演化：跨越40億年的生命記錄(開放人文)（簡體書）

《演化:跨越40億年的生命記錄》講述的是地球上一切生命的進化史，從早期原始生命的產生到物種大滅絕的原因，從雄性和雌性的共同進化到寄主和寄生物之間的進化比賽，當然更包括了十分詳細的、關于我們人類自身的進化歷程。《演化:跨越40億年的生命記錄》同時也是“進化論”本身的故事，“進化”這個觀念如何在達爾文和少數幾個科學家的腦中形成，如何遭到宗教勢力的殘酷打擊以及科學界的普遍質疑，又如何隨著科學的不斷發展而得到了越來越多的認同。在闡述進化生物學的作用時，作者不僅生動展現了其在醫療和農業等方面對人類日常生活產生的巨大影響，更深入探討了進化這個觀念如何徹底改變了人類對自身的認識，重構了人類的信仰體系。雖然進化論如今已經得到近似真理般的認可，但作者并沒有就此摒棄其他的可能性，而是在最後一章中特別探討了“上帝”的位置，體現出一種開放而嚴謹的科學態度，使得全書視野更加開闊，帶來深入而有趣的思考。

作者：(美國)卡爾?齊默 (Carl Zimmer) 譯者：唐嘉慧卡爾?齊默 (Carl Zimmer)，美國著名科普作家，曾擔任Discover資深編輯，是《紐約時報》、《新聞周刊》、《國家地理》和《科學》等著名科學雜志的撰稿人，在《自然歷史》雜志開有專門介紹進化的專欄；曾獲得2004年科學新聞報道獎等多種獎項，著有《水之濱》（At the Water’s Edge）、《霸王寄生物》（Parasite Rex）和《血肉靈魂》 （Soul Made Flesh）等多部科普作品。

《演化:跨越40億年的生命記錄》：當代權威生物學家斯蒂芬?杰?古爾德曾說，任何其他偉大的理論，都不能像進化論的結構這樣簡單明了；有一則真實的逸話，說赫胥黎在讀完《物種起源》之後，對于自然選擇學說只有一句評語：“我真是太蠢了，居然沒先想到！”而卡爾?齊默則將這種簡單明了的精神更加大而化之，《演化》一書深入挖掘并講述了進化論背後的故事，將理論化為種種生動的例證，成為人人都能看懂的進化生物學讀物。

推薦序沖一個達爾文式的“冷水澡” 有一則軼聞（也很可能真有其事）從達爾文學說出現早期就流傳下來，很適合拿來當做了解“進化”在科學及人類生命中扮演的關鍵性角色之切入點：一位英國貴婦人——某伯爵或主教夫人（沒錯，英國國教準許神職人員結婚）——在搞懂了進化論的異端邪說之後，對丈夫驚叫道：“噢，天啊！但愿達爾文先生說的不是真的，就算是真的，也不可以讓一般人知道！” 科學家常引用這個流傳甚廣的故事來嘲諷老舊的觀念和禮教，尤其是上流社會將如此具革命性的自然界真理收藏于密，仿佛鎖入伏魔殿般的可笑模樣。軼聞中的女主角因此成為歷史上貴族愚人的代表。不過在此為了替本篇序文提綱挈領，且讓我們尊她為先知或預言家，因為達爾文先生所言果然真實不虛，而且至今仍然不是人人都知道，或是愿意承認（至少在美國是如此，這在西方世界是個特例）。我們必須探究造成這個怪現象的原因。 進化的真理科學肩負兩項任務：一、盡可能經由實證來推定自然界的特性；二、探究為何這個世界是以這種方式，而非其他可以想像卻沒有成形的方式運作——簡而言之，即詳述事實及確定理論。科學從業人士不斷強調：我們不可能提出絕對的真理，因此我們所作的結論，永遠只是暫時性的。這種懷疑論很健康，但切勿夸大成虛無主義，因為若干事實已獲得足夠的確認，理所當然可斷言為“真理”。例如：或許我無法完全確定地球是圓的，不是扁的，但已有足夠證據證明地球大致為球形，因此我在科學課堂上，不需再花同樣的時間，甚至花任何時間，討論“扁平地球學說”。進化論乃一切生物科學最基本的觀念，就像“地圓說”，它也已獲得相同程度的確認，因此亦可稱為真理。 討論進化真理時，我們必須和達爾文一樣，明確劃分進化的簡單事實及進化的各項理論：前者指的是地球上一切生物在遺傳上皆互有關聯，因為所有物種都是來自共同祖先，任一譜系的發展史都是由此根源不斷修改的結果；而後者則是科學家對造成進化變化的原因提出來的解釋，例如達爾文的自然選擇說。 最足以彰顯進化事實的證據，可分為三大類。