书城科普读物爱因斯坦的圣经
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第10章 新约(8)

第5章:启蒙 达尔文终于获得了一个启示。他明白了为什么像加拉帕戈斯这样孤绝的岛屿上的陆栖生物不同于邻近大陆上的生物,而同时两栖生物和海鸟却基本相同。原因就在于生命是进化的,假如生命确实在进化,不同地区的生物就会发展出不同的特征。所以加拉帕戈斯的陆栖动物便不同于南美的陆栖动物。但是两栖动物和海鸟,可以“跨越”海岛与大陆间的海域,因而可以同时在两地栖居。那就是为什么这些生命形式是一致的。就这样,达尔文逐渐获得了进化的证据。他越是研究他的资料和日记,就越是相信生命是进化的。动物王国不是一成不变,它在变化。

达尔文想理解为什么不同的雀科鸣禽的喙如此不同。达尔文认识到它们的喙因其进食习惯而调整。吃种子的鸣禽有着又宽又有力的喙,以便能衔住并咬开坚硬的种子,而啄木鸟类的鸣禽的喙短而锋利,以便凿开树皮吃掉生活在里面的昆虫。还有一种鸣禽有着细长下弯的喙,可以用来吸饮甘露。既然加拉帕戈斯岛孤立的鸣禽已经进化,达尔文假定所有岛屿上的鸣禽都起源于同一种类,是进化使它们为各自的生存形成了不同的喙和躯体。所以鸣禽的特征是随它们的栖息地和环境而调整的。这就是自然适应。

于是达尔文认识到,和地球的表面一样,生命也易受变化的影响。达尔文醒悟了。

这一次达尔文看见更多的光。

达尔文想到了上帝,他重读了《圣经》的创世纪。他感到非常不安,因为,虽然他赞同进化,但对他而言,进化是对他的信仰的侵犯。每当达尔文想到上帝和进化,就好像有一把刀刺透了他的心。结果某种疾病降临在查尔斯·达尔文身上。他感到全身虚弱。这种疾病几乎持续到达尔文生命的终结。

他偶然读到了托马斯·马尔萨斯关于人口增长的一本着作。书中认为人口是呈指数增长的。人口数量将发生爆炸性增长,应节省有限的食物资源。“这难道不会在一个物种内部引起一场竞争吗?”达尔文想,“因为到了一定的时候将会有一场争夺食物的斗争。”所以物种内部的每一成员都会为食物而互相争斗。那些更强壮或更善于获取食物的将生存下来。那些较弱小或不太善于获取食物的将会灭亡。就这样诞生了生存斗争的概念。

过去有许多科学家观察过一个物种对另一个物种的暴行,狮子总是残忍地攻击羔羊。但达尔文认识到的是另一种残暴,在自然界,一个物种的成员彼此敌对。那些有着一对迷人的角、四肢更强壮、双腿更敏捷、爪子更长的物种将获得更多生存和繁育的机会,这就是自然选择。如果这样的特性传给后代,一个物种内的变化,也就是进化,便会得到解释。

他认为,自然选择是与动植物的人工饲养所完成的人为选择相类似的。饲养员可以看见在一代代之间性状是如何传递的,性状的传递是常识,是实验事实。达尔文推断,在竞争的自然支配下,物种的“优良性状”将传给后代。而“劣势性状”将被抑制。优势性状的遗传使物种产生缓慢的变化。这样的变化将导致一个物种不断进化。

所以不良性状被剔除,优良性状被保留。这就是达尔文的“因果律”。

他发现了一条伟大真理:适者生存——进化的基本原理。当他发现这点时,他的心中充满了狂喜。但他的神情却感到沮丧。因为几天以来达尔文一直躺在床上,他在经受折磨。这是一种将持续很长时间的痛苦。

