达尔文的奇妙旅行 Darwin's Wonderful Journey
你有没有想过,我们身边的小猫、小狗、小鸟,还有花园里的花朵、公园里的大树,它们是怎么来的?它们是一直就长成现在这个样子,还是在很久很久以前,慢慢地发生了变化?
今天,我们要认识一位非常特别的科学家。他用了一辈子的时间去寻找这个问题的答案。他叫查尔斯·达尔文(Charles Darwin)。达尔文先生可不像我们印象中那种戴着厚厚的眼镜、整天待在实验室里的科学家。他最喜欢做的事情是走到户外,去观察大自然中各种各样的动植物。他会蹲在地上看蚂蚁搬家,一看就是好几个小时;他会在海边捡贝壳,把它们当作宝贝一样收藏起来;他还会追着蝴蝶跑,虽然经常摔得满身是泥,但他一点都不在乎。
你可能会问:“这位达尔文先生到底是谁?为什么他对虫子、鸟和化石那么感兴趣?”好问题!让我们一起坐上时光机,回到两百多年前的英国,去看看小达尔文是怎样长大的。
小达尔文的诞生 {#sec-young-darwin}
1809年2月12日,在英国一个叫施鲁斯伯里(Shrewsbury)的小镇上,一个小宝宝出生了。孩子的爸爸妈妈给他取名叫查尔斯·罗伯特·达尔文。谁也没有想到,这个看起来普普通通的小婴儿,日后会成为改变人类对生命认知的伟大科学家。
达尔文的家是一栋漂亮的大房子,有好几层楼高,还有一个美丽的花园。他的爸爸叫罗伯特·达尔文,是当地很有名的医生,医术高明,很多病人都来找他看病。妈妈叫苏珊娜·韦奇伍德,是一位非常聪明、很有教养的女士。她最喜欢的事情就是种植花草,把花园打理得像一个小天堂。
可是不幸的是,小查尔斯还不到八岁的时候,妈妈就因病去世了。小查尔斯失去了妈妈,心里非常难过。好在姐姐们都非常疼爱他,像妈妈一样照顾他。哥哥姐姐们会给小查尔斯讲故事,教他认字,还带着他在花园里玩耍,让他的童年依然充满了欢乐。
你可能会好奇,达尔文小时候是个什么样的孩子呢?是听话乖巧的好学生,还是调皮捣蛋的小魔王?答案是:两者都有一点点!
在老师眼里,小达尔文可不是什么模范学生。他的学习成绩很一般,尤其是拉丁语和希腊语这些课程,他简直一窍不通。有一天,老师让同学们背课文,小达尔文背了半天也背不出来,急得满头大汗。老师看着他结结巴巴的样子,叹了口气说:“达尔文啊,你把脑子都用在别的地方了,这可不行啊!”
可是,在另一些方面,小达尔文却表现得非常出色。他对自然课简直着了迷!当他学到植物学的时候,眼睛里就会闪闪发光。老师讲的知识,他过目不忘;课本上的插图,他看得津津有味。下课铃响了,其他同学都跑出去玩,只有小达尔文还舍不得离开,他会把课本上的图画临摹下来,回家后再仔细研究。
有一件小事特别能说明小达尔文对自然的热爱。有一天,他和哥哥在花园里发现了一只特别漂亮的蛾子。这只蛾子的翅膀是淡黄色的,上面还有几个小圆点,看起来就像一枚小小的胸针。小达尔文从来没有见过这样的蛾子,他激动得小心脏砰砰直跳。
“快!帮我把它抓住!”小达尔文小声对哥哥说。
哥哥踮起脚尖,慢慢地靠近那只蛾子——可是就在快要抓住的时候,蛾子扇动翅膀飞走了。
小达尔文失望极了,他难过得差点哭出来。回到家后,他马上跑去找爸爸:“爸爸爸爸,我在花园里看到一只特别漂亮的蛾子,可是它飞走了!我好想再看到它啊!”
爸爸摸了摸小达尔文的头,笑着说:“好孩子,不要难过。大自然里有很多很多美丽的东西,只要我们仔细观察,总会有新的发现。”
爸爸的话在小达尔文心里种下了一颗种子。从那以后,他开始更加认真地观察大自然。他会蹲在花园里观察蜜蜂是怎样采蜜的,会蹲在小溪边看小鱼是怎样游动的,还会蹲在草丛里看毛毛虫是怎样变成蝴蝶的。慢慢地,他发现大自然里藏着好多好多秘密,而这些秘密都等着人们去发现呢!
