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以嶄新視角認識自然與人文——《地球深歷史》導讀

左岸文化_96
・2021/04/24 ・6318字 ・閱讀時間約 13 分鐘 ・SR值 570 ・九年級

  • 導讀 / 黃相輔(國立中央大學地球科學系、英國倫敦大學學院科學史博士)
  • 書籍作者 / 馬丁・魯維克 (Martin J.S. Rudwick);譯者 / 馮奕達

導論二、大尺度與多樣性:看歷史與科學的另類方式 

許多人去過臺中的國立自然科學博物館,筆者也不例外。對一個把圖鑑裡所有恐龍名稱倒背如流的大男孩來說,科博館簡直是樂園天堂。其中,最具代表性的展場「生命科學廳」,即使我最近一次參觀已經是約二十年前了,鮮明的印象仍然恍如昨日。穿過眾妙之門後,地球生命三十幾億年的歷史在眼前一路展開,從生命的起源、演化、登上陸地,直到恐龍稱霸地球。這趟旅程在恐龍廳達到高潮──暴龍咆哮、腕龍垂著脖子從天而降,壯觀的化石骨架與活動模型足以讓孩子興奮不已。然而生命史的故事尚未終結,人類的遠祖悄然登場。露西凝視著遊客,遠處空中迴盪著披頭四的旋律。

這段地球與生命長河的史詩,是博物館常客或科普書籍書迷再熟悉不過的經典敘事。它之所以經典,不僅在於故事規模恢弘,也在於從科學的角度解答人類歷久不衰的大哉問:我們是誰?我們從何處來?我們在自然界中又處於什麼位置?它揭示了生命經過億萬年的演化,成為現今世上的芸芸眾生;而作為生命演化的地球舞臺,本身也歷經四十五億年的漫長歲月。

地球與生命長河的史詩,是博物館常客或科普書籍書迷再熟悉不過的經典敘事。圖/Pixabay

對今天的讀者而言,地球四十五億年的漫長歷史已是天經地義的「常識」。這個常識在科普敘事中,還常被用來彰顯人類理性克服宗教迷信的勝利。基督教認為神創造世間萬物,甚至有人曾精算出,從神創世到耶穌基督降生,地球僅有四千多年的歷史。這樣的宣稱在「民智已開」的當下,無疑荒唐可笑。正如哥白尼把地球從宇宙中心移走、達爾文將人類降格成受自然法則主宰的動物一般,對地球深歷史的認知,也成為科學進步的最佳例證。

然而,「大自然自有其漫長歷史」的道理,真的那麼顯而易見嗎?這個改變人類觀念的「革命」過程,真的如此水到渠成嗎?

英國科學史學者馬丁.魯維克的這本專書《地球深歷史》,就旨在回應上述問題。魯維克指出,人類對地球深歷史的認識,並不是那麼理所當然,而是歷經曲折複雜的路徑,才建構並確定今天的「常識」。在這個曲折的過程中,也沒有黑白分明的扁平臉譜,無論是科學家英雄還是阻礙知識進步的冥頑信徒。

基督教的線性歷史觀念

首先,不能不提魯維克的學術背景與經歷。他是資深的科學史研究者,曾在劍橋大學、阿姆斯特丹自由大學、加州大學聖地牙哥分校等機構任教,專長於十八至十九世紀的地質學、地球科學、野外與博物館相關科學領域的歷史。他並不是紙上談兵的純粹人文學者──在轉行從事科學史專門研究之前,他是受過科學訓練的專業地質學家,有豐富的野外工作經驗。他對達爾文以前的地球科學史的研究成果,被譽為「具有權威且對學界影響力深遠」。他的終身成就獲得許多獎項肯定,包括於二○○七年獲頒科學史學界最高榮譽的薩頓獎(Sarton Medal)。而本書《地球深歷史》也獲得二○一五年英國科學史學會獎勵年度最佳通俗專著的丁格獎(Dingle Prize)。

魯維克的背景使他處於一個得以綜觀全局的特別位置。由於曾經身為科研工作者,作者對地球科學領域的現狀及其知識規範(norm)自然相當熟悉,這使得他欲挑動──還不至於到挑戰或翻案,但至少是挑動與刺激──對現有標準敘事再思考的企圖能切中要害。書中常見這樣的調侃,例如對斯泰諾「疊置原理」及赫頓「地質學之父」頭銜的吐槽。作者也不時透露當年親身參與或旁觀的地球科學業界「八卦」,特別是談到二十世紀後半的發展時,使得本書除了通常的知識敘述外,還多了從當事人視角口述的個人觀點。

線性歷史的觀念是基督教帶給西方文化與學術最大的影響之一。圖/Pexels

另外,從書中許多細節,讀者不難體會魯維克本人是位虔敬的基督教徒。他對聖經典故與基督教知識的熟悉,使他得以比一般對宗教無感、甚至主張無神論的科學家,更理解部分宗教基要主義者的想法與修辭,而他對「創造論」運動的譴責(見附錄)也更能鞭辟入裡。宗教信仰與科學求真,並不總是像大眾想像的那般勢不兩立。魯維克個人的信仰,不妨礙他的科學史研究,反而使他能洞察基督教在現代科學與人文學發展過程中的遺產。

