从人类文明起源到19世纪60年代第二次工业革命时期,人们还没意识到生态环境问题。在这段漫长的历史时期,人类只需要考虑如何从自然界中获得更多的资源,而从不担心人类活动对自然生态系统的破坏。但这个时期,也是人类积累了许多自然生态科学知识的时期。
历史总是由无数个普普通通的劳动人民创造的,但普通劳动人民创造的历史,需要那么几位天才人物去总结与点拨,使有可能被历史淹没的普通事件,成为精彩纷呈的历史影像。我们要在纪念那些普通劳动者的同时,也不要忘记那些鹤立鸡群的天才者们。生态科学家的建议和人们生态意识的启蒙,也是如此。在朦胧地认识自己家园的历史长河中,就有许许多多这样的天才亲历者和记录者。
《禽经》
《尔雅》
在古代中国,“经史子集”中经常出现有关自然生态的记载与论述。春秋时期法家代表人物管仲[1]的著作《管子》有“地员篇”,其中专门论述了3类90种不同的土壤类别和相应种植的农作物。春秋时期的盲乐师师旷[2],他在参阅前人关于鸟类著作的基础上,著成《禽经》一书,论述了鸟类的命名、形态、种类、生活习性、生态等。虽然此书体例结构简单,内容也稍显粗糙,但它无疑是中国古代早期非常难得的鸟类志。大约成书于战国(前475~前221)或稍晚时期的中国古经书《尔雅》中就有《释草》《释木》《释虫》《释鱼》《释鸟》《释兽》和《释畜》7篇用来描述生物,其中记载了590余种动植物,并根据它们的形态特征进行了分类,可谓是较早体现生物分类的书籍。成书于北魏末年(533~544)的综合性农学著作《齐民要术》,是中国古代著名农学家贾思勰在总结前人的生态知识和农民生产经验的基础上撰写而成的。《齐民要术》共10卷92篇,有“中国古代农业百科全书”之誉,也是世界农学史上最早的专著之一。该书系统地总结了6世纪以前,黄河中下游地区劳动人民农牧业生产经验、农作物栽培、野生植物利用以及各种家禽、家畜和鱼的饲养等方法,详细介绍了季节、气候、土壤与农作物的关系。
管仲
贾思勰
泰奥弗拉斯托斯
1644版的《植物志》
在古希腊,百科全书式的学者亚里士多德撰写了《动物志》《动物之构造》《动物之行进》《动物之生殖》《动物之运动》等动物学著作,对动物的栖息地和食性等有详细的研究,并对它们进行了分类,同时还描述了动物与生态环境之间,以及动物与动物之间的相互关系,这给后来的生态学研究提供了丰厚的历史资料。亚里士多德的继任者泰奥弗拉斯托斯[3],有《植物志》和《植物之生成》两部植物学专著传世。这两部著作是作者对植物进行广泛而深入观察的结果,内容包括植物的形态、解剖、病理、育种和嫁接、农作物轮作和医学疗效等知识,其中还提到了给海枣授粉,并讨论了植物的性别等问题。泰奥弗拉斯托斯大约对500种植物进行了分类,有些分类知识一直沿用到现在。泰奥弗拉斯托斯负责的“学园”里其实根本没有这么多种植物,许多植物资料都是从跟随亚历山大大帝[4]远征回来的士兵们那里获取的。最值得注意的是,泰奥弗拉斯托斯在著作中已经提到了类似于现代植物群落的概念。
古罗马百科全书式的作家老普林尼[5]一生写过7部书,但其它6部已经佚失,仅留传37卷的《自然史》。
老普林尼
《自然史》完成于77年,在老普林尼死后,由小普林尼替养父完成心愿出版。就像老普林尼自己所说的,写这部书不是为了华丽词藻的爱好者而写的,而是为了从事农业和手工业的人而写的,是实实在在为工农业生产者写的书。所以全书记叙了两万余种的物和事,可以说上自天文,下至地理,无所不包。而其中用大量的篇幅介绍了农业生产、自然地理、人类学、生理学、动物学和植物学,以及药用植物和药用动物的知识,并与人类与自然息息相关。《自然史》影响了世界自然科学1700多年,一直是以欧洲自然科学最权威著作的面目出现的。当然,受时代的局限性,书中的错误之处也是在所难免的。
罗马帝国之后,欧洲经历了近千年的黑暗中世纪。在那段主要被神学禁锢的时代,几乎没有什么文化发展可言,科学研究停滞不前,生态科学自然不会例外。
列奥米尔
