16世纪到19世纪西方学者的生命起源学说

　　摘要：文章以时序论及近代西方生命起源学说演进过程， 探讨各阶段生命起源学说表现形式及演进关系， 指出：古朴自然哲学学说是生命起源学说发生、发展之基因；实验技术进步是生命起源学说演进之动力；学术争论是生命起源学说演进之机理；时代精神是生命起源学说演进之导向。

　　关键词：生命起源； 生命永恒； 生命进化；

　　地球生命的发生一直是挑战人类智慧的命题， 不同时代的学者都争取给予回答， 但直到现在还未有一个权威答案。由此， 历史上人类关于这一命题的回答积淀颇厚。笔者不打算全程探究这一人类智慧疑难， 只就近代科学革命以来， 西方学者对该疑难的认识做一历史把握， 并给出自己的拙见。

　　一、16世纪：自然发生说的复活

　　16世纪， 随着天文学、医学革命的如火如荼， 人们关于地球生命起源问题的思考孕育着一种突破。关于地球生命的来历， 一直存在两种观念。其一是自然发生说， 即认为地球生命是从非生物直接迅速产生的， 不需要亲代遗传， 不需要过程。自然发生说是一古老而素朴的学说， 不同民族皆有流传， 如中国古有"腐肉生蛆， 枯草化萤"之说， 古希腊有"鳗鱼有泥而生"之见。其二是上帝创世说， 即相信地球生命有上帝一次创造。创世说源于圣经， 是西方社会生活中起决定作用的观念， 有宗教势力倡导和维护。自然发生说与创世说截然不同， 它是能接受经验检验的世俗之说。受文艺复兴启蒙的影响， 人们开始相信理性， 愿意依据经验探讨生命起源问题， 自然发生说受到关注。荷兰学者万·海尔蒙特 （1577-1644） 声称发现将老鼠饲养在装有麦粒和酪饼片的缸里， 然后再放进一些脏衣服， 就能生成老鼠。同时代的意大利学者毕翁纳尼宣布：有一种木粒在海里腐烂能生出虫， 虫变蝴蝶， 蝴蝶又变鸟。[1] （P27） 宗教势力坚守上帝创始说， 为愚弄教民， 不得不把自然发生说纳入教义调和上帝创世观念。如当问及诺亚方舟上只有少数几种生物、为何现在地球上有那么多生物时， 教义解释说没必要把许多动物藏于方舟， 因为许多动物的产生并不需要父母， 而是有腐败物自生[2] （P187） .作为生命起源的第一个科学学说， 自然发生说就这样在宗教呵护下于16世纪从自然哲学中开始复活。

　　自然发生说尽管是一种自然哲学学说， 但它有可供实证的条件， 具有素朴唯物的一面， 在科学发展史上有着进步意义。马克思说："关于上帝创造大地的观念， 受到地球构成学， 亦即把地球的形成、生成描述为一种过程， 一种自我产生的科学的致命打击。"[3] （P83）

　　二、17世纪：生源说的提出与流行

　　16世纪， 由于生物科学刚刚起步， 人们对动物生殖机理及其胚胎发育过程尚缺乏基本知识， 所以万·海尔蒙特关于"由麦粒转化为老鼠"之类的说法还能令人信服， 自然发生说得以流行。但17世纪后， 随着生物学分支胚胎学诞生， 有关胚胎发育的观察和实验成果向自然发生说提出质疑。于是， 生命只能来自于生命， 一个新的生命起源学说--生源说在酝酿之中。