收集宝贝的小男孩 {#sec-collecting}
随着年龄的增长,小达尔文的收藏爱好变得越来越强烈。他收集的东西可多了,有各种各样的贝壳、有形状奇怪的石头、有干枯的树叶、有漂亮的鸟蛋,还有各种各样的昆虫。
不过,达尔文最喜欢的收藏品还是昆虫!他会在树林里寻找甲虫,会在花丛中捕捉蝴蝶,还会在石头下面翻找蜈蚣和蜘蛛。他的口袋里总是塞满了各种各样的虫子,以至于有时候妈妈会发现他的衣服口袋在蠕动,吓得尖叫起来!
有一天,小达尔文听说学校附近的一座老桥下面有几只特别漂亮的甲虫。他立刻放下手里的东西,飞奔而去。果然,在桥洞的阴暗角落里,他发现了两只他从没见过的甲虫!一只的壳是亮闪闪的绿色,另一只则是深沉的蓝色。小达尔文高兴极了,他小心翼翼地把它们捉住,准备带回家好好研究。
可是,就在他专心致志地观察这两只甲虫的时候,他突然发现石缝里还有第三只甲虫!那只甲虫更特别,它的壳是红色的,上面还有几个金色的斑点,简直就像一颗小宝石。
小达尔文急坏了。他只有两只手,却有三只甲虫!情急之下,他把一只甲虫塞进了嘴里,想用嘴咬住它,然后再去抓第三只。
“呸呸呸!”小达尔文差点吐出来。原来那只甲虫在他嘴里释放了一种特别难闻的液体,辣得他的舌头又麻又痛。更糟糕的是,就在他张嘴的时候,嘴里那只甲虫趁机逃跑,飞走了。
最后,小达尔文还是成功地抓住了第三只甲虫——虽然过程有点狼狈,但他的心里还是美滋滋的。毕竟,他又多了一件珍贵的收藏品!后来,小达尔文把这次经历写成了一篇文章,记录在自己的笔记本里。再后来,这篇文章还被发表在了一本科学杂志上呢!
除了昆虫,小达尔文还迷上了观鸟。他会在清晨起床,带着一个小本子,跑到花园里或者野外去观察各种鸟类。他会仔细记录每一种鸟的外形、颜色、叫声,还会观察它们是怎样觅食、怎样筑巢的。
你知道吗?小达尔文的观察记录做得非常认真!他会把鸟类的名称、体型大小、羽毛颜色、飞行方式等信息都写得清清楚楚。有时候,他还会画出鸟儿的简笔画,虽然画得不太像,但每根线条都倾注了他的心血。
有一天,小达尔文在树林里发现了一个鸟巢。鸟巢里有几枚小小的鸟蛋,蛋壳是淡蓝色的,上面还有几个小小的褐色斑点,漂亮极了!小达尔文屏住呼吸,悄悄地在笔记本上写下:“鸟巢位于橡树的分叉处,距离地面约两米。巢中有鸟蛋四枚,蛋壳呈淡蓝色,带褐色斑点。”
他正要离开的时候,突然听到鸟妈妈在树上叫了起来。小达尔文抬头一看,发现鸟妈妈正焦急地看着他,眼神里充满了担忧。小达尔文心里一软,他轻轻地对鸟妈妈说:“别担心,我只是来看看你的宝宝,我会保护好它们的。”
从那以后,小达尔文每天都会来看望这个鸟巢,观察鸟蛋什么时候孵出小鸟,鸟妈妈是怎样喂养小鸟的。他还把观察到的点点滴滴都记录下来,写成了一本小小的观察日记。
学校里的“问题学生” {#sec-school}
转眼间,小达尔文到了该上中学的年龄了。他进入了一所叫施鲁斯伯里学校的地方读书。这所学校是一所历史悠久的文法学校,主要教授古典文学、历史、数学和宗教知识。
可是,对于达尔文来说,在学校里的日子可不太好过。
首先,他不得不学习拉丁语和希腊语。这些古老的语言对小达尔文来说简直是天书!他怎么也记不住那些复杂的词形变化和语法规则。每次考试,他的拉丁语成绩都是倒数几名。老师经常批评他,同学们有时候也会嘲笑他,这让小达尔文感到很沮丧。
其次,学校里教授的课程大多数都是背诵和记忆的内容。老师站在讲台上讲课,学生们坐在下面抄笔记,然后背下那些枯燥的知识点。这种学习方式对小达尔文来说简直是一种折磨。
“我为什么要背诵这些古老的故事和诗歌呢?”小达尔文曾经这样问自己。“如果我能到外面去看看,去认识大自然中的花草树木,去观察天空中飞翔的鸟儿,那该多好啊!”
