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全本小说网 www.qbshu.com,最快更新人类在自然界的位置最新章节!

学知识的假说肯定有其相应的价值;那个只是一时性起随机猜测的则几乎没有什么价值。揭示现象背后根源的每一大步都是按照我给大家所讲的方式迈出的。观察到某些事实和现象以后,一个人自然会问,这种自然情况下的哪一个过程、哪一个操作会揭开和解释这个神秘的现象?这样你就有了科学假说;这个假说的价值跟检验和验证它依据的仔细和完整程度成正比。跟日常生活中的事情一样:傻帽儿的猜想就是愚蠢,智者的猜想就是智慧。毫无例外,结果的价值是建立在研究者对他的假说进行所有可能的验证时所用的耐心和诚实的基础之上的。

    在后面我肯定还会时不时地回到这个话题上来。但是关于逻辑方法现在就讲这么多了,我得转到另外一个也许你们会认为更有意思的、至少是更具体的一个话题上。在现实中,没有比让你了解人的思维过程和得出科学结论和原理的方法更为重要的事情了。[1]既然认为这个研究是恰当的,定下我们所遵循的方法的性质,弄明白哪个方法会把我们引向胜利,我现在必须转而反思我们关于造成有机界现状的过程性质的知识。

    这儿我得先说两句,以免造成误会,让人认为我没什么话可说似的。有机界的现状是如何来的,这个问题可以分解成两个问题。第一个:有机物或生命物质是怎样开始的?第二个:它是怎么持续的?关于第二个问题,我有很多话说。但是关于第一个问题,我现在能说的话大部分是负面的。

    要说关于这个话题我们有多少证据,有两种证据。一个是历史的证据,一个是实验的证据。例如,由于组成地球地壳相当一部分固化的泥沙中含有过去生命的忠实记录,由于随着我们向下挖掘,它们跟现代生物的差异越来越大了。我们能够想象,也许我们会发现某一层岩石中含有地球生命起源之初的动物的遗迹。如果这是真的话,如果这些生命形式能够保存下来的话,那将是我称之为关于这个星球上生命开始模式的历史性证据。很多人会告诉你,很多地质学的书中也会这么说,这个任务已经完成了,我们确实已经有了这样的记录;在很多人想象中,我们已经发现的最早生命记录的形式实际上就是这个星球上动物生命开始时的形式。他们之所以这么想的原因在于:如果你们穿透厚厚的地球地壳,会看到更古老的岩石中间就不再有那些高等动物如四足动物类、鸟类和鱼类;在它们之下,你们只能看到些无脊椎动物;在那些最深最底下的岩石中,化石突然变得越来越少,直到最后,当来到人们认为最古老的岩石中时,那里的动物化石总是限于四种形式:扇叶迹(Oldhamia),人们还弄不清楚它是动物还是植物[2];舌形贝,一种软体动物;三叶虫,一种甲壳类动物,虽然细节上它跟龙虾或螃蟹有很多不同,但是它们共有着相似的结构框架;有膜虾,也是一种甲壳动物。到了这个时期,所有的动物群都缩减到这四种形式:一种不知道是动物还是植物的,和三种确认的动物(两种甲壳类和一种软体动物)。

    鉴于这些软体和甲壳动物的结构和复杂程度,我看要把它们当成所有生命的先祖确实需要很强的想象力。你们必须铭记在心,我们没一点证据能证明这些所谓的“最古老”的岩石真的是最古老的。我重复一遍,我们没有一点证据!当你在某些地方看到巨厚的岩石中生命的遗迹很少或干脆没有,在世界上别的地方同一组的岩石中却充满了生命的记录,我想你是没法心安理得地认为,或者觉着有理由认为,这些生命就是生命开初的形式。在这儿我没有时间来讲我得出这个结论的原因————光是这个就需要六七个讲座来讲清楚————我不得不满足于说,我一点儿都不相信那些就是最古老的生命形式。

    下面我来说说我们有什么样的实验证据。要想说我们有关于组织和生命起源的实验证据,研究者应当能够拿一些无机物,如碳酸、氨、水和盐类,经过无机的反应,组建成蛋白质,这些蛋白质应该在有机状态下能够开始生命活动。现在还没人能够做到这个,我也怀疑不久的将来会有人能做到。但是这件事情不像看起来那样绝对不可能,因为现代的化学研究————我不会说有一条道路通向这个目标,但是我可以说————已经树起了通向必由之路的导向牌。[3]

