生命的起源与多元系统的属性和无限多样性

Chapter 3 The origin of life

①

在广袤宇宙的历史长河中，地球这颗小行星的历史是孤立的，也许并不重要。在宇宙无限的空间里，一些历史更为久远的星球上可能已经进化出比人类更具智慧的生物，它们或许已经了解了生命的起源，因为没有合理的理由让我们相信人类这一在向前进化的过渡性物种，已经达到了宇宙生命的最高阶段。人类的悲剧在于，他们已经发展出一种渴望揭开神秘面纱的智力，但是他们的智力并没有强大到可以看穿各种神秘事物的程度。人类的智力仅仅比各种动物进化得稍微高一点儿，却为超前的欲望所困。我们有时会提出一些问得出来却几乎无法作答的问题。我们梦想着去征服世界；我们研究各种物质以及促使物质运动的能量；我们思考是什么样的秩序控制着世界乃至太阳和星星的运行；我们内化自己的思想，去发现情感、伦理欲望以及道德冲动——爱、公正以及怜悯——很显然，这些跟动物没有半点儿关系。我们发现得越多，越绝望于无法了解生命的起源和意义；我们的聪明才智越能揭示我们周围和我们内心的自然秩序，我们就越敬畏和惊奇于伟大的和谐——关于这种和谐，我们能在艺术或科学的每一项新成就中看得更清楚，但我们无法了解这种和谐的终极原因或终极目的。以一种整体的视角感受这种敬畏，并希望融入大自然的和谐之中，显然是人类心理的特定现象之一。也正是因为如此，宗教应运而生，就如同了解物质环境的本能产生了科学，表达审美反应的冲动催生了艺术一样。很显然，宗教始于哲学从科学的坚实海岸起飞，进入思辨的水域的地方，而思辨的浅滩就是形而上学。然而，在现代社会，谈及宗教与科学的冲突并不十分明智。对于真正文明的人来说，这样的对立已经很久没有发生了。当像福斯迪克（Fosdick）博士一样躁动的牧师们极力否认这种冲突时，他们拍着桌子断言地球是圆的。他们希望在一个尚未准备好实行纯粹道德规范的世界里，宗教对一个有组织的教会保持有益的社会和道德影响。当像密立根（Millikan）一样的伟大思想家从科学的终极高峰飞进古老天堂的平流层时，他们揭示出一个生物学的真理：人类的头脑拥有伦理欲望，而对于这些欲望，即使是再广博的科学知识也无法满足，显然永远都不可能满足。

天文学家、物理学家和数学家比生物学家更容易皈依宗教，或至少沦为形而上学理论的支持者，这并非完全巧合。生物学家在自己的工作中总是会面对生命的奥秘。于是，他们学会了怀着敬畏、谦和之心，毫无沮丧之情地承认某些事物真的是令人无比惊奇，值得下大力气继续研究，但就目前而言，他们暂时不能参透其中的深意。我刚才提及的那些睿智的物理学家，现在都跑回上帝那里去了。不过，他们认为自己已经站在了一个新的高度，发现了全新的、现代的耶和华。实际上，他们所做的，可能只是摘掉了上帝的胡须，用能量单位来表达上帝的力量。在他们心中，上帝仍然是原来那位“万能的主”。他们最终所能实现的，不外乎当柏拉图的哲学成为饱学人士的信仰时，希腊人所取得的成就；抑或曾经存在于中国的儒家思想所取得的成就。

然而，对于目前这个人口过剩的世界，我们实在不敢寄予太大希望，因为像福斯迪克这样的牧师们为了越过形而上学的浅滩，进入一个安静的理性港湾，将他们的神秘主义的压舱物扔出船外，而密立根等物理学家兼形而上学者又将神秘主义打捞上来，试图通过神秘主义，使自己在推断的公海中保持稳定。除非有人能像基督一样严格区分精神与物质两个问题，同时对现代科学的可能性和局限性又极为了解，否则，前景是黯淡无光的。

