演化理论的科学成果：生命现象及其起源的探索

演化理论的科学成就

对于生命现象及其起源等问题，长期就有自然主义哲学和真理主义哲学的斗争。古代有“自生论”与“特创论”的对立。“自生论”认为生物在自然界中，能从无生命的无机界中直接产生出来。古代希腊有学者认为蛆、蛇、鱼、蛙等来自淤泥，昆虫来自腐烂的动植物遗体。我国古代则有“腐肉生蛆，枯草化萤”的说法。整个中世纪，唯心主义“创世说”占据统治地位。地球上的无数生物类型，它们令人赞赏的巧妙构造与环境的惊人相互适应等，都被用来论证“理念”的产物，或“造物主”的智慧，直到十九世纪中叶“神创论”和“不变论”在生物学界仍占有统治地位。后来达尔文提出“物种起源”的理论以后^[1]，在自然科学领域关于物种起源的问题才开始被重视，这对当时的精神主义哲学和伦理学的确带来了巨大的冲击，人们也曾一时无所适从了。

生物学随着欧洲资本主义的发展，大量使用实验的方法，在植物学、动物学、解剖学、生理学等方面积累了大量的材料，也取得了许多重要成就，于是有人认为，这些科学的成就，如英国的威廉哈维在解剖学实验的基础上，发现了血液循环，于1628年发表了《心血运动论》，奠定了动物生理学初步基础。英国的胡克在1665年用自制显微镜首先观察到植物细胞的存在。当时他观察到的只是细胞壁，还没有看到细胞中的细胞质和细胞核。直到1831年才有人在果树的叶细胞中看到了一个不透明的稠密的圆形结构，叫细胞核。以后在1835年到1839年间，又有一些人用显微镜在动植物细胞中看到胶状物质，称为原生质。1835年德国植物学家施莱登证明所有植物有机体都是由细胞构成的，细胞是植物体的基本单位。1839年德国动物学家施旺提出与施莱登相似的观点，一切生物体，不管是动物还是植物，都是由细胞构成的。这就打破了动物与植物的界限，说明生物界是由统一的物质——细胞构成。

真正提出进化论学说的是法国的布丰根据化石资料提出“生物的变异基于环境的影响”的思想^[2]，而比较系统的进化论学说是法国的拉马克提出来的^[3]。他提出生物在环境的影响下，器官“用进废退”，发生定向变异，并主张获得性遗传是生物进化的主要原因，认为动物的意志和欲望在进化中发生重大作用。到19世纪中叶，英国生物学家达尔文参加了英国贝格尔军舰的环球考察。在历时5年的旅行中，他观察和采集了大量的动植物标本和地质资料。他在总结科学考察和当时细胞学、胚胎学、比较解剖学、地质学、古生物学等生物科学的基础上，于1859年发表了《物种起源》一书。达尔文断言:“许多自然学者直到最近还保持的，也是我过去所接受的那种观点，即每一物种都是个别创造出来的是错误的。”^[4]他以“物竞天择，适者生存”等法则论证了生物无数的最美丽、最奇异的类型，都是从最原始的单一的祖型发展进化而来的。但原始单一的生物祖型是怎样产生的呢?他说关于生命的本质或生命的起源这样更高深的问题，至今尚无法解释。

1924年，苏联生物学家奥巴林根提出生命起源分为三个阶段。第一阶段是原始有机物的产生，如烃类等;第二阶段是复杂有机物的产生，如氨基酸、核苷酸等;第三阶段是具有新陈代谢机能的蛋白质的产生。

1953年美国科学家米勒在实验中模拟原始地球的某些条件，进行生命的化学进化实验。他把甲烷(CH₄)、氨(CH₃)、氢(H₂)和水(H₂O)混合封闭在无氧的玻璃容器(石英管)里以模拟原始大气，并在容器里以二万伏高压进行连续8天8夜放电以模拟雷电所造成的自然能源，最后他在生成物中发现了氨基酸，这是组成生命物质基础的蛋白质的基本化学成分。后来用紫外线等别的能源照射，也能产生氨基酸。

1953年林维格诺德第一个人工合成了一种最小的蛋白质分子——由8个氨基酸构成的催产素。在这之后又合成了叶绿素、牛胰岛素、人类生长激素等。

1953年华生和克里克提出了核酸分子的双螺旋结构模型。(www.xing528.com)

1956年，恩伯格合成了第一个核酸分子。之后，又取得了人工合成RNA、DNA、RNA病毒等核酸分子的成就。因为蛋白质与核酸是生命的物质基础，因此上述一系列试验，实际上完成了生物大分子生成生命物质演化过程的模拟，证明了非生命与生命的统一。

现代科学揭示氨基酸、核苷酸、蛋白质和核酸是组成生命的重要物质，有了它们，在漫长的历史过程中，具有自我复制能力的核酸分子与没有复制能力但能贮藏能量的线粒体相结合，就有可能形成细胞，并且演化出生命。生命的演化过程，即从无机物到最初生命的出现，有些人认为大体上经过三个大的阶段:第一阶段是从无机物到有机物，他们认为原始地球物质由于受到雷电、宇宙射线和火山、地震的作用，无机分子和原子合成有机物;第二阶段联结起来，就可以形成蛋白质分子;第三阶段是从生物大分子到原始生命的出现，这一阶段是从有机小分子到生物大分子。氨基酸、核苷酸等有机小分子出现后，许多氨基酸分子构成的蛋白质或核酸还不是生命，只有二者有机结合，才能转化成具有自我更新能力的生命物质。

