)在研究了脊椎动物的眼睛发育过程后发现,脊椎动物胚胎时期的眼睛和文昌鱼的眼睛非常相似,感光细胞也长在神经索(神经索的前端以后发育成大脑)的管壁中,其末端虽然不像文昌鱼的那样有鞭毛,但也指向里头。神经索前端管壁上也长着色素细胞,只不过位置发生了变化,移到了感光细胞的正对面,以后则与感光细胞贴近、相接,而感光细胞下面的神经细胞则发育成了视网膜的前面部分。
这个比较告诉了我们人眼是如何逐步进化来的。脊椎动物的祖先像文昌鱼一样,长着一对位于体内、感光细胞朝向体内的眼点,这对眼点逐渐演变成了高度复杂的眼睛,但是由于感光细胞一开始就已朝向体内,以后的进化只能在此基础上修修补补,使得所有的脊椎动物都长着一双内外颠倒的眼睛。这是我们的祖先留给我们的遗产,而且我们只能一直继承下去。神创论无法合理地解释为什么上帝要设计出如此古怪的人眼,而进化论却能给出令人信服的答案。这样,眼睛的由来本来是个进化论的难题,却成了进化论最有力的证据之一。 -
链接懒得给了,随便一搜就有一堆。总之“中国的教育还有很长的路要走”,“得不到诺贝尔奖是正常的”
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转一篇文,起码方舟子在进化论上的文章我还是很赞同的。没有转完,全文在http://www.oursci.org/lib/evolution/index.htm
《进化论虚妄吗?》 ·方舟子·
第一章、进化是什么?
一、进化没有方向没有终点
进化论被许多学者誉为人类有史以来最重大的科学发现之一。不管你承不承认这个发现,当你与别人就进化论争得脸红耳赤时,有没有首先想一想,我们所说的进化,究竟是什么?
那就先去查查辞书吧,1989年版的《辞海》给“进化”下了这么一条定义:“生物逐渐演变,由低级到高级、由简单到复杂、种类由少到多的发展过程。”很不幸,这样的定义并不准确。如果这样的进化才算进化,进化论可真地要成为“虚妄”的了。
不错,生物是演变的,小到物种内基因频率的改变,大到物种的改变,这是生物进化的最根本含义。除此之外,给进化的定义加上种种的修饰,不仅多余,而且可能是错误的。比如,生物的演变是逐渐的吗?在有些时期,对有些物种是这样的;而在另一些时期,对另一些物种,这种演变则可能是突发、跳跃的。现代进化论越来越倾向于认为,生物的进化在总体上是由一系列不断被打断的平衡状态组成的:生物物种经过很长时间的缓慢变化或基本不变后,在较短的时间内发生了剧烈的变化。生物的进化过程不是一个缓慢上升的斜坡,而是一连串或高或低的台阶。生物的进化归根结蒂是基因突变引起的,而一个基因的微小突变就有可能引起表型的重大改变,要在鱼鳍中生出骨头(进而变成脚,进化成两栖类),只要一个或几个基因发生突变就可以一步到位,并不需要十分之一骨头,十分之二骨头等等一系列的过渡型。必须指出,现代的突变论与传统的渐变论之争,是进化新理论与旧理论之争,而不是非进化论与进化论之争。当你欢呼“进化论已被最新科学发现所推翻”之前,最好要知道这么点常识。
进化是由低级到高级的发展过程吗?也未必。所谓高级、低级本来就是模棱两可的概念,不同的标准可以有不同的结果,我们最好避免使用它们。或许我们可以认为,一个种类对环境的适应越成功,它就越高级。根据适者生存的原则,一个新物种能生存下来而取代灭绝的旧物种,不正说明新物种比旧物种更能适应环境,因而更高级?但是不要忘了环境已改变这一个前提。在不同的环境下比较物种的适应性可以说没什么意义。新物种在旧环境下未必就比旧物种强。在六千五百万年前,一个直径十公理的巨大的陨石撞击地球,带来了长达数年的没有阳光的寒冷的“核冬天”,许多生物学家相信,所有大型的植物因此枯萎、死亡(可能靠种子、根等留下了后代),恐龙以及大型的动物断了食物,灭绝了,而哺乳动物却顽强地生存了下来,其中的一个因素是当时的哺乳动物都只有老鼠那么大小甚至更小,靠吃种子、啃树根熬过了这场全球性大饥荒。