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达尔文破解(达尔文进化论破解版)

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达尔文是怎样破解生命起源之谜的

达尔文的《物种起源》是经过常年的实践和积累创立的,也正是在这个过程中,达尔文破解了生命起源之迷。

分析达尔文

1. 进化论仅仅是一种理论。它既非事实,也不是科学定律。

许多人在小学时就学过,按等级划分的话,理论居於中等—它比纯粹的假说有把握,但与定律相比又略逊一筹。然而,科学家并不是以此划分这些术语的。按照美国国家科学院(NAS)的解释,科学理论是「对自然界的某一方面所作的有充分依据的阐释,它可以包括事实、定律、推论以及经过检验的假说等。」定律是有关自然界的概括性描述,而一种理论无论得到多少证实,都不会使它变成定律。因此当科学家们谈到进化论时(或者就这个问题而言,谈到原子理论或相对论时),他们并没有表示对这一理论的真实性有任何异议。

除了进化的理论之外(所谓进化指的是遗传上的一代胜过一代的概念),人们也可能举出进化的实例来。美国科学院把「事实」定义为「已经获得反覆证明的、实际上已被大家公认为『真实』的观测结果」。化石记录和不计其数的其他证据证明了有机物是随著时间的推移而逐步进化的。虽然没有人直接看到这些变化,但间接的证据既清楚又明确,足以令人信服。

无论哪一门科学,依靠间接证据来说明问题都是司空见惯的事情。例如,物理学家不可能直接看到亚原子粒子,因此他们通过观测粒子在云室中留下的特有轨迹来证明粒子的存在。但物理学家并没有因为无法直接观测而使所得的结论欠缺说服力。

2. 自然选择陷入了循环论证的怪圈:适者生存,存者即为适者。

「适者生存」是一种有争论的自然选择表述方式,实际上更专业的表述方式应采用「生存和繁殖分异率」(differential rate of survival and reproduction)这一术语。这种描述法不是给各个物种贴上适应或不适应的标签,而是描述各物种在既定条件下可能留下多少后代。将一对繁殖迅速的小嘴雀科鸣鸟和一对繁殖较慢的大嘴雀科鸣鸟放到一个食物丰富的岛上。在几代之内,繁殖迅速的鸣鸟就可能把持了大部分食物源。但如果大嘴鸣鸟更容易嗑开种子,那麼优势就可能转向这些繁殖较慢的鸣鸟一边。美国普林斯顿大学的 Peter R. Grant 在对加拉帕戈斯群岛上的雀科鸣鸟所做的一项开创性研究中,观察到了野生条件下种群此消彼长的变化情况。[参看本刊 1992年 2月号上 Grant所撰的「自然选择与达尔文的鸣鸟」一文。]

关键在於,给物种的适应性下定义可以不参照其生存能力的强弱:鸟的大嘴更适合嗑开种子,不论这一特性是否在给定条件下具有增强生存能力的价值。

3. 进化是不科学的,因为它既不能验证,也无法推翻。它的种种论断所涉及的物种变化都无法观察到,也永远不可能重现。

这种全盘否定进化论的说法忽视了把进化划分为至少两大类—微观进化与宏观进化—的若干重要特点。微观进化考察的是物种内随时间的推移而发生的变化,这类变化可能是新物种形成的前兆。宏观进化则研究物种这一层次以上的分类学族群是如何演变的。它的证据通常来自化石资料以及重构各种有机物之间的关系而进行的 DNA比较。

如今连大多数创世说者都承认,实验室中的试验(如对细胞、植物和果蝇所作的研究)以及实地进行的考察(如 Grant对加拉帕戈斯鸣鸟嘴部形状演变所进行的考察)都证实了微观进化的存在。自然选择及其它机制(包括染色体改变、共生和杂交等)都可以促使生物群体发生深刻的变化。

宏观进化的历史性研究所涉及的是根据化石和 DNA而不是直接观测作出的推论。但是,对於历史科学(包括天文学、地质学和考古学和进化生物学),科学家仍然可以对假说进行检验,看这些假说是否与物理证据相符,是否能对未来的科学发现作出具有检验性的预测。例如,进化意味著在人类最早的祖先(距今大约 500万年)以及解剖结构上最早的现代人类(距今约 10万年)之间,应该存在一系列其他原始人,它们身上猿的特点越来越少,而人的特点越来越多,这恰好与化石资料完全吻合。但是我们不会(也的确没有)在侏罗纪(距今约 6500万年)的地层中找到现代人类的化石。进化生物学的常规研究作出的预测比这精细得多、准确得多,而且研究人员也不断对这些预测进行检验。

创世说者也可能通过其他方式来反驳进化论。如果能够找到资料证明哪怕仅仅一种复杂的生命形式是从无生命物质中自发产生的,那麼我们至少在化石中看到的几种生物可能是通过这种方式进化而来的。如果曾有超级智能外星人出现并创造了地球上的生命(甚至创造了特定的物种),那麼纯粹进化论的解释将遭受怀疑。但是迄今没人提出这类证据。