进化理论已经存在了许多年:他的祖父一直是这一理论的倡导者;博物学家拉马克已推测出进化甚至与人有关,拉马克画了一架梯子,人类在顶端,原生动物在底端。但在那时,包括科学家在内很少有人相信进化论,认为那是一种假说,一种无根据的疯狂想法。现在达尔文提出了两件重要的事实,进化的证据和进化的演变机制。证据由他的样本、化石和他书中的数据组成。机制就是自然选择。于是便诞生了以适者生存为基础的进化理论。

在坚固的岩石上,达尔文

开始建造一座神殿。

他以他的余生将圆柱安放在坚固的岩石上。

现在达尔文的头脑已获知真理,但他的灵魂仍忠实地信仰上帝,于是他的心异常痛苦。虽然饱受心灵分离的折磨,达尔文探求真理的渴求仍驱使他前行。

第6章:物种起源

达尔文解开了物种起源之迷。1842年,他拟定了他的论文大纲。1844年,他撰写了一篇较长的草稿。这时达尔文的健康每况愈下,他的心脏无规律地急速跳动,时常呕吐。他把草稿搁置一旁,开始研究藤壶。他花了10年时间收集资料,把它们组织成一篇论文。在这部着作中,他想证明不同的藤壶是自然选择的产物。但他担心公众会将他的着作视为异端邪说。于是他只是暗示到自然选择的原理。

他知道他已发现了一个伟大的真理。他感到他必须告诉给世界。但是他隐瞒了这个真理,因为,对他而言,人类还没有为这个真理做好准备。

达尔文内心掀起了一场激烈的斗争。头脑和灵魂在战斗。有时他充满狂喜,有时他十分压抑。他经常在夜里无法成眠。他问自己:“我是否该向公众揭示自然选择的原理呢?”他的情感和他的科学头脑就这样争斗着。争斗的平息尚需一些时日。

几年过去了。开始有更多的科学家谈论生物进化了。达尔文在内心思考着他革命性的论点。

达尔文逐渐认识到生命发展史不是一架梯子而是一棵枝繁叶茂的树,像金钟柏一样,那枝叉就像枝形烛台,达尔文通过观察和思考发现了生命之树。

他多么渴望公诸于世,他又是多么恐惧公诸于世。当他的健康状况好转时,便着手编辑他的秘密手稿。

几年之后。他的手稿基本完成,但他还在等待,他害怕他的理论会冒犯他的朋友们和其他人,甚至他的妻子也会说他的思想是异端邪说。

达尔文的内心依然在经受折磨。

1858年的一天,一场可怕的暴风雨袭击了英格兰。闪电剧烈地在天空闪烁,惊雷仿佛摇撼着唐恩镇上达尔文的家。在火炉边,达尔文读着另一位博物学家阿尔弗雷德·华莱士的一份论文概要。这份概要总结的正是达尔文20年的研究中得出的论点。仿佛一位牧师讲完话又示意达尔文开口发言。

这份概要促使达尔文行动,他提交了他的手稿。现在,真理不久将发言,不久它将被奉献在公众面前。1859年11月,《物种起源》发表了,真理被奉献在公众面前。

第7章:达尔文的晚年生活

于是花弯下她的茎

把脸转向阳光。

有些科学家立即接受了达尔文的思想,因为它逻辑严谨且以自然证据为基础。但是一阵抗议的浪潮席卷了知识界,包括神学家、哲学家甚至普通百姓。神职人员们谴责此书为异端邪说,因为它反对《圣经》对创世的描述。神学家们不愿妥协,不愿承认《圣经》的某些记述只是一种象征。一场大辩论在博物学家、生物学家和科学家中间爆发。

