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生物生命

生命的长度:40亿年

以稿换稿】  作者:杨欣   发布:2012年12月10日   阅读:

   
    生命演化的历史有多长?卡尔•齐默的著作《演化:跨越40亿年的生命记录》给出的结论是,大约有40亿年。那么,这一结论是如何得出的?
    生命的演化:偶然而漫长
    生命的产生和演化是最重要的科学问题之一。科学一直肩负着两大任务,一是尽可能地用实证来推定自然界的特性,二是探究这个世界为何是以这种方式,而非其他可以想象却没有成形的方式运作,即详述事实及确定理论。对生命产生和演化的探索正符合科学的这两种特征。
    达尔文的进化论已经被视为生物科学的基本理念,是揭示和确认生命,包括后来人类的诞生与进化的理论基础。当然,这并非是以理论来证实理论,而是以生物和生命科学中的发现来验证理论。最足以彰显进化事实的证据包括三类。一是人类直接观察到的证据,二是化石中所蕴藏的直接证据,三是间接证据,即观察现代生物体的种种结构和功能,以获得推论。
    迄今的所谓生命都是地球上的生命。地球上要产生生命,首先得有地球的存在。对地球生命的测算源自卢瑟福的对地球物质放射性的计算,这不仅可以证明地球年代的久远,而且还能测知地球何时形成。
    1953年,美国加利福尼亚理化学院的地质学家帕特森(ClairePattefson)测量了撞击亚利桑那州直径1.2公里的流星陨石坑内的铅及铀,并比较地球岩石和陨石内的铅及铀,推断地球的寿命为45.5亿年。对地球的这个年龄尽管有争论,但后来获得了比较一致的认同。接下来,研究人员发现,地球上的生命大约有40亿年。
    1996年,美国和澳大利亚的一个科学家团队远赴格陵兰西南部荒凉曲折的峡湾去调查地球上最古老的沉积岩,其中有一层沉积岩被火山岩贯穿。研究人员测定火山岩中锆石内所藏的铀铅时钟,断定岩层距今38.5亿年。研究人员又在沉积岩内发现了一种名为磷灰石的矿物质,内含微量的碳。把这个样品带回实验室用离子束震碎后测定其中的碳同位素,发现磷灰石含C-13的比例和现代的生物碳一样低,因此,这个比值只能来自生物。
    当然,研究人员无法断定在格陵兰这些岩石形成之前生命已存在多久,因为早于40亿年前的岩石都已不存在了。但是,可以断定的是,生命必然发轫于“地狱之火”。地球在形成的最初6亿年内不断遭受巨大的小行星的撞击。无论地球上的生命最初源自地球还是通过小行星的撞击而产生,这些生命的产生并在格陵兰岛留下痕迹时,生命已进入全盛期。所以,生命的产生大约是在40亿年前。
    接下来,就可以从地球的45.5亿年时间来划分生命周期了。45.5亿年前地球形成,44亿年前液化水注入海洋,38亿年前最早的生物留下痕迹,35亿年前最早的化石(藻青菌)产生,27亿年前最早的真核生物化学物质痕迹留下,26亿年前细菌登陆,18亿年前最早的多细胞生物化石留存,5.75亿年前最早的动物埃迪卡拉动物群产生,5.35年前寒武纪大爆炸,5亿年前植物产生并进化,4.5亿年前昆虫及其他无脊椎动物登陆,3.6亿年前,四足脊椎动物登陆,3.2亿年前羊膜卵动物及爬虫类产生,2.25亿年前哺乳动物及恐龙诞生,6500万年前大型恐龙灭绝哺乳动物称霸,500万年前人类及黑猩猩祖先分离,15万年前身体结构一如现代人的人类出现在非洲。
    心智的发展让人脱颖而出