应该指出,把可伪证性当作界定科学的特性这一观点是哲学家 Karl Popper在 20世纪 30年代提出来的。因为他的思想准则中狭隘的解释将很多货真价实的科学研究分支排除在外,直到最近一些年来,他的思想观点才逐渐被广义化了。

4. 科学家越来越怀疑进化的真实性。

没有证据表明进化论的支持者在逐渐减少。随便翻开任何一期生物学的专业杂志,你都会找到支持并发展进化论研究或者赞同进化是一种根本的科学概念的文章。

与创世说的观点相反,严肃的科学杂志更没有否定进化的报导。上世纪 90年代中期,美国华盛顿大学的 George W. Gilchrist 调查了列入原始文献的数千种期刊,想要找到关於「神力设计」或创世说的文章。他查遍了数十万个的科学报告,也没有发现一篇关於创世说的报告。过去两年中,由东南路易斯大学的 Barbara Forrest和凯斯西部保留地大学的 Lawrence M. Krauss分别独立进行了同样的调查,结果也是无功而返。

创世说者则反唇相讥,声称思想封闭、顽固排外的科学界拒不接受他们的证据。然而,据《Nature》、《Science》及其他重要杂志的编辑们讲,他们几乎没有见过有关反对进化论的投稿。有些反对进化论的作者曾在严肃的科学杂志上发表过论文。但这些论文极少直接攻击进化论,也从不旗帜鲜明地举出创世说的论点。它们最多不过是指出进化论存在某些未解决的问题(这一点并没有人反对)。简而言之,创世说者拿不出充足的理由使科学界能够认真地对待他们的说法。

5. 连进化生物学家彼此间都存在各种分歧,这说明进化论所依据的科学基础根本不牢靠。

进化生物学家激烈争论的焦点是各种各样的。例如,物种是如何形成的、进化的快慢、鸟类和恐龙的祖先是否有血缘关系,尼安德特人是否是不同於现代人的独立物种等各种问题。任何一门学科都难免会存在这样那样的争论,进化论自然也不例外。但是,生物学界仍然一致接受进化论,把进化作为生物界中存在的真实事情和一项指导原则。

遗憾的是,虚伪的创世说者总是断章取义地引用科学家的话以夸大并曲解他们之间的分歧。任何一位熟悉哈佛大学古生物学家 Stephen Jay Gould著作的人都知道,Gould除了是「间断平衡模型」(punctuated equilibrium model)的创立人之一外,还是进化论最积极的捍卫者和宣传者。(间断平衡模型认为,大多数进化都是在地质史上相对短暂的时期内发生的,这样就可以解释我们在化石记录中所观察到的现象。不过,地质史上的短暂时期可能也有数百代之久。)然而,创世说者却总是不遗余力地从 Gould丰富的著作中断章取义,使人们以为 Gould曾对进化论表示过怀疑。更有甚者将间断平衡的理论歪曲理解,仿佛间断平衡会使新物种在一夜之间就脱颖而出,或者使鸟类从爬行动物的卵中产生出来。

如果读者碰到引用科学权威人士的话语对进化论提出质疑时,一定要结合上下文来看看这段话究竟是甚麼意思。可以肯定,所谓科学家对进化论的攻击最终被证明是凭空捏造的。

6. 如果人类从猴子演变而来的,那麼为何现在还有猴子?

这种论据司空见惯,反映出提问者对进化论不同程度的无知。第一个错误是进化论并没有告诉我们人是猴子变来的;它只是说人和猴子的祖先相同。

此论据所犯的更深层次错误与下面这种问法如出一辙:「如果小孩是成年人生的,那为什麼还有成年人?」新物种是通过从现有物种中分化出来而实现进化的;当某些生物种群与其家族的主要分支隔离开来,并得到充分的变异而使其永远成为一个与原来物种明显不同的新物种时,这种分化就产生了。作为母体的物种此后可能无限期地生存下去,当然也可能走向灭绝。

7. 进化论无法解释生命最初是如何在地球上出现的。

生命的起源在很大程度上仍是一个不解之谜,但是生物化学家已经弄清楚原始核酸、氨基酸及构成生命的其他各种基本元素是如何形成并实现自我复制的,从而奠定了细胞生化过程的基础。天体化学分析表明,这类化合物最初可能大量地在太空中形成,然后随彗星来到地球上。这一理论或许可以解释,在地球年轻时的各种条件下,这些生命组成要素是如何出现的。

创世说者有时抓住科学家当前暂时无法解释生命的起源这一点大作文章,试图以此全盘否定进化。其实,即使地球上的生命真的通过进化以外的途径诞生的(如外星人在数十亿年前将首批细胞带到了地球上),不计其数的微观进化与宏观进化研究有力地证明了生命的进化是一个确凿的事实。