几个月后,大多数科学家都开始支持《物种起源》,但仍有一些反对者。普通人开始参与到辩论中来,达尔文慢慢有了追随者。

终被接受的达尔文主义,仅仅是建立在四项原理上的。第一项原理是变异:生命形式的变异,相近属内种的变异和一个种内的变异。第二项原理是遗传,生物的性状与特征,在一定程度上会传给下一代。第三项原理是生存斗争,动物为生存而彼此争斗,一个物种内的不同成员为食物或配偶而彼此争斗。所有生命形式都受到它们环境的危胁,每种环境都有不利的因素存在。第四项原理是自然选择,它是第二、第三原理的结果,并导向第一原理:在生存斗争中只有适者才会生存,它们将把自己的特性遗传给后代,这将导致自然界动植物区系的巨大变异。

有一些科学家如此热诚地支持达尔文,他们仿佛改变了宗教信仰将这些观念奉为福音。达尔文因这样的偶像崇拜倍感困窘。

而公共辩论确实规模巨大。英国人,其他国家的人在工作中、在公园里、酒馆内这样的公共场所争论。邻居们也是如此,主妇们倚在篱笆上津津乐道着进化的话题。

辩论在着名的大学举行,因为教授们沉浸于智力较量之中,他们为达尔文的理论是对是错展开了一场大战。

达尔文尽可能避开公众的注意,集中精力收集更多的证据。他研究各种各样人工培育和驯养的动植物。

在观察兰花时,达尔文觉得它们的花蜜是有用途的。不久他认识到那用途是为了吸引蜜蜂。“为什么兰花要吸引蜜蜂呢?”他问。有一天,达尔文训练有素的眼睛发现了一只蜜蜂身上的花粉微粒。然后他假定花蜜存在的原因是为了传播兰花花粉。凭借这些手段,兰花就可以像人类培育动植物那样繁殖后代。所以兰花利用蜜蜂代替人手进行繁育。于是植物和昆虫形成了一种合作关系。

随着时间的推移,更多的公众开始相信进化论了。达尔文的思想最终被逐渐接受。科学家、哲学家和普通人不再将世界看成固定不变的了。人们提出了在生物界是否存在着伟大设计的问题。随着时间的推移,关于物种起源的争论减少了,几乎消失了。但是科学与宗教之间关于进化的冲突将继续伴随着达尔文的一生。

而后在1871年,达尔文的《人类的由来及性选择》问世。这引起了公众的又一次强烈抗议,因为他认为人是进化的一部分。他提出人和所有动物的起源都与一种古老的原生变形虫相关。达尔文被一些人嘲笑,人们把他的假说称为“猴子理论”。他们说:“是他的祖先猴子,使他产生了如此愚蠢的想法。”他们取笑达尔文,他们问他,是他母亲还是他父亲是从猿猴派生出来的。但在最后,获胜的既不是幽默也不是讽刺,是事实和真理。

也有另外一些人思想较为开明,他们说他的理论带来了启蒙。就这样,达尔文每写出一本书都会重新激起一场争论。

在他的后半生中,达尔文继续发表与他的发现有关的着作。他认为大型类人猿和其他“较高级”哺乳动物有感情,它们甚至可能有心理倾向,猫、狗、猴子、马以及几乎所有的“较高级”哺乳动物,在表达诸如焦虑、绝望、快乐、忠实、恐惧和痛苦这样的感情时都会移动面部肌肉并发出声音。到目前为止,人们一直认为只有人类才有感情。这样的发现对达尔文有所启迪。

接下来他指出了性的角色,性如何在雄性中激起得到雌性的竞争。在追求最有吸引力的雌性的战斗中,更强壮更健美的雄性将获胜。于是这“较好”的雄性和雌性便将它们的性征传给了后代。他解释了雄孔雀尾的美丽,因为在孔雀当中性角色是逆转的,雌性们互相争斗以便与尾巴最美的雄性交合。令人吃惊的是,当时很少有科学家赞同孔雀的性逆转概念,但一个世纪后这将是几乎被普遍接受的概念。达尔文推断雄鹿头上高耸的精致鹿角,既有防御作用,也是十分性感。所以性在进化中起着作用。

