达尔文进化论的中心思想是自然选择或物竞天择。它主要是说,生物都不断发生变异,不断产生新的性状。有的变异更具有竞争能力,有的则不利于生存。这样,在众多的变异中,适合环境的物种就被保留下来,不适应者就被淘汰,即所谓适者生存。久而久之,生物就不断由低级向高级进化。可是,达尔文关于自然选择的观点,面临着越来越多的理论上和实践中的难题。

进化的原料和动力

分子生物学兴起后,一些学者开始寻求进化论的理论基础。他们认为,因为在自然界,生物的基因在不断发生突变(Mutation),基因突变导致生物性状发生变异。也就是说,基因突变是进化的原料,自然选择则是进化的动力。这种被称之为「新达尔文主义」的论点,乍听之下很有道理,但却经不住推敲。的确,基因突变的现象是普遍存在的,但突变的速率很低,在每一代中只有10-4-10-6。更重要的是,这些突变中99%以上都是致死的或有害的。这种有害的突变为何能成为进化的原料呢?

有人会争辩说,虽然99%的突变有害,总有1%或千分之一的基因突变是有益的;这些有益的基因突变经漫长岁月即可导致进化。这种争议是缺乏根据的。前面已谈到,即使以每秒钟十万次的重组速率,三百亿年中尚无法自然形成一个最原始的生命DNA分子,在短短的几十亿年的地球历史(姑且说有几十亿年之久)中,以这样低的无害的基因突变速率,怎么可能完成从细胞到人的进化过程呢?

把自然选择作为进化的动力,理论上也讲不通。自然选择只是使适者生存;自然选择只是一个被动的「筛」而已,并无主动的导向功能。物种变异加上自然选择,可能增加物种横向的多样性。如像一隻白毛鸡演化为黄毛、花毛鸡等。这些鸡处于同一「进化」水平,只在横向增加了亚种、变种等,但自然选择没有把生物纵向地由低等进化到高等的功能。正像前文谈到的,这种由简到繁的进化过程是违反热力学第二定律的。自然选择本身既没有能量转换系统,又无蓝图或指令系统,故暂时逆热力学定律而导致生物进化是不可能的。

进化方式:连续式还是跳跃式?

按照达尔文的自然选择思想,物种的变化是各种微小变化的累积,进化应该是连续不断的。但这种设想显然与实际情况不符。在自然界,各类生物之间都是有明显区别的。如果进化是连续的,生物分类将无法进行。现行的分类法就是根据各生物类群间差异的大小,将它们分为门、纲、科、属、种等类的。这种分类单位不完全是分类学家主观的意念,也有一定的客观标准。比如说,关于「种」的生物学定义,其中一条便是,种间杂交不能产生后代或即使产生后代,后代却没有生殖能力。虽然在植物中有远缘杂交的实例,这一条在动物中似比较严格。比如,马和驴交配后可以生骡子,狮、虎杂交也可生子,但其子皆无生育能力。所以,马和驴、狮和虎是属于不同生物种。现存生物类种间的明显区别,与连续进化的学说是矛盾的。

是不是那些在连续进化中产生的中间类型,因不适合环境而死亡,导致现存生物之间性状的不连续性?假如果真如此,一定会有相当数量的中间类型的生物的遗体在化石中保存下来。然而,化石记录中所看到的,也同样是物种性状的不连续性。地质学中各种地层和地质时代的划分,主要是根据所谓「标准化石」。标准化石的特点是数量多、分布广、易于认别和只存在于较短的地质时期之中。由于不同地层的标准化石全然不同,地层的划分,不同国家、地区的地层之间的比较、等同才有可能。如果化石的性状是连续性渐变的,地层和地质年代的划分就无从谈起。

除了在实践中暴露出无法调和的矛盾外,进化的方式、问题的争论,更反映了进化论者在进化理论方面的严重分歧。大家都知道,很多生物器官都需要各种恰到好处的配合才能正常发挥功能。眼睛就是最好的例子。眼睛由眼睑、眼睫毛、眼膜、晶状体、视网膜等精细的结构组成,有感光细胞将光刺激转化为电讯号,并将它们迅速传到脑部,在脑的指挥下使眼能迅速和准确地对外界刺激作出反应。眼睛的功能是任何最高级的照像机无法企及的。但按进化论的观点,眼睛的结构与功能也是一点一点地进化来的。可是,眼睛的各部分以及它与大脑的联系等,怎么都那么凑巧地同时进化到这样准确的程度,使眼睛有正常的功能呢?眼睛的形成,是很难用进化来解释的。