8. 数学的分析表明,像蛋白质这样复杂的东西随机产生是不可思议的,更不用说活细胞乃至人类。

机遇在进化中起著一定的作用(例如通过随机突变而使物种获得新的特性),但进化过程并不是靠运气来产生有机物、蛋白质或其他生命实体的。恰恰相反,自由选择(应为人知的主要进化机制)通过保留「有益的」(适应性)特徵并淘汰「无益的」(非适应性)特徵而实现非随机的变化。只要选择的力度保持稳定,自然选择就可以推动进化朝著一个方向前进,在出人意料的短期内产生出复杂的结构。

我们用这样的类比打个比方,将「TOBEORNOTTOBE」这 13个字母组成的序列拿来考虑。假定有 100万只猴子在键盘上胡敲乱按,每只猴子每秒钟打出一个像上述序列那样长的字母序,那麼它们需要敲击 7.88万年才可能从 2613 种长度一样的序列中敲出上面那个字母序列。然而,到了 80年代,美国格伦代尔学院的 Richard Hardison编写了一个能随机生成短语的计算机程序,此程序的特点是,如果单个字母恰好位於在短语的既定位置上,那麼该字母就在这一位置上保持下去(实际上也就是选择更接近於哈姆雷特所说的那句话的短语)。该程序平均只需重复 336次,就能再次产生那句短语,所花时间不到 90秒。更令人称奇的是,该程序甚至可在 4天半的时间里就将莎士比亚的整部剧作重组一遍。

9. 热力学第二定律认为,随著时间的推移,系统必定朝著越来越无序的方向发展。因此,活细胞不可能从无生命的化学物质中进化出来,而多细胞生物也不可能从原生动物进化而来。

这种说法错在误解了热力学的第二定律。如果这种说法站得住脚的话,那麼矿物晶体和雪花应该也属於不可能成形的物质,因为它们同样是从无序的组分中形成的复杂结构。

热力学第二定律实际上是说,一个封闭系统(即不与外界发生能量和物质交换的系统)的总熵不会随著时间的推移递减。熵是一个物理学概念,常常被说成是「无序」。然而这个术语与惯用的词还是有很大的差别。

更重要的是,热力学第二定律允许一个系统的某部分的熵减少,只要该系统其他部分的熵有相应的增加。因此,我们的地球作为一个整体可能会变得愈加复杂,因为太阳不断把热和光散射到地球上,而太阳内部热核反应所导致的熵增大足以抵消散射到地球的熵。简单的有机体可以通过耗用其他的生命形式以及非生命物质而朝著越来越复杂的方向发展。

10. 突变对於进化理论来说必不可少。但是突变只能消除特性,而不能产生新的特性。

恰恰相反,生物学资料已经证明,许多特性是通过点突变(point mutation)产生的(所谓点突变就是在一种有机体的 DNA中确切的位置上出现的变化)。细菌对抗生素的耐受性便是一个很好的例子。

动物体内调节发育的同源盒结构基因(homeobox)的突变也可以产生复杂的效应。Hox基因决定腿、翼、触角以及躯体的各部分应该在何处长出来。例如,果蝇的触角足突变(Antennapedia)使在本该长触角的地方长出了腿。这些异常的肢体不起甚麼作用,但是它们的存在证明了遗传基因出现了错误,可以产生复杂的结构,而自然选择可以借此对这些结构进行试验,看其是否有用。

此外,分子生物学研究已经发现了一些比点突变更高级的遗传变化机制,这些机制扩大了物种新特性出现的途径。基因内的功能分子可以通过各种新颖的方式拼接在一起。整个的基因也可能意外地在一种有机物的 DNA内被复制,而复制的基因则可以突变成新的具有复杂特性的基因。对多种有机物的 DNA所作的比较表明,血液中的珠蛋白就是以这种方式在数百万年中进化的。

11. 自然选择或许能解释微观进化,但它无法解释新物种的起源和生命的高级运转规则。

进化生物学家对於自然选择如何产生新物种已经作过广泛的论述。例如,哈佛大学的 Ernst Mayr建立了一个名为「不重叠分布区」(allopatry)的模型。该模型认为,如果通过地理边界把某一群体的有机物同其余群体隔绝开来,那麼它就可能面临不同的选择压力。被隔绝的群体内将逐渐积累起变异的因素。等到这些变异因素积累到相当显著的地步,以致这个分化出来的群体不可能(或者通常情况下不会)同原始的种群交配而繁殖后代时,该群体就会独立地进行繁殖,并沿著这条道路发展下去直至最终变成一个新物种。

