自达尔文以来

《自达尔文以来》自然史沉思录：在过去的时间里，科学之手对于人类朴实的自恋有过两次重大的打击。第一次是认识到我们的地球并不是宇宙的中心，而是大得难以想象的宇宙体系中的尘埃……第二次是生物学的研究剥夺了人类特创的特殊优越性，将人类废黜为动物的后裔。若干年后，对于人类自恋的第三次重大打击又将是什么呢？亿万年的地球巨变，毫微间的存亡一瞬，都因古尔德的生花妙笔跃然纸上。

这本科学家撰写的散文杰作，收集了古尔德在《自然史》杂志上发表的科学随想。作者在哈佛大学教生物学，是科学内行，又有历史家的眼光。他提出了一个问题：达尔文在确立了进化论之后，为什么迟了20年才发表？古尔德说，这是因为他清楚进化论的含义比一般人所意识到的更为离经叛道。

斯蒂芬·杰·古尔德（Stephen Jay Gould，1941～2002），世界著名的进化论科学家、古生物学家、科学史学家和科学散文作家，是当今世界上著名的进化论者、古生物学家、科学史学家和科学散文作家。1963年毕业于安蒂奥克学院(Antioch College)，1967年在哥伦比亚大学获古生物学博士学位。在安蒂奥克短期教学后于1967年转至哈佛大学，后于1973年成为教授。他和埃尔德里奇(Niles Eldredge)在1972年共同提出间断平衡学说，这是对达尔文学说的一种修正。

除专业研究外，古尔德还是广为人知的作家、论战能手以及进化论的宣传者。在他的著作《个体发生和种系发生》(1977)、《人智的错误量度》(1981)、《时间之箭、时间之环》(1987)和《奇妙的生命》(1989)等书中，他论述了进化生物学、智力测验、地质学和古生物学等学科发展史中各种争论的来龙去脉及其意义。从1974年起，古尔德定期为《自然史》杂志撰稿，这些稿件已经收集成几个集子，包括《自达尔文以来》(1977)、《熊猫的拇指》(1980)、《母鸡的牙齿和马的脚趾》(1983)等。他的科学文章文风典雅，并特别擅于把复杂概念讲解得很清晰。

译者序
序言
第一部分 关于达尔文
1.达尔文的拖延／2
2.达尔文在船上位置的变换，或五年伴在船长的餐桌旁／9
3.达尔文的难题：进化的艰苦历程／15
4.对达尔文理论的过早埋葬／19

第二部分 人类的进化
5.等级问题／26
6.人类的枝状进化与梯状进化／32
7.小孩是人类真正的父亲／38
8.人类的婴儿是胚胎／44

第三部分 奇特的生物与进化的样板
9.对爱尔兰麋鹿的错误命名、错误分析和错误理解／50
10.生物的智慧，或为什么一种飞虫在母体内蚕食母亲／60
11.论竹、蝉与亚当？斯密的经济学／65
12.完美问题，或一个蚌为什么能在后端负着一条鱼／70

第四部分 生命史中的模式与间断
13.生命的五边形／78
14.无名的单细胞英雄／83
15.寒武纪的爆发是一种s型曲线骗局吗？／89
16.大灭绝／95

第五部分 地球的理论
17.托马斯神父的丑陋的小行星／100
18.均变与灾变／105
19.碰撞中的维利柯夫斯基／110
20.大陆漂移的确定／116

第六部分 大小与形状，从教堂到脑，到行星
21.大小与形状／124
22.估量人类的智力／130
23.脊椎动物脑的历史／136
24.行星的大小与行星的表面／140

第七部分 社会中的科学——一种历史的看法
25.论科学中的英雄与蠢货／146
26.姿势造就了人类／151
27.种族主义与重演论／157
28.罪犯被看作自然的错误或我们中间的猿／164

第八部分 人性的科学与政治学
A.种族，性与暴力／171
29.为什么我们不应该为人类的种族命名——一种生物学的看法／172
30.人性的非科学／177
31.种族主义者的论据与智商／182
B.社会生物学／187
32.生物的潜力与生物学决定论／188
33.一种多么聪明的动物／196
后记
参考文献