　　1651年， 英国医生哈维出版《论动物的繁殖》一书。依据观察实验结果， 书中对鸡子生成、繁殖过程进行了正确描述， 搞清了鸡和哺乳动物的生殖都是基于它们的卵。他坚信卵是所有动物发生的来源。1669年， 荷兰医生斯旺麦登发表昆虫和青蛙发育的论文， 写道"甲虫只不过是穿破了皮， 成长起来的蛹而已， 这正如蛹只不过是换了皮同样发生了变化的幼虫而已".同年， 意大利医生雷迪再次给自然发生说一致命打击。1668年， 雷迪做腐肉实验， 他把一块普通的细纱布盖在一块牛肉上， 这块牛肉怎样腐烂也不会出现蚝蛆， 但被腐烂的牛肉所吸引过来的苍蝇却在细纱布上产生了卵， 蝇蛆就是这些卵转化来的。"腐肉生蛆"不能成立。雷迪认为：生命不是自然发生的， 生命只能来于具有生命的胚或卵。雷迪的实验被人们重复着。生源说成为比自然发生说更受欢迎的学说。1675年， 就在雷迪批判自然发生说时候， 荷兰科学家列文虎克用自己发明的放大300倍的显微镜发现了微生物， 他向人们展现了一个全新的生物世界。这一新发现为自然发生说的复兴带来机遇。

　　三、18世纪：微生物自然发生说的复兴

　　面对显微镜下观察到的新奇世界， 自然发生说持有者认为找到了支持自然发生说的新证据。他们认为：日常生活中常见的有机液体物质在适宜气温下变质， 过去人们只能见到这类物质变质现象， 如今则能看到其中存在的大量微生物， 而刚刚煮开的新鲜液体中是见不到的。这些微生物从何处来？显然是腐败生物体直接生成的。在特定历史条件下， 新的观察仪器为自然发生说重新赢得生机。于是， 不少人又转向自然发生说， 如英国博物学家罗斯说"怀疑甲虫、蚂蜂产于牛粪， 就是怀疑理性、感官和经验。"[4] （P27） 但整个18世纪， 生源说并未放弃与自然发生说的抗争。

　　例如， 生源论的持有者列文虎克用自己发明的工具继续证明了谷象虫不是谷粒变来的， 而是由昆虫卵发育而成。他亲自观察并描绘了各变态期跳蚤的形态， 记载了有这些变态组成的发育过程。他以唯物观点指出：现在我们很容易了解水罐里的雨水以及所有各种露天水器中的那些水中动物是怎样来的， 它们是和极小的尘粒一起被风刮来的。自然发生说者对列文虎克的观点进行实验检验。1745年， 爱尔兰牧师尼德黑姆进行了实验， 他把容易腐败的肉汁放在密闭容器中， 然后放在煤炉上经过相当长时间的沸煮， 一段时间静置后， 在肉汁中出现了微生物， 于是他判断：高温应该杀死肉汁中所含的一切生物， 可是经过一段时间处理后， 在我的容器中仍有生物发育， 这就是说， 我亲眼见到自然发生现象。而针对尼德黑姆的实验， 生源论者意大利博物学家斯伯朗察尼进行实验， 他的实验与尼德黑姆一样， 只是加热时间更长， 他的实验结果却与尼德黑姆不同， 即肉汁中再长不出微生物来。他认为他的实验否定了自然发生论， 并批评尼德黑姆加热时间太短， 未能将原来存于肉之中的微生物杀尽， 但法国著名学者布丰坚持自然发生说， 他认为这些大小、形态、种类等不相同的微生物不可能都是从外面偶然地落到液体食物中， 与其这样假定， 还不如判断为：含有很多复杂有机质的腐败的液体具有一种生殖力。这种生殖力具有将有机质组成微生物的能力。

　　由于18世纪实验技术水平有限， 人们对微生物认识不足。在实验中， 本来认为不会长菌的场合长了菌， 在这个场合不长菌， 但换了个场合却长了菌， 这就使微生物自然发生说的证明比否定更为容易， 发生说比生源说有更大市场。