第一類為人類直接觀察到的證據，由達爾文于1859年出版之明確理論引路，佐以長期改良農作物及家畜家禽後，數量龐大、詳盡無比的小型變化的記錄，印證進化理論對如此短暫時間（以地質學標準而言）的預測無誤。這類例證包括蛾翅為了適應因工業煤煙而變黑的基質（substrate，如樹皮等）而改變顏色，加拉帕戈斯群島的達爾文芬雀因氣候及食物來源變更而改變喙的形狀，以及細菌菌株發展出對抗生素的抗性等。這類小型變化證據不勝枚舉，任何人——包括相信上帝創造世界的“神創論者”（creationists）——都不能否認。但我們仍需證明這類細微變化能夠經過地質學時間的累積，形成不斷擴張的多樣性生物歷史。 因此我們必須仰賴第二類直接證據，即在化石中發現重大改變的各過渡階段記錄。我們常聽到一個幾乎已可算是“城市傳說”的說法，認為根本沒有過渡態的存在，這都是假的，盲信進化論的古生物學者或刻意隱瞞此事，或謊稱化石記錄不夠完美，無法保存這類必定存在過的居間生物。事實上，盡管化石記錄的確很零星，像斷簡殘篇（大凡史料不都有這個問題嗎？），但經過古生物學者的努力，現今已發掘出許多連續的居間態（而非單一的“居中”樣本），可以依照時間順序追溯差異極大之後代的共同祖先——例如鯨是由陸棲哺乳類經過數個過渡階段（包括“陸行鯨”[ Ambulocetus ]）進化而來；鳥的祖先為擅跑的小型恐龍；哺乳動物的祖先是爬蟲類；以及人類在過去400萬年來腦容積擴增了三倍；等等。 最後一類，即第三類證據，比較不直接，卻無所不在，讓我們可以借著觀察存在于所有現代生物體內不完美或奇怪、沒道理的構造，清楚推斷出那是從遠古不同形態的祖先，歷經種種變化而留下來的進化遺跡。這個原則不局限于生物進化，也適用于各種歷史事件。我們可以推斷某條廢棄鐵路，曾經一度連接一系列成直線排列、間隔規律的城市（這種排列法不會有別的理由）；也可以根據語源學，由許多字詞在農業時代與工業時代的不同意義，而看出社會的變遷（例如英文“傳播”[ broadcast ]本指用手撒種子；“金錢上的”[ pecuniary ]原意為“數牛”，源自拉丁文“母牛”[ pecus ]）。同樣的，所有生物體內都具有某些殘留構造或退化器官，它們從前在其祖先以不同形態存在時具有作用，如今卻完全無用，像隱藏在某些鯨魚皮下的細小腿骨，或有些蛇體內毫無作用的骨盆骨，都是它們的有腳祖先留下來的痕跡。 對進化的無知 達爾文的發現顛覆了人類以往的自滿與自信，其震撼力非其他科學革命所能比擬。稍可相提并論的，是哥白尼及伽利略。這兩人將人類從宇宙中心的地位，貶到一個環繞太陽的小小周邊物體上。但天體的重新排列只粉碎了我們的不動產美夢，達爾文進化論革命的對象，卻是人的意義及本質（限于科學可以討論的范圍）：我們到底是誰？我們來自何處？我們和其他的生物關系如何，又有什么樣的關聯？ 進化論取代了過往令人心安的自然神學解釋：一位慈愛的神依照自己的形象造人，并讓人主宰整個地球與所有生物，而整個地球的歷史，除了頭五天之外，都很榮幸地有人類參與。進化論卻指出生命之樹巨大茂密，所有枝丫皆一脈相承，彼此相連，而人類只代表其中一小枝；而且“智人”（Homo sapiens）這一小枝，出現的時間就地質學而言，仿佛昨日；我們繁盛的時段對浩瀚宇宙來說，不過一瞬。（智人只存在10萬年左右，整個人類譜系和我們現生血緣最近的親戚——黑猩猩——分支的時間，距今也不過600萬到800萬年而已。相對的，地球上最古老的細菌化石卻有36億年的歷史。） 如果我們能信奉某種和舊信仰——如人類之必要性及先天優越地位——不相抵觸的進化理論，上述事實所造成的沖擊或許還不至于這么大。很多人有一種誤解，認為進化論暗示進化的方向可以預測，且循序漸進，所以即使人類起源得晚，仍可視為進化的必然結果及登峰造極之作。但根據我們對進化運作的了解——即關于進化機制最為人所接受的“理論”，而非上一節所提及的簡單“事實”——卻發現就連這種觀念上的自滿都是假象。有真憑實據亦最受肯定的達爾文自然選擇說，便完全不支持這類相信人類在宇宙中之必要性及重要性的傳統冀望。 因此，當我自問：為什么最受科學界肯定的進化論，在達爾文出版該理論近150年之後，在全球科技最先進的美國，仍有許多人不知道或不承認它？