干草堆中的恐龙
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03 天体力学与地球的博物学家

1906年,圣弗朗西斯科发生了一场地震,斯坦福大学一座建筑前矗立的路易斯·阿加西路易斯·阿加西,Louis Agassiz,1807—1873。—译注雕像轰然倒塌,虽然雕像并未损毁,但却头下脚上地倒在了人行道上。阿加西是他那个年代最伟大的鱼类学家,也可以说是最后一位严肃批驳进化论的神灵创世论者,他于1873年去世。斯坦福大学的校长戴维·斯塔尔·乔丹戴维·斯塔尔·乔丹,David Starr Jordan,1851—1931。—译注不仅是自阿加西之后最著名的鱼类学家,更是一位狂热的达尔文论拥护者。因此,两位学者虽然在生物体方面拥有着同样的激情,却无法在理论问题方面达成共识。

据说,乔丹在查看阿加西雕像损毁情况时,看着雕像头下脚上的模样,说出了史上最精妙的妙语:“好吧,我还一直认为阿加西在实干方面要比其理论方面好上一些呢。”原句为“Oh, well, I always thought better of Agassiz in the concrete than in the abstract”。“concrete”一词既有“水泥、混凝土”之意,又有“具体的”之含义。因此,此句即可理解为“我还一直认为水泥做的阿加西要比抽象的阿加西更好一些呢!”(见下文引文),也可以理解为乔丹是在讽刺阿加西在理论方面的荒谬。—译注这么有趣的故事如果是真的就好了,但可惜,这故事是杜撰的。在乔丹1922年写的自传《一个人的岁月》中,乔丹认为自己有义务对这个故事进行一些说明,澄清自己从未说过如此妙语,并且原话和广为流传的版本完全相反,不应广泛传播。乔丹写道:

“在四四方方的广场上,唯一能引人发笑的便是阿加西那大理石雕像了。它从底座上一头栽下来,头着地,腰以上的位置都砸在了水泥地上。阿盖尔博士要是看到了,可能会说:“抽象的阿加西很伟大,但水泥做的阿加西可就不太行了。”

人是聪明的动物,但在有需要的时候,很少有人能立刻想出绝佳的妙语。因此,基本上所有精辟的名言警句都是经过后来加工的,都是人们希望当时自己能脱口而出的,但在那一刻却灵感缺乏,口舌尽塞。因此,所有著名的科学警言即使不是完全虚构的,也一定是经过后期加工的。

我们都知道,拿破仑拿破仑,Napoleon Bonaparte,1769—1821。—译注曾与伟大的天文学家皮埃尔·西蒙·拉普拉斯皮埃尔·西蒙·拉普拉斯,Pierre-Simon Laplace,1749—1827。—译注会面,《科学传记辞典》将这位拉普拉斯描述为“历史上最具影响力的科学家之一”。在这个故事中,拉普拉斯将自己的《天体力学》系列著作副本赠予拿破仑。拿破仑仔细阅读后问拉普拉斯,既然这本书大部分是关于天空的,何以一次都未提及过宇宙的创造者—上帝呢?拉普拉斯回答道:“陛下,我不需要那种假设。”

通过考证现存的书信,拉普拉斯的原话要无趣得多,事实上这话也并非出自拉普拉斯之口,而是由他人杜撰的。拉普拉斯第一次与拿破仑见面是在1785年,他当时正在巴黎为学校招募学生,作为考官考察拿破仑的数学运算,那时的拿破仑还是个炮兵学校的学生。1799年10月雾月政变(拿破仑通过这场政变而手握大权)的前三个星期,拉普拉斯确实向他面前的学生展示了《天体力学》的前两部。拿破仑接过这两本书,并承诺如果接下来六个月有时间的话,他定会拜读。接下来,拿破仑便邀请拉普拉斯第二天一起共进晚餐,拿破仑说:“如果您没什么其他事需要忙的话。”

我猜想,人们之所以把拉普拉斯当作这妙语的主人,定是认为他是绝佳的人选。拉普拉斯是科学界中严格决定论与天体稳定论的首要信徒,他所崇尚的天体稳定论的基础即万事万物都须遵从自然法则,自然法则能摆平一切紊乱,让一切物质的运动状态与所处位置恢复原状(拉普拉斯创造了“天体力学”一词)。