1670年,有“现代化学之父”之誉的英国化学家玻意耳[6],首次用小动物进行试验,以研究低气压对动物生命活动的影响。玻意耳的实验标志着现代动物生理生态学研究的肇(zhào)始。1735年,法国科学家列奥米尔[7]写就了六卷本《昆虫史记》。该书以栩栩如生的267幅插图和详细的观察记录再现了真实的昆虫世界,探讨了有关积温与昆虫生长发育的关系。英国著名经济学家亚当·史密斯[8]评价列奥米尔的著作是“从中可以找到自然哲学所要求的、也是法国人所特别擅长的清晰的描述和合理的编排”。当然,列奥米尔除了是研究昆虫的先驱之外,还以他名字命名的温标而著名。对昆虫研究,最著名的当属法国昆虫学家法布尔,他穷毕生之心血,完成了昆虫学巨著《昆虫记》,真正奠定了昆虫生态学发展的基础。
1749年至1788年间,法国著名博物学家布丰撰写了36卷本《自然史》巨著。这部书包括了《动物史》《鸟类史》《爬虫类史》等,主要研究生物与环境之间的相互关系。布丰是比较早的进化论者,不同于达尔文的“自然选择学说”,布丰认为物种是可变的,像现代的鸟类是由古代的鸟类直接进化而来的,即提倡的是“直线式”的进化论。同时,布丰认为,生物之所以会发生变异,是因为它所生存的环境发生了变化。布丰的这种环境影响生物的思想,对近代动物生态学的发展有重要的影响。
植物群落分布与环境的关系(www.xing528.com)
德国地理学家和博物学家洪堡[9]是19世纪自然科学界最杰出的人物之一。洪堡在母亲去世后,开始游走西欧、北亚和南、北美洲,凡足迹所到之处,高山大川无不登临,奇花异草无不采集,颇有我国明代末年旅行家徐霞客[10]的风骨。1808年后,洪堡留居巴黎,开始整理他所采集到的资料,先后撰写了30卷的《1799~1804年新大陆热带区域旅行记》《新西班牙王国地理图集》《植物地理论文集》等著作。到如今,世界上有许多事物都是以洪堡的名字命名的,如澳大利亚和新西兰的洪堡山,美国的洪堡湖与洪堡河,南美洲西岸的洪堡洋流,还有月球上的洪堡环形山等。在《植物地理学知识》一书中,洪堡第一次提出了植物群落、群落外貌等概念,并结合气候、土壤等地理因子,描述了物种的分布规律,认为植物的分布是受环境因素影响的。洪堡还根据地球上植被依景观的不同,把全世界分为16个区。在洪堡看来,只要你顺着地球的等温线去画一张图,这张图就能生动地展现出世界气候的分布特征来;反过来,根据世界气候的分布特征,也能够预料到在哪个地区能发现什么样的植物。
有“现代地质学之父”美誉的英国著名地质学家莱尔[11],在1830年到1833年期间接连出版了三卷本《地质学原理》(第4版开始分为四卷出版),《地质学原理》的全名是《可以作为地质学例证的地球与它的生物的近代变化》,除了彻底地研究地质的演变之外,该书还比较彻底地研究了物种随着地质的变化而分布的情况。莱尔建立的“不断为争取生存而斗争”的思想,对生态科学发展影响巨大而深远,甚至也影响了他的密友达尔文。有些史学家认为,达尔文的“自然选择学说”的核心思想的源泉就来自《地质学原理》。
莱尔
达尔文认为雀族鸟喙的适应性进化过程实际上就是一种自然选择的结果
现代生态科学的核心思想来自“生物进化论”,而“生物进化论”的代表人物,正是英国著名的博物学家达尔文。1859年,举世皆知的科学巨著《物种起源》问世,书中提出了以自然选择学说为核心的“生物进化论”。其后,达尔文继续进行科学试验,又分别著成了《动植物在家养下的变异》《人类起源和性选择》及《人类和动物情感的表达》三部生物学经典巨著,进一步完善了生物进化论思想。达尔文的“自然选择学说”可以总结为“过度繁殖,生存斗争,遗传变异,适者生存”。达尔文认为,随着食物与空间的充足,过度繁殖是自然界普遍存在的现象;过度繁殖的结果必然是生物对食物和生存空间的争夺,造成了生物之间的生存竞争;而随着生物存在的最普遍的遗传和变异现象,特别是变异的不定向结果,形成了“异质化”的后代:有的强壮,有的羸弱。最终的结果就是那些适应环境的生存下来,而不适者就被淘汰了。这就是自然选择,是生物界最普遍的规律。通过自然选择后,生物就从低级向高级、从简单到复杂发展进化了,因为那些相对低级的、简单的生物无法适应环境,难以生存下来。达尔文还认为,现存的一切生物都有共同的祖先。