自然选择是研究得最为详尽的一种进化机制,但是生物学家也同时考虑了其他各种可能的进化机制。生物学家一直在评估引起物种形成或产生有机物复杂特性的若干不寻常遗传机制的潜力。美国阿默斯特马萨诸塞大学的 Lynn Margulis及其他研究人员令人信服地证明了某些细胞器(如产生能源的线粒体)是通过古代有机体的共生融合而进化来的。因此,关於进化可能是由自然选择以外的其他力量所引起的研究,科学界表示欢迎。但是这些力量必须源於自然界,而不能归功於神秘莫测的创世天使的神力作用,因为这类作用的存在根据没有得到科学的证明。

12. 没有任何人看到过新物种的进化过程。

物种形成可能是相当罕见的,在某些情况下可能要花费若干世纪的时间。此外,识别一个处於形成阶段的新物种可能比较困难,因为生物学家对於如何界定新物种的概念有时持不同看法。目前应用最广泛的定义是 Mayr 提出的「生物物种概念」(Biological Special Concept)。该定律认为,某一物种是由若干独立繁殖的群体构成的一个确定种群,也就是通常不会或不能在其种群以外进行繁殖的若干种有机体。实际上,这一定义可能很难用於因相距遥远或地域不同而彼此隔离的有机体,也很难用於植物(更不用说无法繁殖的化石)。因此生物学家通常将有机物的实体和行为特性作为其物种归属的线索。

但是,科学文献中的确存在有关植物、昆虫及蠕虫的物种形成报告。在多数这类试验中,研究人员把有机体置於各种各样的选择条件下(以解剖差异、交配行为、栖居地喜好以及其他物种特性为选择对象),并发现由此而生成了一些不与外界异族物种进行繁殖的有机体种群。例如,新墨西哥大学的 William R. Rice和加利福尼亚大学戴维斯分校的 George W. Salt证明,如果他们根据果蝇对某种环境的喜好特性来选择一组果蝇,并将其单独隔离开来繁殖 35代以上,最终所得的结果是,被隔离的果蝇将拒绝与来自环境完全不同的果蝇交配。

13. 进化论者拿不出任何化石证据证明有过渡动物(如半是爬虫半是鸟的动物)出现过。

其实,古生物学家早就知晓有关中间化石(即外形介於各种不同的分类群体之间物种的化石)的许多详尽实例。最有名的化石之一是始祖鸟化石(Archaeopteryx),它既具有鸟类特有的羽毛特徵,又具有类似恐龙的骨骼结构特徵。研究人员还发现了大量其他有羽毛的动物化石,它们与鸟化石相似的程度,参差不齐。一系列届的化石完整地描述了现代马从小型始祖马(Eohippus)开始的进化过程。鲸的祖先是在陆地上爬行的四肢动物,而在它们之间的过渡动物则是名为 Ambulocetus和 Rodhocetus的两种两栖动物[参看本刊 2002年第 8期 Kata Wong所著的「征服海洋的哺乳动物」一文]。海洋贝壳的化石重现了各种软体动物在千百万年间的进化历程。大约二十多种人科动物(它们并非都是人类的祖先)填补了南方古猿露西(Lucy the australopithecine)和现代人之间的空白。

但创世说者却对这些化石研究成果视而不见。他们声称,始祖鸟并不是爬行动物和鸟类之间的过渡物种,只不过是一种已经灭绝的鸟类,具有某些爬行动物的特徵罢了。创世说者希望进化论者拿出一种匪夷所思、异想天开的怪物,它不能归入到已知的任何一类种群中。即使创世说者承认某一化石是两类物种之间的过渡生物,他们可能还坚持非要看到该化石与后两类物种之间的其他中间化石不可。这类令人恼火的要求可以一个接一个无休止地提出来,而化石记录始终是不完整的,根本不可能满足这样的无理要求。

不过,进化说者可以从分子生物学获得进一步的有力证据。所有有机体都拥有绝大部分的相同基因,但进化论者预见,这些基因的结构及其产物将根据各物种之间的进化关系而分异。遗传学家所说的「分子时钟」将记录这一时间进程。这些分子数据也显示了各种不同的有机体在进化过程中的过渡关系。

14. 生物在解剖层次、细胞层次和分子层次上均有令人惊异的复杂结构特徵;其复杂性哪怕是只差一点点,它们也将无法正常发挥其功能,对此唯一可能的结论就是,生物是神力设计而非进化的产物。

这种所谓的「设计论据」构成了最近抨击进化论的核心说法,而且也是创世说者最早使用的论据之一。1802年,神学家 William Paley撰文说,如果某人在地里捡到一块表,那麼最合乎情理的推论应该是这块表是有人掉在地里的,而不是靠自然力量形成的。Paley声称,由此推知,生物的复杂结构必定也是直接的神力所为。达尔文写了《物种起源》一书来反驳 Paley。该书阐述了作用於遗传特徵的自然选择力量如何逐步地完善复杂的有机体结构的进化过程。