甚至连艾萨克·牛顿这种常被称为该观点忠实信徒的科学家,在自然法则无法平息紊乱时,也会乐意从神学那儿借助些许帮助以解释事物是如何正常运转的,或是在后来的发展中,事物又是如何恢复正常的。比如,牛顿试图将地质学证据与上帝六日创世的故事匹配在一起,他认为上帝创世的时候,地球自转速度非常缓慢,因此才创造出“一天”的合适长度。但牛顿无法解释在自然法则之下,地球的自转是如何开始加速,进而变成如今自转一圈为24小时的情况的。于是,他向上帝寻求答案。在牛顿写给托马斯·伯内特的信中(托马斯·伯内特是牛顿的同事,他坚信自然法则的恒久不变性与有效性,因此也非常喜欢《圣经》语言中对于“日子”寓意的解释)有这样一段话:

“上帝创造世界时利用自然因素作为工具,但我不认为单独利用自然因素足以完成创世的壮举,因此应当可以假设,上帝让地球在此时以这样的速度自转是最为合适的。”

与之相反,那句被认为出自拉普拉斯的名言强有力地捍卫了严格决定论,否定了传统观点,认为上帝的永恒角色既无足轻重,又没有必要(上帝或许依旧是最初拨动钟表发条的那个人,在万物的开端,他创造了亘古不变的自然法则。但上帝实在没有必要再参与以后的历史。毕竟,真正全知全能的上帝,定然能在创世之时便为世界建立起最理想的法则,也就避免以后太阳系出现问题时用其神力加以校正的麻烦了)。拉普拉斯曾说过一句至理名言,如今这句话被认为是对严格决定论的定义。拉普拉斯说,如果一个人能知道宇宙中任何一个时间点上所有质点的位置与动态,那这个人便完全掌握了自然法则,未来的一切也皆在其意料之中了。现在人们认为,拉普拉斯这句话当是出自其《概率分析理论》(Théorie analytique des probabilité,1812)的引言之中,但《科学传记辞典》找到了这句话更早的出处—1776年一篇略显青涩的文章:

“以往的自然状况是因,如今的自然状况显然是果。假设一个人在某一时刻能完全知晓宇宙中所有事物之间的关系,那么他便能道出所有事物对应的位置、动态及其影响,无论这些事物是过去的还是未来的。”

除了他的著作《天体力学》,拉普拉斯还因其在概率学方面的超前研究而闻名。或许有人会想,为什么一个决定论与天体稳定论的倡导者会研究概率学?在现代观念里,概率学与随机性一直有着紧密的联系,尽管概率与随机是完全相反的两个概念。这个问题不难回答。拉普拉斯坚定地相信,在现实世界里,每一件发生的事情都是由宇宙的总体法则决定的。自然如此复杂,更不幸的是,我们对自然之道知之甚少。因此,人类必须通过计算概率来弥补我们的局限。换言之,只凭我们有限的知识,我们是无法确定什么事是一定会发生的。

天体力学可谓是科学预见性领域中最成功的代表,因为在天体力学中,自然法则相对简单(基本上就是牛顿的万有引力法则),人类使用的工具也更加精确。但如果有一天我们能知晓所有的自然法则与自然状况,那么更加复杂的领域也是可预见的,或许有一天我们真的能做到这一点吧。拉普拉斯在其1796年的畅销书中的一段文字应当是我这篇文章的重点所在:

“自然中的万事万物都遵循着这些法则;出于需要,自然法则生出万物,且万物均如四季更迭一般规律。轻原子移动的路径似乎由风向随意决定,但事实上却是受行星轨道的影响。”(我认为,拉普拉斯在这里所写的“原子”一词仅代表微小粒子,并非后来科学理论中所说的肉眼不可见且在化学上也不可分割的基本微粒。)

在这本书里,拉普拉斯指出,人类最终需要在地球上研究更小的物体以习得更加复杂的规则,届时,地球物理学将变得和天体力学一样可测且可控。

“之前做过的几项实验给予我们达到这个目标的希望。终有一天,人类能够完全掌握这些自然法则。届时,通过数学运算,我们能将地球物理学的研究水平发展并且完善,就像万有引力的发现有力地推动了天体力学的发展一样。”