基督教帶給西方文化與學術最大的影響之一,就是線性歷史的觀念。魯維克在本書開頭便爬梳「世界有獨一無二的起點、無法逆轉方向的線性歷史」這種源自猶太教、在基督教與伊斯蘭教繼續發展的思想。線性歷史可謂亞伯拉罕諸教信仰的特色:從神創世開始,經過連串事件(例如舊約聖經中描述的故事),到救世主(彌賽亞)降臨、犧牲乃至回歸,迎接最終末日的審判。這種時間方向感強烈的世界觀,跟其他文化(例如古希臘哲人)的時間「循環觀」或宇宙「穩定狀態」觀,成鮮明的對比。

以中國來說,中國古代雖然早有連續且系統性的史學書寫實踐,但「史」的原義只是記錄所發生事件的官吏,強調的是史事紀錄,而不是像亞伯拉罕諸教傳統那種有始有終的線性時間。也因此中國傳統雖然有「過去」與「現在」的古今之分,卻沒有線性史觀。甚至,受陰陽家「五德終始說」解釋朝代更替,或是儒學、佛教裡類似思想的影響,較傾向某種循環論。相關的思想史或史學史探討,在杜維運、許倬雲、王汎森等前輩學者的著作已有深入討論,有興趣的讀者可另參照,在此不贅述。

魯維克指出,基督教的線性史觀對地球歷史的科學研究有深遠的影響。對近代早期的歐洲人來說,聖經裡記載的不是宗教神話,而是真實發生過的歷史事件。尤其當歐洲人接觸更多古文明如埃及、巴比倫與中國的文獻紀錄時,對聖經與這些域外記載的比較,就不得不調解兩造在時序早晚上的矛盾。也因此,本書開頭那位十七世紀編年史學者烏雪著名的理論──神造萬物於「主前四千零四年」──在今日的人們眼中或許荒唐可笑,但對當時的基督徒來說,卻是認真且符合「科學」定年的嘗試。烏雪用編年學方法,彙集並對比各種語言的聖俗文獻,試圖整理並重建詳細、精確的世界歷史時間線。

愛爾蘭天主教會大主教烏雪用編年學方法,試圖構建以聖經爲基礎的世界歷史時間線。圖/Pexels

當我們把烏雪及同時代歐洲編年學者的嘗試,與其他地區的史家相比,就不難發現前者其實相當特別。中國古代的史學撰述雖然發達,也有《春秋》、《資治通鑑》等編年體裁的史書,但編年的起始有限,並非上溯至一個整體的、創世的起點。司馬遷的紀傳體通史《史記》雖然從上古傳說的五帝開始談起,卻不用某種絕對的量尺,去度量五帝事蹟在時間軸上「確切」的位置。可以說,西方編年學者追求精準量化定年的做法,固然有其宗教信仰驅動,卻也將史學研究提升到「歷史科學」的層次。

將世界的起點定在「主前四千零四年」在現今當然是已過時的揣測。姑且不以成敗論英雄,如果說科學是一種「系統性觀察、測量、實驗,並建構、測試、修正假設」的方法(在此我引用牛津英文辭典裡的定義),烏雪用編年學方法仔細考據並比較蒐集到的資料,很難說是不「科學」的思維與做法。後世鑽研地球歷史的科學家,儘管方法或技術上有所差異,其實和烏雪的志趣相同。

人文與科學的交互影響

十七世紀的編年學者努力整合跨文化、不同語言的文獻(包括他們視為最重要的史料《聖經》)來為人類歷史定年,依據的不僅是人工的文物,也利用彗星、日食等天文現象的紀錄。自然界本身也充斥著「文物」,像是化石、貝殼、寶石與礦物。讀者如果有去過博物館,就不難想像這些「自然文物」和人工器物及圖書文獻一樣,都是收藏家眼中的珍品。著名的大英博物館,原先也兼藏上述自然文物,是到了現代才將這部分拆分出去成獨立展館,即今日的倫敦自然史博物館。

魯維克在本書呈現的另一個重要觀點,便是人文(歷史)學與自然科學的交互影響。他指出,歐洲近代早期的「鴻儒」(那時候還沒有「科學家」這種現代概念),挪用歷史學家的工具,尤其是編年學的觀念及方法,將研究對象從文化領域轉移到自然界,奠定此後探索地球歷史的基礎。既然人工文物能用來重建人類的歷史,沒理由說自然文物不能作為自然界歷史的佐證。山川湖海與寄寓其間的生物,不僅是人類歷史大戲固定不動的布景,還自有其劇烈變化。歐洲近代早期的博物學家(研究自然史的人)運用自然界的文物,反覆辯證地球歷史及聖經敘事的合理性,進而認識地球的過去比原本以為的更加漫長,甚至人類在其中很晚才登場。這個時間跨度從烏雪宣稱的幾千年之譜,逐漸展延至百萬年、千萬年,最後到今日公認「常識」的四十五億年。