一个在智力和情感上都十分成熟，同时又不失研究能力和勇气的科学家，即在不屈服于形而上学的前提下，他能在哲学的宁静中获得休息，因为他认识到无论科学如何高度发达，它可能永远无法回答终极问题。当思考大自然的协调和有序时，他也许会感到幸福和快乐；在与理性人道之人适度交往中，他也许会感到和平——在整个残酷的历史中，这些理性人道之人始终坚持理性的目的。

柏格森曾指出，在另一个星球上可能存在生命，而这种生命可能是由完全不同于人类的系统进化而来的。由于提供能量的物质元素可能不是碳，生命物质的元素特征也不是氮，从而导致外星球上的生命体与人类在化学、解剖学以及生理学方面完全不同。柏格森的说法可能是正确的，但是要让人们相信它，就涉及想象和假设，而地球上的观测并没有提供任何线索。就我们在地球上所能做出的分析而言，生命的起源之所以成为可能，在于三种元素^[1]共同作用产生的独特属性，另外还有水的属性所形成的阶段和系统的无限多样性。亨德森指出，依赖于上述关系：“从大气中的简单化合物通向复杂有机体的途径是一条直接的路径。”

从结合和分解之中，在无限变化的压力和浓度条件下与其他元素接触，辅之以太阳的辐射能量，于是在某个时间的某个地方，生命孕育而生了。在死的有机化合物和与之相似的、活的有机化合物之间的过渡中，存在着一个巨大的、不可理解的谜团。对于生命诞生之前发生了什么，我们可以合理地追溯；生命诞生之后发生的事情，我们至少能从现存的生命形式中找到一些线索。在从死的有机化合物到活的有机化合物的飞跃中，存在着一个近乎不可逾越的障碍，让我们绞尽脑汁也不得而知。在化学定义的蛋白质分子与活的细菌细胞之间，存在着比第一个活体细胞与人类之间更大的理解鸿沟。

给生命下定义绝非易事。在一个自动调节的循环中，一种酶可以消耗能量并为它所消耗的能量建立新能量，这种酶虽然是可溶性的，但不会以细胞的形式存在。有一些看不见的东西寄生在动植物身上，我们只能通过它们的活动来了解它们。比如，超微病毒是一种花叶病病毒，它可以感染烟草和马铃薯；而另一些可能造成口蹄疫、狂犬病、黄热病、小儿麻痹症、天花以及众多极具危害性的疾病的寄生生物，则在高等生物的活细胞中生存和无限繁殖，保持着特定的寄生习惯。尽管这些寄生生物奇小无比，甚至不会干扰可见光^[2]的光波，但它们又大到足以包含一百多个最小的蛋白质分子。在最高倍的显微镜下，即便是最大的寄生生物，至多只是勉强可见的黑点儿。因此，很多寄生生物至今都没有被人类观测到。有人推测，寄生生物是细胞组织生物，对于这个观点，我们并不确定。有人认为某些寄生生物是真正的酶与形成细胞的个体之间的过渡物，这种想法至少是合理的。从死的有机化合物到细胞之间的过渡，可能是由无数个小步骤渐进完成的，只是这个逐步变化的过程，我们至今尚未发现。对于噬菌体现象的现代观察，至少提供了一些材料，供我们进行下一步研究。

生命真的是通过酶这种不成熟的、既可以积聚能量同时又能消耗能量的介质，经由逐渐增加的、复杂的化合物自然而然地演化而来的吗？抑或是从宇宙的其他地方来到地球的呢？果真如此的话，它必须拥有能够在极热与极寒条件下生存的能力。我们虽然不能否认上述两种可能性，但也拿不出任何证据来支持其中任何一个假设。于是，我们开始了解到，生物进化的整个过程都是受到物理化学规律支配的，而这些规律同样支配着无生命化学系统的反应。然而，这种纯机械论式的解读，也不足以作为问题的最终答案，于是活力论一次又一次地受到科学家的追捧，被科学家用来弥合死的有机化合物与活的有机化合物之间的鸿沟。

