生物學的意義——有機化學——生理學——微生物與細菌學——碳氮循環——自然
地理學與科學探險——地質學——自然歷史——達爾文以前的進化論——達爾文——進
化論與自然選擇——人類學
生物學的意義
在隨著文藝復興開始的科學時期裡，天文學與物理學的進步所引起的思想上的革命
是最大的一次革命。當哥白尼把地球從宇宙中心的高傲地位上推下來，牛頓把天體現象
收服到日常習見的機械定律管制之下的時候，許多構成整個神意啟示理論基礎的默認假
設，恰好也遭到了破壞。這樣，人們的觀點就發生了徹底的改變，可是還要經歷相當長
的歲月，效果才能表現出來。地是宇宙的中心，人乃創造萬物的唯一目的和意義一類的
流行看法，在一般人的信仰裡雖然仍有其地位，可是有知識的人士早已把同這些看法有
聯繫的一些天文學觀念拋棄了。
在十九世紀的飛躍進步中，最有效地擴大了人們的心理視野，促成思想方式上的另
一次大革命的既不是物理知識的大發展，更不是在這些知識基礎上建築起來的上層工業
大廈。真正的興趣，從天文學轉移到了地質學，從物理學轉移到了生物學和生命的現象。
自然選擇的假說，第一次給進化的舊觀念提供了一個可以接受的基礎，使人類思想在它
的無盡旅途中走上下一段漫長的行程。在這個過程中，達爾文成為生物學中的牛頓——
十九世紀思想界的中心人物。單是自然選擇也許不能完全解釋後來出現的許多事實，但
進化論本身卻建立在一個廣博的基礎上了。這個基礎隨著時間的推移，只是更加鞏固。
要追溯進化哲學的歷史和意義，我們必須從第五章談到的地方，去考察生物知識的
進步。在構成生物學的基礎的各門科學當中，物理學與物理化學，已經敘述過了，但是
有機化學在十九世紀才成為一個確定、獨立的科學，須要在這裡加以敘述。
有機化學
動植物體內複雜物質的化學，主要是那個奇特的碳元素的化學。碳原子有一個特殊
的性質，既能自己互相結合，又能和別的元素結合，以構成很複雜的分子。我們說過，
自古以來就有兩種對立的學說，一種學說主張生命是一種特殊的生命原質，另一種學說
認為在生命體中，和在外界的物質世界中一樣，機械作用可以最終地解釋一切現象。有
很長時間，人們一直以為組成動植物組織的複雜物質只有在生命的過程裡才能形成，因
此有人認為，對於生命的靈魂說的信仰就是隨著這種看法興起和衰落的。1826年，亨內
爾（Hennell）用人工的方法合成了乙醇，1828年，韋勒（FriedrichWohler）用氰酸與
氨製成了尿素。這些事實說明以前僅僅存在在生物體內的東西，現在也可以在實驗室內
制造出來了。以後跟著又制造出許多人工合成物，1887年，費捨（Emil Fischer），由
碳、氫、氧等元素合成了果糖與葡萄糖。二百年來有機物只能用干餾方法分析，分析的
結果經過秤量，按份數記錄下來，即氣、液、油和碳滓各佔若幹份，可是到了十八世紀
後期，就已經知道了許多有機化合物，捨勒（Scheele）就分離出幾種有機酸。
有機化學的頭一個基本問題是測定化合物中的元素與其組成的百分數。現今所用的
方法是將要測定的化合物放在氧化銅放出的氧內燃燒，然後測量燃燒後的產物的數量。
這種分析的方法主要是由拉瓦錫、柏采留斯、蓋伊-呂薩克與泰納爾（Thenard）等人發
明出來的，又由李比希（Justus Liebig）加以極大的改進，到1830年，碳化合物的成
分可根據經驗得到相當精確的測定。一個驚人的結果便是發現了「同分異構體」（即有
些化合物組成成分百分數相同而物理與化學性質不同），例如異氰酸銀與雷酸銀，尿素
與氰酸錏，酒石酸與葡萄酸都是。柏采留斯認為這種現象是由於兩種同分異構體的分子
中原子的排列與聯繫不同的緣故。同樣的現象也在元素中發現了，拉瓦錫證明木炭與金
剛石在化學上是同一物質。
柏采留斯的見解，在弗蘭克蘭（1852年）、庫珀（Couper）與凱庫勒（Kekule，
1858年）等人將原子價的觀念闡明以後，得到進一步的發展。如常用酒精的經驗式
C2H6O可以寫成構造式如下：
式中，凱庫勒所指出的碳原子的四價，可用四條線表示，而每一條線可與別的原子
如H或與別的原子團如羥基OH相連接。
1865年，凱庫勒在討論芳香化合物的文章中，把這些見解推廣去解釋這類化合物中
最簡單的苯（C6H6）的結構。凱庫勒指出苯與乙醇不同，乙醇的碳鏈兩端開放，而要解
釋苯的化學性質與反應，須將碳鏈的兩端連結成一個合閉的環，如下圖所示：
只要設想有一個或多個氫原子被其他原子或原子團所置換，便可以表達比較繁複的
芳香化合物的結構。
這樣，有機化學便理論化了。人們根據理論上可能的結構式，預言有某些新的化合
物存在，而許多預期的新化合物也真的合成或分離出來了。這樣，就有機化合物而言，
結構式的理論就使我們可以把演繹的方法應用到化學上去。
米徹爾裡希（Mitscherlich）本來早已指出原子結構與晶狀有關，在1844年，他又
促請人們注意一個事實：酒石酸的各同分異構物，雖然化學反應，組成成分及結構式都
是一樣，可是光學性質卻不相同。1848年，巴斯德（Louts Pasteur，1822－1895年）
使葡萄酸鹽重結晶時，發現有兩種晶體形成，它們的關係如右手與左手或實物與鏡中的
影像一樣。如果將這兩種晶體分別取出，再加溶解，一種溶液可使偏振光的偏振面旋轉
向右，另一種溶液則使偏振面旋轉向左。第一種溶液後來證明含有一種普通酒石酸的化
合物，第二種溶液則含有另一新鹽，與第一種混合，即得葡萄酸鹽。葡萄酸和類似物體
的分解可以利用酵素一類有生命體的選擇作用來實現。事實上，從有生命的物質中得出
的許多產物在光學上都是活潑的，而在實驗室中合成的同樣的產物卻是不活潑的。
1863年，維斯裡辛努斯（Wislicenus）根據乳酸的類似現象斷定，這兩種不同的晶
體一定是由於原子在空間的排列不同而造成的。1874年，勒•貝爾（Le Bel）與范特-
霍夫也各自獨立地得到這個觀念。他們推斷說，一切在光學上活潑的碳化合物都具有不
對稱的原子結構。范特-霍夫以為碳原子C位置在四面體的中心，其四角上放有四個其他
原子或原子團（圖8）。如果這四個原子或原子團各不相同，就可得一種不對稱的結構，
這裡可能有兩種安排，彼此的關係和實物與鏡中影像的關係一樣。勒•貝爾、瓊斯
（H.OJones）、波普（Pope、基平（Kipping）等人又發現碳以外的其他元素，特別是
氮的化合物也有同樣的現象。
1832年，李比希與韋勒指出：在許多情況下，一個複雜的原子團（後來叫做「基」）
通過化學作用在一系列化合物都是緊緊抱成一團的，就像一個元素的原子一般。
例如氫氧基OH，不但發現於水中，就是在一切苛性鹼類與醇類中也一樣存在。此外
在有機化學與生物化學裡還可找著無數的複雜的基，而且是有機化學和生物化學的反應
所必需的。
從基的觀念自然而然要走到構型的理論。這個理論是羅朗（Laurent）與杜馬
（Dumas）提出的：在1850年以後，又由威廉森（Williamson）與熱拉爾（Gerhardt）
加以發展。化合物可按照它們的構型分類，例如氧化物可以看做是在水型的基礎上構成
的，氫原子的一部或全部被同價的原子或原子團所置換。這種基與型的觀念代替了柏采
留斯的電性二元論。
構成生物機體的無數有機物逐漸被分離出來，在十九世紀後半期又按其元素用人工
方法合成出來。它們都是以下三類比合物的某一類的成員或其衍生物：
（1）蛋白質，含碳、氫、氮、氧，有時還有硫與磷。
（2）脂肪，含碳、氫與氧。
（3）碳水化合物（糖類），合碳、氫、氧，氫和氧的比例和它們構成水的比例一
樣。
在這三類比合物中，蛋白質的化學結構最複雜，主要的基礎是氮。它們容易分解為
許多大致相同的成分，一般叫做氨基酸，含有氫、氮二元素結成的氨基NH2。這類酸中
有許多在十九世紀裡被分離出來，並加以化學的檢驗。它們的結構是多樣的，但都具有
一個或多個酸性碳氧基（COOH學名「羧基」）和一個或多個鹼性的氨基，所以它們同時
具有酸、鹼兩性。各種有機體中發現的各種蛋白質，即是許多氨基酸以不同的比例所構
成的。
1883年，庫爾蒂斯（Curtius）用人工造成一種物質，其化學反應與蛋白質產物相
同。跟著，費捨研究了這種物質與類似化合物的結構。他發明瞭幾個方法來使氨基酸結
合成複雜的物體。這種物體同消比□作用於蛋白質而造成的蛋白□很相象，這些物質就
叫做「多□物」。這樣，在十九世紀結束以前，在測定生物機體的組成成份的性質方面，
甚至在合成這些成分方面，都有相當的進步，但對於更複雜的蛋白質，仍然了解得很少。
生理學
十九世紀生理學上最早的觀念之一就是，身體的生命是組成身體的各個組織的生命
的總和結果。比夏（Bichat，1771-1802年）提出了這個理論，並且在弄清這些組織的
特性方面有很多貢獻。他以為在生命中，生活力與物理和化學的力量經常在斗爭之中，
