在巴斯德與普歇就生命能否自發(fā)產(chǎn)生的問題爭(zhēng)得熱火朝天的同時(shí),達(dá)爾文《物種起源》的發(fā)表引發(fā)了生物學(xué)上另一場(chǎng)更為重大的辯論。這場(chǎng)有關(guān)生物是否進(jìn)化而來的大辯論也包含了有關(guān)自發(fā)發(fā)生說的辯論,達(dá)爾文的進(jìn)化論被許多人認(rèn)為替自發(fā)發(fā)生說提供了支持。進(jìn)化論本身并不解決生命起源的問題,但是如果生命不是一直存在的,而是有個(gè)起點(diǎn),那么,最初的生命要么是神創(chuàng)的,要么就是從非生命物質(zhì)自發(fā)產(chǎn)生的。
達(dá)爾文之前的進(jìn)化論先驅(qū)者們,例如達(dá)爾文的祖父伊拉茲馬斯·達(dá)爾文和拉馬克,都相信生命能夠自發(fā)產(chǎn)生。達(dá)爾文在公開場(chǎng)合回避了這個(gè)問題,但在1871年致植物學(xué)家約瑟夫-胡克的信中,他設(shè)想,如果把銨鹽和磷酸鹽放在溫暖的小水洼中,在光、熱、電等的作用下,就會(huì)形成有可能變成原始生命的蛋白質(zhì)。在現(xiàn)在,這樣的蛋白質(zhì)一形成就會(huì)被生物吃掉,但是在生命誕生之前,那就是另一回事了。達(dá)爾文的“斗犬”托馬斯·赫胥黎為這個(gè)假說起名叫“無生源說”。
達(dá)爾文和赫胥黎并不相信在現(xiàn)在生物還能自發(fā)產(chǎn)生,而只是把自發(fā)產(chǎn)生視為在遠(yuǎn)古時(shí)期生命起源的一種可能性。但是在其他進(jìn)化論者看來,并沒有必要去區(qū)分這兩者。如果生命在以前能夠自發(fā)產(chǎn)生,那么在現(xiàn)在,如果有合適的條件,為什么就不能自發(fā)產(chǎn)生呢?英國病理解剖學(xué)家巴斯琴就是這么認(rèn)為的。在19世紀(jì)六七十年代,他做了很多證明生命能夠自發(fā)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn),成為英國最主要的自發(fā)發(fā)生說支持者。巴斯琴的實(shí)驗(yàn)和普歇的實(shí)驗(yàn)類似,也是把培養(yǎng)基加熱消毒、密封、冷卻之后,如果從中發(fā)現(xiàn)有微生物生長(zhǎng),他就認(rèn)為是從無生命物質(zhì)中自發(fā)產(chǎn)生的。
巴斯琴之所以支持自發(fā)發(fā)生說,不僅是因?yàn)樗嘈胚M(jìn)化論,還因?yàn)樗幌嘈虐退沟绿岢龅牟【摗2【撜J(rèn)為傳染病是由細(xì)菌引起的,這在當(dāng)時(shí)是一個(gè)革命性的學(xué)說,如果它成立的話,有關(guān)疾病的傳統(tǒng)理論和療法都要因此發(fā)生根本的改變,招致了許多醫(yī)生的反對(duì)。這些醫(yī)生也成為自發(fā)發(fā)生說的支持者,巴斯琴的實(shí)驗(yàn)成了他們反對(duì)病菌論的依據(jù)。
巴斯德當(dāng)然認(rèn)為巴斯琴的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是受到了外界細(xì)菌的污染所致。他們?cè)?876年~1877年發(fā)生了激烈的爭(zhēng)論。巴斯德邀請(qǐng)巴斯琴到法蘭西科學(xué)院當(dāng)眾解決爭(zhēng)端,巴斯琴一開始同意了,卻沒有露面。巴斯琴在英國的主要對(duì)手是另一名進(jìn)化論者、達(dá)爾文和赫胥黎的朋友、著名物理學(xué)家丁鐸爾。在1876年。丁鐸爾發(fā)表了一系列實(shí)驗(yàn)報(bào)告,證明巴斯琴等人的自發(fā)發(fā)生實(shí)驗(yàn)都是由于受到懸浮在空氣中的微生物的污染。