我只能推斷那是因為美國人曲解了達爾文學說的更廣闊含意，尤其誤認為他的學說是悲觀的，或企圖顛覆人類心靈的渴望與需求，所以才造成許多美國民眾至今仍無法接納這項最詳實的生物學概論。其實達爾文學說在道德上是中立的，在知性上則令人振奮。因此，我決定以達爾文學說的意義，或說進化論的含意（而不僅僅是進化的事實）作為主題，試圖分析這一明顯事實至今仍未獲廣泛認知的原因。 一般人不懂達爾文的自然選擇說，絕對不是因為它觀念復雜——再沒有另一個偉大的理論，結構像它這般簡單明了，以三項無法否認之事實，以三段論法推演出一個結論。（有一則真實的逸話，謂赫胥黎在讀完《物種起源》[ Origin of Species ]後，對自然選擇說只有一句評語：“我真是太蠢了，居然沒先想到。”）第一，生物所繁殖的後代，不可能全數存活；第二，即使是屬于同一物種的生物，也必定各個不同；第三，這些差異至少有一部分會遺傳給下一代。根據這三項事實，便可演繹出自然選擇的原則：因為只有某些後代可能存活，而平均說來，存活者都是較能適應當地環境變化的幸運兒，又因為這些後代都遺傳了父母適應環境的特征；所以，平均說來，它們的下一代將更能適應當地的生存條件。 令人無法下咽的，并不是這套簡單的機制，而是這套闡述因果關系的理論，完全剝去了傳統帶來的安慰，比如對進步的許諾、自然界和諧的本性，或任何固有的意義和目的，這在哲學上的影響是深遠而根本的（這一點達爾文自己也非常清楚）。達爾文的這套機制，只能產生對地區環境的適應，它隨時間而改變，而且不具方向，這意味著生命的歷史沒有目標，也不一定遵循進步的軌跡。（根據達爾文的理論系統，身體構造低等如腸胃寄生蟲，充其量不過是寄主體內一小撮會攝食及繁殖的組織罷了，但它們在適應力上，卻和擅用智謀、動作矯捷、自由徜徉在大草原上的肉食哺乳動物一樣成功，前途同樣光明。）而且，盡管生物體構造精美，生態系和諧有序，但這種生命層次只是生物個體無意識地為自身的繁殖而奮斗的結果，并非具有“更崇高”目的之自然法則運作的直接結果。 達爾文的機制，乍看之下或許令人喪氣，但深究後就會讓我們欣然接受自然選擇（及其他許多進化機制，小至斷續平衡，大至自然災難造成的集體滅絕），這有兩項基本理由。首先，科學具有實質上的解放力量；了解自然機制，我們在受到現實事物傷害時，才有能力治療及康復。比方說，明白了細菌及其他致病生物是如何進化後，我們才能了解抗生素抗體，還有艾滋病毒不尋常的突變能力，是怎么發展出來的，進而找到方法與其對抗。當我們體認到，現今所謂的不同人種全是不久前從同一個非洲祖先分支出來的，當我們檢視各種族間微不足道的遺傳差異時，我們便會明白數世紀以來荼毒人類關系的種族歧視論，完全沒有事實根據。 第二個理由是廣義的，沖過達爾文式的“冷水澡”，面對現實後，我們才終于能夠拋棄長久以來根深蒂固的虛幻期冀，即自然界這一實體可以提供我們生命的意義，并確認人類先天固有的優越性，或證實進化存在之目的即推送人類登上生命的巔峰。基本上，不論宇宙真實狀態為何，都不可能教我們“該怎么活”或“生命的意義是什么”——因為這類有關價值與意義的道德問題，隸屬人生其他畛域，諸如宗教、哲學與人文主義。一旦我們在別的畛域內作下道德決定，自然界的實相便可協助我們達到目標。比方說，當我們認同人皆享有不可剝奪之生存、自由及追求快樂的權利之後，存在于人類不同族群間細微的遺傳差異，便可幫助我們了解全人類本是一體的。無論事實多么魅惑人，多么純美，或多么不可逃避（肉體之衰敗及死亡便是最明顯的例子），事實終究只是事實，道德的正確性或精神上的意義，都屬于人類不同的追求區域。若認定自然實體符合我們的冀望與需求——世間惟有真善美，一切皆為生而優越的人類制造——便極易掉入把現實與正義劃上等號的陷阱。只有當我們意識到進化的自然道路充滿神奇，生命的多樣性與變化繁如織錦，“智人”不過是其中最蓊郁的那株大樹上偶然出現的一小枝時，我們才終于能夠拋開對道德真理及精神意義的追求，而以科學的角度探索自然界的各種事實與機制。當達爾文替“此宏偉之生命觀”（引自《物種起源》最後一句話）下定義時，他便解放了我們，教我們從此不必再對自然提出過分的要求。這么一來，無論這個世界隱藏多么可畏的玄機，我們都能了無拘束、充滿自信地深入探究。我們知道，我們對崇高意義的追求，絕不會受到威脅，因為只有人類的道德意識，才是它惟一的源頭。 斯蒂芬?杰?古爾德（Stephen Jay Gould，1941 — 2002），世界著名進化生物學家，古生物學家，哈佛大學教授，同時也是著名科普作家。

