又過了一個世代~~~~ 1830年，查理斯·萊爾爵士(Charles Lyell，1797年11月14日~1875年2月22日) 英國地質學家，出版了地質學原理(Principles of Geology)第一卷以田野調查的證據論證詹姆斯·哈頓(James Hutton，1726 年6月3日~1797年3月26日)在1785年提出山川河流形成的均變論(uniformitarianism)觀點。

查理斯·萊爾爵士(Charles Lyell)照片

詹姆斯·哈頓(James Hutton)畫像

查爾斯·達爾文(Charles Darwin)在1831年隨小獵犬號(HMS Beagle)出航時，及時的獲得了一本，使達爾文在航程中各地停靠收集化石標本時能”透過了查理斯·萊爾的眼睛”讓他能革命性深入瞭解各島嶼地質的歷史，均變論對演化論形成的重大影響，都記錄在他這次的全球航行的地質研究筆記中，在1859年出版的物種起源(On the Origin of Species)第十、十一章都引用作為論證的依據。

小獵犬號(HMS Beagle)第二次環球航行示意圖

查理斯·萊爾爵士在1830~1833年連續的出版了三卷地質學原理(Principles of Geology)，為他帶來了名聲和財富 。  他是查爾斯·達爾文的好朋友，但是，他”在演化觀點和堅定的宗教信仰間掙扎”(he struggled to square his religious beliefs with evolution) ，最終還是在公開的立場上不認同拉馬克和達爾文的演化觀點。

查爾斯·達爾文(Charles Darwin)像

·            查爾斯·達爾文(Charles Darwin，1809年2月12日~1882年4月19日) 在1836年10月2日，結束了五年隨小獵犬號(HMS Beagle)航行的旅程，整理在全球收集的野生動植物和化石。 在1838年，孕育出自然選擇(natural selection)的概念，他和許多博物學家討論了他的想法，他需要時間進行地質工作上更廣泛的研究。

1858年，他正在進行他的演化論文的寫作時，收到艾爾弗雷德·拉塞爾·華萊士（Alfred Russel Wallace，1823年1月8日~1913年11月7日）寄給他的一篇論文表達了相同的演化概念，促使他立即同時共同具名在林奈學會(The Linnean Society of London) 聯合發表有關自然選擇的兩人共同的演化理論---這樣避免了”誰是原創”的爭議，詳細的過程請經由超連結閱讀(both of their theories)。

艾爾弗雷德·拉塞爾·華萊士（Alfred Russel Wallace）像

 達爾文加快了整理他蒐集的資料，在1859年出版了有名的物種起源(On the Origin of Species)有力的論證了自然選擇(natural selection)是生物多樣性演化事實，達爾文在書中提出兩個觀點。 

第一，所有的動植物都是由較早期、較原始的形式演變而來，同一類生物有著共同的祖先。

第二，生物演化是通過自然環境選擇日積月累的緩慢過程造成。

在他的有生之年，科學界和大多數的人們都能接受的演化是一個理論也是一個事實(evolution as a fact)。  但，這只說明了”自然界生命演化的事實”。  至於為什麼自然選擇(natural selection) 會產生品種的突變(the transmutation of species)?  而這種突變又是以什麼樣的機制一代一代的傳承的?    這還是一個”茫然不能說明”的問題!!

又過了一個世代~~~~一位奧地利修道院的神父的實驗，建立了一個可能的”解釋模型”。

格里哥·孟德爾(Gregor Mendel)像

·            格里哥·孟德爾(Gregor Mendel，1822年7月20日~1884年1月6日) 1865年發表他的遺傳 性狀豌豆雜交實驗(Experiments on Plant Hybridization)，當時發表的論文每有引起科學界的注意。

又過了一個世代~~~~1900年，有兩位研究員重作這個實驗，他們的實驗”真實紀錄”的數據沒有孟德爾所公佈”那麼完美的比例”，但還是驗證了孟德爾的結論。英國遺傳學家，威廉·貝特森(William Bateson，1861年8月8日~1926年2月8日)是第一個提出 “遺傳學”(genetics) 這個詞來描述研究的結果，開啟了基因遺傳學的研究。   但是，在那個時代人類文明的度量儀器是微米( meter)，在更小的空間存在的”物”是無法捉摸的。

1920年代，科學家有能力在0.001~10奈米( ~ M)間控制X射線的波長，這是分子(A molecule)的空間，利用X射線照射分子產生的繞射(Diffraction)圖案，決定原子或分子相對的位置。

由X射線繞射圖案轉換為原子模型過程示意圖

1953年弗朗西斯•克里克(Francis Crick， 1916年6月8日~ 28 July 2004年7月24日) 和詹姆斯·杜威·沃森(James Dewey Watson， 1928年4月6日~)利用X射線晶體學(the X-ray crystallography)，提出DNA雙螺旋結構(double helix)的分子模型。 為基因遺傳學的研究開啟了一個新紀元 。

弗朗西斯•克里克(Francis Crick)照片

到20世紀50年代，現代演化綜合理論(the modern evolutionary synthesis)發展出一個廣泛的共識----自然選擇中是演化的基本機制。  現在達爾文科學發現的修正形式，是以統一的生命科學(the life sciences)理論，解釋生命的多樣性(the diversity of life)。

等比尺度示意圖

二十世紀末，奈米(10^-9米)量測應用工具的成熟，使人類有能力研究及處理”分子空間尺度”有關物理化學(Physical chemistry)及化學物理 (Chemical physics)的結構性質。 二十一世紀，將是”分子生物學”(Molecular biology)發展躍進的世紀。