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生物學的「演化樹」,前身其實是象徵通往天堂的「階梯」? 探索的盡頭甚至是上帝?——《纏結的演化樹》

貓頭鷹出版社_96
・2022/08/05 ・2414字 ・閱讀時間約 5 分鐘

編按: 1837 年時,達爾文在筆記本畫下了一顆演化樹/生命樹(Tree of Life),透過它來解釋物種間的關係和演化。直到一百多年後的今天,也有許多生物學者會使用樹狀圖來描述物種之間的關聯。然而事實上,達爾文並非使用「生命樹」這個詞的第一人。

貫串古今的「生命樹」,最早出現在聖經?

「生命樹」這個詞並不是達爾文發明的,它的意義也非達爾文所創造。不過,達爾文確實在自己的理論中賦予「生命樹」新的意義。

達爾文賦予生命樹新的意義。圖 / Wikipedia

如同許多深植於我們思想中的象徵物一樣,生命樹也有個遙遠而古老的過去,它最早可以追溯回亞里斯多德跟《聖經》(為什麼這類事情總是可以扯上亞里斯多德呢?這個嘛,這就是為何他是亞里斯多德呀),它的意義曾改變,曾不斷引起大家的共鳴。

在《聖經》裡,這主題像是個大書擋一樣,出現在《聖經》的頭跟尾。

生命樹最早出現在〈創世紀〉第三章,就在亞當跟夏娃被逐出伊甸園之時;然後重新出現在〈啟示錄〉,在英文版英王欽定本的最後一頁(對於從此進入西方文化來說,這是個很好的安排)。

在〈啟示錄〉第二十二章第一節跟第二節,先知作者描述了他在異象中看見的「生命水」,如同一條清澈的河流般從神的寶座流出來,河的兩側則長了「生命樹」,每月都結果子,樹上的葉子「乃為醫治萬民」。

這棵樹很可能代表耶穌,帶給世界茂盛如葉般的祝福;也或許它代表恩典,或是代表教會。

這段文字其實相當模糊,而不同的翻譯版本又讓人更摸不著頭腦(到底是一棵樹還是很多棵樹?)不過這裡要說的事很簡單,生命樹就是一個相當古老而帶有詩意的形象,是一個能引起眾人共鳴的詞彙,具有多重意義,並且很早就存在西方文化中了。

不是樹而是階梯?生命樹的真面目

亞里斯多德在西元前四百年左右寫下了《動物史》,在這本書裡,生命樹其實不是一棵樹。它比較像是一把大自然的梯子,或者如後來拉丁化的希臘文所稱的自然之梯(a scala naturae)

亞里斯多德提出自然之梯的想法,之後延伸成為歐洲神學中「存有巨鏈」的概念。圖 / pixabay

亞里斯多德認為,自然界中各種各樣的生物,來自於大自然的無生物(比如土或是火),會「持續不斷一點一點地」演變成像是動物之類的有生物,這個過程因為變化太過細微,因而不可能在這兩種型態之間畫出一條清楚的分界線。

這樣的思想從當時一直到中世紀結束之後都廣為眾人接受,相當盛行;比如在十六世紀時的木刻版畫上,就可以看見所謂的「存有巨鏈」或是「智力的升降之梯」等圖畫,它們往往將世界萬物描述為從無生命的物質像是石頭或水,一階一階往上升,變成植物與野獸,接著上升為人,然後是天使,最後是上帝。

從這樣的觀點觀之,生命樹其實是「通往天堂之梯」,這可比齊柏林飛船的那首同名搖滾名曲要早了五個世紀。

齊柏林飛船(Led Zeppelin )的搖滾名曲,通往天堂之梯(Stairway To Heaven),時隔多年依舊經典。

階梯模型再現,但上帝已不在

到了一七四五年,儘管許多啟蒙時代的思想家都已經可以接受大自然生物的多樣性發展,有如樹木會從側面發芽,長出分岔的枝葉一般;但是瑞士的自然學家邦納卻又再度重提這種線性的、階梯式的模型。

邦納在那一年發表了一篇昆蟲論文,裡面有一張拉頁圖解,來解釋他「自然生物等級的概念」。

他將萬物從下而上垂直排列,開始於火、風跟水,再上去是土以及各種礦物質,然後是蘑菇、地衣、植物,然後是海葵,接在其後則是絛蟲、蝸牛與蛞蝓,再來是魚,他在此特別提出了飛魚,接著是鳥類,在鳥之上則是蝙蝠跟飛鼠,然後是四足哺乳類、猴子、人猿,最後是人。

你看出他的邏輯性了嗎?