001 再版序　無盡的領域 012 推薦序　沖一個達爾文式的“冷水澡” 斯蒂芬?杰?古爾德 017 前　言　危險卻了不起的主意 理查德?赫頓 021 第一卷　遲來的勝利：達爾文與達爾文學說的崛起 023 第一章　達爾文與小獵犬號 042 第二章　好像承認殺了人：《物種起源》之緣起 066 第三章　深度時間探測：為生命史定年代 079 第四章　目擊改變：基因、自然選擇，以及進化現場 099 第二卷　創造與毀滅 101 第五章　生命樹向下扎根：從生命之黎明到微生物時代 115 第六章　意外的工具箱：動物進化的機遇及限制 136 第七章　滅絕：生命的結束與再開始 171 第三卷　進化之舞 173 第八章　共同進化：編織生命網 191 第九章　達爾文大夫：進化醫藥時代的疾病 206 第十章　激情的邏輯：性的進化 229 第四卷　人性在進化中的地位與進化在人性中的地位 231 第十一章　饒舌的類人猿：人類進化的社會根源 259 第十二章　現代生活，公元前5萬年：吾輩之黎明 277 第十三章　那上帝呢？ 303 致謝 304 延伸閱讀 312 名詞對照 315 圖表來源 316 圖片來源

第二章　好像承認殺了人：《物種起源》之緣起 達爾文到了倫敦，發現哥哥并不是一位認真的博物學者。讓伊拉斯謨如魚得水的地方，不是實驗室，而是晚宴和紳士俱樂部。他帶查爾斯進入社交圈，查爾斯立刻融入其中，但他和伊拉斯謨不同，他同時也勤奮工作：撰寫討論地質學的論文，完成一本敘述自己航旅經歷的書，并且安排讓專家研究他手上的化石、植物、鳥類及扁蟲等各類標本。 幾個月不到，達爾文的努力便得到回報，如今他儼然已是全英國最有前途的年輕地質學者。但他心里卻包藏著一個秘密：他在私人小筆記本里涂寫的都是關于生物學的筆記，而非地質學。他朝思暮想的是一個令人不安的可能性：或許他祖父的想法是對的！ 生物學在達爾文離家的五年內有長足的進步，許多新物種被發現，舊秩序因此受到挑戰，同時科學家利用顯微鏡，開始了解卵如何發育成動物。英國的博物學者不再滿足于佩利所提倡的上帝分別設計出每種生物的說法，因為這無法解釋關于生命最根本的問題：如果生物真的是上帝精心設計的，他設計的“精密度”為何？有些物種彼此非常相似，有些物種則差異極大，這又如何解釋？所有的生物都是在地球形成時就出現了，還是由上帝逐漸創造出來的？ 英國的博物學者不再把上帝看做一個事必躬親的管理員，反之，上帝是創造出一套自然法則，然後激活它們，讓它們自行運作。時時刻刻都得插手的上帝，似乎不如一開始便做出正確的——而且有彈性的——通盤設計的上帝能干。許多英國博物學者都同意：生物隨著地球歷史進程而改變，曾經有許多較簡單的動植物滅絕，被較復雜的動植物取代。但他們仍認為這是一個莊嚴神聖、遵循上帝指引的過程，而不是像拉馬克在1800年所提出的純物質的進化。到了19世紀30年代，另外一位巴黎國家博物館的動物學者聖伊萊爾（Etienne Geoffroy Saint-Hilaire）開始鼓吹新的進化理論，讓這些英國佬又起了一陣寒栗。 原型與祖先 在博物館內共事的拉馬克和聖伊萊爾是幾十年的老朋友，但聖伊萊爾是靠自己研究、比較過不同動物的身體構造後，才接納了進化的觀點。當時的傳統觀念相信，只有身體功能類似的動物，才會有類似的構造，聖伊萊爾卻發現太多的例外；例如，雖然鴕鳥不會飛，但它們和飛鳥卻有著相同的骨骼構造。同時，聖伊萊爾指出，許多物種看似與眾不同的標記，其實并不特殊；比方說，犀牛角看起來很特別，其實只是由一團密實的毛所形成。 聖伊萊爾在嘗試解開物種之間隱秘關聯的過程中，從德國生物學者那兒獲得許多啟發。