他用光照射空氣,可以看到微生物顆粒讓光發(fā)生了散射。然后他發(fā)明了一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法來清除空氣中的微生物顆粒:他給一個(gè)密閉的盒子的內(nèi)壁涂上甘油,放置幾天后,盒內(nèi)空氣中的微生物顆粒都沾到了甘油上,再用光照射,就會(huì)發(fā)現(xiàn)盒內(nèi)空氣已變得干凈了。在這種干凈的空氣中放置煮沸過的肉湯,放幾個(gè)月也不會(huì)變質(zhì),而在普通空氣中,肉湯幾天就變質(zhì)了。
但是有人試圖重復(fù)丁鐸爾的實(shí)驗(yàn),卻失敗了,放置在干凈空氣中的肉湯還是很快就變質(zhì)了。這促使丁鐸爾進(jìn)一步研究實(shí)驗(yàn)失敗的原因,發(fā)現(xiàn)不是由于干凈空氣中還有微生物顆粒,也不是由于微生物會(huì)從肉湯中自發(fā)產(chǎn)生,而是由于肉湯靠簡(jiǎn)單的煮沸還不能做到完全無菌:雖然煮沸能殺死細(xì)菌,卻殺不死細(xì)菌孢子,細(xì)菌孢子即使被煮上幾小時(shí)也還活著,一旦肉湯冷卻,就又開始繁殖了。丁鐸爾因此發(fā)明了一種既簡(jiǎn)單又比較有效的滅菌方法:把培養(yǎng)基煮沸15分鐘~30分鐘,然后在37℃保溫過夜,讓培養(yǎng)基中的孢子長(zhǎng)成細(xì)菌,再煮沸15分鐘~30分鐘殺死新長(zhǎng)出的細(xì)菌;如此重復(fù)三次,就可以殺死培養(yǎng)基中的細(xì)菌和孢子。經(jīng)過這樣處理的培養(yǎng)基,在不被空氣中的微生物污染的條件下就不會(huì)再“自發(fā)產(chǎn)生”微生物了。
丁鐸爾的實(shí)驗(yàn)很有說服力地證明,普歇、巴斯琴等人證明微生物能自發(fā)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)要么是由于受到空氣中的微生物顆粒的污染,要么是由于培養(yǎng)基沒有做到完全無菌。在丁鐸爾實(shí)驗(yàn)之后,要為自發(fā)發(fā)生說辯護(hù)變得越來越困難,相信它的人越來越少。從這個(gè)意義上說,丁鐸爾實(shí)驗(yàn)才是推翻自發(fā)發(fā)生說的最后實(shí)驗(yàn)。
但是嚴(yán)格地說,不論是巴斯德實(shí)驗(yàn)還是丁鐸爾實(shí)驗(yàn)都沒有否定生命自發(fā)發(fā)生的可能性,它們只是說明那些證明自發(fā)發(fā)生的實(shí)驗(yàn)都靠不住。從邏輯上看,要證明自發(fā)發(fā)生不可能存在,是不可能的。但是科學(xué)理論并不能只依靠簡(jiǎn)單的邏輯思辨,科學(xué)理論要被接受,還需要有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。今天的生物學(xué)家已無人相信自發(fā)發(fā)生說,是因?yàn)閺膩頉]有實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘嬲C明它的確存在,而且微生物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)已無數(shù)次地證明,只有把微生物接種到滅菌的培養(yǎng)基上才能長(zhǎng)出微生物。況且,微生物其實(shí)有著非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu),難以想象它們能夠從非生命物質(zhì)自發(fā)產(chǎn)生。