    你们别忘了有机化学是门年轻的科学,不过一两代人的历史,所以你们不能指望它有太多成就。不久以前,人们还说人工完全不可能制造任何有机化合物,即任何有机体内的非矿物化合物。这种状态过去持续了很久,但是现在离杰出的外国化学家成功地制造出尿素————一种组成动物排泄物中性质非常复杂的有机物质————已经有些年头了。最近这几年,这个化合物名单上还增加了丁酸及其他很多化合物。不用我说你们也知道,化学还远未达到我要求的目标。我想跟你们说的是,谁要说将来这个目标也不可能实现,那可就保不准了。很可能是我们这些人无法创造生命起源所需的条件,但是我们必须恰当地评价这件事,并且记住科学已经把脚跨上了那架梯子的第一阶。说实在的,现在谁也不敢预测50年以后她会爬到多高的地方。

    另外还有一项研究跟这个问题间接有关,我得说上两句。你们都知道,有一个现象叫自然发生。早在大约17世纪,我们的先辈们都想象并且笃信某些动植物在腐烂过程中会滋生出昆虫来。因此,他们以为,如果你把一片肉放到阳光下任其腐烂,由于肉中含有的自然发生潜能起作用,很快就会形成虫蛆。他们甚至能够给你开出用不同的动物和植物来制造某种小动物的详细菜单来。意大利杰出的博物学家雷迪(Francesco Redi, 1626——1697)在大家都对此深信不疑的情况下,开始研究这个问题;另外,同类的人物中还有我们自己的血液循环的伟大发现者哈维(Harvey, 1578——1657)。虽然你们会发现,哈维总是被人当成自然发生论的反对者。但是实际上,如果花点儿时间去读读他的著作,你们就会发现,哈维跟他同时代的人一样对自然发生论深信不疑。但是他碰巧明确地阐述了一个十分奇怪的命题————所有生命都是从一个卵开始的。他所用的词跟我们今天的用法有所不同,他的意思只是所有的生命都是从一个有机物质的小圆颗粒开始的。很可能由于这种原因,哈维的理念跟原有的理念有所冲突。接下来是雷迪,他用很简单的方式推翻了自然发生的理念。他只是用一块很细的纱布把肉蒙起来,然后把它置于跟原来相同的环境下,结果是没有产生任何虫蛆或昆虫。这样他就证明了虫蛆来源于那些飞到肉上产卵的昆虫,太阳的热量使得它们的卵得以孵化。这一研究,至少在当时,完全推翻了自然发生论的理念。

    接下来有人发明了显微镜并把它应用到科学研究中去,这时博物学家们看到除了那些已知的动植物之外,还有大量的微小生物,它们在腐烂的动植物身上随处可见。假若你拿些常见的胡椒和草秸,浸在水里,用不了几天,你就会发现水中充满了大量游来游去的小动物。这种事实使得博物学家再次拥抱自然发生论。带头的就是英国博物学家尼达姆(J. T Needham, 1713——1781),随后还有法国学识渊博的布丰。他们说,这些东西绝对孕育在它们所来源的腐烂物质的腐液中。不管你是用动物还是用植物,只要把它放到水里然后晾着,你很快就会得到很多的小动物。就此他们提出了一个挺好的假说。他们认为,组成动物或者植物的物质看起来是死了,但是它们实际上有一种隐性的生命;在适宜的情况下,这些隐性的生命就会以这些小动物的形式展现出来,它们会跟它们曾经作为其一部分的动植物一样完成自己的生活史。

    于是这个问题变成了争论的焦点。意大利博物学家斯巴兰扎尼(Spallanzani, 1729——1799)跟尼达姆和布丰的观点截然相反,通过实验他证明,只要把水煮沸然后密封盛水的瓶子就有可能阻断上述的自然发生。他的反对者说:“噢,但是你怎么知道当你加热时会对上面的空气产生什么后果?你有可能破坏了这些小动物自然发生所要求的空气特性呀。”