一化又一代的创世说者以眼睛是一种可能靠进化而形成的结构来试图驳倒达尔文的观点。他们认为,眼睛之所以能产生视觉,全凭其各组成部分之间天衣无缝的组合。因此自然选择不可能倾向於眼睛进化过程中所需要的过渡结构(试问半只眼睛有甚麼用呢?)。达尔文似乎对创世说者的这种诘难有先见之明,他指出,即使是「不完整」的眼睛也可能有它的好处(如帮助动物转向有光的方向),因此可以被遗传下来以待进化过程对其作出进一步的改良。生物学证实了达尔文的分析:研究人员在整个动物王国中都可鉴定出原始的眼睛和感光器官,甚至还通过比较遗传学研究勾画出了眼的进化史。(现在看来,在不同的有机体家族中,眼睛是独立进化的。)

如今鼓吹神力设计的人比其老前辈更加老练,但其论据和目标仍是万变不离其宗。为了驳倒进化论,他们企图证明进化论不可能解释我们所知道的生命,进而坚持认为,唯一站得住脚的替代理论就是,生命是靠一种高深莫测的神力创造出来的。

15. 新近的发现证明,即使在微观层次上,生命也具有某种不可能通过进化产生的复杂性。

「不可简化的复杂性」是《达尔文的黑盒子:进化论面临的生化挑战》一书的作者,列哈依大学的 Michael J. Behe提出的口号。Behe以捕鼠夹作为「不可简化的复杂性」的一个通俗例子。捕鼠夹这种器具的特点是,只要有任何零件丢失,它便不起任何作用,而且它的各个零件只有作为一个整体的组成部分才有价值。Behe宣称,如果说捕鼠夹如此,那麼细菌的鞭毛就更是如此(鞭毛是一种起推进作用的鞭状细胞器,其功能犹如船舶的舷外发动机)。构成鞭毛的蛋白质如鬼斧神工般巧妙地排列成发动机的部件、方向舵以及工程师可能要求采用的其他种种结构。Behe声称,这样复杂巧妙的布局通过进化上的改良而设计出来的可能性实际上等於零,因此证明了它只能是神力表演的绝技。他对於凝血机制以及其他分子系统也表述了类似的观点。

然而进化生物学家已经反驳了这类看法。首先,有些鞭毛的构形比 Behe所提到的鞭毛简单,因此一种鞭毛并不一定需要上述所有组成部分均齐备才能发挥作用。Behe所提到的鞭毛其较高级的组成部分全都可以在自然界的其他地方找到先例,布朗大学的 Kenneth R. Miller及其他研究人员对此已有论述。实际上,整个鞭毛系统与一种名为 Yersinia pestis的细胞器极其相似(鼠疫细菌利用这种细胞器将毒素注射进细胞中)。

关键在於,尽管 Behe声称鞭毛的各组成系统除了用於推进作用以外没有其他任何价值,但实际上这些系统可能具有多种功能,从而有利於鞭毛的进化。因此鞭毛的最终进化过程可能仅仅是通过某种新颖的方式把原先为其他用途进化出来的复杂组成部分重新组合起来。加利福尼亚大学圣迭戈分校的 Russell F. Doolittle所做的研究表明,凝血系统看来是通过改良并完善了最初用於消化的蛋白质而进化的,这与鞭毛的进化有异曲同工之妙。所以,Behe用来作为神力设计证据的「不可简化的复杂性」并非真的不可简化。

另一类复杂性—所谓「特定复杂性」(specified complexity)—是贝乐大学的 William A. Dembski在其著作《设计推理》和《没有免费的午餐》中提出的神力设计论据的核心。他的论据实质上是说,生物的复杂性是任何盲目的、随机的过程永远无法产生的。Dembski声称,唯一合乎逻辑的结论是某位超人的神灵创造了生命并左右其发展,这一说法与 Paley 200年前的论断如出一辙。

Dembski的论据有若干漏洞。他暗示对生物进化的解释只是随机产生或神灵设计,这是不正确的。在圣菲研究所和其他地方研究非线性系统与元胞自动机(cellularautomata)的研究人员已经证明,简单的无向过程能够产生极其复杂的模式。因此,有机体中所呈现的某些复杂性从一定程度上讲,可能是通过我们几乎还不了解的自然现象产生的。然而这完全不等於说生物的复杂性不可能自然地产生。

结论—不科学的创世说

「创世科学」的提法本身就是自相矛盾。现代科学的核心原则就是方法论的自然主义,即力求通过观测到的或可检验的自然机制来解释宇宙。物理学用支配物质与能量的特定概念来描述原子核,并通过实验对这些描述进行检验。只有当实验数据显示先前的描述不足以解释观测到的现象时,物理学家才会引入新的粒子(如夸克)来丰富其理论。而且,这些新粒子的特性并不能随便定义(新粒子的界定受到严格的约束,因为它们必须能纳入到现有的物理学框架中)。