後兩種力量在生物死後，就重新主宰一切而毀滅了生物的軀體。
有些個別的觀察已經說明大腦的各種功能各有一定的部位。例如1558年，威尼斯的
馬薩（Massa）注意到左眼後面的部位受傷可以妨礙說話的功能。哈勒（Haller）以為
神經在腦髓中有一個共同的會合點，但遲到1796年，有資格的解剖學家仍然把腦室裡的
流體與蓋倫的「動物元氣」和亞里斯多德的「感官交會所」或「靈魂的器宮」混為一談。
這種理論最後為先在巴黎、後在維也納行醫的加爾（F．J．Gall，1758－1828年）的解
剖所駁倒。他把馬薩的見解加以發揚光大，揭示了大腦的真正構造，並說「灰質是神經
系統的活潑而必不可少的工具，白質只是聯繫的鏈條而已」。加爾被人指責為唯物主義
者。他堅持遺傳的重要，尤為人所不滿，因為遺傳一說和當時教會的道德責任觀念是抵
觸的。他習慣於把無可置疑的事實與謬誤叢生的學說混合在一起，這就給他招來更多的
糾葛。他所辭退的助手斯珀茨海姆（Spurzheim）根據他對於大腦各部位功能的研究結
果建立了荒唐的「腦相學」，因而使人以為加爾本人也不過是一個走江湖的騙子。但現
代腦神經學仍然是建立在加爾的研究成果的堅實部分之上的。
比夏所主張的活力論，為另一位法國生理學家馬讓迪（Majen－die）所修改。他以
為生物的某些現象是一種不可解的生命原質造成的。自1870年以後，馬讓迪對於他認為
適於用實驗方法研究的問題進行了辛勤的研究，有不少成就。他反對當時流行的理論觀
點，崇拜實驗，甚至盲目的實驗；當時采用培根的實驗方法的人很少，他卻是一個。他
證明脊神經的前後根功能各異，正如貝爾（Charles Bell）爵士所推測的那樣，——這
是神經系統生理學上的一個基本發現。馬讓迪還創立了研究藥物效應的實驗藥理學．而
且證明血液在血管裡流動的主要原因是心臟的抽唧作用。
笛卡爾與他的學生以為由神經纖維傳達到中樞的刺激會自動地變成向外去的神經沖
動，而激發適當的器官或肌肉，這樣，人體便成了一副機器。醫療學派接受了這個觀點。
貝爾、馬讓迪與霍爾（Marshall Hall，1790-1857年）等人對這問題提供了不少的證據。
霍爾把隨意的反射作用與無意識的反射作用區別開來。許多生活中的尋常動作如咳嗽、
噴嚏、行走、呼吸都可以看做是反射，另外還有許多動作，從前認為包含複雜的心理作
用，到十九世紀末年，人們，特別是夏爾科（J.M．Charcot，1825-1893年）與他的學
生才把這些動作劃歸到反射作用去。到了二十世紀，在這些問題上更積累了不少的證據。
十九世紀初年，德國最著名的生理學家是約翰內斯•彌勒（Johannes Muller）。
在他的名著《生理學概論》中，他搜集了當時所有的生理知識。他對於神經功能也進行
了不少研究。他有一個很有效果的發現：我們經驗哪一種感覺，與刺激神經的方式無關，
而只取決於感官器官的性質；例如光、壓力或機械的刺激，作用於視神經與視網膜時，
同樣產生光亮的感覺。自從伽利略的時代以來，哲學界就相信，人們單憑感官是無法真
正認識外界的。彌勒的發現給這一信念提供了生理學的根據。
不管這種研究多麼成功，就是用物理與化學的實驗方法來推進生理學的人們也往往
感覺有許多問題是這些方法所不能奏效的。此外，還有一些人把主要興趣放在形態學方
面。他們采取更加徹底的活力論的觀點。在法國特別是這樣。在那裡盡管有馬讓迪的實
驗工作，但科學界研究自然歷史的氣氛比研究生理學的氣氛更濃一些。博物學家居維葉
（Cuvier）的影響也有利於活力論。
馬讓迪的有名學生是克勞德•伯納德（Claude Bernard，1813－1878年）。他在實
驗才能上不亞於他的老師，認識到在設計實驗室工作時需要心思與想像力。伯納德所研
究的主要是神經繫在營養與分泌上的作用。他進行這項工作時一面采用實驗方法，一面
進行直接的化學研究。他的工作成為現代生物化學的許多成果的先聲。
在彌勒的書中，食物在胃裡所經過的化學變化就彷彿是消化的全部過程。1833年，
美國陸軍外科醫生博蒙特（Beaumont）發表了有關消化的許多新事實。這些事實都是他
從一個受了槍傷、胃上留有一個孔穴的病人身上觀察到的。伯納德也在動物身上造成同
樣的情況，證明胰液可以把由胃進入十二指腸的脂肪分解為脂肪酸與甘油，把澱粉轉化
為糖，並溶化含氮物質或蛋白質。
杜馬與布散果耳（Boussingault）認為植物與動物的功能完全相反。植物吸收無機
物，制造有機物。動物本質上帶寄生性，靠了把有機物變為無機物，至少是變為比較簡
單的殘滓而生活。動物吸取有機食物，有時略加改變，但他們認為動物絕不能制出脂肪、
碳水化合物或蛋白質。伯納德用狗作實驗，證明肝在神經控制的內分泌影響下，可從血
液製成葡萄糖。1857年，他又用實驗證明肝在活著時能生成一種類似澱粉的物質，他叫
做肝澱粉或糖元，經過與生命無關的酵解後，即成葡萄糖。這樣，他使人明瞭了糖尿病
的性質，並指出動物也能製成某些有機物質。
伯納德的第三個大發現便是所謂血管舒縮神經的功能。這種神經可以在感官衝動的
刺激下產生不隨意動作，以控制血管。他是由於研究一種神經的節引起的「動物熱」，
而發現這種功能的。後來事實證明，所謂動物熱實際是由於血管的擴張而產生的。福斯
特（Foster）說：「任何稍具廣度的生理學討論都遲早難免要遇到血管舒縮問題」；這
些問題是由於伯納德在一個活的動物身上進行一次簡單實驗而產生的。「假使伯納德生
在今天的英國，這個實驗可能要遭到禁止，這樣，他的工作成果……在出生前就要被扼
殺了。」從歷史上可以很明白地看出：有關重要器官與身體各種功能如循環、呼吸、消
比的基本知識，現代生理學、現代醫學與現代外科所依賴的知識，都是由於在動物身上
進行實驗而得來的。不准用這個方法增進知識的人，應負很大的道德責任，即令他們不
了解事實或不了解這種實驗牽涉多麼重大的問題，他們的責任也絲毫不能減輕。
神經系統的研究為韋伯兄弟（E.H．and E．F．Weber）所推進。他們發現了抑制作
用，如刺激迷走神經而使心跳停止之類。
1838年，馬格納斯（Magnus）對於呼吸獲得進一步的知識。他指出動脈和靜脈管中
的血均含有氧與二氧化碳，但其比例不一樣。他以為氣體是溶解在血液中的，但在1857
年邁耶爾證明這兩種氣體與血組成一種鬆弛的比合物。伯納德指出一氧化碳的毒性作用
是由於它從紅血球的血紅蛋白裡將氧氣不可回復地置換了，因此血紅蛋白不起作用，再
不能將氧氣輸送到身體的組織中去了。
哈維在1651年出版的《動物的生殖》一書中，已經把觀察的胚胎學放在正確的基礎
之上，但真正開闢了現代發展的人是沃爾弗（Caspar Frederick Wolff，1733－1794
年）。他生於柏林，死於聖彼得堡，應俄國女皇葉卡特林娜之召到了那裡。在沃爾弗生
前，他的研究成果被人懷疑與忽視，但事實上他卻開創了現代一切結構理論的先河。他
用顯微鏡研究過細胞，指出怎樣從一個原來性質純一的胚子逐漸分比而形成各種器官。
馮•貝爾（von Baer，1792－1876年）指出細胞的增殖與分裂是一切胚胎發展的共
同過程，後來更認識在整個動物界裡，發育都是按這個過程進行的。1827年，馮•貝爾
再度發現克魯克香克1797年所看見的哺乳動物的卵子，從而推翻了每一卵子都包含具體
而微的小動物的舊說。我們可以說馮•貝爾創立了現代胚胎學。他批評了梅克爾
（Meckel，1781－1833年）關於「個體歷史是種族歷史的重演」的理論；這個假說得到
過早的承認，使胚胎學在十九世紀末年成了研究進化論者喜用的方法。當時，人們以為
這個方法在個體歷史中可以發現某些事實，而用另外的方法，只有經歷無窮的困難，在
動物界中進行廣泛的比較調查，才能得到這些事實。
生物結構的細胞理論開始於十七世紀。胡克在顯微鏡裡看見了「小匣或小室」，跟
著雷汶胡克、馬爾比基（Malpighi）、格魯（Crew）等人也有同樣的發現。但大進展發
生於十九世紀初期，那時米爾伯（Mirbel）、杜特羅會（Dutrochet）與他們的追隨者
逐漸將細胞理論奠定成形，而且按照從有核胚胎中產生的細胞不斷分裂過程研究了植物
和動物組織的形成。細胞理論是很多研究者的集體成就。
杜賓根（Tubingen）的馮•莫爾（Hugo von Mohi）研究了細胞的內容，並將細胞
膜內的粘性物叫做原形質。馮•耐格裡（Karlvon Nageli）發現這種物質含有氮元素。
舒爾茨（Max Schultz）把事實綜合起來而形容細胞為「一團有核的原形質」並主張原
形質是生命的物質基礎。
柏林的微耳和（Rudolf Virchow，1821-1902年）將細胞理論應用於病理組織的研
究，而在醫學上展開了一個新的篇章。他在《細胞病理學》（1858）一書中指出，病態