    但是,尽管斯巴兰扎尼没能充分展示他的观点,人们仍然认为斯巴兰扎尼是对的,没有人相信他的对手。后来这个话题又反反复复被人们一再重新提起,好些人还做了实验,但是总体来说,这些实验并不令人满意。有人发现,如果你把暴露在空气下能够产生小动物的腐液放到烧瓶里加热至沸腾,然后封上烧瓶的口,加热到212度,这样就没有空气能接触到它的内含物,这时就没有那些小动物了;但是如果你用同样的烧瓶而把其中的腐液暴露在空气下,那些小动物就又有了。而且有人发现,如果你把烧瓶的嘴接上一个红热管,使得空气在到达腐液之前必须经过这个管,你就看不到那些小动物了。另外一件值得注意的事是,如果你拿两个培养瓶,装上同样的腐液,其中一个完全暴露在空气下,另外一个瓶口塞上一团棉绒使得空气在到达腐液之前先经过过滤,尽管在第一个瓶中你可能看到很多那些小动物,但是在第二个瓶中你却找不到一个。

    你们看到,这些实验都指向一个结论:这些小腐虫是由很小很小的、不断悬浮于空气中的抱子或卵发育而成的,这些抱子或卵受热后就失去了萌发能力。但是另外一个观察者[4]的实验似乎跟这个结论相抵触,因而把这位做实验的老兄给弄糊涂了。他取了一些前面所说的煮开过的腐液,通过汞浴————实验室用的一种槽————他巧妙地把装有腐液的烧瓶反过来放进汞中,使得汞的液面超过翻转的烧瓶瓶口的水平。这样他就有一定数量的腐液被一层汞与外界的空气隔绝开来,无法与之交流了。

    然后他准备了一些纯的氧气和氮气,通过烧瓶外面的一个管,穿过汞送给里面的腐液。这样他就相当于把腐液置于跟外面空气组成一样的纯净空气之下。当然,他指望着在这些腐液中看不到任何小腐虫。但是令他极为郁闷和失望的是,每次他都能看到它们。

    而且人们发现大多数的腐液按照上述的方式进行实验的结果是一样的。如果在烧瓶中装上煮过的牛奶,用棉绒塞上的话,你会看到小腐虫。所以呢,有两个实验让你得出这个结论,另外三个让你得出另一个结论。这是科学研究中最令人不解的状态。

    几年之后,在法国这个问题争成了一锅粥。在卢昂(Rouen)有一个叫普歇(Pouchet)的教授,是一个很博学的人,但是肯定不是一个严格的实验者。他发表了他做的一系列试验,其中不乏聪明之作,试图说明如果你按照适当的方法去做,就会发现自然发生论是真理。普歇研究这个问题是这个世界的一大幸事,因为它引得法国杰出的化学家巴斯德(Louis Pasteur, 1821——1895)先生从另外一个角度来研究这个问题。巴斯德以最完美的方式完成了这项工作。我很庆幸,他的文章发表得很及时,所以我能在这儿给你们讲述他的研究。他确认了前面我所说的所有试验,在发现了那些如同汞浴和牛奶实验中极为异常的现象后,他潜心研究去发现它们的本质。在牛奶的实验中,他发现温度是个关键。新鲜牛奶偏碱性,这稍微有点怪,但就是这么一点点碱性,似乎能够在212度的沸点温度下起到保护从空气中散落下的生物的作用。但是如果把煮的温度再增加10度,情况就不一样了。经过沸点烧煮后,如果与腐液接触的空气是通过红热管,你看不到任何生物存在的迹象。

    然后,他着意研究了汞浴实验,发现汞的表面几乎总是漂浮着一些小的尘埃。他发现即使是汞本身也充满了有机物质,由于长期暴露于空气之下,汞中积满了大量来自空气的小腐虫。这样一来,他觉着情况很清楚了,汞并非施旺(Theodor Schwann, 1810——1882)先生所想得那样————汞充当的不是一个阻挡生物的屏障,实际上它扮演的是一个向腐液提供大量腐虫的仓库。正是这一点使得施旺先生大惑不解。