达尔文成为生态科学史上最彻底的革命者,也是最彻底的建造者,他成为生态思想上站在生物中心论的立场的主要代言人和辩护者。
这样,从远古到达尔文时代止,人类对生态科学的研究,一般来说还是“星星点灯”式的,属于个别人、少数智者或博物学家的行为,他们要么如亚里士多德和泰奥弗拉斯托斯般利用亚历山大大帝征服世界的机会,带给他们研究资料;要么如布丰般拥有富可敌国般的财富后仅凭个人兴趣潜心研究自然史;要么如法布尔般痴迷于昆虫研究成魔成仙;要么如洪堡和达尔文般有了游历天下获得大量的资源后的天才创造……但他们的生态科学研究还仅仅是零星地提出一些科学概念,还没有基于一定的事实,形成统一的理论和方法,更没有向普通民众宣讲他们的知识与思想。此时的人们,对于我们生存的生物圈,只有朦胧的意识。
【注释】
[1]管仲(约公元前723~公元前645)是春秋时期法家代表人物,是中国古代著名的经济学家、哲学家、政治家、军事家,被誉为“法家先驱”“圣人之师”“华夏文明的保护者”“华夏第一相”等。
[2]师旷(前572~前532)是春秋时著名乐师、道家。师旷博学多才,尤精音乐,善弹琴,辨音力极强,以“师旷之聪”闻名于后世。
[3]泰奥弗拉斯托斯(Theophrastus,约前372~前286)是古希腊科学家,有“植物学之父”之美誉。
[4]亚历山大大帝(Alexander the Great,前356~前323)即亚历山大三世,是马其顿帝国国王,亚历山大帝国皇帝,世界古代史上著名的军事家和政治家。曾师从古希腊著名学者亚里士多德,以其雄才大略,先后统一希腊全境,进而横扫中东地区,不费一兵一卒而占领埃及全境,荡平波斯帝国,大军开到印度河流域,世界四大文明古国占据其三,征服全境约500万平方公里。
[5]他的养子是古罗马帝国的元老和作家盖尤斯·普林尼·采西利尤斯·塞孔都斯(Gaius Plinius Caecilius Secundus,61~113),史称小普林尼(Pliny the Younger)。
[6]罗伯特·玻意耳(Robert Boyle,1627~1691),英国化学家。化学史家都把1661年玻意耳的《怀疑的化学家》的问世作为近代化学的开始年代。可参阅《伟大的走钢丝者》一书中的《写一本书,让自己彪炳青史》一文。
[7]列奥米尔(René-Antoine Ferchault de Réaumur,1683~1757)是法国著名科学家,以数学、生物学、钢铁及其他工业技术研究和确定列氏温标而闻名于世。可参阅《寻找层级世界》一书中的《温标形成的艰辛史》一文。
[8]亚当·史密斯(Adam Smith,1723~1790)是英国经济学家、哲学家和作家,代表作有《国富论》《道德情操论》等。
[9]亚历山大·冯·洪堡(Alexander von Humboldt,1769~1859)涉猎的科目非常广泛,包括天文、地理、生物、矿石等,并在每个领域都有贡献。洪堡最先确定了等温线与等压线的概念,绘制了全球等温线图。他也是研究动植物群落与地球环境关系的先驱。在对火山的考察中,认识到了岩石水成论的局限。由于杰出的地理学贡献,洪堡成为公认的近代气候学、植物地理学、地球物理学的创始人之一。他的哥哥是威廉·冯·洪堡(Wilhelm von Humboldt,1767~1835),是德国柏林洪堡大学的创始者,是著名的教育改革者、语言学者及外交官。
[10]徐霞客(1587~1641)是明代地理学家、旅行家和文学家,他经30年考察撰成60万字地理名著《徐霞客游记》。
[11]查尔斯·莱尔(Charles Lyell,1797~1875),英国地质学家,律师,地质学鼻祖,19世纪英国著名的地质学家、英国皇家学会会员、地质学渐进论和“将今论古”的现实主义方法的奠基人,均变说的重要论述者。在地质学发展史上,曾做出过卓越的贡献。
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