科學的偶然與必然

講師：王道還教授

記錄：廣閱2 李秀環

首先介紹一份刊物「科學月刊」這份刊物由政府出版，是纳稅人出的錢高中生程度閱讀的書，但是大部分人都不知道，就連在學校授課的老師也不知道。2003年政府改版後全文可在網路閱讀，這是由國內學者聯手編輯的刊物，每月賣出三萬份，訂戶都在大台北地區，台中以南沒有人購買。爲了不讓高雄成為文化沙漠這件事屬實，就讓我們從閱讀這本刊物開始吧！

2009年是達爾文年，達爾文出身豪門世家，是一位非常偉大的科學家。足以跟他齊名大概只有牛頓、愛因斯坦。在歷任諾貝爾獎得主裡都無人能與他相提並論。達爾文是一位紳士科學家，他誕生至今兩百年（1809---1882），每年的2月12日英國都會舉辦一系列紀念活動。

1856年達爾文出版一本《物種原始論》，在西方人心目中這是改變西方歷史的書，有關這本書的論述就有二十多本。這本書出版後確立「生物演化論」，達爾文也因為這本書成為偉大的科學家，並青史留名。

現在的科學家都是職業科學家，與達爾文的紳士科學家差別在於科學上的研究態度完全不同。對紳士科學家而言，科學的信念是志業，是立志要成就的事業，〝志業〞是不用功利眼光看待自己的研究活動，也就是古人說的：「明其道，不計其功」；但是職業科學家則把研究科學看成是一份養家活口的職業。科學在西方從二千五百年前開始萌芽，一直到十九世紀都沒有什麼大發展，若非有這些紳士科學家不計利益從事研究，今天的科學發展就不會有現在的面貌。

達爾文的祖父外祖父在英國歷史上都是極端知名的人物。英國第一家高級瓷器，也是皇家御用品牌就是用達爾文外祖父家族的姓氏命名。達爾文的祖父是醫師，英國皇家原本有意延攬成為御醫，但是被祖父婉拒。1818年雪萊夫人的著作《科學怪人》完成後，雪萊在書中的序裡面提到：「達爾文的祖父非常推崇這本小說，但是他強調科學怪人在現實生活上是不可能的事…」從這論點來看就可知道祖父很早就有生物演化的信念。

達爾文的祖父與外祖父是好朋友，他們同時也是工業革命的鼓吹者、贊助者與實踐者。歐洲的工業革命發源於英國他們在當時都是很重要的推手，所以達爾文單憑家世就足以名留青史。達爾文的父親、祖父都是名醫，父親對知識不感興趣，但是對人感興趣，因此他對病人很好，好到病人拿錢讓他放高利貸，父親也因此賺到不少錢。

達爾文的一生非常平淡無聊，如果有人想為他寫傳記也乏事可陳，以下這些年代事件就可概括他的一生：

1825---1827 達爾文於愛丁堡大學學醫，但是他對醫學完全沒有興趣，在學校混了兩年後就被父親送到劍橋大學唸神學，希望他畢業後擔任牧師。三年畢業後，他獲得機會登上〝小獵犬號〞，在船上花了五年的時間環遊世界一周。當他滿五十歲時出版《物種原始論》，他的名氣也是由這本書而來。達爾文曾說他在劍橋大學的三年裡，課業上花的時間完全浪費了。不過那三年卻是他一生最愉快的日子。達爾文總是生氣勃勃，他會變成偉大的科學家沒有必然性，而是天降鴻運！登上〝小獵犬號〞改變了他的一生，這就跟古人說的：「窮達以時」意義相同。

〝小獵犬號〞排水量235公噸、船長28米、寬6尺，是一艘很小的船，但是這是一艘科學船。船長費茲羅（1805---1865）是英國傑出海軍軍官，同時也是英國氣象預報的創始人。費茲羅出身貴族，加入海軍官校讀了一年半以第一名畢業，並創下軍官升等考試中第一個滿分通過者的紀錄。〝小獵犬號〞到南美洲出過幾次任務，達爾文參與的是第二次。南美洲的南端是火地島，也是最接近南極的陸地，海浪極大海象惡劣並且極端寒冷。他們在這種狀況下要去測量火地島全長400公里海岸線，相對於船隻本身的規模這已經是一件傳奇了！