結構是由原有的細胞變化而來的細胞組成的。例如癌有賴於細胞的病理發育，如果能找
到一種治療的方法，它就必須建立在控制細胞活動的方法的基礎之上。
與擴大化學範圍把許多生命變化包括在內的同時，在把物理學的原理應用到生理學
問題方面，也取得很大的進展。哈維在解釋血液循環時認為，血液靠了心臟的機械作用，
被壓到動脈和靜脈裡去；這個學說賦予生理學的研究以自然主義的色彩。但到十八世紀
的後半期，由於這個問題非常困難，活力論的假說又普遍地被人采用；法國學派的「超
機械力」到十九世紀中期還維持著它的影響。以後，意見就開始改變。這種局面最初是
有機化合物的合成和我們敘述過的生理學方面的研究成果促成的，後來又為物理學方面
的研究成果所加強：路德維希（Karl Ludwig）在生理學中使用了物理儀器；邁爾與赫
爾姆霍茨的工作表明，能量守恆的原理必定也適用於生物機體。
許多人認為這是非常可能的。沒有證明的必要，但在許多年後，這一點才得到精確
的實驗證明。李比希的確說過動物熱不是夭生的，而是燃燒的結果，但直到有人把各種
食物放在量熱器裡燃燒測定其熱值以後，才得到定量的證明。1885年，魯布納（Rubner）
測定蛋白質與糖類的熱值為每克4．1卡，脂肪為9．2卡。1899年，阿特沃特（Atwater）
與布賴恩特（Bryant）發表了他們在美國所進行的更廣泛的實驗的結果。他們扣除了各
種食物中不能消化部分，對魯布納的數字加以修正：蛋白質與糖類的熱值為4．0卡，脂
肪為8．9卡。一個從事重勞動的人每日所需的食物的燃料值為5，500卡，而不用肌肉工
作的人，每日所需的食物的燃料值僅為2，450卡。伍德（T.B.Wood）等人新近對農場牲
畜的研究，又把食物分為維持量（即動物存活所需的食物），與增加量（即為發育與產
乳所需的食物）兩類。
要研究能量不滅的問題，我們就必須測定從食物中輸入的能量與肌肉作工發熱及排
洩時輸出的能量。魯布納在1894年對狗身上的輸入和支出作了估計，算出這兩個量出入
在0．47％之內。1901年，阿特沃特、羅莎（Rosa）與本尼迪克特（Benedict）在人體
上進行實驗。他們的結果說明，兩數出入在千分之二以內。腦力活動與其他沒有計入的
活動，很可能也需要能量，但其數值必然很小。
這種大體上符合能量守恆原理的結果說明，人體的體力活動歸根結蒂應溯源於所攝
入的食物的化學能量與熱能量。由此，我們可以得出一個即使不嚴格符合邏輯也是十分
自然的結論：能量的總輸出額既然符合物理定律，那末中間過程當然也可以完全用這些
定律來描述。
這種自然主義的觀點不但因為許多觀察者的工作證實了細胞理論而進一步鞏固下來，
而且還由於其他研究而進一步鞏固下來，其中包括關於細胞結構與功能的研究。人們很
快就把與膠體物質有關的物理現象的知識應用到生理學的問題上去，同時還發現神經作
用的現象總是伴有電的變化。
事實證明，有許多種以克汀病得名的先天白癡，是甲狀腺功能衰退造成的。1884年，
希夫（Schiff）發現，如果用甲狀腺素飼喂動物，可以防止切除甲狀腺的後果。這個結
果不久就應用於人體，使許多從前本來會以白癡終身的兒童，都成長為快樂而有智慧的
人。
由於用科學方法說明了許多人體的生理過程，十九世紀中葉機械哲學愈見盛行。於
是人們就產生了這樣一個信念：生理學不過是「膠體物理學和蛋白質化學」的一種特殊
情況。不管整個生理學問題以及構成這個問題的基礎的心理學和形而上學的問題的真相
怎樣，有一點是很明顯的：為了促進孤立地研究自然界的個別部分或方面的科學，我們
必須假定生理的過程，在細節上也是可以了解的。要增進知識，就必須應用已經確立的
自然原則，而從科學的有限觀點來看，物理學與化學的基本觀念與定律實在是自然原則
的最好的終極陳述。這種分析的方法與觀念是否足以解決整個動物機體的綜合問題，那
是另外一個深奧得多的問題。舉一個極端的例子：有一個學說，說人的心靈運用身體，
就像音樂家運用樂器一樣，即使樂器也不過是一種物質的結構而已。
在十九世紀的第三個季度裡，人們已經由研究同無機化學裡催化作用相似的催化作
用，進而去研究在生物機體中進行的許多過程。到1878年，有機催化劑或酵素在生物化
學上已經具有很大的重要性，那一年在闡明它們的作用方面有很大貢獻的庫恩
（Kuhne），給它們起了一個特殊的名稱：「□」（希臘文EV ＆UUn「在酵母內」）。
催化劑或□的主要性質是，它像滑油之於機器那樣，能促進化學反應，增加其速度，而
自己卻不作為一個組成成分加入最後平衡的物質。□常是膠體物，並帶有電荷，這也許
是它們的作用的一個原因。事實上，1887年，阿累利烏斯已經指出離子自身便有催化作
用，在蔗糖的旋轉中就是這樣。1904年和以後幾年，柯爾（Cole）。米凱利斯
（Michaelis）與索倫森（Sorensen）研究了離子對於膠狀□的影響。有機變化的過程
常需特殊的□。有些□分量極微，只有憑它們的特殊反應才能把它們發現出來；另外一
些可以分離出來加以研究。比較重要的□有如下幾類：分解澱粉的澱粉□，在酸液中分
解蛋白質的胃蛋白□，在鹼液中分解蛋白質的胰蛋白□，以及分解酯類物的脂□等。雖
然在生物體內，□的最明顯的作用，是促進複雜的物體使其分解為比較簡單的成分，可
是它們的作用是可逆的。它們只在化學變化的進行方向上，促進其反應的速度。
微生物與細菌學
十九世紀生物學最驚人的發展之一，是人們對於動植物和人類的細菌性疾病的來源
與原因的認識大大增進。這種認識由於能增加我們控制環境的能力，因而和其他科學的
實際應用一樣，也顯著地影響了我們對於人與「自然」的相對地位的看法。1838年左右，
德拉托爾和施旺發現發酵過程中的酵母是一些微小的植物細胞，而發酵液體中的化學變
化在某種程度上是這些細胞的生活造成的。施旺還發現腐敗也是一個類似的過程。他指
出如果我們設法用加熱的方法把所有與受檢查的物體相接觸的活細胞都毀滅淨盡，並且
以後只讓它和經過赤熱試管的空氣接觸，則發酵與腐敗都不會發生。這樣他就證明了發
酵與腐敗都是活著的微生物的作用造成的。
這些結果在1855年前後又由巴斯德加以證實與發揮。他認為每一個已知的自然發生
的例子，都不是事實。他指出細菌的存在都是因為有細菌從外面進來，或者裡面原來就
有細菌，後來才發育起來。巴斯德證明某些疾病如炭疽、雞霍亂與蠶病就是由特種微生
物造成的。後來許多別的疾病所特有病菌也發現了，它們的生活史也考查出來了，其中
有許多疾病是人類中間流行的疾病。
利斯特（Lister）在1865年聽說巴斯德的實驗，到1867年就把這一成果應用到外科
手術上去。他先是用石碳酸（酚）作為防腐劑，以後又發現清潔是一種有效的防腐方法。
由於利斯特把巴斯德的研究成果應用於外科，再加上戴維爵士、馬薩諸塞
（Massachusetts）的莫頓（W．T．G．Morton）與愛丁堡（Edinburgh）的辛普森（J．
Y．Simpson）爵士以前所發現的麻醉劑，外科手術就達到前此所未能達到的安全地步。
這些發現在衛生、內科與外科方面所產生的效果，極其明顯地表現在城市居民死亡率的
降低上。如倫敦在二百年前每年的死亡率是千分之八十，而1928年則降低到千分之十二。
1876年，科赫（Koch）發現炭疽桿菌的孢子的抵抗性比桿菌本身更強。1882年，科
赫又發現了造成結核病的微生物。大大發展了細菌學的技術，使它成為公共衛生與預防
醫學所必不可少的一種藝術與科學的，就是科赫。特殊的微生物，一經分離之後就可以
讓它們在明膠或其他媒介物的純粹的培養液裡自行繁殖。然後就可以在動物身上測定這
些細菌的病理效應。
人們發現，至少在有些情形下，與微生物細胞的生命有關的某些變化所以產生，是
因為微生物細胞裡有某種□，或者是由於微生物細胞的活動而產生某種□。1897年，畢
希納（Buchner）從酵母細胞內分離出了特種□，並表明這種□與活的酵母細胞相同能
引起同樣的發酵作用。這種□的作用與一般的情況相同，反應完成之後，□仍不變；單
單它的存在就足以引起和促進化學反應。
1718年，蒙塔古（Mary Wortley Montagu）夫人從君士坦丁堡傳入天花病的接種法。
十八世紀末，傑斯提（Benjamin Jesty）根據一般人的信念，認為患過輕微牛痘的擠奶
姑娘不會感染天花，英國柏克利鄉間醫生詹納（Edward Jenner）用科學方法去研究這
個問題，而發明瞭種痘的方法。他將病毒放在小牛體內，待其作用減弱時，再將痘漿注
射於人身，使人得減輕或完全避免這種疾病的危害。這一發現開創了免疫學的研究。病
原體產生有毒的物質或毒素。這種毒素是1876年首先在腐敗物內發現的。1888年人們可
用過濾培養液的方法，從細菌得到毒素。就白喉病而言，我們先從其細菌培養液取得毒
素，然後把這種毒素逐漸加多地注射入馬體內，馬的組織內即製成一種抗毒素。由免疫