在拉普拉斯1776年的一篇文章中(前文也引用过这篇文章里的段落),他直接将人类对概率学的需求和人类在自然法则方面的无知联系在一起。他将相对简单且著名的天体力学与更加复杂艰深的地球物理学放在一起进行对比:

“人们在天体力学方面,多仰仗于工具的优势,计算中还借鉴了少许与天文领域相关的知识。但因在导致事情发生的不同因素方面缺乏相关的知识,而这些因素往往也比较复杂,分析方面也不完善,使得这些因素加在一起阻碍了人类掌握绝大多数现象发生的确定法则。因此,世界上存在着许多不确定的事情,这些事情可能会发生,也可能不会发生。人们只能通过确定此类事情发生的可能性来弥补我们在这一方面的不可认知。也正是因为人类智力在这一方面的缺陷,我们才能创造出世界上最精妙、最具独创性的数学理论—概率学。”

我认为目前大部分的科学家及相当一部分受过高等教育的人都认可拉普拉斯这个观点。这就是物理学的魅力之处,也是人们对于简单而又有秩序之事的渴望,虽然我怀疑,在各个层面上,自然的本质都包含着随意性。

拉普拉斯一生的大部分心血都倾注在了天体力学上,他在这门学科中最强调的一点便是自然法则,自然法则以牛顿的万有引力定律为首。万物处于永恒的稳定中,只有外部力量方可扰乱(比如上帝充满神力的双手—也就是我们拉普拉斯口中“没有必要的假设”)。拉普拉斯通过钻研过去几个世纪里天体运动研究中经典以及明显的异常现象来反驳这一说法。所有的异常现象模式均相同:在测量行星轨道时,人们察觉到轻微却持续存在的不规则现象,如果该不规则现象一直持续下去,将会扰乱整个太阳系。拉普拉斯认为,这些异常现象均可用同一种办法解决:即所有的不规则现象都不是累积性的,而是太阳系的自我调整。正是这些不规则现象的循环往复,方维持了太阳系广泛而又恒久的稳定。正因这一发现,拉普拉斯被人赞誉为“法国的牛顿”。

1773年,拉普拉斯开始着手解决另一个问题:为何木星的轨道似乎一直在缩小,而土星的轨道却一直在扩大(如果该状况持续下去,将会破坏天体运动的规律。事实上,伟大的牛顿曾举起双手祈求上帝偶尔施展他的神力,以保护天体系统的平衡)。拉普拉斯认为这种不平衡具有周期性(大概为每一千年一次),并且不会逐级累积,周期结束天体系统即恢复原样。在不平衡周期的下一个阶段中,木星的轨道将会扩大,而土星的轨道则会缩小。1786年,拉普拉斯大体上找到了证据可以证明,离心率与行星轨道的倾斜率必须维持在较小的范围内,并且能够不断地自我矫正,这样方能维持太阳系的稳定。

1787年,拉普拉斯成功地解决了行星运动过程中最后一个主要的异常现象。他认为月球轨道与地球公转离心率的改变有关系。月球的轨道正不断扩张,如果继续下去,月球最终将脱离地球。拉普拉斯发现,地球轨道变得更圆时,月球平均运动速度便会变得更快,而地球离心力增加时,月球的速度又会下降。拉普拉斯认为,地球轨道离心力每隔几百万年会变一次,月球的轨道也正是通过地球轨道离心率的改变而进行自我矫正的,因此,月球永远无法脱离地球。

1788年,也就是巴士底狱陷落、法国大革命刚刚过去一年,拉普拉斯总结了天体稳定的现象和他对天体稳定的看法:

“因此整个世界体系只在一种中间状态中运行,绝不会出现大的偏离。因其框架与引力法则,只有外部因素方能破坏其稳定性。可以肯定的是,直到现在,人们才能检测到世界体系的动态,古时的观察家们是无法做到的。世界体系的稳定性确保世界得以运转,这是世间所有现象中最引人注目的。为了维持个体与种族的延续,大自然似乎为宇宙中的每个星球都安上了同样的体系,就和我们在地球上观察到的体系一样。”

