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证明“物种会灭绝”的天才科学家,却终身反对“物种会进化”

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他是一位传奇的天才科学家,仅凭实验室里的化石碎片,就能还原出史前巨兽,为古生物学开疆拓土;他也是备受争议的“生物学独裁者”,证实了“物种会灭绝”这一颠覆时代认知的发现,却一辈子反对物种会进化。

他就是乔治・居维叶(Georges Cuvier),被誉为“比较解剖学之父”,公认的“古生物学奠基人”,甚至被尊称为“亚里士多德第二”。

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乔治・居维叶(1769-1832,图片来源:en-academic.com)

粪堆里的一颗珍珠

1769年8月23日,居维叶出生于蒙贝利亚尔。这里是传统的法语区,现属法国,但在当时隶属于德意志符腾堡公国。

居维叶家是典型的新教家庭,祖上因为信奉路德教派而迁居于此。居维叶的母亲为体弱多病的孩子投入了大量时间,让他4岁就开始学习读书、画画。

居维叶很快展示出过人的天赋,各个学科都没有短板。10岁上中学时,他擅长拉丁语、希腊语、地理、数学和历史,放到今天绝对属于“六边形学霸”。

有一天,居维叶在叔叔家里读到布封(Georges-Louis Leclerc de Buffon)的《自然史》。这部当时还未完成的巨著,号称涵盖了当时所有已知的“自然科学”。居维叶在震撼中打开了新世界,从此迷上自然史。他反复阅读这部伟大的作品,在12岁时对四足动物和鸟类的熟悉程度已经达到了博物学家的专业水平。

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布封的《自然史》(图片来源:meisterdrucke.uk)

居维叶的天赋在“新赛道”上也很快展现出来。他具有超强的观察力和记忆力,能精准识别各类动植物标本,还能凭借绘画功底精确画图记录。14岁那年,公国的查尔斯公爵召见居维叶,对这位少年非常欣赏,愿意支付学费,让居维叶在当时公国首府斯图加特的卡罗琳学院接受高等教育。

卡罗琳学院用德语授课。居维叶刚开始一句德语都不会说,但他展现出超强的适应能力,仅仅9个月后就获得了学院的德语奖。而语言天赋只是居维叶天才中最微不足道的一面。

父母希望居维叶能成为牧师,就让他攻读行政学位,但他对自然史的迷恋依然强烈,如饥似渴地阅读了包括卡尔·林奈(Carl von Linné)在内的自然学家的著作。他还专攻比较解剖学,熟练掌握解剖技巧,并不断绘制鸟类、植物和昆虫的图画。

居维叶未满19岁就以优等生的身份顺利毕业,但由于家庭收入锐减,毕业后的他不得不先到诺曼底贵族家中担任家庭教师。这段看似平淡的家教生涯成了他命运的转折点。

在诺曼底的乡间,居维叶没有放弃研究。他广泛阅读自然科学类的著作,还自学了甲壳类动物、软体动物等海洋无脊椎动物的比较解剖学,利用闲暇时间收集海洋无脊椎动物标本,撰写研究笔记。

游走于诺曼底的海边,居维叶注意到被海浪冲刷出的大量古生物化石,包括菊石等海洋动物遗骸。凭借扎实的解剖学功底,居维叶把这些古生物化石与现存生物进行比较,初步建立了对古生物学的认知。

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至今仍能发现化石的诺曼底海岸(图片来源:https://www.mdpi.com/2813-6284/2/3/9)

在诺曼底,居维叶定期参加在瓦尔蒙特镇举行的农业议题会议。法国大革命期间,人们最关心吃饱肚子的问题。在那里,居维叶结识了流亡在此的农学家亨利・泰西耶(Henri Alexandre Tessier)。后者因为巴黎的恐怖统治而躲在诺曼底,假冒了一个身份。

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亨利・泰西耶

图片来源:fr-academic.com

在听完泰西耶关于农业问题的演讲后,居维叶一下子就认出了他。两人相见恨晚,居维叶把自己的研究笔记借给泰西耶阅读,泰西耶读后大受震撼,完全想不到在偏僻的乡下居然还有这等人物。

泰西耶写信给巴黎的同事们,隆重介绍居维叶,说自己“刚刚在诺曼底的粪堆里发现了一颗珍珠”。巴黎自然历史博物馆的动物学家艾蒂安·乔治·圣-伊莱尔(Étienne Geoffroy Saint-Hilaire)对居维叶的研究大为赞赏。有了他的推荐,居维叶借机与当时几位著名的科学家建立了联系。

