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现代世界充满了大炮，我们却让我们的孩子手持古代角斗士的盾和剑去迎战。
如果我们不对这种可悲的状况进行弥补，我们的后代将谴责我们。不仅如此，如果我们能够再活20年，我们的良知也将谴责自己。
我坚信唯一的弥补方法是将自然科学的主要内容纳入到初等教育中来。
统一的蓝图，多样化的表现，这就是我们从对龙虾体节的研究中所学到的。通过研究附肢，我们更加深入地获得同样的结论。
博物学（Natural History）通常是指对矿物、植物和动物这类天然物体的性质进行研究的学科，反映人类从这些学科中获取知识的科学一般称为博物科学（Natural Sci ences），它与物理科学（Physical Sciences）形成鲜明的对比。那些致力于获得这些知识的人通常被称为博物学家（Naturalists）。
从广义上讲，林耐是一个博物学家，他的《自然体系》（Systema Naturae）从最广的意义说就是一部研究博物学的著作。这部著作系统涵盖了当时已知的具截然不同特征的矿物、动物和植物。尽管林耐的研究结果所带来的巨大刺激掀起了人们对自然界的狂热兴趣，但人们很快发现再也没有人能写出另外一部《自然体系》了，也再没有人能成为一个堪与林耐相比的博物学家了。
博物学中的三个古老分支均取得了巨大的进展，但毫无疑问，动物学和植物学比矿物学成长得更快。因此，正如我推测的那样，博物学这一词渐渐地越来越明确地指动物学和植物学，博物学家也越来越明确地指那些研究生物结构和功能的人们。
当然，知识的进步逐渐增加了矿物学和其古老兄弟学科间的差异，同时使得动物学和植物学越走越近。如此一来，人们发现将那些研究生命和生命所有现象的科学置于生物学门下更为方便，实际上也是必需的。生物学家也断然抛弃了与其同胞兄弟————矿物学家————间的任何血缘关系。
动物和植物世界中共同存在一些宽泛的法则，但是大自然这两大王国的共有点终究有限，而它们的差异却是如此之大，以至于生物学研究者发现他们不得不将自己的精力集中到其中之一。如果他选择研究植物，无论在什么情况下，我们就会立刻知道如何称呼他们：他是一个植物学家，他从事的科学是植物学。但是如果他选择研究动物，适用于他的称呼将一般随着他研究的动物种类或他感兴趣的动物特殊生理现象而变。如果他以人为研究对象，他将被称为解剖学家或生理学家抑或人种学家。但是如果他解剖动物或研究它们所具功能的模式，他则是一个比较解剖学家或比较生理学家。如果他将注意力转向化石动物，他就是一个古生物学家。如果他的心思更多地是花在动物的详细描述、区别、分类和分布上，他就是个动物学家。
然而，为了便于当下的表达，我将只采用动物学，而不做过多的细分。我将像称呼植物学家那样，用动物学家指研究整个动物世界的人。
从这种意义上说，像植物学一样，动物学也被分为三大分支，形态学、生理学和分布学，每一个分支都范围广阔，都可以作为独立的学科进行研究。
动物形态学是研究动物形态或结构的学科。解剖学是其一个分支，发育学是其另一分支，而分类学则是根据动物的解剖和发育来研究不同动物间的关系。
动物分布学是研究动物与它们当下生活的陆生环境，或与地质历史时期所生活的环境之间的关系。
最后，动物生理学是研究动物功能和行为的学科。它将动物躯体看做是受某种力量驱动的机器，能够表现出一定的行动，可以用常规的自然力量来表示。生理学最终的目标是从分子驱动法则出发，一方面推演出形态学的事实，另一方面获得其分布的本因。
以上所述就是动物学的研究范畴。但是，如果我仅仅满足于阐明这些枯燥的定义，那么我就不能很好地举例阐释自然科学这一分支的教授方法，而这却是我今天晚上将要表达的主要内容。因此，就让我们把这些抽象的定义放在一边。让我们先来看一下一些具体的生物，一些动物，越普通越好，让我们看看普通的常识和逻辑能在多大程度上应用于这些明显的事实，并不可避免地引导我们进入动物学的其他所有分支。
