由这样一位具有眼光、耐心与散文技巧的大师领导,生物学开始从17世纪羁绊了绝大多数科学家的数学与物理学那里吸引来愈来愈多的学生。受到当时一切思潮影响的狄德罗,感受到这一变化的一些消息。“在这一刻,”他于1754年写道,“我们触摸到各门科学的一场大革命。从最优秀的心灵现在似乎倾向道德哲学、文学、自然史与试验物理学观之,我敢预测不到百年之后,我们在欧洲将数不出三位伟大的数学家。”
这门新科学受挫于它一开始的问题——生命的起源。过去曾做过许多尝试,试图显示生命可从非生命的物质中自动产生。尽管雷迪(Redi)1668年的明显反证,显微镜在一滴水中发现的无数微生物,使生物自生论的旧理论,有了新活力。1748年,英国住在欧陆的一位天主教士代表约翰·尼达姆,以重复雷迪的实验获得不同的结果而复活了这一理论。他在烧瓶里煮羊肉汤,随后立加盖住、密封。几天后,开启烧瓶时发觉里面充满着有机体。尼达姆辩称肉汤中活的细菌必已煮死,而且烧瓶又都以乳香树脂密封起来,他因而主张新的有机体已自动在汤中产生。布丰为之动容,但1765年,身为摩德纳大学教授的斯帕兰扎尼重复尼达姆的实验,而得到相反的结果。他发觉肉汤煮两分钟并不能消灭所有的细菌,若煮45分钟,则可完全消灭。在这种情形下便无有机体出现。这一争论持续到施万与巴斯德在19世纪成功解决这一问题。
几乎同样迷惑的神秘也包围着繁殖的过程。洛根、邦尼特与沃尔夫都在穷索男女在生殖中扮演的角色,同时追问这些结合起来的因素,其本身如何能——它们似乎能——包含各个部分的雏形及成熟形态的结构。邦尼特主张一种怪诞的“套装理论”(embo?tement):女性含有所有子女的种子,这些种子又包含曾孙辈的种子,如此推演,直到想象力穷尽为止,科学也能奔向神话。名字用以装饰肾脏管(沃尔夫管)的沃尔夫,为哈维的“新生”理论辩护:每一胚胎由父母的元素重新产生。沃尔夫在《内脏的形成》(1768年)一预先提出冯贝尔的器官形成的胚层理论。冯贝尔描述该书为“我们所拥有的有关科学观察最伟大的杰作”。
组织的再生是否为繁殖的一种?日内瓦的特朗布莱于1744年以揭示淡水水螅再生的顽强性这一实验震惊了知识界:他把一条水螅砍成四长片,结果每一长片都长成完整而正常的有机体。他犹疑不决,不知要把水螅称为植物还是动物。它似乎着根如植物,捕捉、消化食物却如动物。玄学家为之欢呼,以为是“大锁链体”中沟通动植物之间裂缝的物体。像今日的生物学一样,特朗布莱的结论是动物。水螅那些蠕动、摸索的触角使雷奥米尔称之为“波吕普”(polyp)或多足。我们也知其还有一个名字为“许德拉”(hydra),从传说中的九头怪物得名。大力士海格力斯一旦砍其一头,原处即长出两头。文学上,“许德拉”直喻为10万性命。
雷奥米尔在生物学上仅次于布丰,但在观察的精确方面远在其上。他先习医,经济一旦独立后即放弃执业,转而致力科学研究。他似乎精通十余门学问。1710年,他受命调查并记载法国的工业与工业艺术。他杰出而透彻地完成这一工作,提出导致新工业的建立与残存工业复活的建议。他设计出现在仍然使用的以锡镀铁之法,同时研究铁与钢不同的化学元素。对冶金的这些及其他贡献,为他从政府那里赢得1.2万利维尔的年金,他把这笔钱转赠给科学院。我们已见过他在温度计上的表现。
同时,他也使生物学丰富起来。1712年,他指出龙虾能使断腿再生。1715年,他正确地描述电鱼释放出来的电击。1734年至1742年,他出版了他的杰作《昆虫史备忘录》——精美的插图,并以生动迷人之笔写成的6卷巨著,的昆虫与克雷比永少年浪漫史中的情人几乎同样有趣。与我们时代的法布雷(Fabre)一样,他沉迷于:
与无数小动物所谓的性格、举止及生计有关的一切东西。我曾观察它们不同的生活方式,它们如何取得营养,它们中有些如何施用策略、捕捉猎物,其他动物如何预防,以避免敌害……选择产卵场所,以使小动物孵出时,即能找到适合的食物。
雷奥米尔同意伏尔泰的看法,认为生物的行为与结构无须假定自然有一种神设力量,即可予以解释。狄德罗讥笑他花费如此多的时间在昆虫(臭虫)上。然而,那是奠下现代生物学事实基础的细致工作。
狄德罗听过雷奥米尔的朋友邦尼特阐释动物王国里的“处女生育”(Virgin birth)——单性生殖后,会作何感想?将新生的蚜虫(喜爱我们橘树的树蚤)隔离后,他发觉雌性蚜虫可无须接受通常需要的雄性元素而能繁殖受精的子孙;性的目的显然不仅在于繁殖,而且在于使下一代受到不同禀赋雄雌的各种特质之赐而愈形富厚。1740年他向科学院报道的这些实验,具载于邦尼特《昆虫学特征》一书(1745年)。又在《植物研究》(1754年)一,邦尼特主张,有些植物具有感觉力,甚至辨别与选择力,因而也具有判断力——智力的本质。