上述的一切均可表明,拉普拉斯是典型的某种科学观点的拥护者,这种观点在各种不同的学术体系里均适用:天体的稳定,能通过清晰明了的公式加以计算的自然法则,还有由自然法则掌控的万事万物。拉普拉斯所持的观点可谓是反历史的观点,我们能将拉普拉斯的观点与另一种替代模式进行对比,替代模式复杂而不可预测,处于不断的变动当中,且具有累积性与方向性这两种特点。

拉普拉斯的说法很有道理,但我们现在遇到的问题(也就是启发我写出这篇文章的问题)可不按常理出牌。拉普拉斯曾经写过一本极具历史意义的巨著,在研究“太阳系起源”一类的书籍中,他的这本书是第一本得到广泛认同的。这本书出版于1796年,书中的理论被人称为“康德与拉普拉斯的星云理论”。同年,伟大的哲学家伊曼努尔·康德发表了与拉普拉斯的观点十分相近的理论。康德从未接触过拉普拉斯,二者的理论均是通过各自研究得出的。一名坚信宇宙无变化且反历史如拉普拉斯的人能够提出这样的理论吗?毕竟《科学传记辞典》中将该理论描述为“在传统观念上来说,或许是第一个在物理科学中引入历史观点的理论。毋庸置疑,这一点绝对是该理论最吸引人的部分”。

1796年,拉普拉斯出版了一本奇书,从出版至今,这本书一直被人们誉为标准与典范,法国人称这本书为“高深学问的普及化”(也就是将难以理解的学术问题用简单的语言加以普及,这种表述并不矛盾,让自己写的书能达到上述效果是所有科学作家的目标)。这本书名为《宇宙体系论》(Exposition du système du monde),整本书冲破了历史的枷锁,充满了法国大革命的理性主义精神。事实上,法国大革命组建新政府的时间为1792年9月22日,这个时间也被人们认定为法兰西第一共和国的成立之年,因此书的扉页上并未按照惯例写上出版的时间(即1796年),而是印着一句话—法兰西共和国诞生的第四年。

在告读者部分,拉普拉斯表示,他将每个圆分为400度(每象限100度),一天分为10个小时,一小时分为100分钟,一分钟分为100秒,将温度按照水从冻结直至煮沸,分为一百度。拉普拉斯的温度划分方法也就是现在的摄氏温标法,在众多将旧的计量方法合理化的改革当中,这是唯一留存至今的方法。(可别就这么认为拉普拉斯是个狂热的改革分子。事实上正好相反,他是个精明的人,也不醉心于政治。拉普拉斯的主要成就,包括他对塔列朗的讽刺名言,都是为了政府服务,无论这个政府是革命的,还是复辟的。拉普拉斯学术成就之所以如此高,就在于他从不在乎政权的形式,也不会和未来可能掌权的人拉帮结派。拉普拉斯曾于1812年出版的《概率分析理论》中,向拿破仑致意。后来的编辑认为,他的致辞阿谀奉承之意明显,让人尴尬,故而在拉普拉斯死后出版的权威性《著作全集》中删去了这段致辞。)

《宇宙体系论》一共两卷五本书,第一册论述了天气晴朗时观测太空的结果;第二册阐述了行星、月球与彗星“真正”的运动轨迹;第三册介绍了运动的法则;第四册为拉普拉斯的独立之作,详解了天体力学与重力;第五册则是天文学的历史。拉普拉斯对真实历史的混乱、迂回反复表现出不欣赏与不信任的态度。他表示,他讨论天文学的方式和那些发明出这一概念的人不一样,他依照时间为序,理性而有条理地为读者罗列出一个大事记时间表:

“接下来,我不会按照人类研究的历史来讨论世界系统的原则。思想前进的道路总是充满了困难与各种不确定,人类的想象力总能生出无限的可能。很多时候,若想探得某个现象背后的真实原因,人们不得不穷尽想象,尝试所有错误的假设。发现真相的过程往往伴随着各种错误,只有花费时间,耐心观察,才能将真相与错误分离开来。在本书中,我将略费笔墨,写写人类在探索真知的过程中的各种尝试与成就。”