在我们发展出所谓的艺术和科学的现代世界里，我们的终极祖先原生动物和细菌，同我们一起存活了下来。尤其是细菌，对世界而言，它们甚至比人类更重要。不可计数和无处不在的它们，不断地进行着发酵和腐烂，从而将动植物死尸中所含的碳和氮释放出来，成为能量和合成的来源。如果没有细菌和酵母菌，这些碳和氮将被永远封存在无用的组合中。我们的这些微小的恩人，在沼泽地和田野里不停地忙碌着，把冻结的元素释放出来，并将这些元素送回大自然，这样它们就能通过其他的循环，成为其他生命体的组成部分。其中一些细菌会纠正自己过分热情的兄弟们，后者会将含氮物质分解为游离氮。在三叶草、豌豆以及其他一些豆科植物的土壤和根结中，细菌正忙着将氮固定在复合物中，以便植物生长。如果没有细菌来维持动植物间碳和氮的持续循环，所有的生命都将停止延续，植物将没有用以支持其生长的硝酸盐和二氧化碳，奶牛则没有三叶草可吃，人类也因此不会再有牛肉和蔬菜。如果没有细菌，物质世界将会变成保存完好的死去的动植物的标本储藏室。正如书籍中愚蠢污秽的僵化思想，不能给精神提供任何营养一样，动植物的死尸对它们的子孙后代来说也是百无一用的。

②

在有可能成为无脑之人所信奉的哲学信条的格言和谚语之中，有一句最为危险，那就是“眼见为实”。数千年以来，智者们相信地球是扁平的，太阳围绕着地球旋转，这正是因为他们亲眼所见便是如此。在某种程度上，正是这种对纯粹观察的信仰，使得几个世纪以来人类都没有找到一个科学的方法来解决生命的起源这一问题。蛆生于腐烂的马肉，虱子和跳蚤生于人类的汗液；只要一桶水中有一根马鬃，它很快便会变成一只蛲虫。上述这些现象可以被观察到，因此是真实的。当炼金术士佐西摩斯（Zosimos）在300年宣布成功培育出微型人类的时候，他是何等的得意，其自信程度相当于现代的生物学家以贫乏的证据，宣布其已成功地将超微病毒转化为细菌一样。

尽管我们马上要提到的是存在大量错误的文献，但古代的医学投机者比他们的现代同行们更容易被理解。那时候，虚假的学说并不那么广为人知，因为很少有人能读书识字，而且声名狼藉对个人没有半点好处；此外，公众还不具备科学意识和智慧，科学问题只是少数有智慧和受过教育的人的品玩之物，而非有识无产阶级大众能力所及之事务。关于生命的起源问题，自从人类开始思考它之后的数千年以来，人类所取得的进展较为缓慢。如果我们对此感到震惊，那么我们必须谨记希腊人在公元前300年提出的观点，那一观点比后世乃至现代以来的任何观点都更加正确。得益于生物化学和生物物理学的发展，在生物学界经过一个世纪的小心梳理之后，希腊人的思考方法得到了佐证。

有趣的是，如果罗马帝国的扩张和基督教在欧洲的传播没有打断希腊人的思考的话，如果再给希腊人三四百年的时间，那么他们所取得的成就或许不可限量。在迅速掌握必要的化学和物理基础知识方面，希腊人缺少的是一种实验方法。不过，这种方法似乎已经毋庸置疑地从他们的几何学中发展出来了。实际上，希腊数学家和物理学家阿基米德等人已经开始运用这一方法。在之后的几个世纪里，正是数学思维的影响，催生了分离个体现象或其局部的实验方法。公元前300年的希腊人在实验方法方面的探索要领先于1500年的欧洲人。