寫下《物種起源》的達爾文,就是一位以地質學研究起家的博物學者。圖/Pixabay

以上這段曲折,作者於本書中多所鋪陳,在此亦不重複。我們可以從作者的敘述中了解,博物學的發展多麼受到人文學科及歷史學方法的啟發。博物學與探究造成自然現象之因素及法則的「自然哲學」,一起構成西方近代科學的兩大部門。生物學、地質學等專門領域,即是從博物學的傳統出發而分化。在現代科學分科專精化之前,至少在那些「鴻儒」的時代,學科彼此的範疇並未嚴格區分,人文與自然科學的交疊相當普遍。

達爾文就是一位以地質學研究起家的博物學者。本書雖然不是專門談達爾文演化論,生物物種的演化與地球的深歷史,這兩種問題自十七世紀以降總是相輔相成,儘管前者由於達爾文的聲名大噪而更引起大眾關注。當演化論於十九世紀中葉起逐漸被西方智識階層接受,演化及進步(progress)等科學的話語又回頭滲透人文學各種領域,包括歷史學。我們能夠從作者旁徵博引的綜述,一窺不同學科知識體相生相伴、互相關連的網絡。

即便在自然科學內部,不同學科領域或門派各有其立場,對同一事物的詮釋也可能天差地遠。例如,物理學家曾經對地質學家動輒上億的地球年齡估算嗤之以鼻,認為牴觸了地球從太初熾熱而逐漸冷卻的物理速率。達爾文的摯友萊爾與同時期學者的爭論,在本書中也有精彩的剖析。萊爾繼承赫頓等人的看法,主張在我們周圍無時無刻不存在的水流侵蝕、沉積、風化等細微作用,在久遠的過去也同樣存在,這些「現時因素」塑造了一切地質景觀,使地球處於均衡的穩定狀態。這種「均變論」(或譯成漸變論,然而「均變」更切合其核心思想的精髓)對達爾文影響極深,以至於達爾文思考物種演化時,也認為此過程是世代累積的細微改變,而不是突然發生的劇烈「突變」。萊爾提倡均變論,是有意識地對抗「災變論」,後者認為地球歷史中曾有超越現今規模的劇烈作用,例如巨大的海嘯或火山噴發,造成今日的地球環境。災變論容易令人聯想到聖經所提的大洪水,而這正是崇尚人類理性、亟思改革的萊爾欲除之而後快的。

由於萊爾在今日地質學教材中的顯赫地位,加上他與達爾文緊密的同盟關係,我們很容易忽略的事實是:像萊爾及達爾文這樣堅持均變論的人,在當時的地質學界反而是少數。正如魯維克指出,其他人也不是笨蛋,而是有很好的理由反駁均變論。許多地質學家留心地層間不連續的介面,認為是發生重大事件使前後環境改變的證據,並劃分各種地質年代來表記(就像歷史學家記錄不同朝代或時期,這又是人文學和自然科學相仿的例子)。古生物學家也易於傾向災變論;在他們眼中,化石證據不但暗示演化的方向,還顯示突然的大滅絕或生物物種急速的大爆發是確實發生的。這使得古生物學家即便接受演化論,也對達爾文式「世代緩慢改變」的演化模型存疑。況且,按均變論的說法,保持恆定均衡的地球,其過去只有平淡的漫長時間,根本就沒有跌宕多姿、充滿事件的線性「歷史」。這幅圖像難以說服大部分地質學家,以及企圖以化石重建生物演化譜系的生物學者。

均變論及災變論,誰對誰錯?或許兩派都對了、也都錯了,端視從什麼角度(或尺度)來看。兩派都有些見樹不見林的毛病,或者像摸著大象的盲人,都摸索出了部分的「真相」,卻指責對方看不清全貌。

看歷史、宗教及科學的新方式

值得讀者注意的是,本書做為一本通俗的「科普」作品,卻有意避免、甚至高調反對「輝格式」(Whig)的科學史書寫方式。所謂的「輝格」原本指英格蘭歷史上的輝格黨,其支持者樂於將英國政治史描寫成一部議會民主憲政的進步史──簡單的說,將歷史人物分成推進或妨礙民主憲政進步的好人或壞人,並基於此價值觀來評判歷史事件。

「輝格式」價值觀將人事物劃分爲推動與阻礙進步二元對立的敘事。圖/Pixabay

科學史的書寫也經常落入「輝格式」的窠臼,渲染成推動或阻礙科學進步這兩者之間的對決。經典的「科學革命」敘事即為一例,將哥白尼、克卜勒、伽利略與牛頓視為同一「道統」傳承,突顯這些科學偉人(甚至有些還是殉道者)為啟蒙進步貢獻的價值,而忽略其學說在歷史上的內容及脈絡,可能與今日的認知有極大出入。「科學」與「宗教」的對立,也往往在輝格式的詮釋中被無限放大。魯維克認為,仔細檢驗歷史後,就能發現這種「科學與宗教之間一再發生本質上的衝突」的看法經不起考驗。前面也提過,作者多次對「○○○之父」這樣書寫偉人的方式表達異議,就是批評坊間科普書及科學體制內對科學先輩的標準敘事。