在我面前有一只龙虾。当我对它进行观察时，它最显著的特征是什么呢？对了，我看到我们称之为龙虾尾的部分，它由六个截然不同的硬环和第七个末端片（terminal piece）组成。如果我将中间的一个环分割下来，比如说第三节，我发现它下面附着有一对肢或附肢，每一个肢上都由一个茎（stalk）和两个末端片组成。我们可以通过这种途径获得龙虾体节和附肢的横切面示意图。
现在，如果我取下第四节来，我发现它具有相同结构，第五节和第二节亦是如此；这样一来，我发现龙虾尾的每一个分节都是相似的，一个体环外加一对附肢（appendage），每一个附肢都有一个茎和一对末端片。用解剖学的术语来说，这些相应的部分叫做“同源结构”（homologous parts）。第三节的体环与第五节体环是同源的，前者的附肢与后者的附肢是同源的。由于每一个体节（division）在相应部位上都具有相应的结构，我们可以说所有这些体节都是基于同样的蓝图构建的。但是，现在让我们看一下第六个体节，它与其他的既相似又不同。体环与其他各节的相同，但是附肢乍看上去却存在很大的差异。当我们进一步仔细观察，我们会发现什么呢？一个茎和一对末端片也与其他的相似，但是这个茎却又短又粗，末端片则非常宽而平，有一个又分成两片。
因此，我可以说，第六个体节在结构上与其他体节相似，但是在细节上有所变化。
第一体节与其他体节相似，同样具有体环，尽管它的附肢与前面检查过的其他各节在简单的结构上存有轻微的差异，但与茎一致的部分和其他体节附肢上的分节还是容易辨别。
因此，龙虾的尾很明显是由一系列基本相同的体节组成，但每一个体节间都存在一些特定的变化。但是，当我将目光转向龙虾身体的前端，首先看到的是一个巨大的盾状壳，解剖学上称之为“头胸甲”（carapace），前面长有一根尖锐的刺，两侧有一对奇特的复眼，着生在可以转动的粗短的茎节末端。在其后面，身体的下侧，有一对长长的触角或称之为触须（antennae），再下面则是相互叠合在口上的六对颚和五对腿，其中最前面的是巨大的钳或螯。
乍一看去，难以发现龙虾的身体是由一系列环所组成的复合体，正如在腹部所表现出来的那样，每一个体节上有一对附肢，但是要想证明它们的存在却不是件很难的事情。将龙虾的腿撕掉，你将会发现每一对腿都着生在身体特定的体节上，但这些体节与尾部后端自由的体环不同，这些环都牢牢地结合在了一起，颚、触角和眼节也是如此，每一对都着生在专门的体节上。因此，这一现象迫使我们慢慢相信，龙虾的身体是由许多体节和对成的附肢构成，也就是说共有20对，最后的6对是能自由活动的，前面的14对则完全融合在了一起，它们在背部形成一个连续的盾状甲壳。
统一的蓝图，多样化的表现，这就是我们从对龙虾体节的研究中所学到的。通过研究附肢，我们更加深入地获得同样的结论。当仔细观察最外面的颚时，我发现它有3个不同的部分组成，内部、中间和外部，它们都长在共同的茎上。如果将这些颚与后面的腿进行比较，或与它前面的腿进行比较，可以轻易地看到这些腿，就是附肢的部分，它们对应于内部，结果转变成我们熟知的腿，然而中部消失了，外部则隐藏在了被甲的下面。在尾部的附肢上，这也并不难以辨识，中部再次出现，而外部则又消失了。而另一方面，在被称为下颚的最前面的颚上，只有内部留下了，以同样的方式，触角和眼节的结构与腿和颚可被看做是类似的。
但这意味着什么呢？意味着这样一个非比寻常的结论：在龙虾的尾部或腹部可以发现相同的统一蓝图，贯穿在整个骨架的结构中，因此我可以回到画板上能代表尾部任何体环的图示上来，在每一个附肢上添加第三个分节，这样我就可以用它来说明龙虾身体任何体环的结构或构成。我可以在图上给每一部分都标上名字，这样无论取下龙虾的哪一部分，我都可以准确地向你们指明，它们与一般模式相比存有怎样的差异，哪一部分还可以活动，而哪一部分与其他部分发生了愈合，哪一部分发育过度、发生形变，而哪一部分的发育又被抑制了。