我们今天看到的月亮与30亿年前的月亮很相似。月亮上没有大气侵蚀，没有表面物质的再循环，月亮不能产生内部的热搅动来改变它的外貌。月亮并没有死去，但它确实静息了。月震集中在外表下800～1000千米，与地球岩石圈的70千米相比，可以想见月亮的外壳很厚实。在月球外壳下面可能存在部分炽热区，但由于太深无法影响月亮表面。月亮的表面是古老的，上面记录了经历过的剧变，曾经有大量的小行星光顾，还有熔岩的上涌。月亮的早期历史充满了剧烈的变化，而迄今30亿年的变化确实太小了。
为什么地球与它的邻居们有这么大的差别？地球的历史中记载的主要是逐渐的积累过程，而不是古老的剧变。读者可能会认为这个问题的答案要从地球与邻近星体构造上复杂的差异中寻找。但是，就我们所知的密度和矿物成分而言，所有内行星基本上差不多。我打算提出，这种差异是因为一个很有说服力的简单事实——大小本身，而不是因为其它什么，地球比它的邻居们都大。
伽利略首次讨论过物体的大小对于决定物体客体的形态和运作起主要作用（见文章21和22）。几何学的一个基本事实表明，大型物体与形状相同的小型物体达到力的平衡不同（所有物体肯定都是差不多的球状）。考虑一下不同半径的两个球体表面积与体积的比。面积等于半径平方的恒定倍数，体积等于半径立方的恒定倍数。因此，当同样形状的物体更大时，体积的增加大于表面积的增加。
我坚持认为，莱尔提出的均变是地球相对低的面积与体积比的偶然性结果，而不是像他所说的是所有变化的一般特征。我们先来设想一下，地球与邻居们的早期历史差异并不很大。某一时期，我们这个行星也布满大量的坑凹。不过这是几十亿年前的状况，并且被地球的两个热体系消除了：通过内部热体系的搅动（上升为山脉，被熔岩覆盖，或者由于板块下降边缘的俯冲而陷在地球的深处），或通过外部热体系产生的大气或河流侵蚀，而很快消除掉。
这两种热机制之所以可以起作用，只是因为地球大到足以拥有相对小的表面积以及大的万有引力场。火星和月亮既没有大气又没有活动的表面。外部的热机制要有大气才能起作用。按照牛顿的公式，引力的大小与两个物体的质量成正比，与两个物体之间的距离平方成反比。为了计算地球和月亮控制水蒸气分子的万有引力，我们只需考虑星体的质量（因为分子的质量恒定）和从星体表面到星体中心的距离。当一个行星增大时，它的质量按行星半径的立方增加，而从表面到中心的平方距离就是半径的平方。所以，随着一个行星变大，它的万有引力对大气颗粒的拉力增加为r3／r2（r是行星的半径）。在月亮和水星上，这个力太小，不能控制大气，就连最重的大气颗粒也无法控制住。地球的引力则很强，足够控制大而恒久的大气，从而使大气起到外热机制媒介的作用。
放射性产生的内部热在整个星体中传播，还可以通过行星的表面扩散到空间中。小型行星，由于表面与体积比很高，散热很快，外壳固化很深。大的行星则保留了热和表面的移动性。
对这个假说的理想检验是有一个大小居中的行星，以便我们预测这个星体会表现出早期剧变与逐渐过程的混合。幸好，火星就是这么大，正好介于地球、月亮及水星之间。火星的一半表面都是坑，其余的部分反映出有限的内部及外部热机制活动。与地球的万有引力相比，火星的万有引力比较弱，但相比月亮已经比较强了，足够控制住少量的大气（大约比地球的大气薄200倍）。大风吹拂火星的表面，可以观察到荒丘。流动侵蚀的证据也很明显，令人感到惊奇的是，火星的大气中有少量的水蒸气。[由于发现火星的极帽主要是冰冻的水，而不是以前猜测的二氧化碳，这种奇妙现象也就好理解了。火星的土壤中大量的冰冻水极有可能成了永冻层。卡尔·萨根（Karl sagan）曾经给我看过一张照片，照片上是一个比较小的坑，有向周围裂开的缝。对于这些特征，只能解释为液状的泥从局部融化的永冻层沿着坑流动。不可能是熔岩造成的，因为形成这些坑的小行星太小，不能产生足够的热来熔化岩石。]
有关火星内部热的证据也很多（而且相当引人入胜），一些近来的猜想合理地将火星的内部热与地球板块构造运动的过程联系了起来。火星上有一个由巨大山脉组成的火山区，地球上没有这么大的。火星上的奥林帕斯火山宽500公里，高8公里，山谷直径为30公里。附近的马里纳里斯峡谷比地球上的任何峡谷都大，它宽120公里，深6公里，长5000公里。
下面是猜想：许多地质学家相信地球的板块是由产生于地球内部深处（或许在地表下3200公里的核一幔边缘）的热流和熔化的物质推动的。这些热流露出地表时表现为相对固定的“热点”，而地球板块就附在这些热流上。例如，夏威夷群岛实质上是随着岁月形成的向北的线性链。假如太平洋板块沿着一个固定的热流缓慢运动，那么有可能形成一个接一个的夏威夷群岛。
火星的大小介于中间，应该比月亮的动态大，比地球的动态小。月亮的外壳太厚，根本不能运动，内部的热不能到达表面。地球的外壳太薄，才可能裂成板块，并做连续的运动。假如火星的外壳薄的部分足以使热上升，但厚的部分又不能裂开进行广泛运动。再假如地球和火星都存在热流。巨大的奥林帕斯火山可能代表了一个热流中心，在一个不能运动的中心上升——那么奥林帕斯火山可能就像夏威夷了，小山一个挨着一个。马里纳里斯峡谷可能代表了块构造的一个不成功的尝试——地壳裂开，却不能移动。
最好的科学是统一的。它震动我们的智力想象，使我们学到控制我们屋顶上苍蝇的原则，也决定了我们地球在内行星中的独特性（作为小型动物，苍蝇有很高的表面与体积比。作用于体积的万有引力，并没有强到可以克服使苍蝇保持在天棚顶的表面吸附强度）。帕斯卡①曾经以行星作比喻说过，知识就像空间中的球体，我们学到的越多（即，球越大），我们接触到的未知就越多（行星的表面）。太正确了，但是记住表面与体积比的原则！球越大（体积），与未知（表面）的比就越大。随着知识的相对增加，绝对增加的无知可能会更多。