魯維克提醒讀者要釐清基要主義者塑造的迷思。這裡所謂「基要主義」,不僅是宗教陣營的,也包括科學界裡的無神論基要主義,兩者在作者眼中都是一樣極端。當然,作者在此的論斷自然有其宗教信仰立場,讀者可以自行判斷其書寫是否符合他想達到的不偏不倚。

總之,《地球深歷史》不僅是講述人類如何認識地球漫長歷史的科普書,也是一部以多元視角探討地球科學學科領域發展的歷史。在這個曲折複雜的知識探索過程中,各種跨文化、跨學科的知識資源被整合,不同的知識群體也以各自的觀點與方法參與其中,交互辯證或影響。「歷史」的意義也隨之擴大。原本「歷史」專指人類過去活動的事蹟,特別是以文字紀錄為史料來源的信史。自從人們將編年的觀念挪用至自然界,探究地球與生命的發展歷程,大幅擴展了地球的時間跨度,並認知到自然界自有其歷史,人類僅僅在這齣戲劇的最後一幕才登場。對人類起源的追尋,又使「史前史」的概念與範疇應運而生。

這一套整合了地球(甚至宇宙)深歷史、生命演化、人類史前史與信史的宏觀敘事,是科學界與博物館習慣解讀世界的方式,現代的歷史學界反而少談。近年來,歷史學界亦有人稱之「大歷史」(Big History)並加以宣傳(注意不要和知名華裔學者黃仁宇的「大歷史觀」混淆。這裡所謂的「大歷史」由美國歷史學家大衛.克里斯欽〔David Christian〕提倡,克里斯欽並撰寫多部書籍闡釋此理念,臺灣亦有發行中文版。)。然而由本書可知,這種宏觀敘事其實不是什麼新鮮玩意,至少在十七世紀的編年學家試圖重建從創世至今的時間軸時,就踏出探索世界的一小步了。

——本文摘自泛科學 2021 年 4 月選書《地球深歷史:一段被忽略的地質學革命,一部地球萬物的歷史》,2021 年 3 月,左岸文化
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左岸文化_96
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左岸的出版旨趣側重歷史(文明史、政治史、戰爭史、人物史、物質史、醫療史、科學史)、政治時事(中國因素及其周邊,以及左岸專長的獨裁者)、社會學與人類學田野(大賣場、國會、工廠、清潔隊、農漁村、部落、精神病院,哪裡都可以去)、科學普通讀物(數學和演化生物學在這裡,心理諮商和精神分析也在這裡)。

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華勒斯的演化論與生物地理學,源自亞馬遜的燦爛之火
寒波_96
・2023/02/22 ・3721字 ・閱讀時間約 7 分鐘

公元 1823 年華勒斯在英國誕生,於 1913 年以 90 歲高壽去世,今年 2023 年是他誕生 200 年。我們懷念他是因為,他曾經和達爾文聯名發表演化觀點,以及提出解釋東南亞海島間生物分佈差異的「華勒斯線」。

Alfred Russel Wallace 在台灣常翻譯為華萊士,不過如威廉華勒斯等等 Wallace 都翻譯作華勒斯,本文就統一作華勒斯。

達爾文會提出演化論,深受他知名的小獵犬號之行影響。華勒斯的東南亞考察也給予他不少啟示,一如達爾文的加拉巴哥群島等地;然而在此之前,華勒斯已經在亞馬遜有 4 年經歷。為了紀念華勒斯兩百歲生辰,Nature 期刊 2023 年初刊登兩篇文章,緬懷他的亞馬遜之旅。

華勒斯 1860 年代的畫像,當時 40 歲左右。圖/Mondadori Portfolio via Getty

與強者朋友一起前進亞馬遜,然後分道揚鑣

和前輩達爾文相比,華勒斯的家境普通,也沒有受過正規的學術研究訓練。所幸身處文化發達的大英帝國,有志青年仍有不少學習和出人頭地的機會。何況他爸爸是學過法律的自耕農,文化資本其實不算低。

成年後喜歡生物的華勒斯在 1844 年,21 歲之際遇見小他 2 歲的貝茲(Henry Walter Bates),兩人志同道合;華勒斯也從一般愛好者,升級為有系統的標本搜集者,可謂一隻腳踏入研究領域的門檻。

1848 年,華勒斯 25 歲之際與貝茲一同航向大西洋對岸的亞馬遜。不過兩人大部分時候分開行動,貝茲在亞馬遜南部,華勒斯在北部的尼格羅河(Rio Negro)一帶。

華勒斯年輕時在談笑無鴻儒,往來皆白丁的階段,我猜朋友大概不會只有貝茲一位。不過貝茲後來提出的貝氏擬態(Batesian mimicry)沿用至今,可謂華勒斯的強者我朋友,事後諸葛的我們建構歷史敘事時,也就津津樂道兩人的友誼。

英國病人碰上船難,買保險很重要!