但是在此之前,体形小显然不是什么高级的特征,哺乳动物实际上已被体形庞大的恐龙压抑了一亿年才等到了这个幸运的一击,从此代替恐龙成为地球的主宰,而且也进化出了象、鲸这样的庞然大物!在同时存在的生物种类之间作低级、高级的比较也是没有意义的,因为进化大树有无数的 分枝,很难说哪个枝头更高一些。生物学上有所谓低等生物与高等生物的划分,不过是说低等生物比高等生物出现的时间更早,保留共同祖先的特征更多,因而在进化上更“原始”。这也许是一种省事的分类法,但是我们不能因此认为在进化上越“原始”对环境的适应就越不成功。事实可能正好相反。原核生物(细菌)要比真核生物更原始,但它们的种类之多、数目之巨、对环境适应之强却是真核生物所望尘莫及的。在哺乳类大家庭中,人类所属的灵长类是相当原始的一个分支,但是人类无疑是哺乳类中最成功的物种。
进化是一个由简单到复杂的发展过程吗?总体上似乎如此,晚出的真核生物要比早出的原核生物复杂,多细胞生物要比单细胞生物复杂,脊椎动物要比无脊椎动物复杂。但是在我们作出这个判断时,不要忘了原核生物、单细胞生物、无脊椎动物并没有被真核生物、多细胞生物、脊椎动物所取代,它们同时也在不同的途径上进化。这些途径,当然可能是由简单到复杂,但也可能就是由简单到简单在复杂性上保持不变,甚至可能是由复杂到简单!比如对于寄生生物,它们的细胞、组织、器官逐步退化,形态结构就是越来越简单,病毒甚至于退化到只剩下最少量的遗传物质和一个外壳。也就是说,在进化上,复杂的必然由简单的演变而来,但简单的并不一定会变成复杂,复杂的反而可能变得简单。
进化是种类由少到多的过程吗?如果拿今天的几百万个物种与生命起源之初只有一个或几个物种相比,似乎可以下这个结论。但是这个结论忽视了这么一个事实:从生命起源到今天的三十亿年内,不断地有新物种产生,同时也不断地有旧物种灭绝;在各个时期,种类时多时少,并非累积递增。比如在五亿三千万年前著名的“寒武纪物种大爆发”中,在短短的五百万年内产生的动物类群就要比今天的多。寒武纪之后的各动物类群不过是这次大爆发后的幸存者的进一步进化而已。而最近的研究表明,即使是在特定的某一类群内,其种类也不是不断扩增的,比如哺乳类,在两亿年的进化史中,其种类时增时减,始终保持在大约90个属①。可见生物进化既是种类由少到多的过程,也是种类由多到少的过程。在发生物种大灭绝时,后一过程表现得更为明显,而物种大灭绝平均两千六百万年发生一次。同时我想提醒大家注意:今天我们人类正以平均每天两个物种的速度消灭野生动植物,而新的物种并没有产生。 所有生存过的物种中,百分之九十九以上已灭绝了。这个悲惨的事实说明了一点:进化是一个试错的过程,试验,失败,再试验,再失败。它不是由低级到高级,也不是由简单到复杂,更不是种类由少到多。进化没有方向,也没有终点。人们往往把进化树画成存在着一个从单细胞生物进化到人类的主干,把人类作为进化的最终产物置于进化树的最顶端,这实际上不过是人类的主观上的自慰而已。客观地说,人类的产生是无数偶然事件的结果。如果在寒武纪的物种大爆发中,最初的弱小的脊椎动物没能幸存下来,则今天或许根本不会有脊椎动物;如果一种不起眼的鱼类不是偶然在鱼鳍中长出了骨头,则脊椎动物或许根本不可能登上陆地;如果不是一个偶然事件导致恐龙的灭绝,则小小的哺乳动物可能根本没有机会主宰地球;而如果在大约四百万年前非洲大草原的气候不变干燥,迫使南方古猿的祖先放弃丛林生活下地直立行走,则所谓的人类也许不过是另一类猩猩。当我们回顾这一连串的偶然事件,有什么理由认为人类在地球上的产生是必然的呢?