然而,否定自發(fā)發(fā)生說,并不等于否定生命起源的無生源說。雖然神創(chuàng)論者至今試圖用巴斯德的實(shí)驗(yàn)來推翻無生源說,但是正如赫胥黎早已指出的,這二者并不是一回事。今天的生物學(xué)家都同意,有細(xì)胞的生命不可能在現(xiàn)在的地球自發(fā)產(chǎn)生,但是也都認(rèn)為最初的生命可以從非生命物質(zhì)自發(fā)產(chǎn)生。這是因?yàn)?,第一,原始的地球條件跟現(xiàn)在大不相同;第二,生命的誕生并不是一蹴而就產(chǎn)生細(xì)胞,從非生命到生命有一個(gè)漫長(zhǎng)的進(jìn)化過程。這就是生命起源的“化學(xué)進(jìn)化”假說,這個(gè)假說已在實(shí)驗(yàn)室得到了一定程度的驗(yàn)證。由此看來,古希臘圣賢對(duì)生命自發(fā)起源的設(shè)想并不那么離譜。
作者的話:和人類其他智力活動(dòng)一樣,科學(xué)研究充滿了爭(zhēng)論。涉及的科學(xué)問題越是重大,引f發(fā)的爭(zhēng)論往往也越激烈。我們今天視為科學(xué)常識(shí)的許多科學(xué)定論,歷史上都曾經(jīng)有過激烈的爭(zhēng)論。但是現(xiàn)在一般的人都只知道了一個(gè)結(jié)論,并不了解這些爭(zhēng)論是如何發(fā)生、演變和解決的。
許多科學(xué)爭(zhēng)論至今還在進(jìn)行,例如“人性是否受基因的影響”、“生命是如何起源的”、“外星文明是否存在”、“宇宙的結(jié)局會(huì)是怎樣”。其中有的已有了主流看法,有的則是見仁見智,還有的則在挑戰(zhàn)著人類認(rèn)識(shí)能力的局限,在可預(yù)見的來來恐怕難以有結(jié)論。
科學(xué)爭(zhēng)論有時(shí)并非完全局限于科學(xué)界內(nèi)部,還受到政治、文化、宗教等因素的影響。例如雖然科學(xué)界早在100余年前就已結(jié)束了有關(guān)“生物是否進(jìn)化而來”的爭(zhēng)論而有了共識(shí),但是直到今天,基督教原教旨主義者仍然誤導(dǎo)了相當(dāng)多的公眾,讓他們誤以為“生物是進(jìn)化而來的”說法還不是一個(gè)科學(xué)定論。
同樣在誤導(dǎo)著公眾對(duì)科學(xué)的看法的。還有一批信奉文化相對(duì)主義的反科學(xué)主義者。他們認(rèn)為科學(xué)知識(shí)并非反映客觀存在,而只是文化建構(gòu)。是相當(dāng)主觀的東西。他們甚至聲稱科學(xué)知識(shí)并不比迷信等其他人類知識(shí)更高明。
還有一些人也認(rèn)為不存在科學(xué)定論,他們認(rèn)為科學(xué)研究是在不斷地證偽、推翻現(xiàn)有科學(xué)知識(shí)中發(fā)展的。持這種觀點(diǎn)的人有很多是以當(dāng)代哥白尼、伽利略自居的偽科學(xué)人士,堅(jiān)信他們做出了推翻科學(xué)原理的重大發(fā)現(xiàn)。總有一天會(huì)在科學(xué)界掀起一場(chǎng)天翻地覆的大革命。
當(dāng)然,今天的主流觀點(diǎn)都是由以前的另類觀點(diǎn)演變而來的,以后有可能被其他的觀點(diǎn)所取代,但是無論如何,這些演變都是在科學(xué)界內(nèi)部,由科學(xué)家遵循科學(xué)方法和學(xué)術(shù)規(guī)范進(jìn)行的??茖W(xué)方法保證了科學(xué)具有自我修正的能力,從而能夠避免研究者的主觀偏見,獲得客觀的結(jié)果,也就有可能讓科學(xué)問題在爭(zhēng)論之后有一個(gè)確切的答案。
在“科學(xué)大爭(zhēng)論”這一系列中。我們將回顧科學(xué)史上的一些重大爭(zhēng)論。我們也將介紹和展望目前科學(xué)界正在進(jìn)行的一些令人感興趣的爭(zhēng)論。新的科學(xué)問題在不斷提出,新的爭(zhēng)論在持續(xù)進(jìn)行,不變的是科學(xué)方法。