　　四、19世纪中期前：宇宙胚种说的昌明

　　18世纪， 以微生物自然发生说为特征的发生说在与生源论的竞争中占有优势。进入19世纪， 实验技术进一步发展， 实验方法深入人心。大量科学事实的积累， 深层规律的揭露， 进一步塑造科学家辩证思维头脑， 地球生命起源问题再次成为学界热点， 微生物自然发生说遇到挑战。

　　1854年， 法国科学家巴斯德研究发酵问题。他认为负责一种发酵功能的微生物不能履行别种发酵功能， 酒酵母能使糖类转化为酒精， 但醋酸菌则不能， 后者却能使酒精变为醋酸。他认为每种微生物只能来自其同种微生物， 从酒酵母菌种传出来的只能是酒酵母， 从醋酸菌种传出来的只能是醋酸菌。受达尔文缓慢进化论启发， 他认为微生物不可能在短时间内由其它物质变成。微生物只能通过微生物繁殖而产生， 空气中可能有产生微生物胚种， 这即是宇宙胚种说基本观念。1860年， 在国家科学院征集证明微生物自然发生说课题感召下， 巴斯德做了两个著名实验。一是曲颈烧瓶实验。该实验结果向人们证明了：在没有空气中微生物进入的场合下， 即使有空气不断涌入瓶中， 瓶内酵母浸液也不会生长出微生物来。二是直颈烧瓶实验。该实验结果表明：高山上不同处空气中含微生物的密度不同， 也就是说在不同高处打开并快速熔封的瓶中， 液体变浑的程度不同， 甚至在两千米高处打开的瓶中却不变浑。这两个实验向人们宣告微生物自然发生说的错误。他说："生命就是种子， 种子就是生命， 自然发生说绝对不能复兴了。"[5]1862年， 法国科学院对巴斯德的工作做出高度评价， 说他"利用最精确的实验， 扫清了自然发生问题上的疑云", 并增补他为科学院院士。

　　生源说强调一切生物皆来自同类生物， 否认生命可以由非生命物质而来， 实际上否认了生物起源于非生物、有机物起源于无机物的可能性。那么地球生命从何而来？生源说最终导致永恒生命论。既然生命永恒， 那么地球生命来源的最好解释就是"地外胚种"输入了。事实正是如此， 德国化学家李比希受巴斯德影响， 最早提出生命永恒观点。他说我们只可以假定：生命像物质那样古老， 那样永恒， 而关于生命起源的一切争论， 在我看来已由简单的假定给解决了。大化学家贝齐里乌斯也说"我们叫生命力的东西完全存在于无机元素之外……我们不知道它是什么东西， 它始于何处和终于何处。"[6] （P64） 他坚信宇宙胚种说， 他说"要理解行星上产生生命的可能性， 就不得不求助于胚种说；我把这个学说与辐射压的学说配合起来给它赋予一种符合科学现状的形式。"[7] （P106） 物理学家赫尔姆霍茨也是该学说的持有者， 他指出：如果我们用无生命物质制造生命物质的一切努力都失败了， 那么以我来看， 一个完全正确的办法就是问一问：生命究竟发生过没有， 它是否和物质一样古老， 它的胚种是否从一个天体转移到另一个天体， 并在良好的环境下生长起来？

　　19世纪中期， 实验科学的发展， 巴斯德实验对自然发生说的打击， 使生源说及其由此演化来的宇宙胚种说受到学界钟爱。

　　五、19世纪后期：生命化学进化说的孕育

　　19世纪中期流行的宇宙胚种说把地球生命的来源归于茫茫宇宙。事实上， 宇宙胚种说并没有回答地球生命起源的机制和过程， 而是把它一推了之。19世纪后期， 有机化学的发展为人们解决地球生命起源问题提供了新机遇。