弗洛依德曾经说过,科学上的重大发现往往带来对人类尊严的重大打击。哥白尼的日心说让我们的家园从宇宙的中心“迁”到了一个微不足道的角落,达尔文的进化论让我们知道我们的祖先并不高贵,不过是一种猿,而弗洛依德的精神分析说--他毫不谦逊地说--使我们人类再也无法认为自己是理性的动物。而现在我们可以说:地球上产生生命也许是必然的,但进化出人类却是十分偶然的。我们人类不过是进化偶然的产物。
二、进化首先是一个科学事实
反进化论者经常挂在嘴上的一句话,就是进化不过是一种假说,客气点的说,不过是一种理论,总之不是科学事实。他们之所以这么说,是因为在一般人看来,理论的可信度不如事实,而假说又不如理论。对于一些科学家来说,反而会认为理论高于事实,只有事实而没有理论算不上科学。达尔文之所以伟大,正在于他把生物学由只是收集标本、观察行为的博物学变成了有理论基础的科学。但是,不管理论和事实哪一个更高级,我们想要指出的是:生物进化首先是一个被无数科学证据证明了的科学事实,其次才是科学理论。
有关生物进化的科学证据来自生物学各个学科,举不胜举。最直观的证据来自古生物学、、生物地理学、比较解剖学和比较胚胎学,在后面两章我们将会对它们做些简明的介绍。在此我只想指出,有关进化的最重要的证据来自现代生物学,特别是分子生物学和生物化学。分子生物学告诉我们,尽管地球上的生物形形色色,千变万化,在分子水平上它们却极为一致:都有相同的遗传物质--核酸,都用同一套遗传密码转译蛋白质,都用相同的20种氨基酸组成蛋白质,而且尽管氨基酸有左手和右手两种构型,所有的生物都只用左手构型的氨基酸;一种蛋白质对生命过程越重要,越基本,就越可能在所有的生物中都存在,并且其氨基酸序列在不同的物种中根据亲缘关系的亲疏而有不同程度的相似性。对此我们只能得出结论:所有的生物都有共同的祖先,因此它们才能如此一致;它们是由共同的祖先经过不同的途径进化来的,因此在相似中又有差异。神创论者辩解说,生物是上帝按同一蓝图设计出来的,所以它们有一致性;上帝在设计时考虑到了它们的不同的生活环境,所以又让它们表现出多样性。总之,在他们看来,一致性证明不了亲缘关系,多样性证明不了进化。进化论并不否认在同一环境下,有时候一致性证明不了亲缘关 系,比如海豚与鲨鱼有着相似的外形,这被称为进化的趋同现象,但是在器官和分子水平上,海豚与生存环境和外形都大不一样的人的相似性,要比生存环境和外形都很相似的鲨鱼强得多,请问上帝为什么要做出这种自相矛盾的设计?
