推薦序
幸運的達爾文
生物人類學者 王道還
一八三一年暑假,達爾文從劍橋大學畢業。這份文憑是當英國國教牧師的敲門磚。這時他獲得了一個機會,到英國海軍的小獵犬號(HMS Beagle)上擔任船長的「旅伴」。小獵犬號要到南美洲測量海岸,以製作航海地圖;回程走太平洋,測量經度,預定三年完成。結果,這趟環球之旅花了將近五年,改變了達爾文的一生。科學史上的達爾文,是在小獵犬號返回英國之後才誕生的。達爾文與小獵犬號的遇合,是科學史的佳話,更是達爾文的幸運。
幸運
話說一八二○年,小獵犬號建造完成。它閒置了六年,才奉派赴南美洲測量海岸。兩年後船長在麥哲倫海峽自殺。英國南美艦隊司令派了年輕軍官費茲羅(Robert Fitzroy, 1805-1865)代理船長。他非常興奮,在給姊姊的信裡,描述了他的任務:
妳相信嗎,妳老弟現在是一艘「科學發現」船的船長,這樣說它也許有些誇張,但是差不離,因為我們對這兒的海岸,大部分都不清楚......我們奉命,什麼都要採集,動物、昆蟲、花卉、魚,任何我們找得到的都要,妳也許以為我會忙到根本沒有時間抱怨......這可不是最有趣的工作嗎?
這位費茲羅,憑家世就是個不能忽略的人物。他父祖源出英國復辟國王查理二世(一六六○-一六八五年在位)的非婚生子;國王封為公爵,承認他的皇家血統。費茲羅的祖父是第三世公爵;父親是次子,不能繼承爵位,劍橋大學畢業後從軍,最後升到將軍。他有位叔叔加入海軍,升上上將。費茲羅的母親也出身貴族,舅舅卡梭雷子爵(Viscount Castlereagh, 1769-1822),擔任過國防部長、外交部長,名重歐陸的外交圈。
但是費茲羅的科學興趣,不出自血統,而是英國海軍軍官的養成教育。十九世紀初,海軍學院改組,他入學時還不滿十三歲,接受了新式教育。費茲羅在同期生中第一個完成學業,只花了一年半。一八二四年,他船上實習期滿,回校通過晉等考試,晉升尉官。承平時期,許多人即使考試過關,也無法晉等,因為沒缺。費茲羅能立即晉等,是第一名畢業生本來就享有的殊榮。他的滿分成績倒史無前例。
一八二七年,費茲羅服役的船調到南美艦隊,司令部位於里約熱內盧。次年八月,調司令副官;那是外放船長的跳板。哪裡知道,正在麥哲倫海峽出任務的小獵犬號,船長自殺了。
麥哲倫海峽位於南美洲南端,連結大西洋與太平洋,全長五百公里。一五二○年底,麥哲倫的船隊花了一個多月才穿越。那裡的強勁西風、迷宮港汊、惡劣海象,至今仍是航海者的挑戰。一個世紀後,荷蘭人發現了更南方的合恩角外有開闊的航路。然而合恩角距離南極大陸更近,不到一千公里,氣候、海象更加嚴酷。一七八八年,布萊船長指揮邦蒂號(HMS Boundy),想繞過合恩角到南海(南太平洋)的大溪地島,使盡渾身解數,一個多月還過不去,只好順著風勢返航,走繞過南非好望角的航路。(一九六三年贏得七個奧斯卡獎項的電影「叛艦喋血記」,就是邦蒂號進入南海後發生的故事。)
一八○五年,英國在特拉法加之戰擊潰了法國與西班牙聯合艦隊,確立了海上霸權。拿破崙戰爭結束後,英國才開始以「環球帝國」的眼光,思考全球布局。一八二六年派出兩艘船去測量麥哲倫海峽,就出自戰略考量。麥哲倫海峽位於合恩角之北,其中不乏優良港灣,它們的任務是:找出一條比較安全的聯洋航道。
費茲羅接任小獵犬號船長後,繼續執行這一任務。一八二九年一月二十四日,費茲羅在麥哲倫海峽西口南方,發現羅盤有異常狀況,他在日誌裡寫道:
這裡山上也許有金屬礦藏。我非常懊惱,船上沒有一個人懂礦物學,甚至略通地質學的人都沒有。這是大好良機,弄清楚這裡的地質與礦藏,浪費了真可惜......我們完全缺乏從事這種科學研究必備的才能與經驗。我下定決心,要是有機會再來一回,我要設法帶一位夠格的人,研究地質......