的馬血製成的血清，可以保護與病菌接觸過的人和幫助已經患白喉病的人恢復健康，此
外，用病菌的消毒培養法，我們可以制出各種疫苗，使人們對活的病菌所造成的各種疾
病部分的或完全的免疫。1884年，梅契尼科夫（Metschnikoff）發現「食菌細胞」（白
血球），具有消除致病性細菌的功能。
伯登-桑德森（Burdon－Sanderson）與巴斯德等把詹納的毒素減弱的原理推廣應用，
去治療其他疾病。巴斯德證明狂犬病或恐水病，就是在已經感染以後注射，一般也是有
效的。這個可怕的、從前認為無法治療的疾病，經注射後死亡率減少到百分之一左右。
顯微鏡下看不見有細菌。這種病是一種比一般細菌小得很多的病毒所造成的。
病原微生物的生活史常常是很複雜的，有些病原微生物在不同的寄主裡度過其生活
的幾個階段。只有通過給活動物接種的極周密的實驗，才有可能研究它們的性質。有些
寄主有時並不感受侵入的微生物的影響，這就使我們在研究感染的來源時遇到極大困難。
人們最後戰勝瘧疾的經過是研究傳染病時所遇見的困難與危險的最好的例子。瘧原蟲是
法國軍醫拉維蘭（Laveran）在1880年左右發現的。五年後意大利人觀察到人們感染瘧
疾是由於被蚊蟲咬傷。1894-1897年間，曼森（Manson）與羅斯（Ross）證明一種特殊
的蚊蟲（Anopheles，瘧蟻類）身上有一種寄生蟲，這種寄生蟲就是瘧原蟲的幼蟲。因
此，防治瘧疾的正確方法就是毀滅蚊蟲的幼蟲。而要毀滅蚊蟲的幼蟲，就需要把沼澤地
帶的積水排清，或用油膜覆蓋於靜水的池沼上面，以防止其生長。
同樣，人們也查明馬爾他病或地中海熱，是一種微生物的作用造成的。這種微生物
的一段生命寄生在山羊體內，由羊乳傳染到人，可是山羊卻不生病。人們還發現黑死病
（鼠疫）與鼠、蚤及其他傳遞疫菌於人的寄生蟲有關。這是病菌通過間接途徑進入人體
的又一例子。只有明瞭這些病菌的生活史之後，防治的斗爭才能收到最好的成效。
1893年，萊夫勒（Loffler）與弗羅施（Frosch）最先透徹地研究了超顯微鏡的病
毒。他們指出患口蹄疫的動物的淋巴液經過可以隔離一般細菌的濾器後，仍然可以使其
他動物感染疫病。他們斷定所處理的對象，不是無生命的毒質而是能生殖的微小機體。
我們至今還不能斷定這些超顯微鏡的可濾過的、可以使動植物感染，很多疾病的病毒，
究竟是不是粒子狀的細菌。無論如何，它們的大小，必與分子接近，有人以為它們是一
種非細胞的新型的有生命的物質。
碳氮循環
我們再來談呼吸的問題。拉瓦錫與拉普拉斯證明動物的生命需要碳和氫經氧化而成
二氧化碳與水。1774年，普利斯特列發現，如果把綠色植物放在小鼠「弄壞」過的空氣
停一個時候，這種空氣就可以再一次恢復維持生命的功能。1780年，英根豪茨（Ingen
－housz）證明植物的這種作用只有在日光下才能發生。1783年，塞尼比爾（Senebier）
表明這種化學變化是把「固定下來的空氣」變成「脫燃素的空氣」，即由二氧化碳變成
了氧。1804年，德•索熱爾（deSaussure）對這個過程作了定量的研究。這些結果啟發
李比希進行研究，並提出一個概括的理論，說碳元素和氮元素在動植物交互生長與腐敗
的過程中，必經過循環的變化過程。
幫助植物增殖的活性物質是葉綠素。它的化學結構與在日光下的化學反應都很複雜，
現在還不十分明瞭。但是它有一種能力，是地球上我們所看到的生命所必需的：它能利
用日光的能量去分解空氣中的二氧化碳，釋出氧氣，使之與植物組織的複雜有機分子裡
的碳相結合。在葉綠素的吸收光譜中，最大吸收量的位置恰與太陽光譜中最大能量的位
置相合，這樣一種手段與目的的適應，不管是怎樣產生的，畢竟是很奇妙的。
有些動物靠食用植物過活，也有一些動物靠吃其他動物維生，因此，一切動物都是
依賴葉綠素所收集到的太陽能量生活的。動物呼吸時，將碳化物氧化為有用的衍生物與
排泄物，同時靠氧化所發出的其余能量維持體溫。植物也慢慢放出二氧化碳，不過在日
光中這種變化為具逆向的反應所掩蔽而已。植物與動物都把植物吸取的二氧化碳歸還給
空氣中，無用的有機化合物就堆積在土中。在這裡它們為無數土壤細菌所分解，變成無
害的無機物，同時將更多的二氧化碳傾注於空氣中。這樣就完成了碳的循環。
與此相當的氮循環是較近的發現。羅馬詩人味吉爾在其《農事詩》裡，已經勸告在
種麥之前須種黃豆、紫雲英或羽扇豆。這種作法的好處是大家都知道的。但是其中道理
直到1888年經過赫爾裡奇爾（Hellriegel）與威爾法斯（Wilfarth）研究方才弄明白。
豆科植物根上的瘤藏有一種細菌，能固定空氣中的氮，用我們不知道的化學反應，把氮
變成蛋白質，然後輸送到植物裡去。1895年，維諾格拉茲基（Vinogradsky）尋出另外
一個過程：土中細菌直接由空氣中得到氮，其所需要的能量大概是由死植物的纖維分解
而來的。
植物可以從這兩種來源得到氮。含氮的廢物，主要是在土壤中適宜的細菌的幫助下，
變成氨鹽，最後變為硝酸鹽。這是植物制造蛋白質所需要的氮的最好來源。土壤是物理
的、化學的與生物的混合體，主要是膠體。為了維持它的平衡，它既需要從動植物腐敗
而來的有機鹽，也需要從礦物而來的無機鹽。
李比希說明了礦物鹽在農業上的重要性，但他忽略了氮的極端重要性。十九世紀中
葉，這個問題才由布散果耳（Boussingault）以及吉爾伯特（Gilbert）和勞斯（Lawes）
在羅森斯特德（Rothams－ted）實驗站加以研究；他們的研究成果成了現代人工施肥的
基礎。植物生命不可缺少的元素是氮、磷與鉀，但這些元素通常只有極少量。如果這些
元素的一種分量過少，農作物的收成必受限制。只有按照植物能利用的方式添加不足的
元素，植物才會自由生長起來。微量的其他元素，如硼、錳與銅，也是植物所需要的。
人工施肥的科學研究使農民在耕作方法上得到更大的自由。當人們可以把農作物所
吸取的元素還給土地來維持土地的肥沃性的時候，舊日的輪種和體種方法就可以大大改
變了。
自然地理學與科學探險
在十八世紀後半期和整個十九世紀，系統的世界探險工作進行得很快，而且大部分
是在真正科學精神下進行的。1784年，英國軍需部在洪斯洛荒地（Hounslow Heath）測
定基線，開始利用三角學進行測量。這樣，法國地圖學家丹維爾（d』Anvlle）所創始
的精密地圖和海洋圖就都有可能給制出來了。
我們應當敘述一下普魯士博物學家和旅行家洪堡男爵（vonHumboldt，1769－1859
年）的工作。他最喜歡住在巴黎。在那裡，他協助蓋伊－呂薩克完成氣體的研究（見
211頁）。他花了五年的時光在南美洲及墨西哥海灣的海上與島上探險。根據這次旅行
所得的觀察結果，他認為應該把自然地理學與氣象學當做是精確的科學。洪堡首先在地
圖上繪出等溫線，因而得到一個比較各國氣候的方法。他攀登過安第斯山脈的琴博臘索
山（Chimborazo）與其他高峰，以觀察溫度隨海拔增高而降低的比率。他研究了赤道帶
暴風與大氣擾亂的起源；他研究了火山活動帶的地位，認為火山活動帶與地殼的裂縫是
符合的。他調查了動植物在自然條件影響下的分佈情況；他研究了從兩極到赤道地磁強
度的變化，並巳創造了「磁暴」這個名詞來描述一個他首先加以記錄的現象。
洪堡的勞動與人格引起人們很大興趣，從而推動了歐洲各國的科學探險。1831年英
國派出「獵犬號」（the Beagle，或音譯為「貝格爾號」）進行了一次有名的航行，
「完成了巴塔哥尼亞（Pata－gonia）與火地（Tierra del Fuego）的測量；又測量了
智利、秘魯的海岸和太平洋上一些海島；並且進行了定期的環球聯測」。當時宣佈，這
次航行「純粹是為了科學的目的」，達爾文就以「博物學家」的身份，在這艘船上服務。
幾年以後（1839年），有名的植物學家胡克（W．J．Hooker）爵士的兒子約瑟夫•
胡克（Joseph Hooker，1817－1911年）加入了羅斯（James Koss）爵士的南極探險隊，
在那裡花了三年時間研究植物。後來他又參加一個政府資助的遠征隊，到了印度的北邊。
1846年，赫胥黎（T．H．Huxley）離開英國，在「響尾蛇號」船上做外科醫生，在澳大
利亞海上進行了幾年測量與制圖工作。他生性熱情，觀察力銳敏，常常因為沒有機會從
事普遍感興趣的精密科學研究而慨歎。這樣，在十九世紀思想革命中起了重大作用的人
物當中，就有三個在科學探險的航行中當過一個時期的學徒。有組織的發現與研究的最
高潮是「挑戰者號」（the Challenger）的遠征。這艘船於1872年出發，在大西洋與太
平洋上游弋幾年，記錄了有關海洋學、氣象學及自然歷史各個部門的資料。
海洋學尤其變得重要起來。美國海軍部的莫裡（Maury）研究了一個半世紀以前丹