飛魚比其他魚類高級,因為牠會飛;蝙蝠跟飛鼠比鳥類高級,因為牠們是哺乳類;人類跟猩猩是最好的哺乳類,其中人類又比任何生物要高級。

邦納雖然靠當律師維生,但是卻更喜歡研究昆蟲與植物。他終生都是日內瓦共和國的公民。他的祖先過去因為在法國受到宗教迫害的緣故逃往瑞士,這或許也是他的自然等級終點是人而非上帝的原因。

在邦納的自然等級圖中缺席的除了上帝以外,另一個缺席的則是微生物。雖然早在七年前,荷蘭的顯微鏡先驅雷文霍克就已經用顯微鏡發現了細菌、原蟲以及其他細小的「微動物」,但是邦納卻不怎麼注意這些微生物。

邦納的自然等級圖少了幾個層級,不曉得他是不是沒把微生物放在眼裡(X)。圖 / elements

我們會聽過雷文霍克的名字,多半都是因為在高中時代讀過克魯伊夫所寫的《微生物獵人傳》(這本書雖然是影響深遠的敲門磚,但其實內容糟糕透頂,充滿了編造的對話與虛構的情節),也或者是因為看過其他科普書籍,不過你可能不記得雷文霍克其實是一名台夫特的布商,他之所以開始製作放大鏡,是為了要能夠更仔細地檢查布料的紗支數。

後來他純粹出於好奇心,試著用透鏡去觀察其他物品,卻發現了驚人的現象:在湖水、雨水、自來水中,竟然住滿了細小的各式生物,甚至從自己牙齒上刮下來的細屑中,也有它們的蹤跡。

——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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貓頭鷹是智慧的象徵。1992年創社,以出版工具書為主。經過十多年的耕耘,逐步擴及各大知識領域的開發與深耕。現在貓頭鷹是全台灣最重要的彩色圖解工具書出版社。最富口碑的書系包括「自然珍藏、文學珍藏、台灣珍藏」等圖鑑系列,不但在國內贏得許多圖書獎,市場上也深受讀者喜愛。貓頭鷹的工具書還包括單卷式百科全書,以及「大學辭典」等專業辭典。貓頭鷹還有幾個個性鮮明的小類型,包括《從空中看台灣》等高成本的視覺影像書;純文字類的「貓頭鷹書房」,是得獎連連的知性人文書系;「科幻推進實驗室」則是重新站穩台灣科幻小說市場的新系列,其中艾西莫夫的科幻小說,已經成為台灣讀者的口碑選擇。

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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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貓頭鷹是智慧的象徵。1992年創社,以出版工具書為主。經過十多年的耕耘,逐步擴及各大知識領域的開發與深耕。現在貓頭鷹是全台灣最重要的彩色圖解工具書出版社。最富口碑的書系包括「自然珍藏、文學珍藏、台灣珍藏」等圖鑑系列,不但在國內贏得許多圖書獎,市場上也深受讀者喜愛。貓頭鷹的工具書還包括單卷式百科全書,以及「大學辭典」等專業辭典。貓頭鷹還有幾個個性鮮明的小類型,包括《從空中看台灣》等高成本的視覺影像書;純文字類的「貓頭鷹書房」,是得獎連連的知性人文書系;「科幻推進實驗室」則是重新站穩台灣科幻小說市場的新系列,其中艾西莫夫的科幻小說,已經成為台灣讀者的口碑選擇。

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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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孟德爾與他的豌豆,開創「遺傳學」先河!——《生命之鑰:一場對生命奧祕的美麗探索》
三采文化集團_96
・2021/12/02 ・2104字 ・閱讀時間約 4 分鐘

  • 作者 / 保羅.納斯爵士(Sir Paul Nurse)
  • 譯者 / 邱佳皇

編按:筆者是知名遺傳學家和細胞生物學家,致力於控制細胞複製的研究工作,也就是所有生物生長和發展的基礎。於 2001 年獲頒諾貝爾生理學/醫學獎(Nobel Prize in Physiology or Medicine),同時也是阿爾伯特.愛因斯坦世界科學獎、拉斯克獎與皇家學會科普利獎章的獲獎者。

在本書中,保羅.納斯用優美、詼諧的語調幫讀者上了一堂生物學簡史,引領我們思考科學家長久以來追尋的生命之謎,讓讀者彷彿身歷其境、穿梭在各個時代的實驗室裡,感受那些科學發現過程的挫敗和欣喜。並除了學術理解,更希望帶給讀者哲學性的思考能力。

我有兩個女兒和四個孫子,他們所有人都極為與眾不同。比方說,我其中一個女兒莎拉是一名電視製作人,另一個女兒艾蜜莉是物理學教授。但她們有些特徵還是會和彼此、和她們的孩子或我與妻子相同。家人之間的相似度可能很高或只有部分相似,相似的地方包括身高、眼珠顏色、嘴巴或鼻子曲線,甚至一些特別的習性或臉部表情等。家人之間也會有很多差異,但無法否認的是,每代之間都有延續性。