而且,尽管神创论者不愿承认,万能的上帝的“设计”并非十全十美,往往有着无用的甚至有害的特征。比如我们人,在胚胎的早期会出现鳃裂,但是鳃却对胎儿毫无用处,请问上帝为什么要有这样的设计?又比如我们的脊柱,实际上只是由四足动物的脊柱略作加工而来,并非很适宜于直立行走,如果我们是四足着地的猩猩,就可以免去了象椎间盘突出之类的由直立行走造成的苦痛。如果人真是由上帝设计制造的,他何至于如此低能,又何苦如此折磨我们?而我们认为,正是这种不完美,提供了进化的信息,因为这些无用或有害的特征正是我们的祖先遗留给我们这些不肖子孙的负担。
在今天,现代生物学已能够下这个结论:
一、所有的生物都有共同的祖先;
二、每一种生物都是由先前另一物种演变而来的。
因此生物是进化的。达尔文把这个结论称之为“有修改的传代”。这是一个科学事实,怀疑或否认这个事实就跟怀疑或否认地球围绕太阳公转和物质由原子组成一样。同时我们还必须指出,也正如不能因为至今我们无法直接看到地球围绕太阳公转、无法在显微镜下看到原子就怀疑它们是科学事实一样,我们也不能因为无法直接观察到生物的进化而否定它是一个科学事实,因为科学事实并不只是依赖直接的观察,它更多地依靠间接的观察和合理的推论。对于生物进化这种基本上是属于历史范畴的课题,由间接的证据获得直接的结论是最主要的方法,那种“你说生物是进化的,能让我们看看猿是怎样变成人的吗?”的责难不过是对科学研究法的无知。
总之,对于现代生物学来说,进化首先是一个科学事实:生物是进化的,这是现代生物科学的大前提;其次才是理论和假说:生物是怎样进化的,它的过程和机理是什么,这是一切进化理论--用进废退说、自然选择说、综合学说、中性学说等等--试图解决的问题。我们必须承认,进化论还很不完善,有关进化的各种理论都有或多或少的缺陷;但是,某种进化理论不完善甚至是错误的并不能作为生物进化不成立的理由,因为“生物是怎样进化的”和“生物是否进化”并不是一回事。
达尔文清楚地知道这种差别。在《人类的进化与性选择》一书中,他写道:
“我有两个不同的目的:第一,表明物种不是被分别创造的,第二,自然选择是变化的主宰。……因此如果我出了差错……夸大了它(自然选择)的威力……我希望我至少对推翻分别创造的教条作了好的服务。”
可见,在达尔文看来,即使自然选择学说不成立,也无法改变生物是进化的而非神创的这一事实。 很遗憾,神创论者一直在做这种徒劳的努力:利用各种进化理论在进化机理上的不同意见来否认生物进化这个事实。值得一提的是,神创论者对进化论责难,只要是有点道理的,无一不是从进化论者之间从前或现在的争辩中剽窃来的。对于进化论的发展,神创论者的攻击没有任何的作用,连反作用都没有。
三、进化论是科学
判断一个事实或理论是否科学,有一些标准,其中最著名而且已被普遍接受的一条,就是是否能被否证。也就是说,一个科学的事实或理论,必须有能够被否证(当然也能被证实)的预测,如果它的预测在一切条件下都不可能被推翻,那是玄学或同义反复的文字游戏,不是科学。非常遗憾地是,这条标准的提出人波普尔曾经认为进化论不符他的标准,不是科学而对科学研究有指导作用的玄学,在他看来,进化这个事实不具有能被否证的预测,“适者生存”的自然选择学说不过是同义反复,因而也不可能被否证。即使是波普尔这样的大哲学家,也曾经误解了进化论。
进化论是否能够有可被验证的预测呢?完全有可能。在许多条件下,进化论能被否证,这里只举一例。根据进化论,每一种生物都是由先前的生物进化来的,而所有的生物都有共同的祖先;那么,整个生物界就相当于一个大家庭,象人类的大家庭一样,我们也可以描绘出一株亲缘关系树,确定各个家庭成员的血缘关系。如果这种血缘关系是真正存在,用不同的标准绘出的亲缘关系树应该大致相符(由于材料不同、实验误差等因素,不能强求完全一致),否则的话,如果不同的标准绘出不同亲缘关系树,这种亲缘关系就很值得怀疑,也就是说,若出现这种结果,进化论即被否证。