相反,鼓吹神力设计的理论家则搬出各种虚幻莫测的东西,并随意赋予它们以不受约束的各种能力—总之是,怎样能解答当前的问题就怎样说。这样的答案非但不能促进科学探索,反而会阻挡科学探索的道路(如,如何否定万能神灵的存在?)。

神力设计说不能解决任何问题。例如,具有设计能力的神灵是何时介入生命史的?又是怎样介入的?是通过创造第一个 DNA,第一个细胞,还是第一个人?每一物种都是神力设计的吗?抑或只有少数早期物种是神力设计的?鼓吹神力设计说的人常常回避这些问题。他们关於神力设计的说法常常是五花八门,迥然不同,他们也甚至懒得去互相沟通一下以自圆其说。他们采用排除法来进行论证,也就是极力贬低进化论的解释,将其斥为牵强附会或不完整的理论,从而间示只有以神力设计为基础的替代理论者是站得住脚的。

从逻辑上讲,设计说的鼓吹者完全是在误导人:即使某种自然主义的解释有问题,也并不意味著所有这类解释都应该一棍子打死。此外,他们的论述也没有使任意一种神力设计说显得比另一种更合理,实际上就是让听众们自己去作判断,而某些听众在进行这类判断时无疑会用宗教信仰去取代科学概念。

科学研究一次又一次地证明方法论的自然主义可以克服无知,为那些一度看来深不可测的难解之谜找到越来越详尽、合理的答案。有关光的本性、疾病的起源以及脑的机理等问题均是如此。现在进化论正在为破解生命如何形成和发展之谜做著同样的工作。创世说无论以何种名义作掩饰,都不会为这方面的科学研究增添丝毫有价值的东西。

世界未解之谜的破解:地球的核心是什么?

地心距离地球表面还有4000英里(1英里约合1.61公里),那里有一个月球那么大的固体铁球。

我们都生活在厚达1800英里的岩石层上,这些岩石层形成了地球的外壳和地表的覆盖物。那么,地心和地壳之间有什么物质呢?是一片岩浆,但科学家不能确定这片岩浆具体由何种物质组成,以及会对周围环境产生怎样的影响。

时间是持续不断的吗?

柏拉图认为时间是持续不断的。而爱因斯坦认为时间只是另一种尺度,是除了上下、左右、前后之外的第四维。爱因斯坦的时空概念理论上行得通,但实际却很难办到。因为我们只能沿着时间轴朝一个方向走。最终,一定会有人能够得出正确的结论,只不过是时间问题。

生命从何而来?

“物竞天择,适者生存”,自然选择学说解释了生物体为了适应环境的改变,是如何进化来的。但达尔文的理论却不能解释第一个生物体是如何产生的。是没有任何生命迹象的化合物最初创造了生命吗?第一个生命体是如何被装配起来的?大自然连一点点微小的暗示都没有给出。

什么导致了冰河时期?

小规模的冰河时期每2—4万年发生一次,大规模的每10万年发生一次。科学家认为,地球轨道的不规则性改变了它吸收能量的多少,导致地球突然冷却。但研究表明,地球轨道的不规则性对地球吸收太阳能的影响只占其中的1%,这个微小的影响是如何使地球的气候产生重大突变呢?

为什么要解码DNA?

一个典型的人类细胞中含有6英尺(1英尺约合0.3米)长的DNA,但只有1英寸(1英寸约合2.54厘米)的DNA携有需要被用来制造蛋白质的密码,其他部分究竟是什么呢?诺贝尔奖获得者布瑞纳研究后发现,它们是废品。但生物学家认为这些所谓的废品DNA中也包含有“财富”。

森林如何影响全球变暖?

每个人都知道森林有助于环境的改善。树木在生长的过程中会吸收导致全球变暖的罪魁祸首二氧化碳,但即便这样,地球仍在不断升温。于是产生了这样一个矛盾——未来,森林并不能减缓气候的变化,但随着森林不断遭受毁坏,全球变暖将更严峻。

大脑如何计算运动?

大脑在处理运动规则方面速度较慢,将手置于一个热的盘子上,它需要数个毫秒才能感觉到热,那么大脑是如何在短时间内同时获得视觉数据,产生指令身体动作的信息,计算出一个精确的轨道使蜥蜴的舌头瞬间捕捉到苍蝇,使我们的手迅速抓住正在下落的玻璃杯呢?

为什么地球两极会换位?

大约80万年前,指南针会指向南方,早些时期,它会指向北方。当地球自转时,内核中的液体金属搅拌在一起,产生一个电磁场。自转导致的内核运动方向的改变会改变这个电磁场的两极。一旦异位过程开始,地球需要7000年时间才能完成这一南北颠倒的重大改变。在100万年中这种情况平均会发生2—3次,但没有人知道它是如何实现的。

黑洞信息去哪里了?