在拉普拉斯的《宇宙体系论》中,最著名的成就莫过于星云假说了。但拉普拉斯只在第五本书的最后才提及该假说,他将这个假说作为最后一章,以附录的形式附加在书的最后,一共才寥寥几页的内容,并将其命名为《关于世界体系及未来天文学发展的思考》。在这伟大的一章里,拉普拉斯还提出了另一个理论,后来被证实是正确的。拉普拉斯认为,许多“星云”(在拉普拉斯的年代里,因技术有限,望远镜观测到的星系,形状均似一片片扩散开来的云朵)其实是距离地球很远的星河(银河只是我们这个星系的手臂),因此宇宙事实上要比我们能观测得到的更加广阔。在这一部分,拉普拉斯甚至发现,有些行星密度过高,引力之大,甚至连光线都无法逃脱。现代科学将拉普拉斯描述的这种行星称为“黑洞”(黑洞有不同的形式)。因此,拉普拉斯认为,夜晚天空如此之黑,或许就是因为夜晚的天空充满了无数密度极大的行星(然而这种想法是错的)。若按照当今的标准来看,拉普拉斯给出的数字与尺寸均是错误的,但他的推测却让人着迷:

“如果有一颗发光的行星,其密度与地球一致,但直径是太阳的250倍,因其自身引力很强,该行星发出的光是绝对无法抵达地球的。宇宙中最大的发光行星或许就是因为这个原因而不可见的。”

根据星云假说,太阳在诞生不久时被一层大气所包围,大气延伸的范围要远超如今太阳的直径。这层大气与太阳一起旋转,每隔一段时间,大气的一部分就会脱离而出。脱离的气体会在大气的赤道平面上再度融合,并开始随着太阳旋转。最终,脱离并再度融合的气体会在其中心位置形成一颗新的行星。卫星的形成过程亦与之类似,行星的周围围绕着一圈与之共转的大气,靠近行星核的大气相继脱离后,便在行星的附近形成新的卫星。拉普拉斯认为,除此之外,没有其他理论可以解释太阳系的基本运转规律。特别是其他理论无法解释为何所有的行星都朝同一个方向旋转,同一颗行星的每一个卫星也会向同一个方向旋转,所有的行星与卫星,旋转方向也是一致的(事实并非如此,但拉普拉斯并不知道)。

那么问题便出现了。拉普拉斯作为稳定论科学的忠实信徒,一方面既不相信也拒绝接受天体和他自己的专业的历史,另一方面又是太阳系起源重要理论的开山鼻祖,我们到底该如何解决这一悖论呢?这个问题的部分答案或许可以简单归结为,拉普拉斯在星云假说理论上只做出了寥寥几页文字的贡献。在当时,人类对天文学研究得较少,该领域对人们而言也相对陌生,任何人都能在这种领域里做出与他人完全不同的推测,或者提出些异想天开的愚蠢想法。直到我购入《宇宙体系论》的副本后,我才惊讶地发现,原来星云假说在这本书中占据的篇幅竟如此之少,这个事实让我觉得非常诧异。我们常犯的愚蠢错误便是,因为某事在后世非常重要,便自然而然地认为,这件事情当初做起来定是花费了不少工夫的。科学领域中许多著名的理论在刚被提出时,通常只是某本大部头里的某个自然段或某个脚注,有些在当时甚至完全被人遗忘了。在读《圣经》的时候,一些举世闻名的圣经故事在原书中竟然只是无聊冗长篇章中的短短一两句话,对此我们不也感到惊讶甚至是好笑吗?

