从牛顿力学到进化论

一、从牛顿力学到进化论

十八、十九世纪是西方资本主义各国在完成资产阶级革命之后，社会生产力得到极大发展的时期。本章将介绍在此背景下西方社会所取得的思想成果和产生的社会思潮。

我们知道，工具的创新和变革既是人类智力发展的指示器，又是进一步推动人类智力发展的杠杆。只是到了近代，真正的自然科学才从大工业的生产中分化出来，成为生产力的重要要素。从历史上来看，只有资本主义生产才第一次使科学成为独立的生产力。机器、轮船、火车、汽车的相继问世，大大改变了人类社会生活的面貌和活动的空间。生产和科学的发展，像革命的催化剂无时无刻不在改变人们的思想、观念和思维方式。

哥白尼革命

如果说文艺复兴时期是科学和神学决斗的年代，那么，站在这个斗争的前列的是波兰天文学家哥白尼（Nicolaus Copemicus，1473～1543年）。他在大学的时候就重点攻读了天文学，还制作了简单的仪器，对天体进行观察，收集了大量的天文资料。1516年后他就开始撰写《天体运行论》，直到1530年左右他才完成这部划时代的著作。1543年5月24日，当人们把这部著作送到他失明的眼前时，他只摸了一下封面，一小时后就去世了。《天体运行论》是一部全面系统阐明“太阳中心论”的巨著。它推翻了几千年来亚里士多德和托勒密的“地球中心论”，实现了人类宇宙观的伟大的革命，开创了天文学发展的新时代。

哥白尼的学说是一场思想上的大革命。它导致了后来牛顿宇宙观的产生，它为人类的宇宙观和人类与宇宙的关系的观念带来了革命性的、划时代的转折。首先，它是一次天文学基本观念的革新，从此地球再也不是宇宙的中心了。其次，它是人类对大自然理解的一次根本性的变革，人们认识到宇宙不过是一个无数天体的运动体系而已。人类本来存在着一种天真的自尊，以为人类居住的地球就是宇宙的中心。但自哥白尼以来，人们知道我们居住的地球不过是浩瀚无比的宇宙中的一个小斑点；哥白尼的新观念坚定了西方人对自然法则的信仰。

后来，进一步发展“太阳中心论”的布鲁诺（1548～1600年）纠正了哥白尼学说中的某些错误，认为宇宙是一个统一的物质世界，它在空间上是无限的，在时间上是永恒的，没有中心，太阳只是无数星系中的一个小点，地球围绕太阳转动，太阳和其他恒星的位置也在发生微小的变化。1600年2月17日，当他被教会活活烧死在罗马鲜花广场时，他高呼：“火并不能把我征服，未来的世纪会了解我，知道我的价值。”伽里略（Vineenzo Galileo，1564～1642年）把天文学的研究和物理学的研究结合起来，发现了钟摆的等时性定律，在比萨斜塔上做自由落体试验，将数学的方法应用于物体运动的研究，写成了《关于两门新科学的讨论和数学证明》的巨著。1633年，当宗教裁判所要他跪下签字悔过时，他站起来说：“签字有什么用，地球仍然在转动广德国天文学家开普勒（Johannes Kepler，1571～1630年）进一步推进了哥白尼学说，创立了关于行星运行的三大定律，它为牛顿发现“万有引力定律”奠定了基础。

牛顿革命

十七、十八世纪是西方自然科学高歌凯进的年代。从哥白尼革命到牛顿力学理论体系的完成，人类只用了一百多年的时间。牛顿（Affred Newtn.1642～1727年）在前人的基础上，系统、精确地表述了力学理论体系，尤其是他的万有引力定律表明：宇宙间的每一粒子都和其他粒子相互吸引，它们之间互相吸引的力量和它们之间距离的平方成反比，和它们质量的乘积成正比。它精确揭示了客观宏观物体低速运动的客观规律。可以说，牛顿为西方带来了一个崭新的宇宙观和宇宙秩序。