一八三○年十月,費茲羅與小獵犬號回到英國。一年後,他果真受命重返南美南端,繼續未竟之業。達爾文這才獲得了改變他一生的機會。出發前費茲羅送了一本書給達爾文—《地質學原理》第一冊(一八三○年出版)。
《地質學原理》共有三冊,達爾文請家人在第二、三冊出版後立即買了寄給他。作者萊爾(Charles Lyell, 1797-1875),畢業於牛津大學,有律師資格,卻不務正業,專注於自然史。《地質學原理》 是當時最有系統的自然史著作。
「自然史」源自古希臘的natural history;但是在古希臘文裡,這兩個單字的意思只是觀察自然的記錄,譯為「自然誌」比較達意。到了文藝復興時代,地質學逐漸成形。學界發現地層壓疊的關係,其實是歷史關係:越上層的地層,越接近現代;越下層,年代越古老。同時學者也發現,時代不同的地層,夾雜的生物化石也不同。例如最古老的地層中,脊椎動物的化石只有魚類與兩棲類;後來的地層裡,出現了爬行類。至於鳥類與哺乳類,最近的地層中才有。地層與特定生物化石的聯繫,在十八世紀促成了現代的「自然史」概念,指涉地球的歷史、生物的歷史。此外,學界開始研究「物種原始」問題:地層中,新的生物類型是怎麼來的?古老的物種又到哪兒去了?
第一個解答物種問題的生物學者,是巴黎自然史博物館的拉馬克(Lamarck, 1744-1829)。他認為所有新出現的物種都是由先前的物種演變而來的。《地質學原理》有系統地討論了這個問題,仔細鋪陳了拉馬克的理論與正反證據。最後萊爾否定了拉馬克的理論。
達爾文在大學時代就熱中與自然誌有關的活動,例如製作生物標本、收集甲蟲等。《地質學原理》是他的自然史啟蒙書。在小獵犬號的環球旅程中,他獲得了豐富的機會印證萊爾的觀察與論斷。這部書除了讓他熟習當時學界的辯論焦點,他還學到了科學方法,以及論證技巧。《地質學原理》造就了科學家達爾文。
堅毅執著
達爾文一路上將他蒐集的生物標本與田野紀錄寄回英倫,由科學界的友人代為發表。因此,他尚未回國,已是倫敦科學界尊敬的「同行」。老爸接受了兒子選擇的這個行業,不再逼他做牧師,每年給他四百鎊生活費。那時大學教授的薪水也未必有那麼多。達爾文結婚後,老爸將生活費提高到五百鎊,妻子也帶來每年五百鎊的嫁妝。既然衣食無虞,達爾文便專心作起研究。
不過,達爾文日後的成就,幸運與家境只是必要條件。達爾文本人的特質,例如耐心、細心、審慎、周到,才是成功的關鍵。他搬離倫敦,到郊區生活、思索、實驗、研究,念茲在茲,都以「物種問題」為核心。即使過了五十歲生日才完成《物種原始》,他都沒有鬆懈,而是精益求精,寫作一系列的書,以各種實例說明他的天擇理論。本書《達爾文的祕密花園》最精彩的地方,在描述達爾文這種堅毅執著的精神。
其實,現代科學的成就正源自人類追求知識的堅毅執著。