離家萬里的華勒斯,依然透過經紀人與國內保持聯繫,郵寄異鄉產品回英國賺錢。在亞馬遜待了 4 年後他決定返鄉,期間一直被疾病威脅生命,可謂現實意義上的英國病人(The English Patient)。

最慘的是他弟弟 1849 年遠渡重洋來照顧他,卻自己也感染黃熱病,返國途中不幸病逝。而華勒斯要等到幾個月後才收到消息。

1852 年華勒斯搭乘海倫號(Helen)貨船返國,沒想到出海三個星期後火燒船,使他漂浮在大西洋海面上,眼睜睜看著攜帶的行李大多損毀。最後他耗費 80 天返回英國,比起與貝茲的去程 29 天漫長得多。好在經紀人有買保險,讓華勒斯獲得部分補償,不至於血本無歸。

返回英國的海倫號火燒船事件後,沒有損毀的少數紀錄。圖/The Natural History Museum/Alamy

回到英國的華勒斯將近 30 歲,闖出一些名號,卻沒有受到太多重視。所幸保住生命加上幾年累積的知識,賦予他東山再起的契機。1854 年他得到前往東南亞的機會,1858 年 35 歲時就和達爾文聯名發表歷史巨作。

從亞馬遜參透生命的奧秘:生物地理學

華勒斯僅管在亞馬遜一直生病,也淬煉出不侷限於觀察的科學眼光,從船難撿回一條命回到英國後,展露學術鋒芒。1852 年 12 月 14 日,他在倫敦的動物學會發表研究亞馬遜猴子的論文,主張亞馬遜各地的猴子款式,受到大河形成的地理障礙強烈影響。

當時華勒斯受到一些批判,後來證明他的論點無誤,而且是生態分佈的普遍現象。現在我們知道更多:亞馬遜的河道歷史上改道多次,導致生物的分佈範圍持續變化。

用現代標準看,前往亞馬遜考察的 4 年差不多等同華勒斯的博士班修行,回國後發表的報告則是他的博士論文。這篇博士級論文中還觸及一個要點,所謂的「亞馬遜雨林」內部其實差異不小,他是首先有意識提及此事的研究者。

華勒斯觀察到亞馬遜的不同地區,物種組成不太一樣。他劃分 4 大區域:幾內亞、厄瓜多、秘魯、巴西,由其間的亞馬遜河、尼格羅河、馬德拉河(Madeira)這些大河分割出不同地區的地理障礙。如今所知更多,還可以切得更細。

具體是觀察到有幾條河分割出幾塊地,超乎其上普世性的生物學道理是,由於地理環境的阻隔,各地會形成不同的「特有種(endemism)」。華勒斯領悟地理障礙會影響生物分佈,可謂生物地理學的先驅。

華勒斯 1853 年出版書籍中的亞馬遜地圖。圖/Mary Evans/Natural History Museum

自學成才的英國洞觀者

現在的人可能覺得上述觀點都是些普通常識。可是華勒斯是在 1852 年提出,那時演化論尚未問世,跟他同齡的孟德爾,當時也尚未開始種植豌豆。

一百多年後的常識,首度問世時常常是驚天動地的新突破!

年輕的華勒斯沒有受過正規學術訓練,還是需要持續賣標本換錢的月光族,提出的研究成果竟有如此理論性。由此可知亞馬遜之行,確實讓華勒斯從所謂的集郵者,蛻變為具備洞察力的科學家。

法國詩人韓波(Arthur Rimbaud)認為,詩人必需是能看穿事物表面,有洞察力的洞觀者(voyant),我想這也是頂級科學家必需配備的能力,亞馬遜的神秘力量加持過後,華勒斯可謂成功通靈。

這類自學成才的科學家,當時英國不只華勒斯一位。以時代來說,那時的英國社會有點厲害。後來華勒斯沈迷於「唯靈論(spiritualism )」就是另一個故事了……

華勒斯年輕的南美洲經歷,讓人聯想到更早將近一百年的洪堡(活到很老,1859 年 90 歲時去世)。身為晚輩,華勒斯讀過洪堡作品,他站在洪堡巨人的肩上,觸及到更高的思想境界。

許多人覺得遺憾,遺傳、演化並稱,但是孟德爾提出遺傳學法則後被埋沒超過 30 年,等到 1900 年代才重現於世,因此 1882 年去世的達爾文沒有機會知悉。這方面華勒斯比較幸運,他年紀比孟德爾小半歲,又一直活到 90 歲,有機會見證遺傳學的發揚光大。

華勒斯 1853 年出版書籍中提到的「黑暗中一團燦爛之火(sitting amidst the gloom, shining out like a mass of brilliant flame)」圭亞那動冠傘鳥。圖/Hein Nouwens/Getty

燦爛之火多年以後依舊燃燒

多年在亞馬遜、東南亞走跳的華勒斯,有不少接觸原住民的機會。照文字紀錄看來,他年輕時的思想應該和同時期的普通英國人差距不大,沒有特別進步或反動;不過相比於同時代人,他更尊重在地知識,這也有助於他的成功。