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艾蒂安·乔治·圣-伊莱尔(图片来源:portrait.gov.au)

居维叶想离开诺曼底。1795年春天,在圣-伊莱尔的帮助下,25岁的居维叶终于来到巴黎,成为让-克洛德·默特鲁德(Jean-Claude Mertrud)的助手,后者刚被任命为法国国家自然历史博物馆新设立的比较解剖学的教席负责人。凭借扎实的解剖学功底和绘画训练出的敏锐观察力,居维叶在巴黎学术界迅速崭露头角,开启了传奇的学术生涯。

复原“史前巨兽”挑战时代权威

纵观居维叶的人生,除了天资过人,他也很好地抓住了时代机遇。

1795年10月,居维叶刚来巴黎半年就当选为法兰西研究院院士,这离不开圣-伊莱尔等人的提携。1796年4月的研究院开幕式上,居维叶宣读了自己的第一篇古生物学论文,这篇论文几经修改在4年后发表,标题是《关于现存和化石象种的研究》(Mémoires sur les espèces d'éléphants vivants et fossiles)。

当时的欧洲学术界仍然在“物种不变论”中固步自封。主流观点认为,上帝是完美的,其创造的所有物种也都是完美的,不可能改变,也从未灭绝,否则上帝岂不是自己打自己脸?

对于发现越来越多的巨型动物化石,学术界要么当作现存生物的遗骸,要么臆想为某种未知巨型动物的骸骨。就连美国前总统杰斐逊都坚信,猛犸象等巨型生物仍存活在北美的荒野。而居维叶却彻底打碎了这个认知。

在这篇论文里,居维叶比较了猛犸象的骸骨与现存大象的骸骨,判断它们是不同的象种。而且他认为猛犸象已经灭绝,因为它们的身体功能根本无法适应当前的环境。

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论文中居维叶手绘的印度象颌和猛犸象颌的比较图(图片来源:evolution.berkeley.edu)

此后,他又陆续鉴定并命名了乳齿象、巨型地懒等多种已灭绝生物。

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现藏于伦敦自然历史博物馆的巨型地懒化石骨架(图片来源:extinctanimals.org)

这些发现在古生物学史和比较解剖学发展史上都是里程碑式的标志性事件。居维叶在论文中展现的扎实解剖学功底和严谨的学术论证,基本结束了动物是否会灭绝的长期争论。

除了发表论文之外,居维叶还出版了《动物自然史基本表》《比较解剖学课程》等一系列著作。其中《比较解剖学课程》共计五卷,出版耗时五年,是比较解剖学领域前无古人的奠基之作。

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居维叶的《比较解剖学课程》(图片来源:catawiki.com)

这些重量级的论文和著作,给居维叶加上重重光环:1799年,居维叶成为法兰西学院的自然史教授;1802年,成为植物园的名誉教授;1806年,成为英国皇家学会的外籍会员……居维叶成为19世纪初整个欧洲最有影响力的自然学家之一。

随着个人学术威望的提高,居维叶创立的器官相关律(law of correlation)也逐渐确立为古生物学的“黄金法则”。居维叶认为,动物的所有器官都是一个精密协作的整体——牙齿的形态对应消化系统结构,四肢骨骼对应运动方式,身体各部分的特征高度统一,绝对不会有矛盾。简单来说,组成动物身体的“零件”都是成套的,只要拿到一块骨头、几颗牙齿,就能精准还原出动物的完整形态、食性甚至生存环境。

与同时代热衷出远门探险的博物学家不同,居维叶几乎不参与远洋考察,甚至拒绝了拿破仑远征埃及时担任自然学家的邀请。“秀才不出门,遍知天下事”,他就以这样的方式创造了“复活化石”的传奇。

居维叶就像一位擅长破案的法医,总能从蛛丝马迹中找到线索。1800年,他在印刷品中准确识别出一种小型飞行爬行动物化石,并在1809年将其命名为“翼手龙(Pterodactyle)”,这是最早被科学认识的翼龙成员;1808年,居维叶鉴定出在荷兰马斯特里赫特发现的一块巨型海洋蜥蜴化石,并将其命名为“沧龙(Mosasaurus)”,这是已知的第一块沧龙科化石。