以世界之广阔无边，可能有必要用1000年左右的时间跨度，时不时地从文化的角度给时间做个标记。罗马人的组织天赋和基督教体系的影响，使欧洲人在两千年的科学探索之路上步履缓慢，而他们原本是可以从希腊人所抵达的地点出发的。事实上，尽管从1600年开始，近现代的欧洲文明在科学发现方面远胜于古希腊文明，但是在精神和道德发展方面，民众是否达到了柏拉图哲学的水平，不需要以任何教义或是超自然理论为依据，还有待进一步商榷。而且，尽管取得了全面的进步，我们的学校老师用“家庭经济”和“性卫生”课取代了古典历史和文献学，但是文明世界依然继续为新教神职人员提供某种救济。这个世界的文化精神被上次世界大战破坏得有多严重，我们现在下结论还为时过早。就目前而言，尽管意大利的法西斯主义在经济方面取得了相当的成功，却使科学和艺术的发展几乎陷入停滞状态。到目前为止，苏联的科学和艺术不过是软弱无力的宣传工具；而德国人自19世纪90年代掀起的科学理想主义的现状，也只能用泪眼婆娑来形容。

③

我们探究生命起源的努力能否解开谜题，直接取决于科学方法的发展程度。我们的祖先获得的知识，全部建立在五种感官的感受之上，而我们现在的所得，则额外辅之以化学分析、微观证据、电位器以及热力学定律，等等。在巴斯德（Pasteur）、达尔文、埃米尔·费歇尔（Emil Fischer）、威拉德·吉布斯（Willard Gibbs）以及其他不可计数的科学家之后，我们现在已经能区别对待这一问题。以研究科学为职业的一个最大的好处在于，为自己能成为这支由杰出人物组成的大军中的一员而感到自豪，而这些杰出人物的将军们对于他们的追随者来说永远不会死去。每一个目标的达成，每一条战壕的挖掘，每一个堡垒的征服，都是一个永久的进步，为下一个整合者的到来组织新的领域。总有一天，一名科学家可能会如愿以偿，为一个没有生命的化合物注入生机。他可能是一位英国贵族的儿子，可能是一个捷克斯洛伐克农民的儿子，可能是一个俄国犹太人的儿子，也可能是一名法国理发师的儿子，或者最出乎意料的，是一位美国经纪人的儿子。这，就是科学，一场伟大的民主冒险。当这个人一举成名之后，他会在一片欢呼声中被拥立为王。

生命的奥秘将以物理化学过程的形式被揭示出来。对此，尽管我们尚未成功，却已心知肚明。当我们揭开谜团时，从哲学层面上讲，我们会依旧如故。

揭开谜团的探索，是人类付出的绝望努力。每一个时代的“有识之人”都在不切实际地探寻着，然而，一个奇怪的事实是，人类的这种不切实际的努力却为人所铭记。这究竟是为什么呢？因为这种努力比人类的其他任何品质更能赋予生命以尊严：在理解中寻找快乐的本能——无论是通过理性的思考，还是情感的感知。这也是人类最让人无法理解的特点之一，无论是个人的无情，还是国家间的暴行，都无法将其消灭。

在人类众多不切实际的探索之中，没有哪一项比探索生命的起源更具有吸引力。^[3]

在古代中国，人们认为在闷热的天气里，潮湿的竹子中会生出昆虫。

在古代印度，人们把动物王国分为蛋生动物、“汗生”动物或苍蝇、甲壳虫、蠕虫，等等。

在尼罗河的淤泥中，经过太阳的炙烤，青蛙、蟾蜍、蛇和老鼠便出现了。

神圣的食粪类甲壳虫从粪球中神秘地诞生，蜜蜂则从腐烂的牛的尸体中跳出来。

泰勒斯（Thales）是希腊最具智慧的七个人之一。他曾经受到一名老妪的嘲笑，因为他走出去仰望星空时，不小心掉进了一道水沟中。他的母亲不允许他结婚，在他年轻的时候，她说，“现在为时过早”；而当他上了年纪以后，她又说，“还结什么婚，结了还能过几天”。泰勒斯认为水是一切生物的生命之源，生命起源于温暖的泥泞和海底的淤泥。与其持同样观点的还有阿那克西曼德（Anaximander）和色诺芬尼（Xenophanes）。古希腊哲学家阿那克萨哥拉（Anaxagoras）认为，生命起源于雨水，是雨水将能够生长发育的种子，从宇宙太空中带到了地球上。