　　受生命永恒论影响， 19世纪的科学家总认为生命是由特殊而神秘的生命力支配着， 非生命物与生命物不能相互转化， 非生命物质只能产生非生命物， 生命物只能产生生命物。无机物与有机物或非生命物与生命物的差别就在于前者不具有这种生命力， 后者具有这种生命力。这种受生命永恒论支配的生命力论在化学界影响极大， 对化学发展十分不利。1828年， 德国化学家维勒用无机物氰酸、氨人工合成出有机物--尿素。他在《论尿素的人工合成》一文中说"这项研究得到意外的结果：借氰酸与氨的化合， 形成了尿素。这是个特别值得注意的事实， 因为它提供了一个从无机物中人工合成有机物， 并且是所谓动物体上事物的例证。"[8]维勒的成果沉重打击了生命永恒论， 揭示了无机物与有机物、生命物质与非生命物质并没有不可逾越的鸿沟， 生命可由非生命得来。马克思说"这个几乎是白色的事物， 当氰酸蒸气作用于氨水时， 即可形成。这就证明了：在活的细胞中与无机物中一样， 事物的形成服从同样的规律。"[9] （P298） 在维勒成就的激励下， 1845年， 德国化学家柯尔贝用木炭、硫磺、氯和水等无机物作原料合成了有机物--醋酸。1854年， 德国化学家贝特罗人工合成了油脂。恩格斯对如此多的无机物转化为有机物的成果， 感慨地指出"由于用无机物的方法制造出过去一直只能在活的机体中产生的化合物， 这就证明了化学定律对有机物和无机物是同样适用的。"[10] （P14） 德国化学家肖莱马受恩格斯影响也认为自然界是不断变化的， 相互联系的， "分子内部的原子处于不断的运动中， 因此化合物从一种形态会变成另一种形态。"[11] （P95）

　　19世纪后期， 有机化学的快速发展， 有力地打击了生命永恒论和地球生命宇宙胚种说。尽管从无机物到有机物转化的化学过程， 还不能证明地球生命物质就是从简单无机物而来， 但是无机小分子通过化学过程可转化为有机大分子的实验使科学家确信地球生命的化学进化是可信的。正如恩格斯所说， "地球生命起源必然是通过化学的途径实现的。"[12] （P70）

　　六、几点启示

　　第一， 古朴自然哲学学说是近代西方生命起源学说发生、发展之内在基因。恩格斯指出， 古朴的自然哲学是古人的大胆直觉， 后来的知识在那里都能找到其雏形。关于地球生命的来历自古有生命永恒和生命进化两种传统。近代以来， 科学启蒙， 人们更乐于用古老哲理建构科学学说。近代西方关于生命起源的认识：上帝创世说、自然发生说、生源说、微生物自然发生说、宇宙胚种说和化学进化说等， 尽管不尽相同， 但可归于生命进化和生命永恒两大传统。自然发生说、微生物自然发生说和化学进化说属于生命进化传统。它们主张生命由地表原始无机物变化而来， 生命有机物与非生命无机物有密切联系， 不同的是自然发生说强调生命进化的超时空性， 不注重无机物到有机生命进化的秩序性、与环境相关性， 还未走出哲学思辨的俗套。化学进化论强调生命转化的渐进性和与环境相关性， 注意生命进化的条件、机理和过程， 与科学相关性强。上帝创造说、生源说和宇宙胚种说属于生命永恒传统。上帝创世说中的上帝是人格化的神， 是永恒生命的化身。生源说主张一切生命皆来源于同类生命， 而同类生命来源于何处？来源于地外胚种， 即承认宇宙胚种说， 而宇宙永恒是共知， 也就认同生命永恒。上帝创世说是一种宗教信仰， 而生源论、宇宙胚种说则是观察、实验基础上的系列假说。一种研究传统是一种哲学理念， 这一理念就像种子一样在适宜的环境下会长成子株， 尽管环境不同， 或许子株外形不同， 但基因相同， 一脉相承。