皮爾（Dampier）所留下來的有關風和洋流的問題，對於海上路線航行作了很大改進。
海上的集群生物具有無數的形態，有顯微鏡下才看得見的、經亨森（Henson）命名的浮
游生物、原生動物、變成海底軟泥的放射蟲的骸骨，還有各式各樣大小的魚類；它們的
生活遷徒部分地以浮游生物為轉移，因為有些魚群以這些生物為餌料，常追隨它們而游
行。
地質學
拉普拉斯由於企圖提出一個合理的學說來說明太陽系的起源，就促使人們注意到這
個問題並激發了人們把地球當做太陽系的一部分加以研究的興趣。不幸，在不顧教皇的
無上權威，思想自由最為盛行的國家，《聖經》文字的權威也最為深入人心。所以在
《創世記》以外任何有關地球起源的看法，必須經過一番新的斗爭，才能得到一般的承
認。就是在十九世紀中期，還有人認真地說化石是上帝（或魔鬼）埋藏在地下，以考驗
人們的信心的，但是我們都知道化石告訴我們的是另外一套故事。
從很早的時候以來，在開礦的過程中，人們就得到一些有關巖石、金屬與礦物的知
識。正像一些希臘哲學家那樣，達•芬奇與帕利西（Palissy）已經認識到化石是動植
物的遺體，但是一般人卻以為化石是「造物的游戲」，是一種神秘的「溯形力」——自
然界以各種方法創造所喜愛的形式的傾向——的產物。只有個別的觀察者，如斯坦森
（Niels Stensen，1669年），才認識到我們可以利用化石來探索地球的歷史，但這種
看法沒有得到一般人的接受。伍德沃德（Johnwoodward，1665－1728年）贈給劍橋大學
的大批化石大有助於證實化石來源於動植物的看法。1674年，佩勞爾（Perrault）證明
地上的雨量足以解釋泉水與河流的來源而有餘，蓋塔爾（Guettard，1715-1786年）說
明風化怎樣改變了地球的面貌。雖然如此，仍然有人對事實加以曲解，以附會聖經中關
於天地開闢時有洪水或大火的說法，而有水成派與火成派的爭論。
首先有系統地和這種觀點作斗爭的是在1785年發表《地球論》的赫頓（James
Hutton，1726-1797年）。這一次又是對自然過程的實際認識，舖平了科學前進的道路。
赫頓為了改進他在柏韋克郡（Berwickshire）的農場，先在諾爾福克（Norfolk）研究
本國農業再到荷蘭、比利時與法國北部學習外國的農業方法。他對人們所熟悉的溝、坑、
河床等熟思了十四年，然後回到愛丁堡，奠定現代地質科學的基礎。赫頓認為巖石的層
化與化石的埋藏現今仍在海、河、湖沼之內進行。赫頓說：「不是地球固有的因素不予
使用，而且不了解其原理的作用不予承認」——這是一句真正的科學格言，因為它力求
避免一切不必要的假設。
一直到沃納（Werner）指出地質岩層有規律地相繼出現以後；一直到斯密斯
（William Smith）根據化石的客藏算出巖層的相對年齡以後；一直到居維葉根據在巴
黎附近發現的化石與骨骼、重新構成久已絕跡的哺乳動物以後；一直到拉馬克（Jean
Baptiste deLamarck）比較現今的介殼和化石的介殼，而加以分類以後；最後一直到賴
爾（Charles Lyell）爵士把說明水、火山與地震等因素至今仍在改變地球的證據以及
有關化石的事實，都收羅在他的《地質學原理》（1830-1833）之內以後，赫頓的「天
律不變學說」才得到普遍的公認。長期不斷的過程所積累的效果第一次為人類所充分把
握；人們覺得利用巖石的記錄，印證眼前仍在進行的自然作用進行推理，我們可以尋出
地球的歷史，至少可以尋出地球上有生物的一段時期的歷史。
化石的生態說明生命在各確定的時期裡有很大的改變。這與阿加西斯（Agassiz）
與巴克蘭德（Buckland）在1840年左右最先收羅到的關於冰河作用的地質證據是符合的。
這些地質證據可以說明各個冰期。
人類的起源與年齡的問題是人類特別感興趣的問題。由於發現原始人所用的石器，
由於在現今歐洲已絕跡的動物遺骸附近發現獸骨和象牙雕刻，賴爾才得以在1863年確定
人類在生物的長系列中的地位，而且指出人類在地球上存在的時期比公認的聖經年代學
所說的年代要長得多。現在看來，很可能，我們的祖先擺脫比較原始的狀態成為真正的
人，約在距今百萬至千萬年之間，而文明不過是五千至六千年間的事。
自然歷史
在布豐發表了他的巨著《動物的自然歷史》以後，又有一位法國人對分類問題進行
研究，把分類法放在堅實的基礎之上。喬治•居維葉（Georges Cuvier，1769－1832年）
是一新教教士的兒子。他父親從朱拉（Jura）遷居符騰堡（Wurtemberg）保護國境內。
在法國革命初期和恐怖時代，他在諾曼底（Normandy）安靜地學習，隨後到巴黎，即在
法蘭西學院得到一個重要的位置。他的特殊貢獻在於，他在博物學家中最先對現在的動
物的構造和古代化石的遺骼加以系統的比較，從而說明在研究生物發展的時候，過去與
現在應當同樣注意。居維葉站在科學發現的新時代的門口。他的主要著作《按其組織分
布的動物界》（Le Regne Animal，distribued』apres son Organisation），是兩派
人的研究成果之間的橋樑。一派人把世界及其現象當做是靜止的問題加以研究，一派人
把世界及其現象當做是一出巨大的進化戲劇中一系列變動不已的場景加以研究。
不幸，科學家與從事實際工作的花匠和農民之間缺乏密切的聯繫，後者用雜交與選
種的方法不斷培育出許多動植物的新品種，或把已有的品種加以改良。十八世紀末，貝
克韋爾（Bakewell）把長角羊改良為新的有用的勒斯特（Leicestor）種。科林
（Colling）兄弟應用貝克韋爾的方法改良了提斯（Tees）山谷的短角種，這樣就培育
出最重要的英國羊種。
巨大變異的自發出現，是園藝家們都熟知的事實：
例如，一種變種梨會忽然生出一支結滿優良水果的枝條來；山毛櫸會莫名共妙地長
出綠葉扶疏的枝幹；山茶會開出意料不到的好花。如將它們從母樹取下插枝或嫁接，這
種變種可以長久維持下去。園圃中的許多花卉與果木的品種便是從這樣得來的。
園藝家所培殖的新品種，多數是由不同品種甚至種的個體雜交而來。在後一情況下，
我們曉得雜交的結果常比純種生育不蕃，有時簡直不能生殖。
達爾文以前的進化論
自然界處在進化過程中的觀念至少可以上溯到希臘哲學家的時代。赫拉克利特認為
萬物皆在流動狀態之中。恩培多克勒說生命的發展是一個逐漸的過程，不完善的形式慢
慢地為較完善的形式所代替。到了亞里斯多德的時候，思辨好象更進一步，以為較完善
的形式，不但在時間上來自不完善的形式，而且就是從不完善中發展而來。原子論者常
被稱為進化論者。他們好象認為每一物種都是重新出現的。但由於他們相信只有與環境
適合的物種才能生存，他們在精神上已經接近自然選擇說的實質，雖然他們的事實根據
還不充足。有人說得對：「在科學中沒有充分考慮到有關事實的意見，不能借口正確而
固執不捨。」像在其他許多知識領域中一樣，希臘哲學家所能做到的，只是提出問題，
並對問題的解決辦法進行一番思辨性的猜測。
事實上，花去了兩千年時間，花費了無數沉靜而不關心哲學的生理學家與博物學家
的心血，才收集到足夠的觀察與實驗證據，使得進化觀念值得科學家加以考慮。博物學
家大半都把進化觀念留給哲學家去議論，而且在達爾文與華萊士（Wallace）發表他們
同時提出的研究成果以前，科學界的意見就發麥出來的而言，倒是反對進化論的。這是
在資料不確鑿時暫不下判斷的真正科學態度的很好例證。另一方面，哲學家也盡了他們
的本分，因為他們對於一個還不能交給科學家處理的學說，不斷地提出思辨性的見解。
他們對一個極其重要的問題始終不作最後決定，然而又提出解訣的方案。到相當的時候，
這種解決方案可以成為科學家的工作假設，他們讓科學家去做最後的決定。當文藝復興
時期進化觀念再度出現時，它主要出現在哲學家（如培根、笛卡爾、萊布尼茨與康德）
的著作之中，就是這個道理。與此同時，科學家卻在慢慢地研究事實。這些事實最後會
經過哈維的胚胎學和約翰•雷（John Ray）的分類系統，引導他們朝同一方向前進。有
些哲學家在考慮物種目前的易變性及用實驗方法研究的可能性時，甚至達到完全現代的
觀念，但我們不要忘記另外一些稱為進化論者的哲學家（達爾文的前驅）卻是從理想的
意義上，而不是從現實意義上看待進化的。歌德（Goethe）的有些見解屬於這一類，謝
林（Schelling）與黑格爾也是這樣。在他們看來，物種間的關係在於在概念領域內表
現這種關係的內在理念。黑格爾說：「變化只能歸之於理念本身，因為只有理念才在進
化。……把從一個天然的形式和領域到一個更高的形式和領域的變化，看做是外部的與
實際的產物，那是一個蠢笨的念頭。」
可是，哲學家對於進化論的貢獻的價值，並不因為哲學家從理想觀點來看進化而化
為烏有。最有趣味而且引人注意的是，哲學家與博物學家之間的分工與見解的不同，一