拉普拉斯研究历史之短暂离题的主要原因非常有趣,而且他是完全出于一种理论,而非实际需求。大多数学者永远不会放弃激励他们研究的信念。如果学者的某些作品看起来与他们的信念背道而驰,仔细品读你会发现,字句之间还是能看出作者的中心思想依旧与其所持信念一致。当然星云假说是行星起源的历史性理论,但当我阅读拉普拉斯的设想直至最后一段时,我找到了能证明我上述之言的明显证据,这让我忍不住笑了起来。拉普拉斯之所以提出星云假说,也是为了支持其太阳系稳定说!行星必然是有起源的,拉普拉斯认为,这种太阳系的形成方式能最有力地保证太阳系的恒久稳定。拉普拉斯这本书的最后一个自然段基本上是他1788年的一篇文章的改写,他在文中胜利地宣告:

“无论天体系统到底是如何形成的,系统中每个元素的秩序定然能维持天体系统长久的稳定,前提是没有外部因素对系统造成干扰。只有通过这种方式(即通过星云假说中的方式形成天体系统),行星与卫星才能在近乎圆形的轨道上,用同一种方式,在同一平面上运动。天体系统只能在中间状态中运行,即使发生偏离,程度也很小。不同星体旋转的平均运动及演化形式都是统一的……为了维持个体与种族的延续,大自然似乎为宇宙中的每个星球都安上了同样的体系,就和我们在地球上观察到的体系一样。”

在阅读《宇宙体系论》时,我意识到,星云假说虽然让拉普拉斯成为宇宙历史学家第一人,但它实际上是建立在反历史的基础上的。我不禁扬扬自得,因为这的确是一个发现。我发现有人已经针对这个问题进行过论述了。C.C.吉莱斯皮(或许是全美最优秀的老科学史学家)在《科学传记辞典》中写过一篇关于拉普拉斯的长文,文中强有力地论述了上述观点:

“如果这篇文章是为拉普拉斯辩解而作的,那文中必然需要清晰论述的一点便是:拉普拉斯的思想丝毫未受19世纪演化发展思潮的影响。拉普拉斯最后得出的结论与稳定有关,证明也经过无数次的计算……他再次将其发现当作一纸大自然所写的承诺书,表明大自然用尽全力以确保物理宇宙的永恒,就像大自然对有机物种的保护一样……显然,拉普拉斯思考的重点并不在于太阳系的发展,而是在于太阳系的起源。”

我认为,想要很好地理解拉普拉斯的反历史思维与真正的发展观之间的区别,我们应当将星云假说与当代唯一具有竞争力的行星起源理论—彗星撞击假说进行对比。彗星碰撞假说是18世纪最伟大的法国博物学家乔治·布封Georges Buffon,1707—1778。—译注提出的。拉普拉斯自己也承认,布封是他唯一的竞争对手,他在《宇宙体系论》中写道:“自发现世界真实体系后,布封是我所知唯一一位会追溯行星与卫星之起源的人。”

布封认为,一颗彗星与太阳相撞时带来的冲击震出大量的太阳物质,这些物质分离破碎后再度组成行星与卫星。拉普拉斯并不认同布封的观点,在他看来,布封的理论无法解释行星运动的规律性。彗星带来的冲击或许能够解释行星运转方向及所在平面的一致性(彗星撞击太阳时从太阳上脱落的碎片决定了行星的运动方式与运动方向)。但拉普拉斯认为,布封的理论无法解释行星自转方向的统一性与卫星诞生的方式。

乍一看,布封与拉普拉斯两者的理论大不相同。两人均生活在动荡的时代,布封在法国大革命前曾做过最后两任路易斯国王的臣子,而拉普拉斯的作品则历经数个因革命而建立的政府,当然还包括拿破仑政府。但在二人共同的兴趣—行星起源理论方面,无论是生平还是学术,布封与拉普拉斯都有着惊人的相似之处。布封不仅是个博物学家,还是位杰出的数学家,他有两个特殊的爱好,在这方面与拉普拉斯出奇地相似。首先,布封是牛顿的忠实拥护者,他将牛顿的拉丁原本《流数法》的英译本翻译为法文。第二,布封最感兴趣的也是概率学。布封对概率学最主要的贡献在于,他是第一个在概率学中运用微积分的人,并由此将概率学理论的应用延展至曲面上(有趣的是,拉普拉斯与布封均因他们所著的概率学专著而加入了法兰西科学院,布封是在1734年,而拉普拉斯则为1773年)。