要了解〝小獵犬號〞就必須從拿破崙戰爭談起，，而要談拿破崙戰爭則必須從法國大革命來說。法國大革命發生於1789年大家夢想要有自由、平等、博愛的社會，沒想到卻反而製造一位獨裁者---拿破崙。拿破崙奪權後發動戰爭想要征服全歐洲，其中最渴望征服的就是英國。英國與拿破崙的戰爭轉捩點在1805年10月21日的「特拉法加之戰」，英國艦隊擊潰法國、西班牙的聯合艦隊。當時英國艦隊遠渡重洋到西班牙領海內擊倒聯合艦隊，一天內即戰勝，由此可見英國海軍的實力堅強。當時指揮官纳爾遜當場陣亡開戰前他下達一個重要的命令：「國家期盼每一個人都能盡忠職守」英國也因此成為海上霸權，他們的船在全世界海上通行無阻，這場戰爭也改變了英國國運。英國對納爾遜的崇敬可從特拉法加廣場上豎立的納爾遜塑像窺知，該塑像較之英國國王的塑像高，就像站立在英王的頭上一般。1815年拿破崙戰爭結束（即滑鐵盧之役）拿破崙正式走下歷史舞台，戰爭結束軍人也同時失業。海軍部成為研究機構，軍艦到各地海岸測量長度、製作航海圖並做自然史調查。十九世紀英國是全世界最重要的海圖供應商，英國軍艦變成科學船，從事自然史調查、蒐集海外生物、地質標本、調查生物地理分布並蒐集各地地質資訊。〝自然史〞這個詞源自古希臘，就是觀察自然現象記錄。2500年前就存在的也就是自然誌。

在十八世紀，地球的歷史或地球上的生物歷史稱為自然史，到了十九世紀，生物個體的發育、生物的演化也納入自然史領域。提倡這個概念的事法國學者布豐。布豐寫過一套書叫做《自然史》，這套書出版後造成洛陽紙貴的現象，是上流社會愛讀的書，這套書用法文寫作內容精采萬分在布豐過是前共出版35冊。布豐有位學生名叫拉馬克他在十九世紀是一位有名的生物學家（生物學這個字就是他所發明），當時的自然始有個核心問題就是〝地球歷史上層出不窮心物種打哪來？〞。這個問題的出現主要是西方人研究地質學發現到不同地層有不同生物，例如脊椎動物出現在古生代地層，至今二億五千萬年的化石只發現到魚類和兩棲類，到中生代才發現爬蟲類；到了新生代增加哺乳類和鳥類，地層不斷出現新的物種。西方世界研究地層主要有經濟上的動機，他們尋找礦場開挖礦產了解各地的地質狀況若要開路就不會選擇堅硬的地層開挖如此不但省工也可省時。地質學與古生物學在十八、九世紀統稱為自然史，從事這方面研究的就叫做自然學者。

接著談談那個時期英國中產階級的出路，一般人有著一技之長，憑藉技術賺錢養家。上層的中產階級則是擁有土地，有土地的才能被稱為紳士。這些上層紳士出路多半以律師、醫師或牧師為主。先談一下什麼叫〝出路〞，出路指的並不是賺錢謀生的方式，而是有意義的工作。在十九世紀自然學者是受到尊敬的行業，當時的物種問題把自然史匯聚一起變成現在的生物學，而講究精確則是科學的第一步。

