21岁当教授、冒死劫狱、硬刚英军,这位进化论先驱有多硬核?
1793年,法国大革命进入最动荡的阶段。1月21日,路易十六被送上断头台。雅各宾派上台后的“恐怖统治”又将革命推向高潮,巴黎的贵族、教士和学者们人人自危。
就在这一年,一位年轻人仅21岁就被任命为巴黎国家自然历史博物馆的教授,成为当时最年轻的教授之一。他就是艾蒂安·若弗鲁瓦·圣伊莱尔(Étienne Geoffroy Saint-Hilaire)。
圣伊莱尔(图片来源:Larousse)
乱世冒死劫狱
圣伊莱尔1772年出生于巴黎南部的埃唐普小镇,是十四个孩子里的老七。考虑到家中的实际情况,父亲安排他成为一名神职人员。
1788 年,16岁的圣伊莱尔获得奖学金,离开家乡前往巴黎学习法律。来到巴黎纳瓦尔学院后,圣伊莱尔对自然科学更感兴趣。他跟著名鸟类学家布里松(Mathurin Jacques Brisson)学习自然哲学,他还到法兰西学院听动物学家道本顿(Louis-Jean-Marie Daubenton)的动物学讲座。
布里松(左)和道本顿(右)(图片来源:Handwiki、NNDB)
1790年,拿到法律学位毕业的圣伊莱尔请求父亲同意他继续留在巴黎深造,父亲给出的条件是必须就读于医学院。为了兼顾最初成为神职人员的教育计划,圣伊莱尔转入巴黎的红衣主教莱蒙学院学习医学和科学,成为“晶体学之父” 赫羽依(René-Just Haüy)的学生兼助手。
赫羽依(图片来源:Britannica)
1792年8月,纳瓦尔学院和莱蒙学院因其教会背景被迫关闭,赫羽依等学院学者因为教士身份被革命法庭审判,扔进监狱集中关押。圣伊莱尔没拿到学位,只得在道本顿的推荐下来到皇家花园动物标本室做助理管理员。时局动荡,皇家花园的工作很难顺利开展,圣伊莱尔有大量空余时间。
乱世出英雄,英雄出少年。
圣伊莱尔在道本顿的帮助下拿到一份以学院名义请求释放赫羽依的材料,他向革命委员会作证,雄辩地证明这位资深学者对共和国的科学事业至关重要。赫羽依顺利逃离牢狱之苦,但两所学院的其他学者仍被关押在狱中。
圣伊莱尔目睹法国大革命的发展,也一直关注法国革命军队在军事上的节节失利。他预见到,如果学者们继续留在监狱里,就很可能会被送上断头台。于是,在成功营救赫羽依之后,他展开了更大的救援计划。
圣伊莱尔冒险伪装成监狱工作人员进入监狱,试图劝说被关押的学者越狱。不幸的是,当时被关押的学者很多,圣伊莱尔认识的学者们担心越狱行动即使成功,也会令其他仍被关押的学者处境危急。
1792年9月2日,“九月屠杀”开始了。圣伊莱尔得到消息后第一时间来到监狱。但大屠杀已经展开,他无法与在押学者们建立联系。经过8小时的漫长等待,到9月3日凌晨4点,圣伊莱尔终于趁着看守们疲劳的间隙,成功帮助12名教士逃跑。他没能救下更多人,因为越狱行动被发现了。好在看守没有为难他,只是告诉他停止行动。
回到巴黎的住所后,圣伊莱尔越想越后怕,一方面不断目睹各种恐怖行径,一方面又担心被革命法庭通缉。他立刻秘密动身,离开巴黎回到老家埃唐普隐居。
9月20日,法军在瓦尔密之战中击败普奥联军,取得大革命后的首个重大军事胜利。次日,国民公会通过决议废除君主制。9月22日,法兰西第一共和国正式成立。军事上的胜利,让法国局势得到短暂的缓和。
1792年冬天,圣伊莱尔重回巴黎,继续做皇家花园动物标本室的助理管理员。次年3月,在友人的帮助下,他得到一个副部长助理的职位。
1793年6月,法国国民公会颁布法令,将皇家花园改组为国家自然历史博物馆。凭借自身水平,以及积攒的人脉加持,21岁的圣伊莱尔正式成为12位创始教授之一,负责动物学,主要研究哺乳动物和鸟类等脊椎动物。与他并肩的,还有提出进化论先驱思想的拉马克(Jean-Baptiste Lamarck)。
拉马克(图片来源:Britannica)
一个大胆的想法
身为脊椎动物学讲席教授,圣伊莱尔履新后的重任之一,就是整理馆内的哺乳动物和鸟类藏品。为了完成这份工作,他开发出一个统一的解剖学分类系统。之所以能够统一,是因为他发现哺乳动物和鸟类中的所有动物,都遵循同一个结构蓝图,类似的内脏器官在不同物种中都有。这个统一性,甚至能够延伸到所有脊椎动物。于是,贯穿圣伊莱尔一生的科学思想“构成统一性”(unity of composition)诞生了。
1795年,圣伊莱尔在研究狐猴分类的论文《马达加斯加狐猴志》(Histoire des Makis, ou singes de Madagascar)中首次提出了这一观点。他明确写道,自然界只呈现给动物一种建筑方案,原则上相同,只是在细节上有所变化。