直維持到最後的一刻。斯賓塞（Herbert Spencer）雖也是一位合格的生物學家，基本
上還是一位哲學家。他在達爾文的《物種起源》發表以前幾年，已經在鼓吹一種成熟而
具體的進化論學說，而當時大多數博物學家還不願接受任何這樣的學說。就連搜集過不
少變異證據的植物學家戈德倫（Godron），到1859年，即《物種起源》出版的那一年，
也還是反對進化觀念。哲學家和博物學家都是對的，他們各遵循正當的途徑。哲學家所
處理的是一個哲學問題，還沒有達到可以用科學方法加以考察的地步。博物學家不接受
一種沒有確鑿證據，而且無法著手研究的見解，甚至不把它當作一項工作假設，也正是
真正科學家的審慎態度。
雖然如此，在十八世紀，就已經漸漸地有一些博物學家不顧當時流行的科學意見，
維護某種進化學說，到十九世紀前半期，這樣的人更是愈來愈多了。搖擺於巴黎大學正
統派與「生物聯鎖論」的信仰之間的布豐，提出了外界環境直接改變動物的學說。詩人、
博物學家與哲學家伊拉茲馬斯•達爾文（Erasmus Darwin），看到了一點啟示。這一啟
示後來在他孫兒手中得到了圓滿的發展、他說：「動物的變形，如由蝌蚪到蛙的變化……
人工造成的改變，如人工培育的馬、狗、羊的新品種，……氣候與季節條件造成的改
變，……一切溫血動物結構的基本一致，……使我們不能不斷定它們都是從一種同樣的
生命纖維產生出來的。」
最早的一個有條理的合於邏輯的學說是拉馬克（Lamarck，1744－1829年）的學說。
他想要在環境造成的改變的積累性的遺傳中，尋找進化的原因。照布豐的見解，環境對
於個體所起的改變影響，常常很小，拉馬克卻認為，如果習慣的必要改變變成是經常的
和持續的，這就可能改變舊的器官，並在需要新器官時使新器官產生出來。例如長頸鹿
的祖宗由於不斷地伸長頸脖去吃高處的樹葉而獲得愈來愈長的頸，這樣獲得的結構的變
化又通過遺傳而得到發展和強化。雖然這樣的遺傳沒有直接的證據可尋，但它卻不失為
一種合理而前後一貫的工作假設，可以供其他博物學家，如梅克爾（Meckel）加以使用
與發揮。
人們既然注意到環境對於個體的影響以及可以正當地歸之於外界環境的變比的範圍，
這自然要對人們的思想與行動產生很大的影響。我們很難相信，個體可以發生深刻的變
化，而其種依然一成不變。因此在十九世紀，就有人把通過環境造成改變的學說當做默
認的前提，而興辦了很多社會慈善事業。雖然如此，隨著時間的推移，我們已經明瞭後
天獲得的性質，即使有，也很難發現。這個問題在今天還在討論之中，始終沒有定論。
十九世紀另外兩位主張環境對於個體有直接作用的進化論者是至提雷爾（Etienne
Geoffroy Saint－Hilaire）與錢伯斯（RobertChambers）。後者隱名出版的《創造的
痕跡》（Vesttiges of Creation）一書，曾經風行一時，幫助人們在思想上做好准備
便於接受達爾文的進化論。
但達爾文的工作的中心思想，是從一個人而來的。由於奇特的機遇，他還把同樣的
線索給予華萊士。此人便是馬爾薩斯（Thomas Robert Malthus，1766-1834年）。有一
時期他做過英國薩裡（surrey）的阿耳伯裡（Albury）副牧師。馬爾薩斯是一位能干的
經濟學家。在他所生活的時代裡，英國的人口增加極速。1798年，他的《人口論》第一
版問世。他在這本書裡宣佈人口的增加常比食物的增加快，只有靠饑饉、瘟疫與戰爭除
去過多的人口，才能使食物夠用。在以後版本中，他又承認了節制生育的重要性，當時
生育節制主要是通過遲婚來實行的。因此，就應用於人類來說，不免削弱了他的簡單明
了的主要論點。
達爾文談到過這本書在他思想上所起的作用：「1838年10月，我為了消遣，偶然讀
了馬爾薩斯的《人口論》。我長期不斷地觀察過動植物的生活情況，對於到處進行的生
存競爭有深切的了解，我因此立刻就想到，在這些情況下，適於環境的變種將會保存下
來，不適的必歸消滅。其結果則為新種的形成。這樣，在進行工作時，我就有了一個理
論可以憑持。」
達爾文
得到這個啟示的人，由於遺傳與環境的緣故，也具有充分利用這個啟示的條件。查
理•達爾文（Charles Robert Darwin 1809-1882年）是施魯斯伯裡（Shrewsbury）鄉
間能干而有資財的醫生羅伯特•達爾文（Robert Waring Darwin）的兒子。他的祖父是
伊拉茲馬斯•達爾文，上面已經講過了。外祖父約瑟亞•威季伍德（Josiah Wedgwood）
是埃魯裡亞（Etruria）的一個陶工，也是一位具有科學能力與智慧的人。威季伍德族
是斯塔福德郡（Stafford－shire）的小地主世家，達爾文族也是地主，但來自林肯郡
（Lincoln－shire）。查理•達爾文最初在愛丁堡攻讀醫學，後來改到劍橋大學基督學
院，想成為牧師。他在「獵大號」船上做博物學家，在南美海面上航行五年，得到最好
的訓練。在熱帶與亞熱帶的地區裡，生物繁茂。達爾文看到了各種生物互相依存的情況，
歸來後不到一年，便著手整理記載與物種變遷有關的事實的許多札記中的第一冊。十五
個月以後，他讀了馬爾薩斯的書，發現一個線索，結果便形成了新種通過什麼方法產生
的學說。
屬於一個種族的個體，天賦性能各不相同。達爾文對於這些變異的原因不表示意見，
只是把這種變異當做事實加以接受。如果生殖過多或追求配偶的競爭過大，任何在爭取
生存和爭奪配偶的斗爭中，有用的性能都具有「生存價值」，而使具有這種性能的個體
佔有優勢，有更大機會延長生命或得到配偶，順利地生產壓倒多數的後裔以繼承這一有
益的變異性。由於不具有這種性能的個體逐漸被淘汰掉了，這一特殊性便有擴大到全種
族之勢。種族改變了，一個不同的永久的種別慢慢地確立起來。這是一個新觀念。關於
它在思想史上的重要意義，赫胥黎有過確當的說明。赫胥黎憑借他的闡釋的天才、辯論
的技巧與爭辯的勇氣，在促使一般人接受達爾文與華萊士的見解方面比任何人盡力都多。
他說：「新種可由個體離開種的類型的變異，經過環境的選擇作用而形成。這種意見，
在1858年以前，不論科學思想歷史家和生物學家都是聞所未聞的。我們把這種變異稱為
『自然發生』，因為我們不知其中的原因。但這個意見卻是《物種起源》的中心思想，
它包含了達爾文主義的精髓。」
達爾文把這個觀念當做工作假設，花了二十年的功夫搜集事實和進行實驗。他博覽
群書，閱讀旅行遊記，閱讀有關運動競賽、自然歷史、園藝種植和家畜培養的書籍。他
進行了家鴿交配的實驗，研究了種子的傳播，以及動植物在地質與地理上的分佈。在融
匯事實、權衡事實與已產生的一切複雜問題的關係以及最後排比事實上，達爾文表現了
無上的本領。他的坦率的誠摯，對真理的愛好以及心境的平靜與公正，都是理想的博物
學家的典範。他為了指導工作，形成許多假設，但他絕不讓先入之見蒙蔽了事實。他說：
「我不斷地努力保持心無拘執，以期任何心愛的假設（我對每一問題都要成立一個），
只要證明與事實不合，我都可以立刻放棄。」
達爾文到1844年已經相信物種並非不變，而物種起源的主要原因是自然選擇，但他
年復一年地繼續工作，以期得到更可靠的證據。1856年，賴爾敦促他發表他的研究結果，
達爾文覺得他的研究尚未圓滿，沒有聽從。1858年6月18日，他收到華萊士
（AlfredRussel Wallace）由特爾納特（Ternate）寄來一篇論文。論文是華萊士讀了
馬爾薩斯的書之後，在三天內寫成的，達爾文立刻看出這篇論文中包含有他自己的理論
的要點。他不願意爭奪二十年的在先權。這雖然是他應得的權利，但卻會使得華萊士的
貢獻失去意義。因此達爾文把經過告訴了賴爾與胡克。他們兩人和林耐學會商議，於
1858年7月1日，把華萊士的論文和達爾文1857年寫給阿薩•格雷（Asa Gray）的一封信
及他在1844年所寫的他的理論的提要一併發表。
進化論與自然選擇
接著，達爾文就開始寫作，把他多年辛勞的結果簡略地寫了出來，1859年11月24日，
他的書命名為《物種起源》發表了。
我們已經探討了進化思想的各個支流——宇宙理論的、解剖學的，地質學的與哲學
的。這些支流，雖然為物種不變的成見所阻，但在堰閘後面愈聚愈深。達爾文所搜羅的
自然選擇的證據是一個巨流，它以不可抵抗的威力衝破了這個堰閘，於是洶湧的洪水便
氾濫於整個思想領域。隨著時間的進展，我們對事實的認識大有增加，現在我們已經可
以看出，達爾文，尤其是他的門徒，和他們以前的希臘原子論者一樣，低估了生命問題
的複雜性。雖然從形態學與古生物學的事實來看，進化的一般進程現在是很明顯了，但
物種起源的詳細情節，還沒有闡明出來。單單自然選擇似乎還不能充分解釋。但是，後
來的更審慎的精神，不能減少達爾文的原理在歷史上的重要意義。到最後，它也許證明