但在他们科学研究的成熟期,布封和拉普拉斯的专业研究活动则截然不同,由此所持的思想也大不一样,对待历史的态度自然也就天差地别了。拉普拉斯对历史漠不关心,而布封则对历史保持着浓厚的兴趣。年轻时,拉普拉斯沉醉于数学计算中,最终成为那个时代最伟大的天体力学家。布封则将事业投身于植物学与动物学领域中,最后成了当时最伟大的地球博物学家(或许只有林奈才能超越布封在博物学领域中的地位—见文章32)。

布封花费了一生的时间撰写鸿篇巨著—《自然史》(布封去世时,这本书依旧没有完成)。《自然史》是套大部头,单是分卷就能够填满图书馆一个大书架。学习天文的人陶醉于《自然史》的精确性及持久性;学习地球生物的人也会从《自然史》中寻求一些普遍性,一般而言都会有所收获。而博物学家也从每种生物的独特性中找到了快乐,无论是生物个体一生的发展变化,还是范围更大的地质年代的演化历史(如果他们也像布封一样研究化石记录),都能让他们对生物的发展史保持敏感。毕竟,优秀的博物学家必定是位历史学家。

1749年,布封在其第一本地质学著作《地球历史与理论》(History et Théorie de la Terre)中介绍了他的彗星撞击论。时隔多年后的1778年,也就是布封去世的那一年,他再版了《地球历史与理论》,其内容更加翔实,并将书名更改为《自然的各个时代》(Époques de la Nature)。绝大多数生物学家与历史学家认为这本书是布封最杰出的作品,也是科学散文的最佳范例。布封在《自然的各个时代》中对历史方法论做出了清晰的辩护与阐释,与拉普拉斯对待历史的态度形成鲜明对比,也为我们提供了对待历史的合适准则。布封与拉普拉斯对待历史截然不同的态度能够帮助我们更好地理解历史探索的本质。

我们先来说说推论的准则。历史学家十分看重详细描述的方法,利用过去的事件和情况来解释当下的现象。过去发生过的一切交织成一张独一无二又充满偶然性的网,当下之事便是这张网的产物,网络与当今这个需要解释的世界也保持着一致性。历史学家也知道,过去的历史记录是不完整的,许多数据并未以物质的形式得以记录保存下来,许多原则上应当保留下来的实际上也未能保留。人们总是哀叹数据的丢失,希望留下的文献能够更加完整。但我们没有必要为必然会有所残缺的历史记录而心生歉意,因为我们可以将残缺的信息当作有趣的谜题与挑战。如拉普拉斯这样的反历史学家每次需要使用叙事性数据时都会感到紧张,如果他们的论断不是基于计算或直接观测得出的,他们往往会坦率地为此表达歉意。

拉普拉斯在书中探讨星云假说的部分正是以道歉结尾的,他在最后写道:“在本书里我介绍的行星体系理论连我自己也抱以怀疑的态度,因该理论并未通过计算或观察加以检验。”布封和拉普拉斯的态度则截然相反。他在《自然史》的开篇便赞美用叙事法探究历史的作用及他激动的心情。布封的开篇语如下:

“在文明史中,我们研究事件的各种特性,研究不同的纪念勋章,解译古老的铭文都是为了依着道德的秩序确定人类各个革命发生的时间和每件事情发生的具体日期。同样,在自然史中,挖掘出世界在发展过程中留下的“档案”,从地层深处挖出古老的遗迹,收集自然的残骸,再将残骸拼凑成完整的个体,让我们看出过去发生过的变化,使我们重回大自然不同的时间段。这是在无限空间中确定发展时间点的唯一方法,也只有这样,我们才能在永无尽头的时间长河中矗立起人类发展的一个又一个里程碑。”(上述引文由我翻译而成)。

接下来我们再来聊一聊事件的特性。“历史”二字当作何解?历者,经历也;史者,记录也,这两个字合在一起便是“将经历过的事情记述下来”。既是历史,则必须尊重(甚至是热爱)其中的“史”字。叙事者必须要以让人感兴趣的方式将发生过的事情记述下来,要让读者认为,这一系列独一无二的事件之间有着引人入胜的因果联系。拉普拉斯笔下的星空便没有“历史”,只有星体们漫无目的地遵循着简单的法则,永无止境地循环运动。任何可能发生的方向性或具有累积性的不稳定,都会被行星体系周期性的自我矫正机制迅速化解。拉普拉斯的星云假说虽然也可看作是历史,但只从地质学角度上描绘了太阳系诞生的那一瞬间,随后太阳系遵循的便是永无止境的反历史规则。已经出现的事物是本就该出现的事物,已经发生过的事情是本就该发生的事情,太阳底下无新事。