對後者來說，科學是一種形而上（transcendental）的追求，旨在發掘生命合一的秘密。例如，詩人（也是科學家）歌德認為植物的每一個部分——從花瓣到刺——其實全是同一個基本形態的變異：葉子！這些德國生物學者認為在多元化的生命中，隱藏著某些永恒不變的模型，亦即他們所謂的“原型”（archetype）。聖伊萊爾決心找出所有脊椎動物的原型。 聖伊萊爾認為每只脊椎動物骨骼內的每一根骨頭，都是原型脊柱骨的變異；他接著更進一步宣稱，所有的無脊椎動物都是根據同一個藍圖發展出來的。依照他的解釋，龍蝦和鴨子其實是同一“主題”的兩種變異。龍蝦是節肢動物，這組動物還包括昆蟲、蝦及鱟。節肢動物與脊椎動物雖有少許相似處——它們的身體都是沿著長主軸對稱發育，頭部有眼及口——但兩者差異卻極大。節肢動物的骨骼為一層硬殼，長在身體外面；脊椎動物的骨骼卻長在體內。脊椎動物有一根沿背部往下走的脊髓（即脊柱神經），還有一條沿身體正面往下走的消化管道；這種安排到了龍蝦或任何一種節肢動物體內，卻正好相反，變成腸子在背部，神經系統在腹部。 節肢動物與脊椎動物看似無從比較，但聖伊萊爾卻不這么想。他認為節肢動物其實是活在一根脊柱骨內的，而且把腹部變成背部也很容易，所以龍蝦可以轉變為鴨子。節肢動物的設計和脊椎動物一模一樣，只是反過來而已。“因此，從哲學的角度來看，只有一種動物。”聖伊萊爾聲稱。 到了19世紀30年代，聖伊萊爾把自己的理論再往前推一步，宣稱：這種轉化并非純粹是幾何學上的抽象概念，動物的確曾隨著時間而改變形狀。聖伊萊爾并不想讓拉馬克的理論復辟，因為他并不同意拉馬克認為後天獲得的特征可以遺傳給下一代的假設。他認為是因為環境發生變化，使卵的發育受到干擾，才生出畸形動物，變出新的種。 聖伊萊爾宣稱任何一個觀察胚胎發育的人，都可以清楚看見上述的進化史。當時的德國科學家已發現胚胎可以在幾天之內，從一種形態，發展成另一種和成體迥然不同的形態，他們將倏忽即變的身體部分及形狀仔細記錄下來，宣稱觀察的時間愈長，愈能在無秩序中找出秩序。尤其是胚胎形態由簡到繁，特別驚人。研究者甚至斷言每次型態變得更復雜，即表示發育進入另一個新階段。 其中一位德國科學家奧肯（Lorenz Oken）對此過程的解釋如下：“動物個體在發育過程中歷經動物界的每一個階段，隨著新器官的成形而不斷升上新的臺階；胎兒在不同時段所代表的類別則囊括了所有的動物類別。”胚胎剛開始像條蟲，只是一個管狀物；後來長出肝及血管系統，變成一只軟體動物；有了心臟及陰莖後，又變成一只蝸牛；待冒出肢足後，變成昆蟲；等骨頭發育好了，就是條魚；有了肌肉，是爬蟲類；循序漸進，最後變成人。“人是自然界發展的巔峰。”奧肯宣布。 聖伊萊爾認為胚胎不僅攀爬自然之梯，拾級而上，還重演歷史。人類的祖先其實是魚，胎兒在發育早期有鰓裂，便是實證。 在聖伊萊爾鼓吹進化理論期間，歐洲的探險家發現了許多新物種，全都符合他的理論。比方說，澳大利亞的鴨嘴獸是哺乳動物，卻有個鴨嘴，而且是卵生，聖伊萊爾因此說它是哺乳類及爬蟲類之間的“過渡”形態。探險家又在巴西發現可以用肺呼吸空氣的肺魚，這種怪魚連接了海中及陸上的脊椎動物。 英國的一流科學家群起駁斥聖伊萊爾，就像他們反對拉馬克一樣。劍橋地質學者塞奇威克便指責兩位法國人的研究結果，是“粗劣（甚至‘骯臟’）的生理學”。不過盡管一般英國科學家厭惡進化論，但在19世紀30年代正面攻擊進化論的人卻只有一位名叫歐文（Richard Owen）的杰出青年解剖學者。 凡英國獲得如肺魚及鴨嘴獸等新物種的標本時，通常都由歐文首先進行解剖研究，他利用這個機會來打擊聖伊萊爾的主張。歐文指出鴨嘴獸會分泌乳液，這是哺乳類的標記；而肺魚雖有肺，卻不像陸上脊椎動物有明顯的鼻孔。對歐文來說，這一點便足以將肺魚歸類為普通的魚。但就連歐文也不能心安理得地堅持上帝創造萬物，眾生的設計反映了上帝的良善。歐文也想發掘造物的自然機制，他是個優秀的博物學者，雖厭惡聖伊萊爾對進化妄加臆測，卻無法否認後者的說法有些道理。物種間的類似處，以及它們顯示出的一系列轉化階段，實在不容否認。 歐文的結論是：聖伊萊爾對證據的詮釋過于偏頗。