此外,他还陆续发表了古生物化石领域的其他研究,涉及蒙马特始新地层中已灭绝的哺乳动物、爬行动物、鱼类、鸟类等。尤其是研究哺乳动物的古生物学系,可以说基本上是由居维叶创立的。

在那个没有现代检测技术的时代,居维叶的复原研究堪称一绝。他不依赖完整化石,仅凭碎片就能像侦探一样精准判断物种归属,推翻了当时“化石是现存生物变异”的错误观点,让古生物学从荒诞臆想,变成一门严谨的实证科学。

居维叶主要的古生物学结论集中在四卷本的《四足动物骨化石研究》(Recherches sur les ossemens fossiles de quadrupèdes)。这是古生物学的经典开山之作,首次系统梳理了古生物化石与现存生物的关系,确立了化石在古生物研究中的核心地位。

在研究中,居维叶发现爬行动物的化石不仅适应陆地,还能适应海洋,有的甚至能飞翔。于是他推测,曾经有一段时间,爬行动物而非哺乳动物才是地球上主要的动物群。在后续二十年里发现的一系列令人瞠目的恐龙化石,证实了他的推测。

在研究古生物的同时,居维叶也没有放弃对现有生物的研究。1817年,居维叶最著名的作品《动物王国》(Le Règne Animal)出版。这套五卷本著作全面总结了居维叶对化石和现生物种的研究,其中收录了300多幅居维叶亲手绘制的画作。这部作品打破了他曾经的偶像——林奈的动物分类体系,将动物分为脊椎动物、软体动物、节肢动物、辐射动物四大类。这个分类逻辑更注重动物的整体结构差异,至今仍有借鉴意义。

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《动物王国》精装五卷本(图片来源:catawiki.com)

随着研究的深入,居维叶又发现一个规律——不同地层的化石,与现存生物的相似度截然不同,越古老的地层,化石生物越怪异;越年轻的地层,化石生物越接近现存生物。

这些古生物学结论结合地质学调查的结果汇总于一部1825年出版的《论地球表面的革命》(Discours sur les revolutions de la surface du globe)。居维叶用铁一般的证据证明:物种真的会灭绝,地球曾存在过与如今完全不同的生命世界。这就是震惊学界的灾变论(Catastrophism)。

居维叶认为,地球历史上曾发生过多次全球性的突发灾难,比如大洪水、地壳隆起、火山爆发,每一次灾难都导致大量生物灭绝,灾难过后,新的生物又被创造出来。他推测《圣经》中记载的大洪水,可能是最近一次的全球性灾变,这也是他的理论能被当时教会接受的原因之一。但必须要说明的是,尽管一生都是新教徒,居维叶并没有明确地将这些灾变与《圣经》或其他历史传说联系起来,反而是告诫合作者,不要受神学或教会的影响。

如今我们知道,灾变论并不完全正确,地球演化过程中既有巨大陨石撞击、超级火山爆发等突发灾变事件,也有长期而缓慢的渐变过程。但在当时,居维叶的整套理论完美地解释了“地层化石差异”和“物种灭绝”,推动了地层学、生物地层学的发展。居维叶还与同事合作,研究过巴黎盆地地层,提出了生物地层学的基本原理,为地质学发展奠定了基础。

用木乃伊“攻击”进化论

居维叶凭借严谨务实的研究,顺理成章地成为学术界的权威。然而,他还有一个备受争议的标签——进化论的坚定反对者。一个亲手证明“物种会灭绝”的人,却怎么都不肯相信物种会演化。

不过,他反对的人并不是达尔文。在居维叶如日中天的时候,达尔文还只是小他40岁的孩子。居维叶真正的“对手”是让-巴蒂斯特·拉马克 (Jean-Baptiste Lamarck)。

比居维叶年长20多岁的拉马克也是当时欧洲非常有威望的自然学家,他提出的进化观点,已经具备进化论的雏形。

拉马克是最早系统提出生物进化理论的科学家之一,也是第一位明确提出物种会不断演变,并尝试解释其机制的自然学家。1809年,也就是达尔文出生的这一年,拉马克出版了他一生中最重要的学术作品《动物哲学》(Philosophie Zoologique)。在书中,他不仅把脊椎动物分为鱼类、爬虫类、鸟类和哺乳动物类4个纲,还把这个阶梯看作是动物从简单的单细胞过渡到人类的进化次序。