现代科学的发展(特别是生物化学和分子生物学)，不仅发现了生命的物质基础(蛋白质与核酸)，揭开了生命活动的机制(蛋白质与核酸之间通过遗传密码的转录和译制等)，有些科学家还给出了生命起源的步骤。其给出的步骤是从无生命到生命演化的过程，即元素的形成(C、H、O、N等)——星际小分子(CH₄、H₂、H₂O、NH₃等)——生物小分子(氨基酸、核苷酸等)——类病毒(RNA分子)——病毒(核蛋白分子)——甲烷产生菌(原始细胞)——蓝绿藻与细菌(原核细胞)——真菌(真核单细胞)——较低等生物(真核多细胞)……

近年来已经弄清组成蛋白质的能源有20多种，并已先后用人工模拟自然条件的方法合成。1965年，中国人工合成51个氨基酸组成的牛胰岛素。1969年，美国人工合成124个氨基酸组成的牛胰核糖核酸酶，这些都还是比较小的蛋白质分子。各种蛋白质中含的氨基酸虽然只有20种，但它是一种具有酸碱两性的化合物，成千上万的氨基酸分子互相结合成肽链。氨基酸分子互相结合，排列的顺序也不相同，同时，它们形成的肽链又有折叠、盘旋、弯曲等形式，所以，就使蛋白质的结构具有极其多样性的特点。正是由于蛋白质分子构成千差万别，它才能有多种多样的功能，成为生命活动的主要体现者。由于蛋白质构造复杂多样，所以才使生物界面貌丰富多彩。据统计，地球上出现生命30多亿年来，出现过的物种，有的说有5千万到40亿种;有的则估计有16亿到160亿种。现存的物种也有不同的估计数，一般认为在150万种到450万种。有些生物学教科书假定曾有过物种为20亿种，现存的为200万种。不仅种与种之间，同一个体不同组织器官之间，其蛋白质的结构、功能都不相同。生物界所以这样形形色色，千姿百态，功能各异，就是与构成蛋白质分子的氨基酸种类不同，联结的氨基酸数不同，排列的顺序不同，肽链形式不同等有关。遗传和变异与脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)有关。目前，不仅蛋白质能用化学的方法人工合成，就是遗传物质也可人工合成。1976年美国合成脱氧核糖核酸。1979年日本又宣布首次用化学方法合成更为复杂的核糖核酸生物大分子，它们是由成千上万的核苷酸连结而成的高分子化合物。它们的化学元素已经测定，其中碳C、氢H、氧O、氮N四种元素含量最多，约占原生物总量的98%;其余还含有磷P、硫S、氯CL、钠NA、钾K、镁MG、钙CA、铁FE等元素。

这些科学的成就是非常了不起的，也证明人类的智慧是非常伟大的，毫无疑问，将来科学的发展还远远不止这些，它会更进一步接近生命的奇迹。然而对这些伟大的科学成就，真理主义哲学却作了另一种解释，这些解释对于以科学的名义所做的宣布或决定表现出了最强烈的怀疑，这些怀疑一定程度上动摇了自然主义哲学关于“生命的本质、本原同无机自然界一样，都统一于物质，这有力地说明自然主义一元化的结论是确定不移的，是几千年来全部自然科学成果所证明了的科学结论。”这一结论如此武断，甚至达到了强迫的程度。从哲学的角度看来，这一主张者还是羞怯地留了一手，因为它又承认:当然证明是十分艰苦的，每一时代的自然科学都有它一定的局限性，都有自然科学还未揭示其奥秘的物质运动领域，世界的物质统一性原理，还需要自然科学的长期和持续的发展来证明，无论是科学还是哲学的证明，都是一个长期的过程，实际上是永无止境的过程。

这一主张被真理主义哲学看成是一种“合理的逃脱”。因为，一是自然主义哲学所宣称的“科学事实”没并有得到相应的自然科学“证明”;二是虽然现在没能证明，但以后可以证明，这等于是一种预言，而且根据科学的原理我们知道，许多的哲学问题，自然科学永远也无法证明，因为像“时间的永恒性”“宇宙的无限性”“世界的物质性”等哲学问题是非永恒和有限的自然科学所不能证明的。这一学说也是自然主义哲学的科学立论，也是自然主义学说的基础，这就是关于生命演化的科学原理。事实上，对这一问题的科学证明是一个永无止境的过程，因此，这些理论与其说是一种科学的理论，倒不如说是一份政治的宣言或投资，因为如果说这一理论在曾经还是一种“科学假说”的话，那么如今它事实上已经成为社会的或政治的需要，而我们知道，科学一旦与政治相结合，其中科学的因素可能会被冲淡。所谓的“证明”实际上仍是一种理论的证明或逻辑的证明而不是实践的或科学的证明。科学发现了构成生命的外在和内在的元素，这是值得赞扬的，科学是伟大的，但发现外在和内在的元素还远不是生命本身，这完全是两种概念，这些元素是可以用科学的仪器观测的，但生命是一种精神性的，虽然我们可以称之为“实体”，但生命不是可以用仪器来观测的，只有通过实物基础上的抽象的思维才可以得到构成生命的真谛，就如事物的规律一样。

将一种未能被科学证明的，而且看来永远也不可能证明的思想设想作为哲学立论的前提和基础，进而以之批判其他所有的哲学，到底有多少说服力和真实科学的因素是我们值得怀疑的，因为生命是一回事，构成生命的物质因素是另一回事。我们能不能用另一只挑剔的眼睛对它进行必要的怀疑，以帮助这一看来是错误的理论回归到正确的位置上来呢?这一只眼睛无论是挑剔还是帮助，都希望对这一只眼睛有一种哲学式的宽容，那样无论是对哲学自然主义还是对哲学精神主义都是大有裨益的。