比方說，他知道聖伊萊爾對胚胎形態的看法已被最新的研究結果淘汰：一位名叫馮貝爾（Karl von Baer）的普魯士科學家已證明生命的進程并非一道簡單的階梯，由高等動物的胚胎簡要呈現出較原始動物的發展過程。脊椎動物的胚胎在最早期看起來的確都很類似，但這是因為那時它們的細胞數目還很少。隨著時間過去，它們會愈變愈不一樣。魚類、鳥類、爬蟲類及哺乳類都有肢足，其胚胎一開始時都是形成肢芽（limb bud）；但經過一段時日，肢芽會變成鰭、手、蹄、翅膀和各種獨特的肢足，這些類別不可能互換。“將動物依完美程度作線性排列，”馮貝爾寫道，“是不可能的。” 歐文野心勃勃，欲集馮貝爾、聖伊萊爾及當代所有偉大生物學者的研究之大成。他想抵抗進化論，只是，他的抵抗方法，是找出能夠解釋化石及胚胎證據的自然規律。 小獵犬號返國三周後，歐文第一次見到達爾文。他們倆同去賴爾家晚餐，達爾文敘述智利大地震的經歷，娛樂賓主。餐後，賴爾介紹這兩位年輕人認識（歐文只比達爾文大五歲），二人相談甚歡。達爾文知道借著歐文的名氣，自己的哺乳動物化石將受到全英國的重視，于是當晚便邀請歐文檢查他的化石。歐文欣然同意，心想這些前所未見的化石將提供他一次驗證自己觀點的機會。 但是，歐文萬萬沒有想到，有一天達爾文也會把他變成一尊食古不化的化石。 令人困惑的異端之說 小獵犬號返國四個月之後，達爾文開始聽到專家對于他搜集的化石及動物標本的回音。剛開始眾說紛紜，令他困惑。歐文在檢視哺乳動物化石後，宣布它們是南美洲現生動物的巨大變種，包括跟河馬一樣大的嚙齒動物，以及跟馬一樣大的食蟻獸。達爾文不禁要問：地球同一地點的已滅絕動物及現生動物之間，是否存在連續性？現今的動物會是化石動物經過修正的後代嗎？ 達爾文早已將他搜集自加拉帕戈斯的鳥標本交給英國最杰出的鳥類學家古爾德（James Gould）。采集的時候他并不重視這批標本，直到他去動物學學會參加過古爾德的討論會後，才為自己的輕率大感遺憾。達爾文根據鳥喙，判斷大部分標本為芬雀、鷦鷯及鶇，但古爾德卻宣布它們全是芬雀，只不過其中有些具有像鷦鷯或鶇的喙，以便攝食某些特別的食物。 後來達爾文去古爾德的辦公室，古爾德指出他犯了一個更嚴重的錯誤：大部分的鳥都沒有精確記錄采集自哪一個島嶼。達爾文當時覺得這并不重要，他只記錄了三只來自三個不同島嶼的反舌鳥（嘲鶇），結果古爾德指出這三只反舌鳥“分別”屬于三個全新的鳥種！ 達爾文不懂為什么三種不同的反舌鳥會離得這么近，難道住在不同島嶼上的芬雀也全屬于不同種嗎？達爾文聯絡菲茨羅伊，請小獵犬號上愛搜集鳥的船員把標本寄給古爾德。幸虧船員比達爾文仔細，記錄了射到鳥的島嶼。果然，就和反舌鳥一樣，不同島上的芬雀全屬于不同的種。 達爾文意識到大事不妙，為什么這么類似的島嶼上會有這么多獨特的物種？他打開筆記本，想找出一個解釋加拉帕戈斯芬雀的答案。雖然他在別人面前表現得和往常沒有兩樣，照常研究地質，書寫珊瑚礁、隆起的平原及火山錐，但私底下他卻因為一個奇想而廢寢忘食：也許最早的芬雀并不具有目前的形態，也許它們經過進化！ 畢竟生物居住的陸地并非恒常不變。達爾文的芬雀現在住的群島，全是某個時候從海底冒出來的。一旦加拉帕戈斯群島成形，南美洲某原始種類的芬雀便可移居過來，經過一段時間，分占各島嶼的後代為了適應新生活，變成目前形態各異的物種。就這樣，原始殖民種的後代分支成不同譜系；同樣的分支情況也可能發生在巴塔哥尼亞的哺乳動物身上。達爾文發現到的那些化石巨獸，可能分支成現今形體類似但體積較小的後代。 達爾文在筆記本里畫下一棵樹：在這棵樹上，由舊的物種分支出許多新的物種。 達爾文覺得這個想法可怕極了，他開始心律不齊、胃痛，常因做怪夢而半夜驚醒。他明白主宰芬雀或食蟻獸的律法，必定也主宰人類，他開始認為人類僅是眾多哺乳動物中的一種，只不過心智特別發達罷了。他在筆記本內寫道：“認為某種動物比另一種動物高等，是極荒謬的說法。人們經常高談闊論具有智能的人類的出現是多么神奇，其實具備其他官能的昆蟲的出現更神奇??看到地球表面覆蓋著絕美的草原與森林，誰敢說智能便是世上惟一的目標？”或許人類也是進化的結果，就像芬雀一樣。