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拉马克《动物哲学》书影,1809年法文版(图片来源:kwize.com)

在解释那些在进化过程中起决定性作用的力量时,拉马克肯定了环境对物种的影响,认为生物会为适应环境逐渐改变,并把这种变化遗传给后代。

拉马克的理论一问世就吸引了众多拥趸,但居维叶对此嗤之以鼻。居维叶笃信自己提出的器官相关律,他认为生物的身体结构是精密协调的,任何微小的单独改变,都会破坏整体平衡,导致生物无法生存。因此,物种不可能逐渐进化,只能保持固定形态。

为了反驳拉马克,居维叶还找到了绝佳的证据。

拿破仑南征埃及,带回大量木乃伊,其中包括猫和一些鸟类的木乃伊。居维叶认为,历经数千年,这些动物的形态与现存同类几乎完全一致,没有任何进化痕迹,因此反对拉马克关于物种持续演化的观点。他公开批判拉马克的理论,称其为“空想的理论”,经不起解剖学的检验。

在当时的法国学术界,拉马克并不是孤身一人,他的战友还包括前面提到的居维叶曾经的“恩人”圣-伊莱尔。这最终导致两人成为学术观点的敌人。吊诡的是,居维叶研究所使用的木乃伊,很多是由圣-伊莱尔从埃及千里迢迢带回法国的。

在拉马克去世一年后,双方的学术分歧最终在1830年法国科学院的公开辩论中激化。在数周中,居维叶与圣-伊莱尔就“生物结构是否统一”展开激烈论战。凭借强大的学术声望和实证依据,居维叶取得了辩论的胜利,压制了进化观点,让进化论在欧洲大陆被冷落数十年。

居维叶压制进化论的“本钱”除了扎实的学术研究之外,其实还有各种政坛头衔。

他是一位成功的学术管理者和政坛名流,历任法国公共教育总监、国务委员等职务,推动了法国大学的教育改革,还建立起完善的自然科学教育体系。他在法国大革命(法兰西第一共和国)、拿破仑帝国(法兰西第一帝国)和波旁王朝复辟三个截然不同的政权更迭下,长期身居高位,最后因为霍乱在巴黎逝世,享年62岁。

结语

居维叶怎么也不会想到,自己一生都不认同生物会进化,却亲手为进化论提供了关键的证据——物种灭绝和远古生命历史;他错判了生命如何变化,却用实证精神,最终推动人类走向了更真实的世界。

纵观历史,科学与文明从来不是沿着“永远正确”的道路前进的。人类对世界的认知,正是在一次次实证、质疑与推翻之中,不断挣脱时代局限,走向更辽阔的未来。

参考资料:

[1] https://www.meisterdrucke.uk/fine-art-prints/French-School/1492520/Portrait-of-Buffon-and-the-title-page-of-Natural-History-of-Buffon-classified-by-orders

[2] https://blog.biodiversitylibrary.org/2015/10/proving-extinction-cuvier-and-the-elephantimorpha

[3] https://www.kepuchina.cn/tech/biology/201812/t20181219_845545.shtml

[4] https://en-academic.com/dic.nsf/enwiki/110540

[5] https://hekint.org/2024/10/21/jean-baptiste-lamarck-1744-1829-pioneer-of-evolutionary-thought/

[6] https://www.britannica.com/biography/Georges-Louis-Leclerc-comte-de-Buffon

[7] https://www.famousscientists.org/georges-cuvier/

[8] https://www.britannica.com/biography/Georges-Cuvier

[9] https://ucmp.berkeley.edu/history/cuvier.html

[10] https://www.uky.edu/KGS/education/did-big-bone-lick-georges-cuvier.php

[11] https://evolution.berkeley.edu/the-history-of-evolutionary-thought/1800s/extinctions-georges-cuvier/

[12] https://fr-academic.com/dic.nsf/frwiki/769443

[13] https://www.famousscientists.org/georges-cuvier/

[14] https://www.persee.fr/doc/crai_0065-0536_2012_num_156_4_93784

[15] https://www.strangescience.net/cuvier.htm

[16] https://www.mnhn.fr/en/cuvier-geoffroy-saint-hilaire-the-quarrel-between-two-brilliant-scientists

[17] https://scienceworld.wolfram.com/biography/Cuvier.html

  作者:望曦

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