〝小獵犬號〞造價7803英鎊閒置了六年才首度開航，第一次的航程就開到南美洲測量麥哲倫海峽，約花了一個月時間完成。但是不幸的，兩年後船長在麥哲倫海峽自殺。自殺在英國海軍並非罕見之事，因為當時還在帆船時代，進行遠航是一件艱困的事，船長肩負一切的成敗責任，同時也握有所有船員的生殺大權；船長得靠嚴刑峻法維持船上秩序，也才能同心協力完成任務，該船長承受不了壓力因而自殺。23歲的費茲羅也因此接任把船開回倫敦，一年後再次被派到南美洲繼續測量海岸線從太平洋返航，相當於環遊世界一周，總共花三年才能完成。費茲羅知道善後問題很大所以要求海軍部徵求私人侶伴，是可以跟他平起平坐、同時紓解心中壓力的朋友。透過劍橋的關係網找到達爾文，達爾文一來就對自然史產生極大興趣最主要原因是他的偶像---洪堡德（洪堡德是十九世紀最重要的自然史學者）到南美洲做自然史調查寫的遊記是達爾文最喜愛的閱讀。達爾文的父親原本不願意讓他上船，後來經過達爾文舅舅的勸說，父親才付了幾千英鎊讓他上〝小獵犬號〞，答應的理由是「當自然學者是體面的事業」。對達爾文而言，錢不是問題，他也從沒想到學術是有階級基礎的，有錢有閒才能談品味、文明。古人對文明的看法非常精闢古人曾說：「經緯天地曰文，照臨四方曰名」是對宇宙萬物有一套看法，且認為自己比別人厲害。

達爾文跟隨出航時22歲，已經可以獨當一面漂洋過海。上船前船長曾警告他船上航行大不易，他自認沒有問題，可是一上船就暈船吐到不行。他的主要工作是跟船長吃飯聊天，臨開船前海軍軍官送他一本萊爾著作的《地質學原理》，這是十九世紀初英國最嚴密、最完整的自然史巨著。他的第二套書非常仔細討論物種問題。達爾文靠著這套書完成他的科學訓練他曾親眼見到熱帶幸生物的多樣性內心的感動很難形容，他的日記載明「令人驚奇、景仰、孺慕之情油然而生，同時令人心曠神怡，一路上奇花異草、珍禽異獸…」在航行途中，他同時也看到許多黑奴受到非人待遇，達爾文認為各種人種應是平等的；他曾挖掘出巨大的樹懶化石當時是已滅種的動物；在火地島看到島上人民在極其酷寒之地沒有穿衣服，住在樹屋上。他產生懷疑：「這些到底是不是人？爲什麼倫敦上流紳士差距那麼多？」；達爾文也曾目睹火山爆發、經歷地震和令人稱奇的自然巨大力量。達爾文從南美洲到大溪地、紐西蘭、澳洲、好望角再回到英國，這趟航行將近五年，他有三大收穫：找到化石、觀察到各式各樣生物適應、接觸到人的本質這個深刻的問題。達爾文將一路上收集到的生物標本分批送回倫敦，田野紀錄也由友人安排發表在期刊上，因此他回到倫敦時已是知名學者，偉大的科學家就在1836年11月誕生了！父親也接受他選擇的事業，不再逼迫達爾文當牧師，爲了表示支持，父親每年給他四百英鎊，如果結婚再加一百英鎊。達爾文經過深思熟慮又害怕老年形單影孤，選擇與表姊結婚，得到嫁妝每年四百英鎊，因此每年有九百英鎊的收入。達爾文到了31歲已是英國研究院士（FRS），有身分、有地位又有錢，他選擇畢生研究物種問題，1842年他離開倫敦到鄉下居住，過著極規律的生活專心研究〝藤壺〞，花了八年時間變成世界級的〝藤壺專家〞。到了五十歲出版《物種原始論》，〝生物演化論〞因此確立地位簡稱〝演化論〞。當時的問題是〝古代生物哪裡去？〞、〝現代生物哪裡來？〞。達爾文給的答案是：「有的滅絕了、有的演化了！」演化論最基本的意義是：生物的物種會變化、生物會分化。這本書出版到他過世前又出版十部，共十二冊。光是版稅收入就達10248英鎊，是位極其少見的科學家！