综上所述，古希腊人在生命起源于淤泥这一观点上似乎达成了普遍共识；同时，新的生物起源于相似祖先的结合这一观点，也得到了古希腊人的认可。此外，他们还认为，通过有机物在日光下的合成，新的物种也不断增多。

巴门尼德（Parmenides）、恩培多克勒（Empedocles）以及阿波罗尼亚的第欧根尼（Diogenes）更加青睐于淤泥和潮湿的泥土是生命之源这一说法。德谟克利特（Democritus）、伊壁鸠鲁（Epicurus）以及他们的“记录员”卢克莱修（Lucretius）提出了一个新的说法：地球上的一切都拥有生命。地球母亲在她年轻的时候，通过运用繁殖力的奇迹，赐予了所有生物，包括植物、动物甚至是人类以生命。当她逐渐变老的时候，她的能量也日渐不济，只有一些如昆虫、爬行动物以及其他一些低等的、无足轻重的生物，在温暖的雨水和阳光的帮助下，从腐烂的有机物中诞生了。

柏拉图和苏格拉底一样，在上述问题上是不可知论者，尽管苏格拉底提出了“实现圆满（Entelechie）”这一说法，它指的是将精神的力量注入物质中，从而使物质具有了生命。

《圣经》中的亚基老（Archelaus）认为，动物和人类腐烂的脊髓会转化为蛇。

大约公元前30年，狄奥多罗斯（Diodorus）重提了古老的虱子的故事——虱子生于人类的皮肤和汗水。此外，他再次断言，老鼠起源于尼罗河的淤泥之中，因为他能看到它们从中溜出来，成形的在前，尚未成形的在后。

古罗马诗人维吉尔（Vergil）似乎对蜜蜂生于公牛尸体的故事深信不疑。令人惊讶不已的是，在荷马（Homer）的著作《伊利亚特》（Iliad）中，阿喀琉斯（Achilles）谈及苍蝇飞到帕特洛克罗斯（Patroclus）破裂的伤口上的危险，因为那会导致伤口处长出蛆来，这可能是这方面最早的、精确的观察^[4]。

古罗马诗人奥维德（Ovid）和维吉尔持有同样的观点。只不过他认为黄蜂生于马的尸体，甲虫则生于驴子的尸体。

当然，在基督教的影响下，一些观点发生了较大的变化。在4世纪，尼撒的格里高利（Gregory of Nyssa）坚信《圣经》的说法，认为动植物是遵照上帝的旨意，突然从地里生出来的。然而，奥古斯丁（Augustine）难以抑制自己的理性思维，忍不住质疑：如果洪水消退之后，地球仍然能够孕育动物，那么诺亚方舟岂不就多余了？此外，他还想不通的是，既然上帝慈悲为怀，那么为什么会赋予像老鼠那样令人讨厌的动物以生命呢？

在整个中世纪，同样的推理一直存在。有些理论没有那么幼稚，但还有许多理论比古代任何理论都更离奇。伊斯兰伟大的医学家阿维森纳（Avicenna）相信，肠道寄生虫起源于腐烂的物质和水分，此外，他还完全接受动物起源于各种元素的结合这一说法。相反，李普曼则认为是在一声霹雳之下，一只尚未发育成形的小牛从天而降。

即使是伟大的阿尔贝图斯·马格努斯（Albertus Magnus）也在其《论动物》（De Animalibus）一书中坚持了旧有的观点，认为很多低等动物都是从其所处的环境中发展进化而来的，比如蠕虫生于腐朽的木头或垃圾，蜜蜂和甲虫生于腐烂的水果或树叶。此外，他似乎还对一根马鬃变成一条蛲虫的故事深信不疑，这个假设至今为众多颇具见识的智者所接受。虔诚的巴黎主教奥弗涅的威廉（William of Auvergne）非常愿意相信蠕虫和青蛙就是这样产生的，但他对于马鬃变成蛲虫的说法持保留意见。