是不充分的，但在當時確是必需的假設。自然選擇的觀念，引導人們接受了一個更重要
的東西——有機進化論。
最初許多人覺得接受這個理論就要把人類在哲學上和宗教上的各種重要成果一概推
翻，摧毀的東西就未免太多了。我們決不可不加思索地斥責當時廣泛流行的這一心理狀
態。今天，進化的觀念已經成為我們的學術觀點的一個熟悉的因素，我們很難想像它在
那時具有怎樣的革命意義，我們也很難想像當進化論的證據放在世人的面前的時候，有
能力判斷這種證據的價值的人又是多麼寥寥無幾。這些證據是詳細考查了活著的生物和
化石遺跡以後得來的，一般人是不熟悉的，事實上大多數人連知道也不知道。現在，他
們卻覺得自己被迫要作一抉擇：要麼否認所得出的結論的有效性，要麼拋棄祖先世世代
代傳下來的信仰。在責備他們以前，讓我們誠實地問問自己：從事物的表面來看，究竟
是相信蛙與孔雀、鮭魚與蜂鳥、象與小鼠有共同的祖先容易一些呢，還是相信它們是分
別創造出來的容易一些。雖然如此，素來愛好郊野及其動植物的英國人，凡是能領會達
爾文所提出的證據的，都還是樂於聽從進化論。
可是，就連某些博物學家也對這個新觀念有抵觸。大解剖學家歐文（Richard Owen）
爵士就在《愛丁堡評論》上發表了很凶猛的反駁文章，他的許多同事也附和他的意見。
但胡克立刻表示贊同達爾文的意見，赫胥黎、格雷、拉伯克（Lubbock）與卡本特爾（W．
B．Carpenter）接著也都表示贊同，賴爾也於1864年秋天在皇家學會的聚餐會上，宣佈
他接受這個信念。
從一開始，赫胥黎就是進化論者陣營的主角。他自稱是「達爾文的看家狗」。他憑
著極大的勇氣、能力和明晰解說的本領，首當其衝地抵抗各方面對達爾文的著作的攻擊，
而且時時帶頭對狼狽的敵人展開成功的反擊。
赫胥黎（Thomas Henry Huxley）於1825年生於伊林（Ealing），但其祖宗居住在
考文垂（Coventry）及韋爾斯沼澤地區，所以他具有真正邊境民族的斗爭氣質。他告訴
我們：《物種起源》出版，對於當時科學家，好象黑暗中的一道電光。他寫道：
「我們不願相信這種或那種空想，而要抓住可以和事實對照、經過考驗正確無誤的
明白確定的概念。《物種起源》把我們所需要的工作假設給予了我們。不但如此，它還
有一個極大用處，那就是使我們脫離了一個進退兩難的處境：你不願承認上帝創造世界
的假設，可是你又能提出什麼學說，讓任何小心慎思的人都能接受呢？1857年我不能回
答這個問題，也不相信有什麼人能夠回答。一年以後，我們責怪自己為這樣的問題難倒
真是太愚蠢了。我記得當最初我把《物種起源》的中心思想抓住的時候，我的感想是
『真笨，連這個都沒有想到！』」
1860年，赫胥黎與威爾伯福斯（Wilberforce）主教在英國科學協會牛津會議中展
開的有名的爭論是人們常常引述的。威爾伯福斯青年時代在牛津數學院得過頭等獎，他
的大學認為他對自然知識的各個部門無不精通，所以選定他來維護正統的教義。這位主
教對於這個問題並無真正的了解，企圖用譏笑來摧毀進化觀念。赫胥黎對於地的論點給
予有效的答辯之後，更對於他的愚昧的干涉給與嚴厲的抨擊；同時拉伯克，即後來的艾
夫伯裡勳爵（LordAvebury），則說明了胚胎學上的進化證據。
到辯論與譏評不能阻止達爾文學說傳播的時候，他的對手就采取了平常的步驟，說
這個學說並不是他的創見。但對於這個問題最有裁判資格的人卻有不同的見解。牛津會
議之後兩年，赫胥黎寫信給賴爾說：
如果達爾文的內然選擇說是對的，在我看來，這個「真實因」的發現，就使他處在
和他一切先輩完全不同的地位。我不能說他的理論是拉馬克的理論的修正，猶如我不能
說牛頓的天體運動理論是托勒密的體系的修正一樣。托勒密解釋這些運動的辦法是空想
出來的。牛頓卻根據定律和顯然起作用的力來證明天體運動的必然性。我想，如其達爾
文是對的，他將與哈維那樣的人立於同等的地位，即使他錯了，他的清醒而精確的思想
也使拉馬克不能和他同日而語。
赫胥黎指出了證據方面的一個缺陷。積累變異而成新種的觀念忽視了這樣一個事實：
血緣相近而不同的物種雜交後往往在某種程度上生殖不蕃。如果物種有一個共同的來源，
我們便看不出為什麼竟有這樣一個現象，而且我們也找不到明顯的例證，說明確實生殖
不蕃的雜種是在實驗中從共同祖先傳下來的多產親體所養育出來的。
把自然選擇當作主要決定力量的主張的確當姓，也就是在這一點上最有問題。「適
者生存」，用來說明進化的輪廓是可稱讚的，但應用在種的差異上就不行了。達爾文的
哲學告訴我們：每一物種如要生存，必需在自然裡繁盛起來，但沒有人能說出我們所說
的種的差異（常常是十分顯著固定的）在事實上怎樣使物種能夠繁盛起來。
赫胥黎雖然指出這個困難，但當時沒有人感覺這是一個嚴重的問題。人們以為進一
步的研究會弄清楚這個問題，直到二十世紀大規模地進行科學的育種實驗時，人們才感
覺到這個問題的全部重要性。那時的生物學家，在最初的奇異感消除之後，便接受了進
化論，並且認為自然選擇是真實而充足的原因。
大陸上最有名的人種學家微耳和沒有接受達爾文的理論，但進化通過自然選擇與適
者生存進行的學說在德國得到極熱烈的歡迎。海克爾與其他博物學家以及跟在他們後面
的條頓哲學家與政論家一塊創立了所謂達爾文主義，使他們的許多信徒比達爾文自己還
要達爾文些。
可是達爾文研究變異與遺傳所用的觀察與實驗的方法，反陷於中止的狀態。人們同
意自然選擇是進化與物種來源的經過證明的充分的原因。達爾文主義不再是初步的科學
學說，而成了一種哲學，甚至一種宗教。實驗生物學把注意力轉向形態學與比較胚胎學，
特別是鮑爾弗（F．M．Balfour）和赫特維希（O．Hertwig）所創立的形態學和比較胚
胎學。由梅克爾提出，經海克爾加以發揮的一個假說，認為個體的發育追隨、並表現種
族的歷史。這樣一來，胚胎學就具有進化意義，遲緩而費力的研究方法也就更為人所忽
視了。
在田野裡系統地研究動植物的博物學家，在園圃農場上培育新植物和動物的育種家，
日益擴大他們對於物種及品種的正確知識。在博物學家與育種家看來，物種的界限依然
是分明的，新種不是由於感覺不到的逐漸變化而形成的，而是由於忽然的、常常是很大
的突變而形成的；而且一開始就成了純粹的種。但實驗室裡的形態學家並不征求實際工
作者的意見，也不對他們的經驗知識給予足夠重視。貝特森（Bateson）說：「十九世
紀八十年代的進化論者極其肯定地以為物種是分類學家胸中的一種虛構，不值得識者注
意。」但是到了九十年代在實驗室中工作的生物學家，在大陸上以德•弗裡斯（de
Vries）為領袖，在英國以貝特森為領袖，重新回去研究變異與遺傳。
達爾文自己雖然相信自然選擇是進化的重要原因，但並不排斥拉馬克的意見，即由
於用進廢退的長期作用而獲得的特性可以遺傳。當時擁有的證據還不能解決這個問題。
但在十九世紀快結束的時候，韋斯曼（August Weismann）在這個問題上揭開了新的一
頁。他指出體細胞與體內的生殖細胞必須截然分清。體細胞只能產生與自己相同的細胞，
但生殖細胞不但產生新個體的生殖細胞，而且產生體內一切無數類型的細胞。因此組成
生殖細胞的單元必須有足夠多的數目，在種類與排列上必須有足夠的差別，以形成自然
界裡的無數機體。生殖細胞由細胞質一脈相傳，複製生殖細胞，但體細胞總是溯源於生
殖細胞。因此，每一個體的身體，不過是親體生殖細胞的比較不重要的副產品；它可以
死去而不留下後裔。主要的傳統是細胞質，它由細胞傳到細胞，有一個不斷的歷史。
從這個觀點看，身體所遭到的改變不大可能影響生殖細胞的產物。這樣的影響好象
一個人的伯叔父身上的改變，對他本人的影響那樣。包含生殖細胞的身體可以損害生殖
細胞，但卻不能改變它的性質。於是韋斯曼就去嚴格地研究後天獲得性質的遺傳的證據，
但他認為每個證據都不夠充分而加以拋棄。自那時以後，人們通過觀察與實驗也發現在
某些情況下，環境的長期的改變，可以產生一些效果，但這些好象都是例外，沒有得到
博物學家一致的承認。
在韋斯曼宣佈他的結果以後，人們一度有些驚諤。因為，生物學家一直是用「用進
廢退」來解釋沒有解決的適應之謎的。進化論的哲學家，特別是斯賓塞，一直是把後天
獲得性質的遺傳當做種族發展的重要因素的，而慈善家、教育家與政治家則默認這種說
法為真理，而且將它看做是社會「進步」的根本基礎。生物學家很快就接受了這種新的
見解；斯賓塞卻一直到死還和韋斯曼辯論；政治改革家就是到現在，還對和他們的先入
之見相反的理論熟現無睹。如果承認後天獲得性不能遺傳，即等於說『天性」（nature）
重於「教養」（nurture），遺傳重於環境。改善生活條件，個體當然會得到好處，但
除了通過自然選擇或人為選擇的間接過程之外，這絲毫不能提高一個種族的天賦性質。