我想我听到了这样的质疑，如何对以上所述进行检验呢？毫无疑问，这是一种美妙精致的研究动物结构的方法，但除此之外呢？在任一更深层次，自然果真承认我们所追寻的这种统一构架吗？
这些问题所带来的反对意见是非常恰当和重要的，如果我们所获得的知识只是通过与未成熟的个体进行类比得来的，那么形态学特征就是不可靠的。那些天马行空的解剖学家完全可以从同样的事实中获得大量相互矛盾的假设，这样无数的形态学梦想必定有取代科学理论的威胁。
然而，幸亏存在有关形态学事实的评判标准，存在所有关于同源性的可靠检验。我们的龙虾不总是我们所看到的那个样子，它曾经是一个卵，有一团半流质的卵黄，包裹在半透明的膜内，还没有一个大头针的头大，没有表现出任何器官存在的迹象，但在它们的成体上，这些器官却具有令人惊讶的多样性和复杂性。一段时间之后，在卵黄的一侧出现了一块复杂的细胞膜，这就是整个生物体的基础，龙虾的成体就由之发展而来。这块膜渐渐地覆盖了整个卵黄，它通过横向的收缩成节而进一步被细分，形成身体体环的前身。在每一个环节的腹面长出一对芽状的突起，它们是未来附肢的雏形。起初所有的附肢都非常相似，随着时间的推移，大多数附肢分化出一个茎和两个末端片，而身体中部的那些则又长出了第三个外部分节。只有到最后的阶段，通过修饰或退化，这些原始的结构才变成完全的附肢。
因此，对发育的研究证明了统一蓝图学说不仅仅是一种设想，它不仅仅是看待事物的一条途径，而且是一个深层的自然事实。龙虾的腿和螯不仅仅是对共同类型进行修饰的结果，事实上和本质上它们就是如此相似，幼体的腿和螯最初是没有区别的。
这是一些奇妙的事实，动物学家发现其适用的范围越广，它就越发奇妙。稍微花点功夫研究水螅、蜗牛、鱼、马或人，结果是殊途同归。所有的统一蓝图都隐藏在结构多样性的面罩之下，复杂性无处不在，但均由简单性进化而来。每一种动物最初的形式都是卵，每一种动物和每一个器官在达到成熟状态前都经过了与其他动物和器官相同的状态，这引导我提到另一点。到目前为止，我一直在说龙虾，好像龙虾是世界上唯一的动物似的，但是不用我提醒你，世界上还有许许多多的其他动物。这些动物中的一些，如人、马、鸟、鱼、蜗牛、蛞蝓、牡蛎、珊瑚和海绵与龙虾一点也不相似。另外一些动物，尽管它们可能与龙虾有很大的区别，但还是与之非常相似，或与那些与之相似的东西相像。例如，尽管螯虾、岩龙虾、对虾和小虾有所不同，然而与蜗牛和蛞蝓相比，它们都与龙虾更相似，即使孩子也能将它们归为龙虾类。而蜗牛和蜂蝓又构成一个新类群，它们与母牛、马和绵羊，牛类形成鲜明对比。
这种自发的归类是人类在分类问题上的首次尝试，对那些相似的事物赋予同样的名称，根据总体的相似性或与其他事物的相异性对之进行排列。
那些除了在性别或品种外不能再分的类群，术语上称之为种。英国龙虾是一个种，我们的螯虾也是一个种，我们的对虾则又是另外一个种。然而，在其他国家也有与我们的龙虾、螯虾和对虾非常相似的种类，但它们具有足够的差异以致与我们的种类有所区分。因此，博物学家为了表达它们的相似性和多样性，将它们作为不同的种归于同一个“属”之下。尽管龙虾和螯虾属于不同的属，但它们之间具有很多相同特征，因此被归在一起组成一个新组合，称之为科。更远的相似性将龙虾与螯虾和蟹又归入同一个目。如此一来，更遥远但明确的相似性则又将龙虾与土鳖、鲎、水虱和藤壶归在一起，与其他所有的动物区分开来，它们共同组成一个更大的类群————甲壳纲。但是甲壳纲与昆虫、蜘蛛和蜈蚣在许多特征上是相同的，从而它们又被归入一个更大的类群或“部门”（prov ince）————有绞纲（Articulata）。最后，根据它们与蠕虫和其他低等动物的关系，作为一个整体，它们又组成了一个巨大的亚门————有环动物亚门（Annulosa）。