    巴斯德解释完别人的实验结果还不满足,他继续工作,不达目的绝不罢休。他想:“如果我的观点是正确的话,如果实际上所有这些自然发生的假象是由于空气中悬浮的微小细菌的话,那么我就不仅应该让大家看到这些细菌,而且应该能够抓住它们,进行培养,并产生出这些生物来。”接着他天才般地制成了一套设备使得他能够完成捕捉空气中的细菌的任务。他在自己房间窗户上接了一个玻璃管,在管子中间放了一个硝棉球————你们都知道,那就是普通的棉绒经过强酸的浸泡后形成的具有很强爆炸力的物质,会溶于酒精和乙醚。当然玻璃管的一端对室外的空气开放;另一端他装了个抽气扇————一个使得外界空气可以流过玻璃管的设备。他让这套设备运行了24小时,然后取出了其中落满尘埃的硝棉,把它溶解于酒精和乙醚中。他让这溶液静置几个小时后,结果非常细的尘埃逐渐沉淀到了溶液底部。他发现这些尘埃在显微镜下含有大量的淀粉颗粒。大家知道,我们吃的食物和植物的大部分都是由淀粉组成的,我们一直在各种用途中使用淀粉,所以空气中总是有一定数量的淀粉颗粒。这些淀粉颗粒就是我们有时在光线中看到的跳来跳去的闪亮颗粒。除此之外,巴斯德先生还发现了大量的其他有机物质,如菌类的孢子。它们一直漂浮在空气中,这次被巴斯德先生捕获了。

    他接着又想:“如果这些确实就是造成自然发生假象的原因的话,那么我就应该能够拿一团落满尘埃的硝棉,放入一个烧瓶里,其中装有煮沸过、跟空气隔绝且现在没有小腐虫的腐液,假若我是对的话,放入这团硝棉就会有生物出现。”

    按照这个办法,他制备了一个装着腐液的烧瓶,这个烧瓶在过去18个月没有一点生命迹象。通过一个天才设计的设备,他成功地打开这个烧瓶,放进一团硝棉,而且保证腐液和硝棉无法接触未经红热处理的空气。24小时之内他满意地看到了那些此前一直被叫做自然发生的现象所具有的所有特征。他成功地捕获了细菌并按照自己的预想培养出了生物。

    接着他想到,也许他的结论的真实性不需要他所设计的设备就能得到证明。为此他取到了一些正在腐烂的动植物材料,如尿(一种极易分解的物质),或酵母液,或一些人工准备的材料,装在一个长颈瓶里。然后他煮沸这些腐液,把瓶颈折成S或者Z形,把瓶盖打开。不管时间多长,这些腐液中都没有任何自然发生的迹象,因为所有的细菌都沉积到了弯弯曲曲的瓶颈的顶端。然后他在靠近烧瓶主体的地方锯掉瓶颈,使得正常的空气可以自由出入。结果是这些腐液一旦被允许滋养那些从空气中接受的细菌足够长时间————大约48小时,瓶中便出现了生物。就这样,巴斯德先生的实验结果最终证明了所有的自然发生假象都是由于持续漂浮在空气中的细菌落下来而造成的。

    但是,对于这个结论也有人反对:如果原因确如你所说,那么空气中就会有大量的细菌,它们就会形成持续的迷雾。巴斯德先生回答是,空气中细菌的数量不像我们想象的那样多,有人过于夸大了这个数字。他向人们证明动物或植物生命出现在腐液中的机会完全依赖于它们被暴露的情况。一方面,如果它们被暴露于我们周围的普通空气中,当然这些生物会早一点出现。另一方面,如果它们被暴露于高处的空气或者很干净的小空间内的空气,经常会出现不了生命的一丝踪迹。

    至此,巴斯德先生得出了一个清晰明确的结论,所有这些假象就像被雷迪驳斥过的肉上生蛆一样,都是由于空气中的细菌落到了腐液所致。在我看来,我认为有了巴斯德先生的实验结果,我们除了得出他的结论以外别无选择。就此自然发生论遭到了致命一击。

    当然,这一切并不妨碍由无机物按照我前面所说的方法直接制造出有机物的可能性,尽管这种可能性相当小。

    巴斯德的实验推翻了“自然发生论”,赫胥黎在本书中说道:“在我看来,我认为有了巴斯德先生的实验结果,我们除了得出他的结论以外别无选择。”

    注 释

    [1]我这里只给出几个粗略的图示,那些想进一步了解有关理念的有必要去读一下密尔(John Stuart Mill)先生的《逻辑系统》。

    [2]现在认为是动物。————译者注

    [3]1953年,芝加哥大学的米勒在实验室里成功地通过模拟很久以前在地球上可能存在的大气条件,并进行放电以模拟当时的闪电,最后由氢、甲烷和氨等无机物,成功制得形成蛋白质的所有20种氨基酸。————校者注

    [4]指施旺(Schwann)。————译者注

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