布封的《自然史》则是在与拉普拉斯的观点完全对立的论断上书写出来的。布封认为,地球的历史叙述了地球在不同阶段内经历累积变化的故事(布封将这一章节取名为“纪元”),这故事相当精彩。他把地球的历史分成七个定向性纪元:第一纪元,彗星撞击太阳,由此地球与其他行星诞生了;第二纪元,地球形成了土壤与矿床;第三纪元,大陆被水淹没,海洋生物随即出现;第四纪元,海水退去,新大陆出现,火山也开始活动起来;第五纪元,陆地上出现了动物的踪迹;第六纪元,大陆分离,逐渐形成现在的地貌;第七纪元,人类出现了,并逐渐繁衍壮大,成为地球的霸主。这些难道还不足以说明布封《自然史》的任意一项内容都比拉普拉斯永恒的天体运动更加丰富吗?

布封明确表示了他对永恒论的质疑。他认为,地质学与古生物学中的叙事记录均显示,天体其实处于定向的改变当中:

“尽管乍一看,大自然伟大的杰作从不会改变和更替,自然之产物,哪怕是最脆弱、最易凋零的产物,也会和其他万事万物一样永恒……但如果仔细观察,我们便能发现自然发展的轨迹前后并不一致,有新组合的出现,也有事物或结构的突变,大自然事实上一直都在进行着交替的演变更迭。最终,无论大自然总体看起来多么一成不变,其实组成大自然的每个部分都是可变的。如果我们能接受完整的大自然,我们便应当相信,如今的大自然与刚诞生时的大自然差异极大,大自然演变的各个过程也是天差地别的。我们口中所说的纪元,指的便是大自然的变化。”

公认的永恒不变的确听起来很棒,但历史展现出的波澜壮阔却更让人兴奋,它以不同的方式让时间变得不再那么陌生、冰冷。万事万物都需要有好的机制,天体也不例外,所以不管什么时候还是给我一位博物学家吧,因为人类的演化也需要会说故事的人。在本系列近250篇文章中即作者著名的“自然史沉思录”系列科普散文,该系列共有《自达尔文以来》《熊猫的拇指》《母鸡的牙与马的蹄》《火烈鸟的微笑》《为雷龙喝彩》《八只小猪》和《干草堆中的恐龙》七本书,可以说每一本都是精品,尤其是第一本《自达尔文以来》。—编注,我一直在避免写出主题重复的文章(哪怕只是为了遵循上述的历史法则—变化)。但无可奈何,就像是一张坏了的唱片(这个比喻属于我们这个纪元,千百年之后的人怕是不懂其中的含义了),有一段引言总是重复出现。在这个系列中,我有近半数的文章都用这段引言当作结尾(就某方面而言,这么做让我感到羞耻,但每个人都有其“拉普拉斯”的一面呀)。在这个系列开头的《这种生命观》一文中,我也引了这段引言(我想,每个人都需要有自己“不可变”的事情吧)。我爱这段引言,因为它同样通过对比拉普拉斯的天体永恒旋转说(永远处于运动中,却也永远不会发生改变)与生命这场波澜壮阔的故事(永远在发展,永远不会相同,永远在向世界叙述着它的故事),承认了生命与历史的力量。这段引言即是达尔文《物种起源》的最后一个自然段:

“因此,经过自然界的战争,经过饥荒与死亡,我们所能想象到的最为崇高的产物,即:各种高等动物,便接踵而来了。生命及其蕴含之力能,最初由造物主注入寥寥几个或单个类型之中;当这一行星按照固定的引力法则持续运行之时,无数最美丽与最奇异的类型,即是从如此简单的开端演化而来并依然在演化之中;生命如是之观,何等壮丽恢宏!译文选自《物种起源》苗德岁译本。—译注