他认为,不同动物的身体并不是毫无关系地“各自设计”的,而是可以追溯到某种共同的结构方案。不同类群虽然在形态和功能上发生了巨大变化,但其中许多结构仍能找到对应关系,这些关系在比较解剖学中后来被称为“同源性”。也就是说在圣伊莱尔看来,一只鱼和一个人尽管外观天差地别,但身体结构在本质上都是相通的。
这套想法在今天看来似乎平常,但在当时却是革命性的理论,打破了把不同动物完全割裂开来的传统分类观念,也为后来的进化论奠定了思想基础。
就在圣伊莱尔想继续系统化这一理论的时候,他的研究被迫中断了。
跟着拿破仑远征
1798年,拿破仑趁第一次反法同盟瓦解的契机,率法军远征埃及,目的是切断英国和印度的贸易通路。拿破仑本人受过系统的数学和军事工程教育,对科学研究也有浓厚兴趣。
拿破仑(图片来源:Britannica)
他希望通过控制埃及,切断英国通往印度的重要贸易通道,同时扩大法国在地中海和东方的影响力。他率领的3万多人的远征军,除了带着2000多门大炮之外,还有150多名学者,包括数学家蒙日、化学家贝托莱和物理学家傅里叶。26岁的圣伊莱尔也应召加入。
在埃及的三年里,圣伊莱尔采集了大量动植物标本。他从开罗沿着尼罗河逆流而上,一直走到阿斯旺,不仅研究尼罗河的鱼类,还一路收集动物木乃伊。这些成果部分收录在1809年开始出版的《埃及描述》(Description de l'Égypte)中。这部巨著是随军学者们受拿破仑之命编纂整理。
《埃及描述》书中的尼罗鳄插图(图片来源:Lindahall)
眼看自家海运路线被切断,英军不会放任不管。1801年6月,开罗被英军攻陷,法军逃到亚历山大城,最终在这里签署投降书。法国学者三年积攒下的标本和文物也随法军避走至亚历山大城。投降后,英军宣称要没收法国学者手中的收藏品,其中就包括著名的罗塞塔石碑。
年轻的圣伊莱尔凭借一股蔺相如式的英雄气概,再次站了出来。
他坚决反对将这批收藏品运往英国,甚至威胁说如果英国人坚持要夺走,他将亲手烧毁它们,就像当年亚历山大图书馆被焚毁一样。最终英方让步,一部分收藏品保住了,但罗塞塔石碑等重要文物还是被英方收走,后来成为大英博物馆的重要藏品。
圣伊莱尔的这次挺身而出给拿破仑留下了深刻的印象。1808年,已加冕皇帝的拿破仑授予圣伊莱尔“帝国骑士”(Chevalier de l'Empire)称号。
埃及之行后,圣伊莱尔回到巴黎,继续按照“构成统一性”的原则发展动物分类体系,同时在巴黎博物馆研究比较解剖学。受拉马克的影响,他的“构成统一性”的原则逐渐向进化理论转变。
这种影响在圣伊莱尔1818年出版的《解剖学哲学》(Philosophie anatomique)中可以略窥一二,书名与拉马克1809年出版的《动物学哲学》(Philosophie zoologique)异曲同工。这部著作是圣伊莱尔的代表作,通过对解剖学,特别是胚胎学的研究,他完整提出了“构成统一性”的理论。这是比较解剖学的基本原则,也让圣伊莱尔成为比较解剖学的重要奠基人之一。
《解剖学哲学》初版扉页(图片来源:Biodiversitylibrary)
给长颈鹿做雨衣
令人意想不到的是,圣伊莱尔与埃及的缘分还没结束。
1824年,奥斯曼帝国的埃及总督穆罕默德·阿里决定将长颈鹿作为外交礼物送给法国波旁王朝的查理十世。这只后世被称为“扎拉法”(zarafa)的雌性长颈鹿于1826年10月抵达法国东南部港口马赛。
考虑到长颈鹿是热带动物,扎拉法先马赛过冬,开春后则需要步行近900公里抵达巴黎。未成年的扎拉法并不孤独,旅途中有两位人类同伴,还有三头埃及奶牛陪伴。
圣伊莱尔奉命负责在整个跋涉过程中监测扎拉法的健康状况。
长颈鹿以每小时约两英里的速度行走,花了整整41天时间才到达巴黎。为了保护它免受沿途遇到的恶劣春季天气的影响,圣伊莱尔为长颈鹿穿上一件有兜帽和纽扣的防护性两件式打蜡雨衣,并随时写信记录和汇报长颈鹿的最新情况。
1827年时人绘画记录的长颈鹿跋涉图(图片来源:Francetoday)
1827年6月30日,长颈鹿抵达巴黎。据记载,有超过10万人在巴黎街头欢迎她的到来。这是法国有史以来第一只活体长颈鹿,引发了长达20年的长颈鹿热。
一只后弯的鸭子
谈论圣伊莱尔时,无法避开的人是居维叶。两人的关系是科学史上最复杂也最动人的友谊之一。
居维叶(图片来源:Britannica)
1794年,当居维叶还是诺曼底海边一个默默无闻的贵族家庭教师时,圣伊莱尔就通过泰西耶的介绍主动与他通信。据说居维叶刚来到巴黎,居无定所,还曾短暂住在圣伊莱尔家中。应该说,没有圣伊莱尔的提携,就没有后来的居维叶。