事实却是,不管用什么样的标准,根据化石纪录、器官比较、抗体反应比较、同源蛋白质的氨基酸序列的比较或基因序列比较,所绘出的亲缘关系树都相符得非常好,也就是说,进化论虽然可能被否证,结果却是被证实了。特别是同源蛋白质的氨基酸序列以及基因序列的比较使我们对亲缘树的绘制达到了定量的程度,更加准确了。而且,同源蛋白质和基因有很多很多种,它们的序列比较--只要愿意--可以没完没了地作下去,进化论也就一直在接受检验。幸运地是,至今为止用至少几千种不同的同源蛋白质和基因绘出的亲缘树在误差范围内都互相吻 合,也就是说进化论不断地在被证实。这种现象,如第二节所述,神创论是无法做出合理的解释的。
“所有的生物都有共同的祖先”这个说法早在达尔文时代就被提出了,它完全可能被分子生物学所否证:如果生物存在着许多种遗传物种,许多套遗传密码,则“共同祖先”的命题被否证。但是我们已知道事实上恰好相反。 波普尔的攻击对象主要是达尔文主义。达尔文虽然没听说过什么“否证论”,但以一个大科学家的直觉,知道一个科学理论不应该无条件成立。实际上,他自己清楚地告诉我们他的理论在什么情况下可以被推翻:
“如果能够证明在任一物种的结构的任一部份,它的形成纯粹只是为另一物种提供好处,那么我的理论即失效,因为这种结构不可能通过自然选择产生。”
“如果能够证明存在任一不可能经由为数众多的、逐渐的、微小的修改而形成的复杂的器官,那么我的理论即告破产。”(《物种起源》)
今天的进化论者,不管他们对自然选择的重要性的看法是多么的不同,有一点是共同的:自然选择不是进化的唯一动力(虽然是重要的,也许是最重要的动力)。也就是说,自然选择在局部已被否证。
从以上的分析可以看出,波普尔对进化论的责难实际上出于对进化论的浅解。令人欣慰的是,他终于认识到了这一点。在他的晚年,当神创论者利用他的责难攻击进化论时,他勇敢地站出来公开承认自己的错误:
“我依然相信自然选择是一个研究程序。然而,我已经改变了我对自然选择理论的可检验性和逻辑特点的看法;我很高兴能有机会宣布放弃我的主张。”②
与进化论相反,神创论则不是科学理论,无法被否证,因为“上帝创造了万物,万物的存在证明了上帝的存在”是逻辑上永远正确的同义重复。进化的种种证据,神创论者即使不得不承认它们的真实性,也完全可以认为那只是一连串的巧合,正如你可以不承认万有引力,而把所有的苹果都往下掉当成一种巧合。到最后他们还可以说这一切是上帝的有意按排:所有的生物都是上帝创造的,只不过他故意把它们造成这个样子,好让科学家们误以为生物是进化来的。这种狡辩,也永远无法被推翻。不过,按波普尔的看法,在面对科学与玄学(包括狡辩等等)的选择时,一个有理性的人应该选择前者。
而且,把上帝设想成了一个爱恶作剧的老顽童,对上帝未免太不恭敬了吧?
四、驳斥神创论者的无稽之谈
神创论者出于信仰的需要,散布了许多攻击进化论的谣言、谎言。在这一节,我们收集了散见于微言的《科学与信仰》一书和在海外中国人的教堂中传播的一些神创论小册子中的谣言、谎言,一一加予驳斥,其中有一些在以后各章会有更详细的说明。
◇“热力学第二定律说,自然作用的结果,如无外来的理智干涉,乃由组织至分解,由复杂变简单,由秩序至混乱。进化论断言生物能自动由简单进化为复杂,因此进化论违背热力学第二定律。” 热力学第二定律不属于中学物理内容,因此许多人并不真正知道它的涵义,难怪神创论者会在这个问题上大作文章。 热力学第二定律有三种表达方式:一、热不可能自发地、不以消耗功为代价地从低温物体传到高温物体;二、任何热力循环发动机不可能将所接受的热量全部转变为机械功;三、在孤立系统内实际发生的过程中,总是使整个系统的熵的数值增大(《辞海》1989年版)。神创论者有意利用的是第三种表达方式。熵可以被通俗地定义为混乱度,所以第三种说法可以通俗地表达为:在孤立系统,混乱程度总是变大,也就是“由组织至分解,由复杂变简单,由秩序至混乱。”