達爾文去動物園看一頭新捕來的紅毛猩猩“珍妮”，在它臉上看見和嬰兒一樣的表情。他寫道：“人是從猴子變來的？” 盡管達爾文的想法甫具雛形，但他已深知其危險性。若公開宣稱人類曾經過進化，如賴爾等他所尊重，同時也會影響他事業前途的博物學者，可能立刻就會開始排擠他。即使如此，達爾文仍繼續寫筆記，發展理論，同時搜集相關資料。 達爾文想找出特征由上一代遺傳給下一代，以及特征在此過程中改變的跡象。他去詢問園丁、動物園管理員及養鴿人，又向自己的理發師請教如何繁殖純種狗。雖然他看到了物種無常的跡象，卻仍然找不到任何物種徹底轉型的證據。拉馬克宣稱動物可以在活著的時候改變，然後把後天獲得的特征傳給子代，但這類證據闕如。達爾文決定換個方向解釋進化的發生。 結果他在一本以悲觀論調討論人類劫難的書里找到了。1798年，一位名叫馬爾薩斯（Thomas Malthus）的鄉村牧師寫下《人口論》（An Essay on the Principle of Population），指出任何一個國家的人口，若未經饑荒或疾病的遏制，必將在數年之內爆炸。假設每對夫妻都生養4個小孩，人口便可輕易地在25年內加倍，而且持續地加倍——不是呈算術級數（3，4，5）增加，而是呈幾何級數（4，8，16）增加。 馬爾薩斯警告：倘若人口以此方式爆炸增長，糧食供應絕對趕不上。將荒地開墾為農田雖可增加作物產量，卻只能以算術而非幾何級數的方式增加。不節育必定招致饑饉與苦難。人類之所以尚未處在永遠挨餓、萬劫不復的狀態中，乃因人口的增加不斷受到瘟疫、嬰兒高死亡率及結婚年齡延後至中年的制衡。 他又指出，多產與饑荒這兩種控制人口的力量，同樣也在控制動植物。假使蒼蠅生蛆完全不受阻礙，世界很快將蛆滿為患，因此大部分的蒼蠅（每一種皆然）必須在不繁殖任何後代的情況下死亡。 達爾文在馬爾薩斯悲觀的論文中找到推動進化的動力。得以繁衍後代的少數幸運者并非純靠運氣，而是因為這些個體擁有較能適應特殊環境的特征——或許長得比較大，或喙特別細，或毛較濃密。擁有這類特征的個體，繁殖後代的幾率將比同種其他較弱的個體為高，加上子代多半像親代，它們又會把這些致勝的特征繼續傳給下一代。 單單一代的偏向或許微不可測，但達爾文已經習慣于微不可測的地質變化可以造山的事實；這等于是生物性的造山運動。假設一群鳥移居到加拉帕戈斯某小島上，能繁殖後代的一定是最適合該島環境的個體，假以時日，累積改變便可形成新鳥種。 達爾文發現可以用農夫培育作物的過程作比喻：農夫會比較個體植株的優劣，然後只留最好的植株做種，不斷篩選之後，作物便發展成特殊的變種。然而大自然里并沒有農夫，只有彼此為了生存、光源、水源及食物而競爭的動植物個體，但它們也在經歷篩選——一種沒有篩選者的篩選。達爾文明白，有了這種不借助于任何創造動作干預的篩選結果，便可自然形成生命精密的設計。 好像承認殺了人！ 達爾文除了勤寫筆記之外，還成了家。他在出航之前，愛上一位名叫芬妮?歐文（Fanny Owen）的女人，可是起航不久，她便嫁人了。返家後，他懷疑自己到底該不該結婚。達爾文秉持科學家講究方法的一貫作風，做出一份比較利害得失的資產負債表，在左邊寫下“結婚”，右邊寫下“不結婚”，然後在中間寫下：“這是個問題！”。這位為婚姻大事苦惱的哈姆雷特想道：如果做單身漢，他將有較多時間研究科學，或去紳士俱樂部談話，也不用多賺錢養小孩；可是，妻子可以提供“女性的閑聊”，而且老來有伴。他把兩行加一加，作出結論：“結婚——結婚——結婚。Q. E. D.（拉丁文，證明完畢之意）。” 達爾文選擇了他的表妹埃瑪?韋奇伍德（Emma Wedgwood）。他對倫敦的世故女人不感興趣，卻看中了母親的外甥女。埃瑪和他一樣，也在鄉下長大，而且老早就喜歡上偶爾來訪的達爾文。雖然他追求的方式笨拙，語焉不詳，又態度閃爍，但她還是很高興。不過當他出其不意，神情緊張地向她求婚時，她還是嚇了一跳。她雖允諾了，卻因為太震驚，立刻出門跑到主日學校上課去了。不過想到即將嫁給一位她認為“個性溫柔”的男士，埃瑪很快便高興起來。達爾文卻擔心自己因為海上生活變得不善社交，不能適應婚姻生活，他把希望全寄托在埃瑪身上。