亞馬遜的生物多樣性如今依然天下第一,世界卻變化不少。尼格羅河盆地的原住民,在華勒斯時代是被觀察者,類似實驗動物的角色,現在漸漸變成主動的研究者,他們用源自不同文化的手法探索自己的世界,成為現代知識體系的一份子。

然而,曾經啟發華勒斯的尼格羅河盆地,至今仍缺乏一流的研究機構,無法培育本土的研究人才,本地學子必需離鄉背井。科學從華勒斯到現代突飛猛進,仍有不少進步空間。

上圖是華勒斯描述為「黑暗中一團燦爛之火」的圭亞那動冠傘鳥(Guianan cock-of-the-rock ,學名 Rupicola rupicola),目前沒有滅團危機,依然在華勒斯探索過的雨林中飛翔。希望燦爛之火永不熄滅,但是不要變成失控的森林大火。

延伸閱讀

參考資料

  1. Alfred Russel Wallace’s first expedition ended in flames
  2. Escaping Darwin’s shadow: how Alfred Russel Wallace inspires Indigenous researchers
  3. Evolution’s red-hot radical

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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生命的起源是什麼?達爾文的祖父相信「萬物始於貝」——《海之聲》
臉譜出版_96
・2022/11/18 ・2891字 ・閱讀時間約 6 分鐘

在我們這個迷因勝過物質的時代,「萬物源自共同祖先,藉由不斷演化存活下來」的想法,被烙上查爾斯.達爾文的名字。這個名字總是會以全大寫出現在熟悉的有腳魚圖案保險桿貼紙和 T 恤上。

有腳的達爾文魚是進化論的象徵符號。圖/Wikipedia

演化論的標語化,掩蓋了達爾文的優雅理論其實是緩慢的、斷續的、不確定的浮現,在他之前的好幾代就已開始並持續鋪展。科學家結合演化論與遺傳學,揭示生命如何在古海洋中興起,並在劇烈的環境變化中存續。

達爾文的祖父相信生命起源於貝殼

達爾文的祖父──一位名叫伊拉斯謨斯.達爾文(Erasmus Darwin)的肥胖醫生,早在兩個世紀之前便預見了福爾邁伊今日著名的貝殼裝飾理論。「不規則的突起,」伊拉謨斯在〈植物園〉(The Botanic Garden)一詩中寫道,「是牠們的防禦工事,對抗敵人攻擊。」

伊拉斯謨斯.達爾文。圖/Wikipedia

包含達爾文祖父內的那群十八世紀哲學家與科學家,談論著不復存在的生物化石證據。在那個時代,膽敢質疑上帝造物的完美性,仍是非常危險的一件事。伊拉謨斯的詩作〈自然殿堂〉(The Temple of Nature)描繪了一場大爆炸──「在時間開始之前,從燃燒的混沌中,」以及「在連續幾代生命的綻放,在牠們取得新的力量而生長成更大的軀體之前」──「海洋中微小的生命崛起」。

伊拉斯謨斯相信,萬物源自於一只微小貝殼中扭動的「絲狀體」。雖然他住在英國斯塔福郡利齊菲爾德的大教堂城市,有著信仰虔誠的鄰居與病人,但伊拉斯謨斯還是對他的貝殼起源深感興奮,想要與其他願意質疑傳統的智慧之人分享。

出現在家族徽章上的貝殼

達爾文的家族徽章上有三枚扇貝,這紋樣在當時與現在都很流行。(黛安娜王妃的徽章是斯賓塞(Spencer)家族從十六世紀代代相傳的,裡頭也有三枚扇貝。她的兩個兒子,威廉與哈利,在十八歲後也將貝殼納入自己的紋徽中以紀念母親。)伊拉斯謨斯.達爾文決定將達爾文家的徽章加上「萬物始於貝」(E conchis omnia)這句座右銘。

達爾文的家族徽章上有三枚扇貝。圖/Wikipedia

他把座右銘印在自己私用的書籤上,但這樣無法讓更多人看見。於是,就像演化論的現代捍衛者在保險桿上貼了有腳魚的貼紙;伊拉斯謨斯.達爾文在一七七○年將他的紋徽與新座右銘裝飾在馬車側身。

他虔誠的鄰居們被他的失德行為嚇壞了。在利齊菲爾德大教堂上,法政牧師湯瑪斯.史都華(Thomas Seward)看到伊拉斯謨斯「棄絕他的造物主」,滿心憤慨,寫下這首諷刺詩:

多麼偉大的巫師!憑藉魔法咒術

能讓貝殼長出萬物……

噢醫生,改掉那愚蠢的座右銘

或將它留在某位女士的窟洞裡

否則你可憐的病人會戰悸

如果你的治療力比不過創造力。

伊拉斯謨斯.達爾文不想侮辱教會也不想失去病患,於是將馬車上的貝殼座右銘塗掉,但仍保留在書籤上。他的後代子孫(無論是生物上或知識上的),都在共同起源論中找到真理,儘管不是來自一枚原始貝殼。不過,今日的古生物學家確實認為,軟體動物是我們目前所知最古老的動物,而牠們是由單一的有殼祖先演化而成。