不过,并不是所有的老师都不喜欢达尔文。有两位老师对小达尔文非常好,他们发现这个孩子虽然拉丁语学得不好,但对自然科学有着异常浓厚的兴趣。
其中一位是约翰·史蒂文森·亨斯洛老师。亨斯洛老师是学校的自然科学老师,他自己就是一个狂热的自然爱好者。在他的课堂上,达尔文第一次接触到了真正的科学知识。亨斯洛老师会带着同学们到野外去采集植物标本,教他们如何给植物分类,如何观察植物的结构和特征。达尔文在这些活动中简直是如鱼得水,他的表现远远超过了其他同学。
另一位是学校里教化学的基布尔老师。化学实验对小达尔文来说简直是太有趣了!那些五颜六色的试剂,那些神奇的反应,那些意想不到的结果,都让小达尔文感到无比兴奋。虽然当时的化学实验还很简陋,但小达尔文却深深地爱上了这门学科。
有一次,基布尔老师让同学们自己动手做实验。小达尔文兴奋极了,他迫不及待地想要尝试各种不同的实验。当他往烧杯里加入某种试剂的时候,溶液突然冒出了大量的气泡,“噗噗噗”地响了起来。
“哎呀!”旁边的同学吓了一跳,“会不会爆炸啊?”
小达尔文却一点都不害怕,他反而更加兴奋了:“太有意思了!让我再试试其他的组合!”
就这样,小达尔文在课余时间经常跑到基布尔老师的实验室里帮忙。基布尔老师也很喜欢这个对科学充满热情的孩子,他会给小达尔文讲很多化学知识,还会借给他一些科学书籍看。
虽然达尔文在学校里的成绩很一般,但他在科学方面的兴趣和才能已经开始显露出来。正如他后来在自传中写的那样:“那时候,我对自然科学有着强烈的爱好,而且很想了解其中的秘密。”
大学时代的新发现 {#sec-university}
1825年,16岁的达尔文中学毕业了。爸爸希望他能子承父业,成为一名医生,于是把他送到了爱丁堡大学学医。爱丁堡大学是苏格兰最著名的大学之一,医学专业在当时也是世界顶尖的。
可是,医学院的生活让达尔文大失所望。
首先,医学课上讲授的内容让达尔文感到非常不适。那时候的医学教育还很粗放,教授们经常会在课堂上进行解剖演示。血腥的场面让达尔文看了直想吐,他不得不经常中途离开教室,到外面透透气。
其次,达尔文发现医学课上教授的很多知识都很死板。学生们需要死记硬背大量的解剖学名词和医学理论,而很少有机会去实际观察和思考。达尔文讨厌这种学习方式,他觉得这些知识离真实的自然太遥远了。
更糟糕的是,有一次,达尔文亲眼目睹了一场外科手术。那时的外科手术可不像现在这么先进,没有麻醉药,没有消毒技术,病人要在清醒的状态下忍受巨大的痛苦。手术室里传来阵阵撕心裂肺的喊叫声,达尔文看了简直浑身发抖。
从那以后,达尔文对医学彻底失去了兴趣。他开始旷课,把更多的时间花在了野外考察上。他在爱丁堡的自然历史博物馆里流连忘返,认识了各种各样的动植物标本。他还加入了一个叫“普林尼学会”的学生社团,和一群志同道合的同学们一起讨论自然科学的最新发现。
在普林尼学会里,达尔文如鱼得水。他会积极地发言,分享自己的观察和发现;他会认真地聆听别人的报告,学习新的知识。他还第一次接触到了地质学的知识,开始对岩石和化石产生了浓厚的兴趣。
但是,爸爸对达尔文的表现非常失望。在爸爸看来,达尔文简直是在浪费时间,不务正业。“我送你去学医,不是让你去玩石头和贝壳的!”爸爸生气地说。
经过两年的学习,达尔文还是决定离开医学院。爸爸虽然很失望,但也没有办法强迫他继续学医。于是,爸爸又给达尔文安排了新的出路——去剑桥大学学习神学,将来成为一名牧师。
1828年,达尔文进入了剑桥大学基督学院。表面上,他是一名神学专业的学生;实际上,他把大部分时间都花在了自然科学的学习上。
在剑桥,达尔文遇到了他人生中最重要的一位导师——约翰·史蒂文斯·亨斯洛。
对,你没记错!这位亨斯洛老师就是当年在中学里对达尔文很好的那位自然科学老师。原来,亨斯洛老师后来也来到了剑桥大学任教。当他得知自己的这位老学生也来到这里读书时,非常高兴,经常邀请达尔文到家里做客,一起讨论科学问题。