    与生命的自然史相比,人类存在于地球的时间寥寥可数,而每个个体的生命更是渺小得可怜。如果说地球上自有生命以来的40亿年是~个夏日,那么,过去20万年,从现代人类的崛起,到语言、艺术、宗教、贸易、农业、城市的兴起,以及所有以文字记载的历史,不过是日落之前一闪即逝的萤光流火而已。尽管人类生命时间极其短暂,但其演化的生命质量和创造性却是其他生命不可同日而语的。
    在人与灵长类的进化树中,黑猩猩与人类的亲缘性最近。为何人类进化到了如今的社会形态,并创造了现代文明,而黑猩猩还一直徘徊在原始昏暗的森林之中?《演化:跨越40亿年的生命记录》一书提出了一个比较明确的回答,人类的进化渗透进了社会性。社会性的滥殇则是心智的产生。所谓心智便是,人与人是否有同样的心理,人与人之间是否会理解别人的想法,也就是将心比心。对心智的解释便是心智理论,即理解自己与别人的心理状态,并且借此预测和解释行为的一种能力。
    毫无疑问,人之初的心智是朦胧的,如同黑猩猩一样。美国哈佛大学的灵长类专家黑尔(BrianHare)对黑猩猩做了一个实验,当黑猩猩为食物争执时,获胜的一方总是优势猩猩。两只猩猩同时从相反的方向被放进一个笼子。笼里放了两个水果,猩猩老二知道猩猩老大只能看见其中一个,因为另一个被一根塑料管挡住了,从老大的方向看不见。结果猩猩老二每次都去拿藏着的那个水果,避免和老大发生冲突。
    据此,研究人员认为,黑猩猩拥有雏形的心智要素,可以观察同伴,看见对方所看到的东西,然后决定自己的对策。然而,黑猩猩并不能完全猜测到同伴的心态。美国路易斯安那州西南大学的灵长类专家波维内利(DanielPovinelli)做的一项研究证实了这一点。研究人员让黑猩猩和一名两岁的孩子对两位观众打手势要食物吃,其中一名观众蒙口罩,另一位戴眼罩。结果两岁的小孩知道戴眼罩的大人看不见,便转头向蒙口罩的人要东西吃。但黑猩猩却一视同仁地向戴眼罩和蒙口罩的人都打手势。这个实验表明,黑猩猩不了解眼睛的后面还有一个心智在感知眼睛所收到的视像。
    人类的这种心智能力应当是人类的祖先在500万年前与黑猩猩分离之后所发展起来的。人类来到大草原后开始经常接触狮、虎等大型掠夺性动物但又无法像以前一样爬树躲藏,因此需要结合成更大的团体生存。共同的团体生活刺激他们进化出更高的社会智能,所需的脑容量也变大,人类也变成能善解人意的高手,只要观察对方的一个眼神和手势就知道对方看到了什么,甚至在想什么。例如,一个眼神就可以提示同伴逃离危险地带,那里隐藏有老虎。
    然而,人类的心智发展也让人变得更善于相互欺骗,但是又善于相互揭发和看穿对方的欺骗’。而揭发欺骗就等于更清楚别人的心态,也就是更善解人意。如此一来,人类祖先的进化便形成一种反馈循环,人的社会智能不断提高,创造出越来越大的脑容量。如此,则改变了人类祖先的社会形态,优势男性愈来愈无法主宰自己的集团,因为下属都愈变愈聪明了,人类祖先的社会于是从黑猩猩的等级制转变成平等制。每位成员运用自己的心智与其他成员交往,确保没有任何人能欺骗整个团体或企图主宰大家。
    当人类祖先的社会变得平等之后,才可能彻底发挥狩猎/采集生活的优点。男性可以合作进行狩猎,安心把妇孺留在家里而不疑神疑鬼,而女性可以组织远征计划,外出寻找块茎及其他植物。再后来,有了工具又懂得相互合作(社会化)之后,人类才在大草原上开辟出了一个新的进化的环境。后来,语言和文字的产生更使得人类能创造出更多的物质、精神和文化产品,并能继承这些文明的成果,人类才彻底与黑猩猩之类的动物分道扬镳。到了5万年前,人类开始了现代生活,其中一个特征便是,人类有了全新的心智——创新和发明。
    进化论一直在受到挑战