　　第二， 实验技术进步是生命起源学说演进之动力。古代科学与近代科学的本质区别是实验方法的应用， 近代科学快速发展原因是近代实验技术的进步。生源说的提出得益于哈维对鸡子繁殖发育精细观察， 正是他借助新的显微技术得出"卵是所有动物发生的来源"观念。雷迪继续改进实验， 借助显微技术证实：卵不是自然发生的， 是来于同类生命， 进而确立生源说地位。列文虎克革新实验仪器， 扩展科学观察范围， 发现微生物世界， 提出微生物自然发生说。微生物是自然发生的吗？科学家展开实验研究， 实验技术进一步发展。巴斯德巧妙设计实验， 并精细操作否定了微生物自然发生说， 稳固了生源说的地位， 促成科学家对生命永恒的遐想， 宇宙胚种说进入科学家视野。但维勒尿素人工合成实验及其随后一些科学家的实验成果开始动摇这一观念， 加上肖莱马、恩格斯等人的哲学概括， 生命化学进化说初现倪端。

　　第三， 学术争论是生命起源学说演进之机理。16世纪前， 有关生命起源问题由上帝创世说回答， 自然发生说不被关注， 生命来自上帝毋庸置疑。进入16世纪， 随着天文学革命的发生， 人们更多用自己的眼睛观察世界， 用自己的大脑思考问题， 自然发生说比上帝创世说更有说服力。17世纪， 科学家们在实验基础上向基于经验的自然发生说提出质疑， 生命如果来源于卵， 那么卵是自然发生的？可是实验否定了卵的自然发生， 生命来自生命， 生源说被提出。18世纪， 微生物的发现为自然发生论者提供了证据， 尽管生源论者对之进行实验否定， 但由于对微生物认识不足， 实验技术落后， 自然发生说得以复兴。19世纪前期， 随着实验技术进步， 支持生源论的证据愈来愈多， 生源论及后继者宇宙胚种说占据主导地位。19世纪中后期， 宇宙胚种说盛行之时， 维勒人工合成尿素的成功促成生命化学进化论的酝酿。该学说与自然发生说同属一研究传统， 该学说的持有者对生命永恒论进行批判， 为20世纪生命化学进化论的发展扫清道路。生命进化与生命永恒长期争论， 推动人们对生命起源的认识不断深入， 引导朴素生命学说从自然哲学说教走向成熟科学。

　　第四， 时代精神是生命起源学说演进之导向。历经文艺复兴的思想启蒙， 16世纪西方人的批判精神重新降临人间， 人们不再崇拜权威， 而相信理性。地球生命从何而来？人们更多以经验和理性回答， 自然发生说比上帝创造说更让人信服， 即便宗教人士也不得不用自然发生说调和上帝创造说来回答这一难题。哲学是人类时代精神的精华。进入17世纪， 以霍布斯、培根为代表的经验论哲学在英国深入人心， 基于经验论哲学的实验方法促成近代科学兴起， 实验成为建立和评价科学学说的唯一判据。新的实验否定了自然发生说， 肯定了基于胚种基础上的生源说。18世纪， 法国唯物主义哲学兴起， 进化、革命成为该哲学核心理念， 正是这些理念促成法国大革命的成功。尽管实验技术进步打开一个新的生物世界--微生物界， 但由于对它的认识还不深入， 生源说难以对一些现象给予完满解释。这时与进化、革命这一时代精神相吻合的自然发生说以新的形式赢得关注。进入19世纪， 科学家革新实验技术， 对微生物世界深入研究， 彻底否定自然发生说， 但对地球生命起源陷入思辨式遐想， 他们从生命永恒出发提出宇宙胚种说。这显然与法国大革命后， 保守代替革命， 进化观念受到冷落， 生命永恒得到尊重不无关系。19世纪中后期， 分裂、落后的德国急需统一和发展， 德国精英首先在哲学上进行启蒙， 黑格尔哲学、马克思哲学处处闪现着联系、进化的火花。所以， 化学实验中一旦有无机物生成有机物的事实， 关于生命起源的化学进化观念很快赢得关注。

　　参考文献

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