亨斯洛老师是一位博学多才的学者,他精通植物学、昆虫学、矿物学和地质学。在他的指导下,达尔文的科学素养得到了极大的提升。亨斯洛老师教达尔文如何采集和制作植物标本,如何观察和描述动物的特征,如何鉴定矿物和化石。在达尔文眼里,亨斯洛老师简直就是一座活的百科全书,他什么问题都能回答,什么知识都懂。
除了亨斯洛老师,达尔文还读了很多科学书籍,其中对他影响最大的是约翰·赫歇尔写的《自然哲学的初探》和亚历山大·冯·洪堡德写的《宇宙》。这两本书激发了达尔文对科学探索的无限热情,他下定决心要成为一名科学家,像这些前辈们一样,去探索大自然的奥秘。
命运的转折点 {#sec-turning-point}
1831年,达尔文从剑桥大学毕业了。他没有成为医生,也没有成为牧师,而是决定继续追求自己对自然科学的热爱。
就在这时,命运给他带来了一个意想不到的机会。
那是一封从剑桥大学寄来的信,寄信人是亨斯洛老师。信里说,有一艘叫“小猎犬号”(Beagle)的英国军舰正在招募一位随船科学家,参加一次环球航行。船长罗伯特·菲茨罗伊是一位年轻有为的海军军官,他希望能够带一位博物学家一起出海,记录沿途的自然风光和动植物分布。
亨斯洛老师认为这是一个千载难逢的好机会,于是推荐了达尔文。他相信达尔文完全有能力胜任这份工作。
可是,当达尔文把这个消息告诉父亲的时候,罗伯特·达尔文医生却坚决反对。
“环球航行?那得花多少时间?至少两年,也许更长!”爸爸摇着头说,“这两年你完全可以用来学习医学或者神学,为什么要跑到海上去冒险呢?海上的生活那么艰苦,你受得了吗?”
达尔文心里很矛盾。一方面,他知道自己不应该违抗父亲的决定;但另一方面,他内心深处有一个声音在呼喊:这是一个千载难逢的机会!如果错过了,可能这辈子都不会再有了!
就在达尔文犹豫不决的时候,一位意想不到的人站了出来帮助他。他的舅舅乔赛亚·韦奇伍德听说了这件事,特意来找达尔文的父亲谈心。舅舅告诉达尔文的父亲:“罗伯特,你还记得我们年轻时想要做的事情吗?达尔文这孩子天生就喜欢自然科学,这是他的兴趣所在,也是他的天赋所在。如果我们阻止他,那就是在扼杀一个可能成为伟大科学家的人才啊!”
经过舅舅的劝说,加上达尔文的姐姐们也帮着求情,达尔文的父亲终于松口了。他对达尔文说:“好吧,如果你真的想去,那就去吧。但是记住,如果海上生活太辛苦受不了,你可要自己承担后果。”
达尔文高兴极了!他立刻给亨斯洛老师回信,表示愿意接受这份工作。
登上小猎犬号 {#sec-beagle}
1831年12月27日,一个寒冷的冬日早晨,22岁的查尔斯·达尔文登上了停泊在普利茅斯港的小猎犬号。
小猎犬号是一艘排水量只有235吨的小型帆船,船身长度约为27米。这艘船虽然不大,但经过改装后,可以搭载74名船员和10门大炮。在当时,英国海军拥有很多这样的小型舰船,它们被用来巡逻海岸线、绘制海图、执行一些小规模的任务。
当达尔文第一次登上小猎犬号时,他的心情既兴奋又紧张。小猎犬号比他想象的要小得多,甲板在海浪中轻轻摇晃,让他有点站不稳。船长菲茨罗伊热情地接待了他,带他参观了整艘船。
“你的房间在船尾,”菲茨罗伊船长说,“虽然不大,但应该够用了。我们这艘船虽然小,但五脏俱全。”
达尔文的“房间”其实是甲板下面的一个狭小空间,面积只有大约3平方米,里面放着一张吊床和一张小小的桌子。这个空间被达尔文称为“船上的小窝”,它将是他未来五年旅途中最重要的活动场所。
可是,命运似乎在考验达尔文。小猎犬号原计划在12月底启程,但由于天气恶劣,船只一直无法出发。就这样,达尔文在普利茅斯港等了又等,整整等了两个月。
这两个月对达尔文来说既漫长又宝贵。他利用这段时间做了很多准备工作。他阅读了大量的科学书籍,特别是关于地质学和生物学的著作;他学习使用各种科学仪器,如六分仪、指南针、气压计等;他还整理和补充了自己的收藏品,为即将开始的旅程做好准备。