科恩曾说：“在可以应用理性原则的思想和活动的几乎每一个可能的层次上都留下了牛顿革命的重大影响。”首先，是宇宙存在普遍规律的观念和信仰。万有引力的存在证明，宇宙中的一切物体都是按照一定的自然法则来运动的。想一想吧，二十世纪人类最为壮观的活动——宇宙空间的探索，它不是爱因斯坦相对论的一个例证，而是经典引力物理学直接应用的一个例证。这种普遍规律的观念和信仰还影响了一些社会科学家，如重农主义者就认为存在有控制物理世界、动物社会，甚至每一种有机体的内部生活的共同规律存在。正是这种物质世界存在客观规律性的思想和信仰鼓舞着人们对自然的探索。

其次，牛顿关于理论演绎和数学方法的成功应用，使人们看到这种方法的价值，看到这种方法和实验及批判性的观察结合起来，就能产生出可贵的认识成果。牛顿力学作为成功科学的象征，成为各门自然科学和社会科学等的典范。这不仅开启了一个科学方法的新时代，也使十八世纪成为一个信仰科学的时代。

不仅如此，牛顿的机械运动观念还在好几个世纪里影响了人类的思维方式。许多哲学家把运动理解为机械运动，理解为物体在空中的位移。甚至把人也说成是一架机器，认为人和动物的差别不过是人比动物多几个齿轮或多几条弹簧；两者只是位置的不同和力量的不同，没有性质上的差别。这种机械观的影响是消极的。正如马克思对霍布斯的批评说：“感性失去了它的鲜明的色彩而变成几何学家的抽象的感性。物理运动成为机械运动或数学运动的牺牲品；几何学被宣布为主要的科学。”有的哲学家甚至要用几何学公理的方法来建立一种伦理学和政治哲学。就是到了现代，我们也不能说牛顿的机械观就没有市场了。

艾塞亚·伯林对牛顿在思想史上的影响，曾经这样说：“牛顿思想的冲击是巨大的；无论对他们的理解正确与否，启蒙运动的整个纲领，尤其是在法国，是有意识地以牛顿的原理和方法为基础的，同时，它从他那惊人的成果中获得了信心并由此产生了深远的影响。而这，在一定时期中，使现代西方文化的一些中心概念和发展方向发生了确实是极富创造性的转变，道德的、政治的、技术的、历史的、社会的等等思想领域和生活领域，没有哪个能避免这场文化变革的影响。”

进化论的产生和影响

达尔文的进化论是十九世纪自然科学的伟大成果之一。进化论突破了长期以来统治着人们思想的机械论的束缚，使人们把自然界的发展理解为存在着质的飞跃的进化过程。进化论对人类思想的影响大大超出了自然科学本身的范围，它对西方的宗教、政治、社会和经济思想都产生很大影响。在进化论面前，基督教关于上帝造人的神话破产了。在生存竞争和自然选择思想的指导下，许多新的社会思想产生了。达尔文的革命是诸多科学革命中唯一的生物学革命，它摧毁了以人为宇宙中心的宇宙观，沉重地打击了人类自我陶醉的自我观念。按照进化论的观点，人类不过是宇宙中整个生物进化链条上的一环，这在人的思想中引起的变化必然比其他科学的进步都更伟大。

达尔文（chades Darwin，1809～1882年）出生于英国西部施鲁斯伯里城的一个医生家庭。1825年达尔文到爱丁堡大学学医。他由于目睹无麻醉的外科手术给病人带来的痛苦，放弃了学医的打算。1828年，他在父亲的吩咐下去剑桥大学基督学院学习神学，准备当一名英国国教的牧师。但是，他对自然史和地质学有浓厚的兴趣。在剑桥的最后一年，德国博物学家洪堡的《自传》和英国天文学家赫舍尔的《自然哲学导论》吸引了他的注意。他说，这两本书激起了他为自然科学的宏伟结构作出那怕是最微薄的贡献的热望。

达尔文的科学研究工作正是从地质学开始的。他最初发表的学术著作几乎都是关于地质学方面的。他1842年发表《珊瑚礁的结构和分析》，1844年发表《火山岛》，1846年发表《对南美的地质观察》。地质学给他的印象，就是自然界处于缓慢的变化之中。在考察中，生物学方面的资料也给他深刻的印象。在南美地层中发现一种古代巨大的哺乳类plyptodon和现在的较小的armaillon很相似；在南美大陆的一些近似的动物物种自北向南，逐次替代；在加拉帕戈斯群岛的大多数物种都具有南美生物的性状，而群岛的各个岛屿上的物种彼此之间又有轻微的差异。这些现象向达尔文提出了问题：新的物种是怎样从旧的物种中产生的。他认识到人工育种的成功在于选择，而这种选择在自然界是怎样发生的。他说过，马尔萨斯的人口论给他很大的启发。适应者生存，不适应者被淘汰的想法在他心中酝酿着。他想，适应环境的个体和种群在结构和功能上会有优势，加上及时的变异，就会产生新的物种。