有一个奇异的故事在现代以前被人们反复讲述，那就是野鸭和野鹅是由甲壳动物进化而来的。这些鸟类来来去去，却不见其繁衍后代，所以人们就它们的起源提出了各种猜测。其中一个说法来自萨克索·格拉玛提库斯（Saxo Grammaticus），大意是幼鹅是从奥克尼岛生长在树上的贝壳中生出来的。格拉玛提库斯的这一说法直到16世纪晚期才被人们摒弃，因为一名荷兰水手进入了北冰洋，他在那里观察并记录了这种鸟类筑巢与繁育后代的真实情况。

与上述故事相似的是德·曼德维尔（de Mandeville）的故事。他在自己的《游记》（Travels）中提到了一种树，这种树能够结出硕大的瓜形果实。当他打开果实时，发现里面竟然有一只羊羔。当这种树的果实成熟后掉落在地时，羊羔就可以站在地上，然后羊羔会吃掉它周围所有的青草。曼德维尔现在被认为是历史上最有才华的说谎者之一。在中世纪晚期和现代早期，旅行者开始进入地球的每一个角落，他们的旅行手记中不乏上述凭空捏造的故事。在18世纪以前，植物羊羔的故事一直为人们所深信，直到林奈（Linné）的出现，谎言才被终结。林奈检查了各种各样的植物样本，将可能像羊羔一样绽放的植物一一排除。

关于生命的起源，帕拉塞尔苏斯（Paracelsus）的观点与他同时代之人的观点并没有实质上的不同。希腊医学之父希波克拉底（Hippocrates）将自己的主张与基督教对灵魂的信仰结合起来，解释了上帝是如何将生命注入他的一些创造物中的。

培根是“自然发生说”的坚定支持者。1651年，哈维（Harvey）发表了著名的《蛋生时空》（Omnia ex Ovo），成为第一个明确反对旧有观点的人。

天资聪颖的开普勒（Kepler）相信植物是从泥土中自然长出来的，并不需要祖先；在盐水之中，鱼类可以自然生成，就如同彗星会在天空上出现一样。^[5]

实际上，在17世纪下半叶以前，这些时代的佼佼者在解答这一问题时都没有采用实验方法。此后，托斯卡纳的医学家弗朗西斯科·雷迪（Francesco Redi）发表了他所做的昆虫发育方面的实验，证明了腐烂的物质不过是下卵的天然温床而已。此外，他还断言，各种皮肤病都是由寄生虫引起的，并不是先有了皮肤病，才导致了寄生虫的产生。凭借着虔诚的信念，斯瓦默丹（Swammerdam）也得出了同样的结论。他认为，万能的上帝既然耗费心血创造出苍蝇，那么它就不可能随机地从垃圾中蹦出来。尽管上述二位的结论相同，但在荣誉方面，雷迪拔得了头筹。

1714年，莱布尼茨（Leibnitz）坚定地发表了自己的观点：“自然发生说”是站不住脚的，无论是动物还是植物，都不可能从腐烂的混乱中被孕育出来。对于针对这一问题的其他观点，莱布尼茨坦言自己属于不可知论者。

笛卡尔（Descartes）对荷兰博物学家列文虎克（Leeuwen-hoek）以及同时代其他知名的博物学家的工作非常熟悉，他并未在探索生命的起源方面花费多大心思。尽管如此，他却一语中的，认为世上存在一个由微小生物组成的微观世界，其他的生命形式都是由微小生物进化演变而来的。

从18世纪末至19世纪初，大量精确观察的出现限制了推测的范围。实际上，在考察人类关于这个问题的思想史时，我们很容易发现，推测与观察的积累之间呈反比，而这一情况在所有科学中皆如此。1729年，佛罗伦萨的米切利（Micheli）和斯帕兰扎尼（Spallanzani）通过对昆虫的实验，发现了真菌和苔藓的繁殖方法，最终使人们逐渐相信根本不存在自然发生这种可能性。李普曼提到一个有趣的事实，关于这个问题的一项重要观察是由巴黎的一位名叫阿佩特（Appert）的厨师于1804年进行的。阿佩特通过将食物加热，再放入储藏罐里密封的方法来保存食物。阿佩特的这一做法，与瑞典化学家舍勒（Scheele）将醋煮沸并密封在容器中，从而实现对醋的保存的做法如出一辙。尽管有像李约瑟难题（Needham Puzzle）那样的倒退，但现代社会已经开始，实验方法很快就开始主宰生物学思想的发展。