此外,达尔文还利用这段时间参观了普利茅斯港附近的自然博物馆和图书馆,结识了一些当地的科学家和学者。这些经历让他受益匪浅,也为他的旅程增添了更多的知识储备。
1832年2月,天气终于好转了。2月11日,小猎犬号正式开始它的环球之旅。达尔文站在甲板上,看着普利茅斯港的海岸线渐渐远去,心中充满了对未来的期待。
小猎犬号沿着英国海岸线向南航行,经过西班牙和葡萄牙,然后穿过直布罗陀海峡,进入了地中海。一路上,达尔文记录着沿途看到的一切。他的笔记本上密密麻麻地写满了各种观察和思考:从海水的颜色变化到海鸥的飞行姿态,从海豚的跳跃到鲸鱼的喷水,从星象的变化到天气的规律……
经过大约三个月的航行,小猎犬号穿过了地中海,经过北非海岸,来到了南美洲。小猎犬号的第一站是巴西的巴伊亚港。当达尔文踏上南美洲的土地时,他被眼前的景象惊呆了。
茂密的热带雨林覆盖着大地,高大的树木直插云霄,各种奇花异草争奇斗艳。鸟儿在枝头唱着动听的歌曲,五颜六色的蝴蝶在花丛中翩翩起舞,猴子在树冠间跳来跳去,到处都是生机勃勃的景象。
“我的天啊!”达尔文兴奋地喊道,“这简直就像走进了童话世界!”
他迫不及待地拿出笔记本和采集工具,开始了自己的探索。他会在树林里一待就是好几个小时,采集各种植物标本和昆虫样本。他还会在海边捡拾贝壳和珊瑚,观察各种海洋生物的生活习性。每天晚上回到船上,他都会把当天的发现详细地记录下来,整理标本,补充笔记。
小猎犬号的环球航行持续了将近五年(1831-1836)。在这五年里,达尔文访问了南美洲的许多地方,包括巴西、阿根廷、智利、秘鲁等国家。他穿越了茂密的热带雨林,攀登了高耸的安第斯山脉,探索了干燥的巴塔哥尼亚草原。他还两次来到加拉帕戈斯群岛,每一次都给他留下了深刻的印象。
在这漫长的旅途中,达尔文收集了数千种动植物标本,积累了大量的第一手资料。他对大自然的认识越来越深刻,对生命起源的思考也越来越深入。正是这段旅程,为他日后提出进化论奠定了坚实的基础。
加拉帕戈斯群岛的神奇发现 {#sec-galapagos}
1835年9月,小猎犬号来到了加拉帕戈斯群岛。
加拉帕戈斯群岛位于南美洲厄瓜多尔海岸大约1000公里的太平洋上,由19个大小不一的岛屿组成。这些岛屿非常年轻,大约只有几百万年的历史——在地球的历史长河中,这只是短短的一瞬间。
当达尔文第一次踏上加拉帕戈斯群岛时,他被这里奇特的景象深深吸引了。岛上到处都是巨大的陆龟,它们慢慢地爬来爬去,发出沉重的呼吸声。这里的气候很干燥,到处都是黑色的熔岩和矮小的灌木丛,和达尔文之前见过的热带雨林完全不同。
“这里就好像是从另一个世界来的!”达尔文在他的日记中写道,“这里的动植物都太奇怪了,我从来没有见过这样的景象。”
达尔文在加拉帕戈斯群岛停留了大约五周的时间。在这五周里,他几乎跑遍了每一个岛屿,采集了各种各样的标本。他在岛上发现了很多独特的物种,其中最著名的就是象龟和地雀。
神奇的象龟 {#sec-tortoises}
加拉帕戈斯象龟是岛上最引人注目的动物之一。这些巨龟的体型非常庞大,有的体重甚至超过400公斤,相当于好几个成年人的重量!它们的寿命也很长,可以活到150岁以上,是世界上最长寿的动物之一。
达尔文发现,不同岛屿上的象龟有着不同的特征。有的象龟的壳是圆顶形的,像一个小小的拱门;有的象龟的壳是马鞍形的,中间高高隆起,看起来就像一个马鞍。
“这是怎么回事呢?”达尔文好奇地问当地的向导。
向导告诉他:“不同岛屿上的象龟,壳的形状不一样。这是因为每个岛上的食物不一样,象龟需要用不同的壳形状来够到食物。”
达尔文仔细观察后发现,原来如此!那些壳呈圆顶形的象龟生活在植被茂密的岛屿上,它们只需要抬头就能吃到头顶的植物。而那些壳呈马鞍形的象龟生活在比较干燥的岛