    但是,进化论一直在受到挑战,主要挑战便是:我们人类究竟是一项生物学上的意外产物(进化论),还是宇宙有目的一项神圣任务(神创论)?
    否定进化论的一个最大原因是以基督教为中心的西方文化。这个文化的核心是,人都是上帝的子民,在上帝面前人人平等。按照进化论,倘若我们都是自然选择的产物,那我们怎么可能是上帝创造的呢?如果我们不是上帝创造的,那么人们又何必遵奉《圣经》呢?因为,只有当上帝以其形象造人时,才有道德基础可言。
    否定进化论的另一个重要原因是,如果人是自然选择的结果,那么进化论就毫无疑问地,会将人类导入危险的境地,例如,第一、二次世界大战和后来的多次种族灭绝战争。德国生物学家黑克尔(ErnstHaeckel)在其著作《创造史》中谈到,“我们为自己远远超越低等动物祖先而至感骄傲,我们因而坚信,整个人类将在未来持续光荣地进步,更上层楼,臻完美之心智”。而且,黑克尔认为某些人又比另一些人更进步并将人分为12个种族,最低等的是非洲各族及新几内亚人,最高等的则是欧洲人(即地中海人),其中排第一的则是德国人。所有人种都将“在生存竞争中彻底臣服于最优秀的地中海人”。
    进化论同样可能要为自由放任的资本主义负责。例如,英国哲学家斯宾塞(Hc:rbertSpencer)提出一套混合达尔文自然选择学说和拉马克版本的进化论理论,认为自由市场的竞争可以促使人类进化出更高的智能。在这个过程中当然会造成痛苦,例如爱尔兰大饥荒便是人类“通往灭绝的快捷方式”的一个例子,但这些苦难很有代价,因为人性将因此而升华,达到道德完美之境界。
    斯宾塞的理论成为社会达尔文主义的基础。倡导社会达尔文主义的美国耶鲁大学的社会学家萨姆纳(WilhamGrahamSummer)声称,“百万富翁是自然选择下的产物,自然选择从全人类中挑选出适合的人,完成某些特定的工作”。
    对此,很多研究人员加以了驳斥,认为社会达尔文主义跟一元论一样,都毫无科学根据,不仅硬将自然选择从生物学中抽离出来套在社会环境里,还将达尔文主义的理论与拉马克陈腐的理论胡乱搅和。
    另一方面,神创论(创世论)与进化论之争也反映了科学极限的问题。其实科学,无论任何形式的科学一一化学、物理,或进化生物学—一都只能解释这个世界恒常不变、有如律法的现象。倘若上帝每天都改变质子的质量,物理学家便不可能预测原子的运作。科学方法从未夸言世上一切皆由自然因素所造成,但我们可以用科学方法了解的,唯有自然的因果关系。科学方法虽有用,但是对于超出它范畴的事物,科学必须保持缄默。根据定义,超自然力量本来就超越自然定律,因此也超越了自然的范畴。
    但是,科学是在发展的。也许有一天,更多的科学研究结果会圆满解释进化论中的许多不足。目前科学家对进化的解释当然是根据人类直接观察到的证据,即化石中所蕴藏的直接证据和间接证据,因此,一些解释当然如神创论所挑战的,并非是直接观察到的结果。但是,大部分的进化运作虽然并非肉眼可见,却可以想象。当然没有人生活在几十亿年前,但根据地质记录,可以推测当时生物生存的环境与今天颇多相似。现代的动物受进化支配,古代的动物也必然受进化支配。虽然我们没有生命史每一分每一秒的记录,但是根据留下来的证据,我们对过去40亿年来发生的事情,多少可以有一些了解。
    那么,科学是不是有局限,或者科学是否对于超出它范畴的事物必须保持缄默,这是值得人们思索的。

【来源:整理自互联网】

 

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