黑洞里面的吸引力非常强大,任何物质或能量都不能逃脱黑洞的吸引。但物理学家霍金却说某种东西可以逃脱黑洞的引力,这种东西就是“霍金辐射”这样的随机粒子。如果黑洞可以把具有固定结构的物质吃掉的话,那么黑洞就会充满各种信息然后发出不确定的各种各样的噪声,那么这些信息去哪里了?

我们为什么不能预报天气?

气象学家劳伦兹在进行一项计算机天气模拟时,决定对其中的一个参量采用四舍五入进行计算。这个小小的变化完全改变了天气模型,这成为后来著名的“蝴蝶效应”。劳伦兹的这种做法启发气象学家把尽可能精确的数据输入计算机模型以扩大他们的预测区间。但极为精确的数据也不能使我们获得精确的长期性预测结果。气候学家还需要了解大气和海洋的交互性影响等多种影响天气的因素。因此,预报数十年后或数世纪后的天气,基本上是不可能的。

为什么疾病会流行?

一种流行性疾病实际上只是一种病原体“鸿运当头”的外在表现。细菌如何实现感染取决于它们是怎样工作的以及人类抵抗能力如何。但没有人知道如何预测那些细菌何时在人群中传播,所以不要忘记经常洗手。

重力是如何产生的?

牛顿首先发现了万有引力的基本性质。他向世人揭开了天体和人类不会从地球上掉下去的奥秘。然而我们只是理解万有引力现象,而对其产生原因的研究几乎没有任何进展。

人类语言从哪里来?

据统计,世界上共有7000多种语言。它们起源于何时何地?它们是同一个起源,还是独立起源呢?这些仍是尚未破解的科学谜题。2011年4月,美国《科学》杂志的一篇报告引起学术界的极大反响。新西兰学者昆廷·阿特金森在报告中称:人类语言可能全部起源于非洲西南部地区,时间大约在15万年前洞穴艺术开始阶段:它们是同一个起源而不是独立起源。

自20世纪90年代起,越来越多的语言学家、考古学家、心理学家、生物学家、人类学家等都开始尝试应用各种新方法来探究语言演化这一“世界最难的学术问题”。遗憾的是,由于人类语言的历史悠久、语言本身的复杂性以及缺少有力科学证据支持,近20年来在语言演化方面的探究进展不大,至今还没有令人信服的解说。中国知名学者周海中教授曾经指出:解决语言演化问题的难度不亚于破解物种演化之谜的难度;语言演化既是一种社会现象,又是一种自然现象,还是人类心智发展和历史文化演变的结果;由于语言的起源与变化有其内在的原因和外界的影响,从而增加了语言演化问题的复杂性。

为什么我们的器官不能再生?

拿菜刀从你手指上切下去,这根手指就会永远跟你说再见。然而把蝾螈的一条腿砍下,它却会自然地长出一条新腿。我们会因为指甲受到损伤而大惊小怪,而动物器官的重生过程却是那么自然。科学家想知道为什么“无所不能”的人类却不能做到这一点。

数学家可以证明黎曼猜想吗?

20世纪早期,德国数学家希尔伯特曾说,如果他在沉睡1000年后醒来,他将问的第一个问题便是:黎曼猜想得到证明了吗?100多年过去了,这个问题至今仍没答案。黎曼猜想将在所谓的黎曼zeta函数基础上对零分配 该猜想已被美国克雷数学研究所列为世界黄金问题之一,能证明或证伪该猜想的人将会获得100万美元的奖金

为什么我们会死亡?

当物理学家被问到事物为何死亡这种问题时,他们会毫不犹豫地回答说这符合热力学第二定律。任何事物,无论它是矿物质、动植物,还是一辆汽车最终都会分解消亡。这种现象发生在人类身上就是使人变老。变老的原因可能因为DNA遭到了损害,也可能是因为染色体端粒发生萎缩。若想知道生命何时终结,还要求助于生态学家但他们只是粗略预测,不能准确地预测一个人的死亡时间。

达尔文的进化论完全适合人类的进化吗?