达尔文本人对此也相当困惑。在他著名的《物种起源》(Origin of Species)一书的第六章〈理论的难题〉(Difficulties of the Theory)的「极其完美和复杂的器官」(Organs of Extreme Perfection and Complication)这一节中,他直言不讳地写到,「眼睛有调节焦距、允许不同采光量和纠正球面像差和色差的无与伦比的设计。我坦白地承认,认为眼睛是通过自然选择而形成的假说,似乎是最荒谬可笑的。(To suppose that the eye with all its inimitable contrivances for adjusting the focus to different distances, for admitting different amounts of light, and for the correction of spherical and chromatic aberration, could have been formed by natural selection, seems, I freely confess, absurd in the highest degree.)12

不过,达尔文紧接着又写道,当日心说第一次被提出来时,人们的常识认定它是不真实的;但事实表明,先前的地心说是科学所不支持的。因此,达尔文指出,「相信一只完美、复杂的眼睛能由自然选择形成的困难,虽然在人我们的想像中是难以克服的,但不应该被视为对这理论的颠覆。(the difficulty of believing that a perfect and complex eye could be formed by natural selection, though insuperable by our imagination, should not be considered as subversive of the theory.)13」他仍凭信心认为,复杂的眼睛可以由简单的眼睛进化而来。

《物种起原》一书出版后,1860年2月,达尔文在给朋友的信中写道:「到目前为止,眼睛令我不寒而栗;但当我想到已知的微小渐进的变化的时候,我的理性告诉我,我可以战胜这种惊惧。(The eye to this day gives me a cold shudder, but when I think of the fine known gradations, my reason tells me I ought to conquer the cold shudder.)14」可见,关于眼睛成因的阴影,在达尔文心中仍挥之不去,虽然他再次用信心克服了自己的惊惧。

达尔文的信心并没能化解他面对的难题。《物种起源》发表迄今已一百多年,细胞生物学、分子生物学、生物化学等学科取得了长足的发展。人们发现,在分子层面上,一个细胞、甚至一项看似简单的生命活动,都远远比在解剖层面上看到的眼睛、脑部、心脏、消化系统、循环系统、神经系统、肌肉系统、骨骼系统、精妙器官更复杂和精妙!达尔文当年面对的难题,今天变得更难了。15

基于这种理论上的困难和中间型物种的缺乏,全力支持达尔文的赫胥黎(Thomas H. Huxley)曾私下多次劝告达尔文接受跳跃式的进化观点,并警告说:「你这样毫无保留地接受自然界绝无大跃进的观点,使你陷入不必要的困难之中。」16但按达尔文的看法,大跃进(或大突变)进化,如眼睛的突然形成,就等于是一个神迹。而达尔文深知,他的学说最具吸引力、最独到的地方,乃是比较科学化、拒绝一切科学无法解释的超然主义,用纯自然的观点解释生物的起源;他只有用渐进、微小的变化来解释复杂的大变化,才能持守他这种彻底的唯物主义立场。他明确地说:「如果有人能证明,任何现有的复杂器官,不可能是从无数连续的、微小的突变而来,我的学说就得完全瓦解了。」17他给他的朋友、著名地质学家赖尔(Charles Lyell)的信中,对跳跃式进化的观点持严厉批评的态度,「如果我的自然选择理论必须借助这种突然进化的过程才能说得通,我将弃之为粪土。……如果在任何一个步骤中,需要加上神奇的进步,那自然选择理论就不值分文了。」18

达尔文用灭种的假说使自己摆脱困境,坚持连续进化的观点。他说,那些进化的中间环节的生物,因不适应环境而灭亡,保留下来的生物之间则显示出进化的不连续性。倘若达尔文的这种解释是正确的,一定可以找到许多被灭绝的中间环节的生物的遗体。如果说当年因化石资料尚不充分,可以使这种假说勉强过关的话,那么一百多年后,在充分的化石证据中根本找不到大量的绝灭的中间类型痕迹的今天,达尔文的连续进化思想进一步被进化论者质疑,就在情理之中了。

然而,如果是跳跃式的大突变的进化,一方面自然选择的渐变理论将被推倒,另一方面却无人能对这种大突变的原因找出令人满意的答案。詹腓力指出,「细察之下,大突变主义的最大问题,在于它本身只不过是进化论与特别创造论之间毫无意义的中间路线。正如道斯所说,你可将《圣经》中记载的人在尘土中被造,看作大突变。从化石的证据看,大突变就是说新物种不知为何从无变有。以科学理论来评价,『大突变式的进化』就是当年达尔文首先指称的:垃圾!」19连续、渐进的自然选择理论既站立不住,跳跃的大突变主义又缺乏立论依据,进化论正陷入空前的危机中。

进化过程:均变还是突变?