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随着实验方法的逐步完善，凭借精确的观察，那些喜好研究生命起源的人，在推测方面已经变得十分谨慎。当学者们开始将精力集中在研究生命存在的方式以及新实验的开展上时，现代生物学诞生了。法国化学家巴斯德关于“自然发生说”的观察可归因于实验错误的最后结论，标志着生物学中世纪精神的终结。早在那以前，由炼金术和物理学催生出来的化学，将人们的精力从天空转向地球的细微事物，这使得生物学走上了现代的道路。因此，生物学的出发点和落脚点是化学和物理学的应用。

秉承这一结论制定现代生物学的框架将是有益的。有想象力的读者将怀着既同情又钦佩的心情，记住那些数不胜数的辛勤工作者，那些向着真理奋力拼搏的无名战士，正是他们助了天才们一臂之力。

每个思考上述事项的人，都可以绘制一张重要成就记事表，但是没有两张记事表会一模一样。既然本书的创作目的是自娱自乐，而不是为了那些可能出钱购买的人，那么我们就以编年记事的顺序，将在我们看来对现代生物机制的观点有最直接贡献的重要成就列举出来。对于所列各项，我们并不做解释，那些对它们不熟悉的读者，可以去翻阅近现代科学史方面的书籍。

1774年，英国化学家普里斯特利（Priestley）认识到，在绿色植物的作用下，被污染的空气能够得到净化。1780年，荷兰生物学家因根豪斯（Ingenhousz）证明，起净化空气作用的绿色植物只有在光照的作用下才能发挥作用。同年，塞内比尔（Senebier）证明，造成这样变化的原因是二氧化碳转换成了氧气。1804年，德·索绪尔（de Saussure）证实了上述转换的定量性质。

1784年，法国化学家拉瓦锡（Lavoisier）证明了物质的不可破坏性。于是，定量化学开始出现；呼吸被认为与燃烧具有相似性。

1812年，德国物理学家基尔霍夫（Kirchhoff）发现，可以用稀硫酸将淀粉转化为葡萄糖。上述发现被认为迈出了理解催化过程的第一步，促使伯齐利厄斯（Berzelius）提出“新生力量”的概念。在“新生力量”中，伯齐利厄斯发现了解释生命体化学过程的一个至关重要的因素。

1821年，法国自然科学家居维叶（Cuvier）奠定了古生物学的基础。

1824年，沃勒（Wöhler）合成了有机化合物。

1828年，冯·贝尔（von Baer）发现了哺乳动物的卵子，标志着现代胚胎学的诞生。这是继哈维之后生物学研究取得的最重要的进展。

1838―1839年，德国植物学家施莱登（Schleiden）展示了植物的细胞结构，德国动物学家和生理学家施旺（Schwann）展示了动物的细胞结构。

1838年，卡格尼亚德·德·拉图尔（Cagniard de la Tour）证明了发酵依赖于酵母细胞。

1838年，冯·莫尔（von Mohl）对原生质进行了描述。

1840年，马克斯·舒尔茨（Max Schultze）认为原生质是“生命的物理基础”。

1842年，马耶尔（Mayer）首次提出能量守恒的观点。1847年，德国生理学家冯·亥姆霍兹（von Helmholtz）在能量守恒这一观点的基础上进一步探究，最终得出热力学定律。

1842年，德国化学家李比希（Liebig）发表《有机化学》（Die hierchemie），化学方法被运用到动物组织上。动物体温与燃烧机理相同这一重要观点的产生，标志着生物化学的诞生。