用这样的论点和论据,达尔文加固了他的神殿。

他开始对人工繁殖发生兴趣,他做着自然一直在做的事情。他将生命之树视为一个互相联系的美妙的伟大结构,它拥有的美和真理远远超出神制造万物的旧观念。

最后,达尔文许多年来一直时好时坏的疾病消失了。达尔文获得了内心的宁静,仿佛经历了一次科学的涅盘,他内心的痛苦消失了。

达尔文的生活充满了欢乐。他变成了一个伟大的饲养员、植物学家和园艺实验家,他是自然之子。他注意到由风来授粉的花没有花蜜,颜色也很单调,但是由昆虫授粉的花则拥有甘甜的花蜜并展示出一系列色彩。于是花便依据它们的繁殖需要来进化。他在植物王国中证明了自然选择:有些树为争取更好的向阳角度而长得很高,努力长成最高的树。与此相似,有些藤本植物盘旋上升以获得更多的光与热。出乎意料的是,他发现藤本植物不会攀缘直径超过半英尺的树木,似乎它们知道这样的树一定是高不可攀的。他研究了食虫植物,它们可以用触毛或胶状物捉住苍蝇。于是他发现了植物活动的动力。

他的原理变成了普遍原理,它们支配所有的生命形式。用这些观察,他的神殿建成了。

达尔文最后的工作是研究蚯蚓的习性。他指出蚯蚓消化落叶在有机质循环中所起的作用,这就是自然生态。在一个漆黑无月的夜晚,达尔文拿着一根蜡烛来到外面。他把蜡烛靠近一堆蚯蚓。虽然没有眼睛,这些蚯蚓还是移开了。

它们没有眼睛却看见了光。

无可否认,达尔文一生的观察也发出了光。

他获得了真正的快乐,因为到18世纪末,他关于自然选择和进化的思想已被普遍接受,他拥有了一大批追随者。

1882年4月19日,达尔文的心智安息了,他被葬在威斯敏斯特教堂,但他的灵魂没有留在那里,它高高升起,闪耀在群星之间。

列王纪之第六书,称为爱因斯坦

没有宗教的科学是跛子;

没有科学的宗教是瞎子。

——阿尔伯特·爱因斯坦

第1章:爱因斯坦的生活与工作

1879年3月14日,德国乌尔姆,阿尔伯特·爱因斯坦诞生了。在5岁的时候,作为礼物,父亲送给阿尔伯特一只罗盘。阿尔伯特把罗盘转了一个圈,但是指针并未转动,指针仍然指向北方。这个现象震动了他幼小的心灵,阿尔伯特一直认为使事物移动需要接触。于是阿尔伯特推断在物理世界后一定深藏着什么东西。对于罗盘的指南针而言,那隐藏着的深而神秘的东西便是磁力。

10岁时,爱因斯坦开始孜孜不倦地自学,他阅读欧几里得的着作,学习几何学的基本原理;他阅读科学书籍,培养对科学的兴趣。

这时他的父亲在南德拥有一家电工厂,制造直流电发电机。一天爱因斯坦去工厂参观,在那里,他看见移动着的传送带、旋转的轮子、转动的齿轮和发光的灯泡。他观察到了电的作用和磁力的产生。以一种可触可感的方式他懂得了电磁是什么。

16岁时,他开始向自己提出深刻的物理学问题。例如,他问:“驾驶一束光线该是什么样子?”但在这么小的年纪,他还找不到答案。在青年时代他就已经沉溺于对宇宙之谜的思考。后来他一生致力于解决这些难题。

1905年,爱因斯坦假定光是由称做光子的微粒组成。他提出了狭义相对论理论,其基本假设为,对于任何匀速运动的观察者来说,光速都是不变的。他预言物质可以转换成能量,反之亦然。于是,物质与能量之间的关系:E=mc(上标2),便确立了。他也获得了关于驾驶一束光线的问题的答案:这是不可能的,因为无人能以光速或超光速运动。