韋斯曼為了解釋遺傳而設想出來的特殊類型的機制，也許是一些聰明的交想，但足
以指導他的許多追隨者的研究工作，促使他們去考察生殖細胞究竟是通過什麼過程形成
的，體細胞又是通過什麼過程從生殖細胞中發展出來的。這些新研究開始於十九世紀，
但最顯著的結果到後來才出現，所以這個問題留在第九章裡討論比較合適。
十九世紀末，開始了另一場圍繞著新知識的爭論。純粹達爾文主義的維護者如韋斯
曼，開始認為自然選擇是一個可以充分解釋適應和進化的原因。而且他們還以為自然選
擇所形成的變異是很微小的變異，例如人體身長便有一序列連續的差異。在相當多的數
目中，我們可以發現在平均數的兩邊相當寬廣的範圍內，各人的身長相差不過百分之一
英寸。他們以為，選擇就在這樣細微差異中進行，而且只要有相當長的時間，便可以產
生新的品種和新種。
但在新世紀開始以前，有些博物學家，主要是德•弗裡斯與貝特森，把育種家、飼
鳥人與園藝家積累的經驗當作起點而進行實驗，發現以上的設想不符合事實。大的突變
常常發生，特別是在雜交以後；新的品種可以立刻出現。到了1900年，久被遺忘的孟德
爾的研究成果重新發現，因而又展開了新的一頁。即令微小變異的選擇不能解釋進化，
這些新的觀念好象還可以解釋。這個希望在多大程度上得到實現，我們將在以後討論。
人類學
在由於達爾文的緣故而恢復生氣的各種學術中，人類學，即人類的比較研究，得益
最大。事實上，即使說現代人類學從《物種起源》而來也不為過。赫胥黎關於人類頭骨
的經典研究著作，是從達爾文學說的爭論得到啟發的，也是精確度量人體特點的開始。
這種度量現在成為人類學的重要方法。自然選擇的觀念和進化的觀念則成為後來的一切
研究工作的基礎。
在其他方面，創立人類學的條件也成熟了。愛好新奇的心理，熱切的好奇心和收藏
家的搜集癖好不但為歐洲的園圃與博物館帶來了異域的動物和植物，也帶來了發展階段
不同的其他民族的美術、工藝產品以及其他宗教的法物祭器。
當人類學家開始工作的時候，大部分必要的材料已經齊備了、熟悉了或部分地分好
類了，只待有人出來重新加以解釋，以揭示其內在意義的另一方面。
達爾文在《物種起源》裡，沒有詳細地研究人類，可是他指出他的關於一般物種的
結論，對於這個問題有明顯的關係。1863年，在徹底地研究了解剖學的證據之後，赫胥
黎說人在身體與大腦方面與某些猿猴的差異比猿猴與猿猴間的差異還要小些。因此，他
回到林耐的分類法，將人類列為靈長目的第一科。在心理方面，人與猿猴的距離要大些，
但脊椎動物的心理過程與人類的心理過程是對應的，雖然不及人類的有力與複雜。佈雷
姆（Brehm）在其《動物的生命》中和達爾文在其較晚的著作中都指出了這一點。可是
華萊士仍然認為不應當把人類與其他動物放在一起，因為「他不但是生物大系的首領與
進化過程的頂點，在某種程度上還是一個新的截然不同的綱目」。
人類學把人類分為幾個種族或人種時，主要是根據身體特點，不過，人們也始終認
為身體特點和心理待點是相互關聯著的。通常都按照膚色把人類分為白種、黃種、紅種
和黑種；很明顯，這四個人種之間的實際差別不但包括膚色差別，而且也包括其他特點
方面的差別，當然進一步的細分也是必要的。在重要性上僅次於膚色的是頭骨的形狀，
一般用雷特修斯（Retsius）的方法來分類。從上面來看頭顱時，由前到後的長徑作為
100。以此為準，短徑或橫徑的長度就叫做「頭骨指數」。如果指數小於80，頭顱即列
為長的一類，大於80，即列為短的一類。
我們可以對歐洲居民加以分析，作為例子，來說明這些方法及其結果。從身體方面
來看，歐洲人的差別主要表現在三個特點上：身長、膚色與頭形。按大數目平均來說，
當我們由南到北向波羅的海前進時，身長逐漸加高，膚色變淡，如果轉向南行，則身長
變短，膚色變深。在中間的阿爾派恩區（Alpine），身長與膚色介乎兩者之間。但頭顱
的形狀則是另外一回事。北方與南方的人都是長頭的，其頭骨指數是75到79，而中間山
區的人則是扁頭的，頭骨指數是85到89。
要說明這些事實，我們假定歐洲有三種本原種族：第一種是身高皮白的北方種族，
在波羅的海周圍可以找到，最為純粹。第二是身短狹黑的南方種族，生長在地中海沿岸
以至大西洋岸邊。這兩種種族都是長頭的。但在地理上介乎這兩個種族之間的是圓頭的
阿爾派恩種族，身長與膚色也介乎這兩個種族之間，生長在中歐的山岳地帶。從一個方
面來說，歐洲的歷史就是這三個種族的遷徙與互相作用的歷史。人們還根據頭發的組織
等其他特點，運用同樣的研究方法，研究了其他大陸上的人類的體質情況。在這些大陸
上，可以找到更原始的居民。
自從賴爾描述了人類在地質記錄中所留下的遺跡之後，已經發現許多證據，說明在
遙遠的史前時期已經出現了各種不同種族。在十九世紀裡人們做了不少的工作。我們發
現在幾萬年以前穴居的人已經用相當生動的野牛與野豬的形象來裝飾他們的石壁。1856
年在尼安德特（Neanderthal）地方，1886年在斯普伊（Spy）地方，發現更古的人骨，
說明有更原始的人類存在；1893年杜布瓦（Dubois）在爪哇鮮新紀地層中發現了一些人
骨，大多數權威學者認為這些人骨是介乎猿人與已知的最早期的人之間的一種原人的骸
骨。
我們不能認為人類是現存的任何猿類的後裔。即使人類不是猿類的直接苗裔，至少
也是它們的遠親。也許在現時的一切猿類以前，有一些更富於可變異性的種類是它們共
同的祖宗。可以肯定，進化的過程比起初想到的更為複雜。有史以來，地面上可見的分
枝別干是從一個複雜的根系生長出來的，而這個根系則深藏在地下——一去不復返的過
去。
統計方法在人類學上的應用，可以說開始於十七世紀配第（William Petty）爵士
與格龍特（John Graunt）關於死亡統計表的研究，後來又由比利時天文學家奎特勒（L．
A．J．Quetelet，1796－1874年）加以恢復。1335及其以後若干年，奎特勒證明概率的
理論可以應用於人類的問題。他發現蘇格蘭兵士的胸圍量度或法國新兵的身長，圍繞一
個平均數而變化，其規律和槍彈圍著靶子中心分佈的規律或賭場上運氣高低的規律一樣。
用圖線表示（如圖9）量度的變化曲線，除了兩邊差不多對稱外，很象說明氣體分子速
度的曲線（230頁）。
1869年，達爾文的表弟高爾頓（Francis Galton）把《物種起源》中的遺傳觀念應
用於人類智力的遺傳。他用受試人的考試分數的分佈，證明在體質特點和分子速度方面
有效的定律也適用於智力方面。大部分人都屬於中等智力，由中等而上到達天才，或由
中等而下到達愚鈍，其數目都按照人所熟悉的方式減少。
在同一次數學考試裡，一等優秀生的平均分數約三十倍於分數最低的優秀生，而後
者的分數又可能比一般及格學生的分數還高，如果他們參加同一考試的話。因為有時間
的限制，這些分數低估了智力的差別，這種差別顯然是很巨大的。高爾頓認為，一百萬
人中，大約只有二百五十人的品質稱得起是「優秀」，一百萬人或一百多萬人中，只有
一人的品質稱得起是「傑出」。另一方面，一百萬人中，約有250人是無希望的白癡與
低能。他們在一個方向上離開中等標準的距離，正如優秀的人在另一方向離開中等標準
的距離一樣。高爾頓研究了有關的參考書，發現優秀的人常比任意挑取同數量的一般人
有較多的優秀親屬。例如，他說一個能干裁判官的兒子成功的機會比普通人要大五百倍。
如果有人提出異議說，裁判官幫助他兒子成功的機會比大多數人多些，那末，我們可以
回答說，高爾頓的數字也說明，一個裁判官常有一個能干的父親正如有一個能干的兒子
一樣，而裁判官根本沒有多少機會去教育或栽培他的父親是顯然的。用了這樣的論據，
高爾頓公平地駁回了對於他的著作的批評。我們不能過分重視他的數字，但一般的結論
是明白而正確的。對於個人的預測雖不可能，但按大數目平均來說，才能的遺傳是確定
的；天賦才能的差別是很大的；「人人生而平等」的說法，如果是指才能而言，顯然是
錯誤的。
達爾文的自然選擇學說使人們認識到法律、社會或經濟環境的任何改變必定對於同
一批居民的某些特點特別有利，因而可以改變人們的平均生物特性。高爾頓起初懷疑後
天獲得性能夠遺傳，等到韋斯曼的研究成果證明獲得性遺傳的證據，沒有一個經得住嚴
格考驗時，高爾頓的原則便更加鞏固了。很明顯，環境的影響被人大大高估了，教育只
能使已經存在的特點突出起來，而要提高一個種族的生物特性，唯一的辦法就是給它的
比較優秀的特點以發展的機會。育種所以非常重要的道理已經很明顯了。
當然，我們必須把生物學上的遺傳和文化上的遺傳截然地分開，後者借語言或文字
一代傳給一代，而形成民族性。人們對遺傳的這一意義已經有了清楚的認識；但生物學
上的遺傳的效果卻常常遭到人們的忽視。
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