1857年，克劳德·伯纳德（Claude Bernard）奠定了现代生理学的基础，并发现肝糖原的产生。生物化学和生理学方法在活体动物中的应用开始。

1859年，达尔文和华莱士（Wallace）提出了有机进化理论，推动了比较解剖学、胚胎学以及理性系统学的蓬勃发展。

1860年，巴斯德通过一系列的实验，对“自然发生说”进行了最后的驳斥。

1861年，人们认识到所谓的“类晶体”和比分子大的物质在行为规律上的差异。格雷厄姆（Graham）的研究催生了胶体化学的诞生。

1862年，巴斯德就发酵和腐烂对活生物的依赖做出了定义。

1865年，奥地利遗传学家孟德尔（Mendel）对杂交甜豌豆进行了研究。该项研究本来可以从本质上改变达尔文最初的假设，但是它完全被埋没在当地的一本科学杂志中。直到1900年，它才最终被发现，得到肯定并被德·弗里斯（de Vries）等人加以拓展和延伸。它是遗传学的基础。

1867年，特劳伯（Traube）对半透膜进行了研究。

1877年，普费弗（Pfeffer）发现了渗透作用。

1880―1900年，随着研究生命最简单形式的技术的不断发展，现代细菌学和免疫学取得了发展。

1885年，范特霍夫（Van’t Hoff）对渗透压与溶液的化学物理性质的相关性方面进行了研究。

1885年，鲁布纳（Rubner）将定量方法运用到食品原料的热值研究上。

1887年，诺贝尔化学奖获得者埃米尔·费歇尔开始进行有机物的合成：葡萄糖、果糖直至蛋白质的分解产物多肽。伴随着费歇尔时代的到来，人们开始真正了解蛋白质的结构。

1888年，海瑞格尔（Hellriegel）和威尔法斯（Wilfarth）阐明了碳―氮循环原理。

1889年，贝杰林克（Beijerinck）首次发现滤过性病毒（植物花叶病）。

1893年，洛夫勒（Löffler）和弗罗施（Frosch）首次发现滤过性病毒造成动物疾病（口蹄疫）。

1900年，人们开始掌握辐射能量（X射线、紫外线）对生命进程的影响。

1902年，萨顿（Sutton）首次指出，染色体分离能够解释孟德尔定律。

1904年，科学家发现了激素的存在；贝利斯（Bayliss）和斯塔林（Starling）对内分泌进行了定义。

1910年，索伦森（Sörensen）、勒布（Loeb）、亨德森以及克拉克等人开始将物理化学方法运用到蛋白质和生物组织、酸碱平衡、氢离子浓度、膜电位、唐南氏膜平衡、氧化还原现象、界面现象的研究上。

1912年，霍普金斯（Hopkins）和芬克（Funk）发现维生素。

1915年，特沃特（Twort）和德·赫若勒（d’Herelle）发现噬菌体现象，暗示噬菌体可能是酶和成形细胞之间的中间物质，它们只有在特定的活细胞存在的情况下才能繁殖。那么这种中间物质是活的有机化合物还是死的有机化合物，目前几乎成了一个学术问题。

1925年，司迪恩布克（Steenboek）和赫斯（Hess）在实验的基础上，通过紫外线辐射使胆固醇产生脂溶性维生素，从而发现辐射能量和辅助食物因子之间的关系。

1926―1930年，酶的结晶被发现。1926年，萨姆纳（Sumner）制备了结晶形式的尿素酶。诺思罗普（Northrop）分别于1930年和1932年宣布了胃蛋白酶和胰蛋白酶的结晶。

上述所有这些，在浮躁不安的人看来，似乎与本书讨论的主题风马牛不相及。然而，如果没有上述发展历程，我们就无法了解斑疹伤寒的本质。

【注释】

[1]《自然的秩序》，劳伦斯·J.亨德森（Lawrence J. Henderson）著。

[2]可见光的波长范围为0.000039厘米至0.000078厘米。

[3]冯·李普曼（von Lippmann）就“生命的起源”这一主题出版过一部非常完整和全面的汇编作品，此处的引用正是出自他的作品。

[4]“我痛苦地担心着，在墨诺提俄斯（Menoitios）英勇无畏的儿子的、深深的伤口上，苍蝇会飞来下蛆，亵渎他的尸体——因为他已经没了生命，因此血肉也会腐烂。”

[5]作为有史以来最杰出的物理学家之一，开普勒没有创作过一部关于上帝和宇宙的著作。