第一位将“演化”这一名词应用在生物学上的,似乎也是这位日内瓦出生的邦尼特。然而,他所说的演化是从原子到人类这一存在的连环。把演化视为从旧种属到新种属的自然发展这一观念,不断地出现在18世纪的科学与哲学中。马耶在《特雷阿米德》(Telliamed,1748年)这部遗著中主张,所有陆上动物都从亲属的海生动物因为环境的改变演化而来。这样,鸟源自飞鱼,狮子源自海狮,人则源自人鱼。3年后,莫佩尔蒂的《自然的一般体系》不但将猿猴与人归为同种,还预先勾勒出达尔文新物种的进化理论,认为进化是由有利于生存的偶然差异这一环境的选择而来。这位不久即将在伏尔泰的笔尖下倒下的不幸的科学家说:
构成胚胎的原始分子,每个都抽自亲体相关的结构,而且保存了先前形态的一种遗迹……我们因此可以平稳地解释新的种属如何构成……假定这些基本分子可能不会永久保存它们在亲体里呈现的秩序,而可能偶然产生差异,这些差异繁殖、累积,最后造成我们今天看到的无限不同的种属。
依此方式,倘予充分的时间,单一的原型(莫佩尔蒂认为)便能产生一切的生物形态——为布丰尝试性地主张、而为狄德罗热烈赞可的一道命题。
在《自然》(1761年)一,罗比内再度回到视演化为“生物的层级”这一较老的观念,整个自然是一连串的努力以产生甚至更为完美的生命。为与莱布尼茨的连续律一致,他认为一切形态,甚至石头,都是大自然借以从矿物、植物、野兽而上达人类的实验品。人类本身只是这其中的一个阶段:更为完美的生命将有一天取代人类。
蒙博多贵族伯内特,一位苏格兰法官,是几乎早达尔文一个世纪的达尔文主义者。在《语言的起源与进步》一(1773—1792年),他把史前人类描写为没有语言、没有社会组织、在心智成就或生活方式上与猿猴完全无异的动物。人类与巨猿属于同种动物;巨猿是未能发展的人类。史前人类只有透过语言与社会组织才演进为原始人。人类的历史并不像《创世记》记载的是原始完美的堕落,而是一种缓慢而费力的上升。
诗人歌德在多处触及科学的历史。1786年,他发现了中颚骨;1790年,他主张头颅由变形的脊椎骨组成。他独立于沃尔夫而达成植物各部分均为叶的变体这一理论,他认为所有植物都以一般变形而从他所称的原始植物这一原型演化而来。
18世纪达尔文派的最后一位人物是伟大的达尔文的祖父。伊拉斯谟·达尔文与查理同为十分有趣的人物。他生于1731年,在剑桥和爱丁堡接受教育,然后在诺丁汉定居下来行医问世,继而在里治费尔,继而又在德比郡,最后于1802年逝世于该地。他定期从里治费尔骑马到15英里外的伯明翰,以便参加“月学社”的餐会。他是该社的灵魂人物,普利斯特里则为最著名的会员。
老达尔文在忙碌的生活中写了一本内容丰富的《动物生理学》(1794—1796年),其中掺杂着医药与哲学,及几卷科学诗:《植物园》(1788年)、《植物之爱》(1788年)、《自然之寺》(1802年)。最后一表达了他的进化观念,该书开始以肯定自然发生论为生物起源最可能的理论:
无父无母而自生
生命尘寰首现以微粒……
无边浪涛下,有机生命
出生而护育在海洋的珍珠洞里。
其始,形态微细,球镜无能见之,
挪动泥上,或穿透水块。
这些,随着相续世代的盛放,
获得新力量,长上较大的肢体。
无数植物群从而迸发,
及有鳍、有腿、有翼的气息王国。
这样,生命便缓缓地从海生形态演进为两栖类,再进而为海上、陆上与空中的无数种属。这位诗人引述布丰与爱尔维修论人类生理结构的特征,指出人类从前用四脚走路,现在仍未完全适应直立姿势。有种猿猴用前脚当手,同时发展拇指作为与手指制衡的有用力量而呈现为较高等的动物。在演化的各个阶段中,动物之间互相争夺食物和异性,植物之间则互相争夺土壤、水分、光线和空气。在这一争夺中(老达尔文说),为欲迎合新需要形成各种器官的发展,进而导致演化。这位医生在《动物生理学》中先于拉马克说道:“所有的动物都在变形,这部分是由于自己的努力,以回应快乐与痛苦所致。许多动物因而获得行将传给后代的形态或特性。”因此,猪的口鼻部发展做搜寻食物之用,象的鼻子用以下勾食物,牛的粗舌用以阻住叶片,鸟喙则用以啄起种子。此外,这位医生再加上保护色这一理论:“有为保护作用而发展出来的器官,使形态与体色异样,借以隐藏与战斗。”他宏伟地展望无穷的未来而下结论道:
对上述许多变化在时间的那些细微阶段发生做一冥想后,再让我们想象,在有地球存在以来这一无限漫长的时间里——地球的历史也许早在人类历史开端数百万年之前——一切温血动物均来自单一的生命花丝,这是否过于大胆?那单一生命纤维由伟大的第一因灌以动物特性,赋以生长新部分的力量,佐以新性质,复受各种刺激、感觉、运动与联结所左右,因而可借内在的活动而拥有继续改进及将改进诸点靠生殖传给后代子孙的官能,如是构成一个无穷尽的世界。
“我祖父,”达尔文写道,“在他的《动物生理学》一,如何比拉马克预先提出有关他的大部分观点及有关意见的错误解释,这是很奇怪的一件事。”也许这位祖父不承认自己走错了路。但无论如何,他已解释了一种尚未死亡的理论。同时,以他和蔼的方式,他已为演化敲了一击。