最初几年,两人的合作非常融洽,一起合作撰写了五篇关于自然历史的论著。他们依据性状从属关系建立动物自然分类体系,共同提出了“特征从属原则”(subordination of characters)。这一原则后来成为居维叶建立动物学分类体系的基础。
然而,随着两人研究的各自深入,科学观点上的分歧也越来越大。
居维叶主张物种不变论,认为每种动物都是上帝独立创造的,器官的结构完全服务于其功能。他强调不同类群之间的差异,将动物界划分为四个互不相通的“门”。
圣伊莱尔则坚持物种可变的观点,认为所有动物都源自同一个基本结构,环境的变化可以导致物种的转变。他相信,即使是看似完全不同的生物,在深层结构上也是统一的。
19世纪初,居维叶的学术声望如日中天,物种不变的观点也符合当时学术界主流的看法,而进化理论的旗手拉马克则处于下风,圣伊莱尔的看法也被居维叶在官方评述中严厉批驳。
1829年,同样支持物种可变的拉马克去世。同年,圣伊莱尔受法兰西科学院的委托审读一篇论文。这篇由梅朗克斯(Meyranx)和洛朗塞(Laurencet)撰写的论文描述了一个异想天开的设想:如果脊椎动物向后弯曲,使颈部连接到背部,那么软体动物的器官排列会类似于脊椎动物的器官排列。作者想借此证明脊椎动物和软体动物在解剖学方面存在关联。
虽然论文真的有点扯,但结论恰好是圣伊莱尔需要的,而且刚好打通了居维叶分类法里四个门之间的界限。
1830年2月15日,圣伊莱尔在法兰西科学院的学术例会上提交报告。在对论文的评论中,他引用了居维叶的论著原文,对其进行了明确的批驳,认为这种描述自然的老旧方式,只关注差异而不是相似,远不如自己的“构成统一性”合理。居维叶当场强烈反对,并承诺会在未来的著作中进一步解释他的论点。
一周后,居维叶带着一系列详细的、有标签的、彩色的图画,画面包括一只章鱼和一只向后弯曲的鸭子,以及一份新论文的手稿应战。他战略性地抨击了圣伊莱尔的论点。
居维叶认为科学中有明确的定义,然而语言中则容易有歧义。比如不同动物的心脏,在解剖学上差别很大,只是名称相同,如果换个名字,则根本不存在什么关联,更不会有所谓统一性。
居维叶还认为圣伊莱尔的“构成统一性”其实是对动物结构的模糊类比,这种模糊化泯灭了器官的细节,不是真正的科学。章鱼和向后弯曲的鸭子,被居维叶拿来举例,证明脊椎动物和软体动物的器官排列是完全不同的。
凭借自身在软体动物和脊椎动物解剖学方面的渊博学识,居维叶取得了观众的支持,但清醒的观众已经意识到,争论的焦点并不是动物的解剖学数据,而是两种不同的科学哲学之间的分歧。
圣伊莱尔后续的反驳似乎更加无力,他先是辩解称自己所寻找的是一种“哲学相似性”,这种相似性本身就应该忽略细节。接着他以脊椎动物的舌骨为例,比较了不同舌骨数量的多个动物,并对数量差异的原因做了假设,比如舌骨会转移到韧带或其他颌骨上。
这些解释在居维叶和其支持者看来无异于垂死挣扎,因为软体动物根本就没有舌骨。居维叶给出越来越多动物解剖学形态差异的例子,圣伊莱尔用自己的观点无法解释。
论战的结果愈发清晰,学院失去兴趣。1830年4月5日,圣伊莱尔拒绝回应,主动结束了这场辩论。论文的两位作者也给居维叶写信,为论文造成的麻烦道歉。居维叶大获全胜。
后来达尔文也吸收了这场争论所代表的两种不同思想传统。换句话说,这场看似输赢分明的论战,并没有随着圣伊莱尔的退场而结束,它后来进入了进化论的发展史。
这次辩论之后,圣伊莱尔和居维叶没有再次公开接触,倒是有媒体和科学期刊一直关注着他们之间的分歧。辩论仅两年后,居维叶因霍乱去世。持续数周的公开辩论,竟成为两人最后的会面。
虽然两位学者在学术上无法取得共识,但圣伊莱尔在居维叶的葬礼上依旧非常深情地谈到了他的这位朋友。回首过往,圣伊莱尔很高兴成为第一个认识并向学术界推荐居维叶天才的人,并说任何研究自然科学和自然史的人,都应该感谢居维叶扎实而系统的研究。
这份悼词无比真诚,圣伊莱尔与居维叶的亲弟弟弗雷德里克在居维叶死后还开展了长期的学术合作。
被遗忘的巨人
在晚年,圣伊莱尔把研究重点转向胚胎发育和畸形学。他通过摇晃、刺激和向鸡蛋中注入不同物质,观察记录由此产生的发育异常。这些实验支持了当时的“后成论”观点:生物体的形态并非在受精卵中预先完整存在,而是在发育过程中逐渐形成。这种强调环境与发育过程关系的思想,与拉马克的思想有相通之处,可惜,此时后者已去世多年。
虽然学说被压制,但圣伊莱尔的理论在知识分子中仍不乏支持者,包括法国小说家巴尔扎克和德国文学家歌德。
1835年,《高老头》单行本首次出版,巴尔扎克专门以这本书向圣伊莱尔致敬,他写道:献给杰出伟大的圣伊莱尔,以示对他的才华和著作的敬佩。
1840年7月,白内障导致圣伊莱尔失明,他的健康状况开始恶化。