十八世纪末期,哈顿(James Hutton)出版的《地球概论》(Theory of the Earth)一书,标志着近代地质学的开端。哈顿在该书中系统地阐述了「自然划一原则」(The Principle of Uniformitarianism)。他的一句名言是:「今天乃是解释过去的钥匙。」也就是说,借着现在对现今地质现象的观察来解释地球发展的历史。现代地质学的奠基人——英国地质学家赖尔(Charles Lyell)在他著名的《地质学纲要》(Principle of Geology)一书中,进一步完善了「自然划一原则」,认为所有地球的变迁,乃是由现今的自然过程经过漫长的时间逐渐累积而成。

与均变说相反,以法国古生物学家居维页(Baron George Cuvier)为代表的灾变学说(catastrophism)认为,地质记录所显示的乃是多次因天灾引发的突然剧变,而非连续的均变。赖尔与达尔文是同代人。赖尔的均变论能提供达尔文的自然选择理论所需要的漫长的历史时间。达尔文推出《物种起源》后,赖尔的均变论逐渐被普遍接受。然而,化石的证据对均变论是相当不利的。

化石记录显示,很多生物突然同时绝灭,然后很多新种突然同时出现,接着是一段长期稳定的时期。其中最著名的两次物种大绝灭是二叠纪大绝灭(Permian Extinction)和「K-T」大绝灭。二叠纪是一个地质时期(被认为约在2.5亿年前)。在那次绝灭中,海洋中百分之五十的无脊椎动物的「科」(Family),百分之九十以上的动物的「种」一同绝灭。K-T表示白垩纪(Cretaceous)和第三纪(Tertiary)这两个地质时期的交界处。恐龙在白垩纪(被认为在六千五百万年前)非常多,但进入第三纪立即消失得无影无踪。到现在为止,恐龙绝灭之谜仍未解开,多数证据趋向于认为是天灾(如大量的殒石撞击地球等)所致。人们的常识也不利于均变论。比如说,煤是植物的遗体形成的,而石油是动物的遗体变成的。世界各地都常常发现大片大片的煤田和含油的岩层,说明在这些区域,动、植物是同时大量死亡,同时被埋藏在地下的。物种形成后是相当稳定的。「活化石」清楚表明这一点。「活化石」是指人们先在化石中发现,其后方知至今仍然活着的生物。银杏(Ginkgo biloba)和水杉属植物(Metasequoia)是中生代(The Mesozoic)的著名松柏类植物,有完整的化石记录。几十年前才知道,这两类树在中国仍然活着!这些活树与化石相距一、两亿年(按同位素测年法)之遥,两者的性状却无差异。腔棘鱼(Coelacanth)也是这样的活化石(见后述)。

中间环节的缺失

一般人都以为,化石为进化论提供了充分依据。其实,达尔文主义的最大困难正是化石的证据。进化论最大的敌人不是宗教领袖,而是研究化石的专家们。达尔文发表《物种起源》不久,在德国的一个石灰岩层发现一个动物化石,被取名为「始祖鸟」(Archaeopteryx),兼具爬行动物和鸟类的特征,被认为是由爬行类进化到鸟类的中间类型。进化论者为之雀跃,以为进化论已找到充分的证据。然而达尔文本人十分清楚,化石的证据显明中间类型的缺失,对他的理论是致命伤。但他推诿于化石记录的不完全。

经过一百多年的努力,科学家们已发现许多保存相当完整的地层,对其中所保存的化石也作了深入而系统的研究,中间类型的化石仍难寻觅。如果动物真是从无脊椎到脊椎动物,从鱼类到两栖类、爬行类,然后再到鸟类和哺乳类这样进化来的,那么中间类型的活物或化石应该随处可见、俯首皆拾才对。如果说达尔文当年尚有借口,那么今天的进化论者面对化石的难题,再不能自圆其说了。

更有甚者,像始祖鸟、腔棘鱼(Coelacanth)这两种著名的中间类型的化石,现已得而复失了。始祖鸟的某些爬行动物的特征(如前肢有爪),已在今天的活鸟中发现。20其次,原以为始祖鸟是半爬半飞的;现据其爪的形状,已被认为是一种已能栖息在树上的鸟。21第三,中国科学家近年在辽宁省发现了与始祖鸟同期的现代鸟的化石,说明始祖鸟并非鸟类的祖先。22由上述发现,始祖鸟已失去鸟的祖先的地位。腔棘鱼化石的骨骼粗壮,而且胸鳍中有小骨;古生物学家推想:一旦胸鳍变成前肢,就可以登陆、变成两栖类了。1938年,渔夫在西印度洋捕获一种鱼,其骨骼与腔棘鱼化石几乎完全一样。然而,它根本没有适应陆地生活的任何特征(如肺等)。23