1837年，他就将有关这个问题的一些想法写在一本笔记本上，直到1842年他才用铅笔写成一个35页的纲要，1844年扩展为130页，这就是《物种起源》的雏形。1844年，在《物种起源》发表许多年之前，达尔文在给胡克的信中说：“光明终于闪现出来”，“我几乎确信（与我原来所持的观点相反），物种不是（它就像是坦白一次谋杀）永远不变的”。

他非常慎重，不愿意在他的书中漏掉任何一个重要的事实。所以，他拖了二十来年，迟迟不发表他的想法。直到1858年，英国生物学家华莱士独立地提出自然选择理论的消息传开后，达尔文在他的挚友的敦促下，才决心将他的原稿摘要和华莱士的论文一起提交给林耐学会宣读。《物种起源》一书于1859年11月出版。

《物种起源》一书肯定了生物界的一个基本的事实，即生物体在环境改变的影响下会产生变异。生物不仅有变异，而且还有遗传。生物体正是通过遗传把机体的结构、性能和对环境的适应的能力及结果传给后代。变异和遗传密切相关，生存条件改变了，遗传性也会随之改变。人类之能够对动物和植物进行定向培养来适应人的需要，正是借助于变异和遗传。

达尔文还讨论了自然选择问题。自然选择就是有机体在一定环境中生存、繁殖和变异的过程。有机体生命周期的各个方面如生命力、寿命、繁殖率，都受自然选择的支配。在生物体与环境的相互作用中，有些个体群会表现出在应付特殊环境的挑战方面胜过其他群体。自然选择的结果是在一个种群的不同的遗传型中，出现了不同的成活率和繁殖率。这样个体的数量，有的会增加，有的会减少，甚至消失。这种由突变而产生的遗传变异是导致生物进化的最重要的力量。

他认为，自然选择对群体的影响有三种方式：作为稳定的因素；作为导向的因素和作为破坏的因素。当稳定因素起作用的时候，现有的环境因素有利于现有群体总量的特性。个体显示出的任何极端变异的倾向都会被消灭掉，不会有进化，而是维持现状。当环境有利于新的特质出现或有利于改变旧的特质的时候，导向性的选择就会发生，产生新特质的遗传类型的繁殖率就大大提高，其结果是产生这些特质的遗传频率发生变化。方向性的选择会造成生物的进化，不过这个过程很短，一旦总量适应了环境，群体就会进入稳定状态。破坏性选择是在同一地区出现多种环境因素和遗传类型。所在地的土壤条件、食物来源或其他因素，使亚群体得到发展，以适应该地区的特点。破坏性的选择也会带来进化，一当这种情况发生，亚群体就会进入稳定选择状态。

生存竞争是自然选择发生的原因。竞争既发生在种群之间，也发生在同一种群中的1个体之间。个体之间的斗争尤为激烈。一旦生物体获得了有利于自己的变异，就会把它保留下来遗传给后代，从而使后代有更有利的生存条件。由此产生的新的变种或初期的物种，就会逐渐发展成新的物种。

1871年，达尔文的《人类的由来及性的选择炯世，这是他的又一力作。该书认为，“人类起源于某种体制较低的类型……这一结论的根据决不会动摇，因人类和低于人类的动物间在胚胎发育方面的密切相似，以及它们在结构和体质……的无数点上的密切相似，还有，人类所保持的残迹（退化）器官，他们不时发生的退祖倾向都是一些不可争辩的事实。”

达尔文的进化论提出来后，表示支持和同意的有英国植物学家胡克立、英国生物学家赫胥里、地质学家赖尔等。反对的声音主要来自宗教界。一场进化论和基督教创世说的争论成为不可避免。1860年在英国科学协会牛津会议上，赫胥里和威尔伯斯福展开了一场大论战，进化论者第一次在辩论中获得胜利。