如果我的研究对象是海绵而不是龙虾，我将会发现根据相似性，它们与其他大量动物联合在一起组成原生动物亚门。如果我选择的是淡水水螅虫（polype）或珊瑚，博物学家会将称之为腔肠动物亚门的成员划归到我的研究范围内。如果我选择的是蜗牛，则所有单壳类和双壳类，陆生的和水生贝类，海豆芽（lamp shell），鱿鱼，藻苔虫（sea-mat）将渐渐地汇聚在一起共同组成软体动物亚门。最后，从人开始，我首先将猿、老鼠、马、狗组成同一个纲，然后与鸟、鳄鱼、乌龟、青蛙和鱼组成同一个亚门————脊椎动物亚门。
如果，我已经将各个类群的分类全部完成，最后将会发现，无论是现存还是化石生物，所有的动物都可以归入这个或那个亚门。换句话说就是，每一种动物都是根据五种或更多的结构蓝图之一组织起来的，这些结构蓝图的存在使分类成为可能。每种动物的结构是如此的明确和严格，因此在我们目前的知识水平下，没有什么证据能表明在地质学家所记录的地球历史上，无论是在过去，还是在现在，脊椎动物、有环节动物、软体动物和腔肠动物的任何两个类群间曾存在过渡类型。然而，虽然没有这样过渡类型的存在，但你也不能认为亚门的成员之间是相互不连贯的或是相互独立的。相反，最初的时候它们全都是一样的，人类、狗、鸟、鱼、甲虫、蜗牛和水螅虫的原始生殖细胞在基本结构方面没有太大的区别。
就这种广义上来说，所有的现存动物和所有在地质上发现的已经灭绝的动物，可以根据广泛存在的统一模式联系在一起，这已经是事实。尽管在程度上有差异，但这种模式的统一性就和龙虾的20个不同体节中的共同性一模一样。说实话，对一个敏锐的人来说，窥一斑即可知全豹。
抛开这种纯粹的形态学考量，现在让我们看一下专门研究龙虾的方法，这将带领我们进入另外一条研究之路。
在欧洲所有的海域中都能发现龙虾，但是在大西洋的对岸和南半球的海洋中却不存在。尽管它们作为同一个属出现在这些地区，但种类不同————美洲螯龙虾（Homarus Americanus）和好望角龙虾（Homarus Capensis）。这样，我们可以说欧洲有龙虾（Homarus）的一个种，美洲有另外一个，非洲又有一个。因此，龙虾存在显著的地理分布这一事实就凸现在我们的眼前。
如果我们转而考察地壳中的内含物，就会发现在后期的沉积层中有大量过去时代的埋藏物，其中存在无数与龙虾类似的动物，虽然它们与现代的龙虾不十分相似，但动物学家却都坚信它们甚至可以被归入同一个属。如果我们再向前追溯，我们会发现在最古老的岩石中，动物的残骸也是以与龙虾相同的蓝图构建的，都属于同一个大类————甲壳动物。但是，它们大部分与龙虾完全不同，事实上它们与现存甲壳动物的种类也不相同，因此我们就会形成一种想法，在过去，地球上的动物发生了连续的变化，这就是地质学所揭示出的最惊人的事实。
现在，考虑一下这样的探究将带我们到何处。我们从形态上研究我们的标本，当确认其解剖和发育特征，并用这些特征将之与其他动物进行比较之后，我们就确定了它在分类系统中的位置。如果以同样的方式研究所有的动物，我们将建立一个完整的动物形态学。
我们还研究了标本的时空分布，如果这样逐一研究其他所有的动物，我们将建立起完整的生物地理和地质分布学。
说到此，你们将会注意到这样一个显著的情况，这些生物体的功能问题并未纳入考察范围。如果动物和植物不具备生物所有的那些特殊功能而只是一类特殊的晶体，形态学和分布学的研究几乎已经足够。但是，形态学和分布学的事实必须得到解释，这也正是科学的目标所在，于是必须求助于生理学的研究。
让我们再一次回到龙虾身上。如果我们是在龙虾的生活环境中观察它们，就会看到它们用强壮的腿主动攀附在水中的石头上，这是它们最钟爱的环境。在此还可以看到，它们通过摆动强壮的尾巴，自由自在地游泳，同时第六个节的附肢伸展开来，形成一个扇状的推进器。将它们抓在手中，你会发现它们的大螯并不是防卫武器。在它们的栖息处若是有一块腐肉，它们将会贪婪地吞噬，用螯作为撕扯的工具。
假设我们原先对龙虾一无所知，只是将它们看做是一个不动的肉体，请允... -->>
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