不管怎么说,始祖鸟、腔棘鱼多少沾一点「中间类型」的边儿。相比之下,骨骼在外、肉质部分在内的软体动物(如蜗牛、蛤蚌等),是如何翻个个儿变成骨骼在内、肉质部分在外的脊椎动物的,则一点线索都没有。由单细胞生物进化到软体动物的证据也找不到,连借口也难寻。

按自然选择理论,适者生存。达尔文说:「如果我们看每一种生物都是从另一种不知名的生物传下来的话,那么它的父母及其他过渡期的中间型应该被这新的、更完美的新种消灭了。制造新种的同时就消灭了旧种。」24按此,始祖鸟应该比爬行类更进化,而鸟类又较始祖鸟的适应力强。可为什么比始祖鸟原始的爬行类和比始祖鸟更进化的鸟类,现在都存活于世,而唯独始祖鸟被淘汰了呢?推而广之,在现今的地球,从最原始的病毒到最高级的人类,各种类型的动、植物都共存着,恰恰中间类型都没有了;在现存的物种中没有,在化石中也找不到,这是进化论违反常理之处。符合逻辑的解释是,这些中间类型的生物也许根本没有出现过。

分子生物学的证据

分子生物学的发展,使人们可以详尽比较生物间的大分子的分子结构。基于进化时间与分子差异成正比的假设,提出了「分子钟」的概念。然而,分子钟并不支持进化的预期。潘柏滔博士说:「从人类和猩猩中,提炼出来的四十三种蛋白质被上述的核酸杂交法、免疫法测验、电泳测度法,和比较氨基酸排列的方法测量后,所得的结论乃是:在同科(Family)不同属(genera)的种(species)中,其遗传距离比猩猩与人类之间的遗传距离还大得多;而猩猩与人类乃是属于两个不同的科。」25钱锟博士指出:「可惜,除了在微进化上稍微能应用之外,分子时钟反而使进化论者之间产生极大的矛盾。例如,蛙类形态相似,但蛙彼此之间巨分子的差异,竟然等于蛙类与多类哺乳动物之间的距离。细胞色素C(Cytochrome)是被人研究得最详尽的蛋白。应用在广进化上,发现细菌与鱼类、昆虫、植物,甚至与人几乎等距;与进化的预期完全不符。」26

综上所述,达尔文的自然选择的假说与事实之间有很多矛盾。随着时间的推移和研究的深入,这些矛盾变得更加尖锐而不可调和。詹腓力尖锐地指出:「在此我要提出一个最基本的问题。既然达尔文主义有这么多问题,进化论又缺乏更理论的构架来取代,为什么我们不重估整个构架?科学家有什么理由,绝对确知所有的生物真是从唯一的简单生物开始的呢?」27

科学还是哲学?

科学(主要指实验科学)与哲学的一大区别是,科学要求重复求证。达尔文的进化论则更像哲学。钱锟指出:「詹氏引用朴柏分析科学与伪科学的方法,比较爱因斯坦与达尔文治学的方法。爱因斯坦不顾一切,大胆预测普遍相对论应有的结果。如果预测与实验的结果不符,他的学说就有被推翻的危险。达尔文从起头就没有提出任何冒险性的实际实验,他首先以雄辩解除化石记录并不支持进化的困难,他又依靠人工繁殖以及微进化作为广进化最终极的证据。所以,这门科学从开始就走错了。」28

很早就有学者指出,「适者生存」是哲学上的一种「赘述」、一种重複。「适者」与「生存」互为因果,因此「适者生存」是合逻辑、打不倒的「真理」。当代达尔文的代言人儒斯(Michael Russ)1993年在世界最大的科学组织AAAS会议上宣布,经过十年法庭论战,最终承认进化论有不可论证的哲学基础。当时全场一片死寂。29

尽管有人不承认进化论有不可论证的前设,但事实的确如此。进化论的推理是:有相似性状就有亲缘关系,但此推理不一定正确。有亲缘关系的生物定有相似性状;但有相似性状不一定必有亲缘关系。正如,亲哥儿俩长得很相像;但长得很相像的未必是亲哥儿俩。李志航博士说:「在目前物理学中,所有电子都是一样的。然而有些电子来自早年的宇宙,有些电子在加速器中产生,有些则出自中子的蜕变。所以不能说它们有同样一个源头。」30不同生物有相似的器官、组织、结构,甚至相似的大分子或基因,这可以有两种解释:一、它们有亲缘关系;二、并无亲缘关系,但因要适应类似的生态环境。这两种解释都有道理,但都无法用科学求证。且不说现在找不到中间型的生物,即使将来找到了大量中间型生物,进化论也只是一种解释方法或一种可能性,而不能证明其必然性。