“相信你會容忍我，”他寫信對她說，“而且很快教我懂得除了在孤獨寂靜中發展理論及搜集資料外，人生還有更大的快樂。” 埃瑪只擔心一件事，每當達爾文談起可能主宰自然的律法時，身為虔誠英國國教徒的她，心里明白他對《聖經》諸多懷疑。“你可不可以幫我一個忙？”她寫信給他，請他閱讀《約翰福音》的訓誨：“我賜給你們一條新命令，乃是叫你們彼此相愛；我怎樣愛你們，你們也要怎樣相愛。”達爾文若從愛著手，或許會變成真正的基督徒。 他向埃瑪保證，他感覺“誠心誠意”，但只要看看他當時的筆記，便知道他說的并非全是實話。他懷疑宗教多半源自本能的心理需求，而非對真神的愛。他是因為愛埃瑪，所以才不愿對她講實話。 婚後達爾文帶埃瑪搬到倫敦，開始單調卻舒適的家居生活。埃瑪仍擔心丈夫缺乏心靈寄托，繼續寫信給他。她在1839年寫給他的一封信里提到她擔心達爾文一心一意想發掘自然界的真相，反而因此排斥不同形式的真相——例如只有宗教才能提供的真相。只相信能夠驗證的真理，將令他拒絕接受“其他不可能驗證的真理，因為或許它超出我們的理解范圍”。她懇求他別忘記耶穌為他及世人所做的一切。達爾文將信擱置一旁，并沒有回信，但他卻一輩子都沒有忘記。 1839年，達爾文出版了《在菲茨羅伊船長領導下搭乘小獵犬號繞航世界所經國家之自然史及地質研究札記》（ Journal of Researches into the Natural History and Geology of the Countries Visited During the Voyage of HMS Beagle Round the World， Under the Command of Captn.FitzRoy，R.N. ），在英國造成轟動，確立了達爾文身為博物學者的聲譽。那時他與埃瑪已結婚三年，育有兩子。他們決定離開倫敦，因為兩人都已厭倦城市里的犯罪率、將衣服染成黑色的煤煙，以及粘在鞋底的馬糞。他們想讓孩子跟自己一樣，在鄉下長大，便在距離倫敦16英里外的肯特郡內，選購了一座占地18英畝、名為“唐恩小筑”（Down House）的農莊。達爾文變成一位農紳，侍花弄草，還買了一匹馬和一頭母牛。他徹底離開科學圈，只靠通信及經過慎選的朋友的周末來訪，帶來必要的信息。（伊拉斯謨痛恨離開倫敦去拜訪弟弟，便謔稱唐恩小筑為“沮喪小筑”[Down at the Mouth，英文發音與Down House相似]。） 達爾文繼續秘密地、深思熟慮地發展他的進化論。他寫下自然選擇說的梗概，但在1844年寫成後卻不知如何是好，甚至不知道該如何跟別人討論它。為搜集證據，他曾向十多個人要資料，卻從來沒讓任何一個人曉得他在做什么題目。當年那位不敢跟父親講他不想當醫生的男孩，如今又變成不敢向任何人透露他危險思想的男人。 但他終究得告訴別人。他必須找一位優秀客觀的科學家，幫他看看論文中是否有致命的疏漏。結果他選擇了胡克（Joseph Hooker）。胡克是一位年輕的植物學家，一直在研究達爾文海外航旅途中搜集到的植物。達爾文認為他沒什么偏見，或許不會指責他為褻瀆者，便寫信給胡克說：“返國後我一直在從事一項冒大不韙的研究，我知道任何人都會認為它愚蠢至極。實因加拉帕戈斯生物的分布令我印象深刻，我決定盲目地搜集任何有關物種定義之資料。我已閱讀無數農業及園藝書籍，搜集實例，未曾一日稍歇。終于恍然大悟，如今幾乎已確信（和我剛開始的信念正好相反）物種其實并非不可突變（這么說好像承認殺了人）！我認為我已發現了（這便是大不韙的部分）物種敏銳適應各種環境的簡單方式。你大概要唉聲嘆氣了：‘我怎么會浪費時間跟這種人通信！’或許我在五年之前也會這么想。” 胡克果然沒有辜負達爾文。“我很樂意聽聽你對物種為何會改變的意見，”他寫道，“因為直到目前為止，尚無任何學說令我滿意。” 達爾文因胡克的反應而勇氣倍增，幾個月後也把論文拿給埃瑪看。他知道她看了心情一定會起伏，但他怕自己會早死，希望埃瑪能在他死後出版這篇論文。埃瑪讀後既沒哭，也沒昏倒，只指出一些語焉不詳的段落。讀到達爾文描述自然選擇可能創造出如眼睛這般復雜的結構時，她的評論是：“大膽的臆測！”