1844年6月19日,圣伊莱尔在巴黎去世。
与拉马克得到的冷遇不同,达尔文在《物种起源》中多次引用圣伊莱尔的研究,承认其工作对进化论有重大启发。但圣伊莱尔在后世的名气却远不如拉马克,甚至也不如居维叶。
原因之一可能是他的理论过于超前。“构成统一性”在当时缺乏足够的实证支持,被视为形而上学的空想。另一个原因可能是他太“耿直”。圣伊莱尔一生真性情,非常乐于助人。他不善于自我宣传,也不热衷于争夺学术话语权。
如今的科学史研究者普遍认为,圣伊莱尔应该与达尔文和拉马克一起被视为进化思想的重要先驱。
结尾
回顾圣伊莱尔的一生,我们看到的不仅是一位杰出的科学家,更是一个颇具品格的勇者。
科学史上不缺天才,但像圣伊莱尔这样既有才华又有勇气的人却凤毛麟角。科学的进步,不仅需要聪明的头脑,更需要宽广的胸怀和非凡的勇气。
作者:望羲
参考文献:
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2.https://handwiki.org/wiki/Biography:Mathurin_Jacques_Brisson
3. https://www.nndb.com/people/643/000096355/
4. https://www.britannica.com/biography/Rene-Just-Hauy
5. https://www.britannica.com/biography/Jean-Baptiste-Lamarck
6. https://www.britannica.com/biography/Napoleon-I
7. https://www.lindahall.org/about/news/scientist-of-the-day/etienne-geoffroy-saint-hilaire/
8.https://www.biodiversitylibrary.org/item/18524#page/7/mode/1up
9. https://francetoday.com/learn/frances-first-royal-giraffe/
10. https://www.britannica.com/biography/Georges-Cuvier
11. https://wehd.com/bios/Etienne_Geoffroy_Saint-Hilaire.html
12.https://theodora.com/encyclopedia/g/etienne_geoffroy_saint_hilaire.html
13. https://www.nature.com/articles/151247c0
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15. https://www.britannica.com/biography/Louis-Jean-Marie-Daubenton
16. https://www.britannica.com/biography/Bernard-de-Jussieu
17. https://embryo.asu.edu/pages/essay-cuvier-geoffroy-debate
18.https://everything.explained.today/Cuvier%e2%80%93Geoffroy_debate/
19.https://www.oxfordreference.com/display/10.1093/oi/authority.20110803095848521
20. https://en-academic.com/dic.nsf/enwiki/225460
21. https://www.britannica.com/biography/Etienne-Geoffroy-Saint-Hilaire
22. https://prabook.com/web/etienne.geoffroy_saint-hilaire/3726532
23. https://embryo.asu.edu/pages/etienne-geoffroy-saint-hilaire-1772-1844
24.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0303264722001605
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