当然不是。达尔文进化论是将近150年前的科学结论,当时的认识水平相对现在有限得多,即便现在也远未搞清楚进化的本质,因此用进化论解释人类进化也会有一些不足。

达尔文进化论和现代生物进化理论不能解释所有的进化问题,并不是说它们是错误的,而只是人类的认识水平还有不足,还不能完整解释人类的整个进化过程。由于科技的进步,现代科学家获得化石是达尔文年代所无法比拟的,有专业从事这一行的人,通过化石的形态和近十来万化石中残留基因,目前已经确定人类进化的大体路线。

人类是脱离于古猿的其中一支,在漫长的进化过程中由于生殖隔离的出现,不同古猿种群再也无法进行有效的基因交流,难以稳定产生杂交后代,于是不同古猿群体之间的基因差别就越来越大,基因是生物的根本,生物的外部和内在骨骼等特征也就会由于基因的不同而不同,基因差别越大,外形的差异就也越大。再加上人类特有的行为(用火,制造工具)等,就可以判断人类进化迁徙的历程。大约经历了400多万年,古猿演化为现代人类。

这些是从实际获得的证据链中获得的结论,并不是科学理论。科学理论的形成是人类根据自然变化总结的规律性的抽象体系,目前的证据链可以证实现有理论的正确性,但却无法解释所有的问题。就上文所述而言,生殖隔离是新物种形成的机制,但是现代人类仍不能完美解释动物进化历程中染色体数量是怎么变化的,虽然已经知道现代人类的Y染色体在逐渐缩短,未来人类的染色体数量和性别决定方式还可能变化,而其中的具体机制尚未完全破解。

再往远点说,地球历史上有多次的生物大爆发,海洋中的生物种类数量迅速增长,这用现代理论也还不能解释,因此有科学家提出了间断平衡的假说,认为新种只能通过线系分支产生,只能以跳跃的方式快速形成;新种一旦形成就处于保守或进化停滞状态,直到下一次物种形成事件发生之前,表型上都不会有明显变化。

除此之外还有中性突变等假说,分别都针对不同的生物进化现象,但具体机质也仍属未知。所以以现代的生物进化理论,还不足以解释人类完整的进化历程。但过去获得的证据链和生物学技术的应用也证实进化理论体系的正确性,人类只需要按照目前的研究路子持续下去,会越来越接近进化的本质原因。

为破解生命科学之谜作出重大贡献的人有哪些

首先明确生命科学既生物学~

就洒家所知~

生物学贡献者首推「达尔文」~

1859年《物种起源》“创立”了生物进化 ~

「R.胡克」~

1665年自制复式单孔反射显微镜~

生命科学由此进入显微领域~

「施莱登、施万」

1838~1839年提出细胞学说~

「C.贝尔纳、W.B.坎农」

揭示生物的稳态现象~

「孟德尔」~

遗传学两大基本定律

「摩尔根」~

基因位于染色体上

「沃森、克里克」~

DNA双螺旋结构

「道尔顿」~

发现色盲

「伊恩.威尔玛特」

克隆羊之父~

“多利”是首个从成年动物克隆而来的生物~

这意味着人类可以利用动物的一个组织细胞~

像复印文件般~

大量“生产”出相同的生命体~

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寒武纪生命大爆发,曾令达尔文深感困惑的,背后操纵者原来是它,你知道吗?

达尔文是非常厉害的科学家了,但他曾经也有不理解的事情,那就是寒武纪生命大爆发了。在达尔文看来,物种的进化是需要漫长时间的,不可能在短短一段时间内,出现很多新物种,但在寒武纪那个特殊时期的,却又爆发了很多新物种,这让达尔文非常震惊,就连达尔文也不知道的事情,自然会成为人类的悬案,没有人可以解释清楚这一现象。

有很多生物化石,都可以证明,在寒武纪的时候,的确诞生了很多新物种,但那些物种为何会集中诞生呢?这让达尔文感到疑惑,一直坚信生物进化论的他实在不敢相信,在短短的一段时间内,为何会爆发这么多新物种呢?难道他的生物进化论是假的吗?

达尔文对此进行了深刻的研究,却一直没有收获。而现在的科学家水平有所提高了,现在的科学家有更多的科学仪器,它们自然也就可以找出寒武纪生命大爆发背后的真实原因了。让人感到震惊的是,之所以会在寒武纪时期出现那么多新物种,不是因为别的原因,仅仅只是因为氧气而已。

有科学家做了很多对比实验,终于算是搞清楚了这件事情,他们现在可以确定地告诉大家:寒武纪生命大爆发的“真凶”就是氧气。之前,达尔文因为这个问题而思索良久,却没有找到结论,但现在人们终于知道原因了,竟然仅仅只是因为氧气,就诞生了这么多新生命。

感谢科学技术的进步,也要感谢所有科学家的努力,如果不是因为他们的努力,现在又如何能找到这个问题的答案了。能破解这个让达尔文都疑惑不已的问题,是现代科学技术进步的证明,也鼓励着科学家更努力地进行探索。

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  •  辞眸辞忧
     发布于 2022-08-05 00:41:52  回复该评论
  • 本文目录一览:1、达尔文是怎样破解生命起源之谜的2、分析达尔文3、世界未解之谜的破解:地球的核心是什么?4、达尔文的进化论完全适合人类的进化吗?5、为破解生命科学之谜作出重大贡献的人有哪些6、寒武纪生命大爆发,曾令达尔文深感困惑的,背后操纵者原来是它,你知道吗?达尔文是怎样破解生命

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