早期生物如何適應地球的變化?關鍵就在於外殼

科學家尚未發現軟體動物之母,但他們知道,軟體動物至少是在五億四千萬年前演化而成。在單細胞微生物出現後,有些創造出生物的第一個外殼,並終於蠕動出更複雜的生命體。在統治地球大半歷史的軟泥微生物墊層與動物的大崛起之間,有兩波被低估的生命浪潮。

第一波是最早的多細胞生物,以柔軟的身體蠕動存在,如今只能在地球最古老的岩石潛穴與痕跡中瞥見。這些黏糊糊的老祖宗,找到方法在陽光中捕捉能量,但牠們的創新卻也助長了牠們的毀滅進程。牠們發展出來的光合作用有一個副產品──氧氣;對大多數在原始、低氧海中演化出來的微生物而言,氧氣是有毒的。

最早的多細胞生物。圖/Wikipedia

這些謎樣的生物,有許多在教科書裡的「五大滅絕」,以及目前正在經歷的第六次大滅絕之前就已大量死亡。只有能夠適應地球化學變化的生物堅持了下來,其中許多是拜牠們打造的外殼之賜。

第二波由微小、虛弱的礦化生物組成,即科學家口中的「小殼化石」。牠們的暱稱是「小殼」(small shellies)或「小臭」(small smellies),因為採集牠們的唯一方式,是將石灰岩塊溶解在酸液裡。

這些迷你造礦者包括蟲狀、管狀與海綿狀生物,以及最早的一些軟體動物——已滅絕的喙殼綱(rostroconch)軟體動物看似蛤蚌,但雙殼融合成單殼;蝸牛似的太陽女神螺綱(helcionelloid)外殼有如女巫帽,生活在動盪海洋的淺灘裡。牠們很快就會有一大群夥伴。

鸚鵡螺。圖/臉譜出版提供

光合作用協助打造外骨骼的材料

逐漸增加的氧氣導致更多的光合作用,提高類似蛋白質的膠原——那是動物製造組織的必需品;火山灰也可能增加了海中的碳酸鈣,為打造外殼提供了現成的材料庫存。在俄羅斯西北部奧涅加河河岸,有一層五億五千五百萬年的火山灰燼,裡頭保存了一種寶螺狀的柔軟動物,名為金伯拉蟲(Kimberella),拖著一個數公分長的非礦物殼。科學家追蹤牠的覓食與爬行軌跡,得知牠大概是靠一條爬行足倒退移動。

繼這場「軟啟動」之後,在寒武紀(Cambrian)的動物崛起中,硬殼連同骨骼於世界各地出現。斑斑點點、慢慢吞吞的生命形式,開始讓位給喧喧鬧鬧、由掠食者與獵物組成的海洋動物寓言。肢節分明的三葉蟲,和牠們的昆蟲與螃蟹後代一樣沿著海底爬行。更大的海洋動物演化出來並掠食牠們,例如五公分長、龍蝦狀的赫德蝦(Hurdia victoria),牠們擁有多刺的爪子以及從頭部突起的長矛狀外殼。

赫德蝦(Hurdia victoria)有多刺的爪子和長矛狀外殼。圖/Wikipedia

在加拿大落磯山區,數百隻名為威瓦西亞蟲(Wiwaxia)的尖刺蛞蝓,保存在寒武紀海洋中巨大的伯吉斯頁岩(Burgess Shale)化石沉積中。這些五億零五百萬年的遺骸覆蓋著鱗片,並有突出的尖刺。和金伯拉蟲一樣,科學家尚未確定牠是早期的軟體動物或一種蟲。但科學家確實看到牠的許多尖刺曾經折斷(可能是掠食者造成)然後修復。

——本文摘自《海之聲:貝殼與海洋的億萬年命運》,2022 年 11 月,臉譜出版,未經同意請勿轉載。

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用藝術在科學界掀起狂潮!生物學家海克爾與它的「大橡樹」之作──《纏結的演化樹》
貓頭鷹出版社_96
・2022/08/07 ・2564字 ・閱讀時間約 5 分鐘

紅了超過 150 年!這棵樹到底有什麼魅力?

海克爾忙碌而多產,除了不斷研究,也持續普及化他的理論。一八七四年他出版了另一本專門討論人類演化的書,至少它的書名副標是如此表示的:《人類發展史》。

他的生命樹在此書中發展到極致,這張被稱為「海克爾的大橡樹」的圖,後來變得非常知名,很可能是他最廣為人知的一幅藝術作品,你可能曾在某些海報上面看過,或是看過印在 T 恤上面的版本。

海克爾透過「大橡樹」描繪他對生物演化的理解。圖/貓頭鷹

這幅圖像所呈現的,是海克爾對人類演化的理論,從他所創造的祖先原核生物,經過蠕蟲跟兩棲類,經過爬蟲類,一路演化到人類。

這棵樹沒有枝葉繁茂的華蓋,沒有太多分支。它的樹幹在靠近根部的地方極為粗壯,愈往上面開始慢慢變得細弱,使整棵樹看起來比較不像橡樹,反而比較像一顆剛從土中拔出的多鬚而巨大的大頭菜,頭下腳上。