所有生物的父母和子女間,一定會有某種程度的相似,那是亞里斯多德和其他古典時期思想家很久之前就認證的理論,但生物遺傳的基礎一直是個難解之謎。多年來出現過各種解釋,但有些解釋在今日看來有些古怪。比方說亞里斯多德就認為母親對孩子的影響只有在腹中的成長,就像某種土壤品質對植物的影響,只有從種子到發芽的階段而已。有些思想家則是認為遺傳基礎是來自「血液的混合」,也就是說孩子是從雙親那邊獲得平均的特徵。

直到發現基因後,我們才更加了解遺傳的運作方式。基因不只幫助我們理解家人間複雜的相似性和獨特性,也是生命用來建造、維持和繁殖細胞的關鍵訊息來源。更進一步說,基因也是細胞製造的有機體的關鍵訊息來源。來自現位於捷克布爾諾修道院的孟德爾(Gregor Mendel),是第一位解開遺傳學神祕面紗的人。但他的研究標的並不是人類費解的遺傳型態,而是用豌豆這種植物進行謹慎的實驗,而他所研究出來的概念,最終引導我們發現目前稱之為基因的遺傳單位。

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豌豆的各個構造,包括莖、葉、花、果莢、種子。圖/Pixabay

孟德爾不是第一個用科學實驗來探究遺傳學的人,甚至不是第一個用植物來尋找答案的人,有些更早期的植物育種家描述了植物的某些特徵如何以不如我們預期的方式代代相傳。兩種不同的親株植物混種後的下一代,有時候看起來會像兩種的混合。比方說,將紫色花和白色花混合後可能會產生粉紅色的花;但有些特徵則會在某個世代中扮演主宰角色,比方說紫色花和白色花的下一代是開出紫色的花。早期的研究先驅集合了許多有趣線索,但當中沒有人能完全解釋基因如何在植物中發揮遺傳效用,更別說如何在所有生物,包括人類上,發揮效用了,而那正是孟德爾在豌豆實驗中所開始揭露的事情。

在 1981 年冷戰中期,我進行了一場自己的朝聖之旅,前往位於布爾諾的奧古斯丁教派修道院,看看孟德爾曾經工作的地方,那是當地成為如今的觀光勝地前很久的事。當時野草叢生的花園大得驚人,我能輕易想像孟德爾曾經在那裡種植著一排排豌豆的情景。他曾經在維也納大學攻讀自然科學,雖沒有成為合格教師,但他並沒有遺忘自己在物理學方面所受的訓練。他明白自己需要很多資料,因為龐大的樣本更有可能發現重要的模式。他有些實驗包含了一萬多種不同的豌豆植物,在他之前未曾有植物育種家採行過如此縝密和大量的方式來進行研究。

為了降低實驗的複雜度,孟德爾只專注在有顯示明確差異的特徵上。他多年來小心記錄他所設計的混種結果,並發現了其他人沒注意到的模式。更重要的是,他觀察到在這些豌豆中會有特定比例出現某些特徵,特定比例缺少某些特徵,像是特定花色或種子形狀等。關鍵之一就是孟德爾用了數學級數的方式來描述這些比例,這讓他可以主張豌豆花內的雄性花粉和雌性胚珠含有他稱為「元素」的事物,這些元素就和親株的不同特徵有關聯。當這些元素透過受精結合,就會影響下一代植物的特徵。但孟德爾當時並不知道這些元素是什麼,或者會怎麼運作。

當時有個有趣的巧合,另一位知名的生物學家達爾文(Charles Darwin)大約在同一時間也在研究金魚草這種植物的混種,他觀察到類似的比例,但並沒有試著解釋那些數值可能代表的意義。總之,孟德爾的研究幾乎被當代完全忽視,直到一整個世代後,才有人認真看待他的研究。

接著,在約莫 1900 年時,有一些獨立研究的生物學家重複了孟德爾的研究,將這些研究進一步發展,並開始對於遺傳如何運作這件事做出更明確的預測,進而促進為了紀念孟德爾而命名的「孟德爾定律」和遺傳學的誕生,世界開始注意到這個議題。

──本文摘自三采文化《生命之鑰:諾貝爾獎得主親撰 一場對生命奧祕的美麗探索》/ 保羅.納斯爵士,2021 年 12 月,三采

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閱讀在生活中不曾改變, 它讓我們看見一句話的力量,足以撼動你我的人生。而產生一本書的力量,更足以改變全世界