在這棵樹最高的一根樹枝上面寫著 Menschen,也就是「人類」的意思,而在左右下方(注意,不是旁邊)則伴隨著大猩猩、紅毛猩猩與黑猩猩。

恩斯特.海克爾不僅是頂尖的生物學家,也是一位醫生、一位藝術家。圖/Wikipedia

這張圖是否如許多學者所說,可以代表海克爾只是躲在達爾文理論之下,實則是一名復古而保守的人類中心主義者?而他的大橡樹其實只是另一種天梯,跟亞里斯多德所主張,跟邦納在一七四五年所畫的並無二致?海克爾是否認為人類是演化的皇冠,是這個帶有目的性的演化過程最後應達到的終點呢?

我並不這麼認為。

或許當你第一眼看到這張圖的時候,確實會認同這些看法,但是他的想法跟圖畫其實要更複雜一些。

海克爾是相當卓越的藝術家,曾出版《自然中的藝術百態》(Kunstformen der Natur),收錄了上百幅海克爾的生物繪圖,此為海克爾手繪的水母圖稿。圖/Wikipedia

世人對海克爾的評價

生物歷史學家對海克爾的評價分歧,對於他真正的想法或是旁人揣測的看法,對於他引起的騷亂與他的過錯,大家始終各執一詞,看法莫衷一是。

海克爾相當長壽(他活到八十五高齡,死於一九一九年),著作等身,提出過許多不同版本的達爾文理論,以及理應是根據達爾文理論所制定的「定律」;他曾多次修改自己的某些論點,而對於另外一些論點則含糊其詞,有時甚至前後矛盾,這些都讓後人對他的看法充滿分歧。

有一派的人認為他的理論其實比較接近拉馬克學派,而非達爾文的演化論,因為海克爾錯誤地主張後天獲得的特徵可以遺傳下去(雖然達爾文也這樣認為)。

他的生物遺傳定律也在生前就受到嚴厲批評而被宣告錯誤。他被指控用錯誤的證據――不知是刻意還是不小心畫出錯誤的圖畫――來證明自己的假設。

達爾文(左)跟拉馬克(右)對生物的演化都提出了各自的想法,對後人造成深遠的影響。圖 / Wikipedia

有人批評他提出過許多古生物學理論,卻沒有提供任何化石證據;也有人說他是「膚淺、前後不一致,或者根本就是腦袋不清楚。」

還有一派批評則認為,像他這種進化觀點,也就是視演化為一種進步的過程,並且把人類放在這條進步之路的終點,作為完美的代表,海克爾根本稱不上是達爾文主義者。

雖然海格爾翰與他的理論逐漸被學界淘汰,但他精美的畫作仍然受到世人的喜愛。圖 / Wikipedia

海克爾的觀點真的不值一提嗎?

眾多批評者之一的歷史學家波勒,在一九八八年曾針對在《物種起源》出版後的數十年之後所有對達爾文理論產生過影響的「假達爾文主義者」以及「反達爾文主義者」,寫過一部專書《非達爾文主義的演化論》,該書封面用來闡述他論點的代表圖片,就是海克爾的大橡樹。

波勒也在書中使用這幅圖片,用以佐證他說的「海克爾演化論本質上的線性特徵」。不過他的批評可能有欠公允。

其他的學者,比如傳記作者理查茲曾經指出,海克爾為了兩種不同的主張畫過兩種不一樣的樹。

第一種就是親緣關係樹,比如他所畫的 Stammbaum der Organismen 總生命樹,以枝繁葉茂的華蓋呈現出生物種類的廣度。

海格爾透過「樹」闡述他的「三界系統」(Three-kingdom system)理論。圖/Oxford Research Encyclopedias

第二種則是家譜樹,比如他所畫的大橡樹,主要目的是用來呈現單一種生物的發展。畢竟大橡樹的名稱為 Stammbaum der Menschen,也就是人類的生命樹,是用來講人類的演化,而不是講其他生物的演化。

人類在這棵樹的頂峰,那是因為這棵樹就是跟人有關

他畫這棵樹的目的,正是用來解釋他那大膽的主張(同時也是達爾文的主張),也就是我們是其他生物的後代,這條線可以一直追溯到一種單細胞生物,就是他所謂的原核生物。這也是為何這棵樹的根部粗壯,然後愈來愈細並且樹枝稀少。

這棵樹的目的並非用來展示生物的多樣性以及彼此之間的關係。它的目的是展現單一種系,也就是人類的世系。海克爾或許是個浪漫主義者,也可能是個進步主義者,或許並不是一名始終如一的達爾文主義者,但是他還是知道生命樹並不是一顆大頭菜。

——本文摘自《纏結的演化樹》,2022 年 7 月,貓頭鷹,未經同意請勿轉載。

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