达尔文的魔法盒子
第 1 章：达尔文的魔法盒子
小小收集家
在英国一个叫施鲁斯伯里的小镇上，1810年的一个寒冷的早晨，雪花轻轻飘落在古老的石板路上。就在这一天，一个小男孩呱呱坠地来到了这个世界。他的父母给他取名叫查尔斯·罗伯特·达尔文。
小查尔斯从小就和别的孩子不太一样。当别的小男孩整天忙着打闹玩耍的时候，他却喜欢蹲在花园的角落里，一动不动地盯着蚂蚁搬家，一看就是大半天。当别的小朋友吵着要糖吃的时候，他却把所有的零花钱都攒起来，只为买一只新的甲虫。
说起来，查尔斯对甲虫的喜爱简直到了疯狂的地步。在他的小房间里，有一个专门装甲虫的盒子，那可是他最珍贵的宝贝。盒子里住着各种各样的甲虫：有穿着黑色礼服的黑色甲虫，有闪闪发光的金色甲虫，有背上有漂亮斑点的花甲虫，还有长着长长触角的独角仙。
每天放学回家，小查尔斯第一件事就是跑去看看他的甲虫朋友们。他会给它们喂食物，帮它们打扫“房间”，还会轻轻地和它们说话。有一次，他在花园里发现了一只特别漂亮的甲虫，背上有红色的花纹，像穿了一件华丽的外套。小查尔斯高兴得跳了起来，小心翼翼地把它放进盒子里。
可是盒子已经太满了，放不下这只新朋友。小查尔斯急中生智，想出了一个办法。他把甲虫夹在手指中间，嘴里还叼着一只——是的，他居然想同时带三只甲虫回家！就在他张着嘴、双手捧着甲虫的时候，一个邻居家的男孩从旁边跑过，惊讶地喊道：“查尔斯！你嘴巴里在冒烟呢！”小查尔斯定睛一看，糟糕！原来那只甲虫在他的舌头上留下了一种特别辣的味道，辣得他眼泪都流出来了。
虽然舌头又疼又麻，但小查尔斯一点都不后悔。他说：“这点痛算什么，我又收集到一只漂亮的甲虫呢！”
爱问问题的小脑袋
小查尔斯的脑袋里永远装着“十万个为什么”。他不像有些小朋友那样，问问题只是随口说说，而是真的想把答案找出来。
“爸爸，为什么苹果会从树上掉下来？”他问。
“因为苹果熟了呀，”爸爸回答说。
“那为什么它不往上飞，而要往下掉呢？”小查尔斯歪着脑袋继续追问。
爸爸想了想，说：“因为地球在吸引它呀。”
“地球？为什么地球要吸引它？地球又没有手，它怎么吸引苹果呢？”
这一连串的问题问得爸爸都不知道该怎么回答了。妈妈在旁边笑着说：“我们的查尔斯长大了肯定是个大科学家，总是有问不完的问题。”
有一天，小查尔斯发现了一件特别奇怪的事情。他家附近有一条小河，河里的鱼到了春天会产下很多很多小鱼。可是为什么有的鱼长得像爸爸，有的鱼长得像妈妈呢？为什么不会生出一只长着鱼头和羊腿的怪物呢？
他跑去问老师，老师说这是“大自然的规律”。可是“大自然的规律”又是谁定下的呢？老师被问得哑口无言，只好说：“这个问题嘛，等你长大了就知道了。”
小查尔斯把这几个问题牢牢记在心里。他想：等我长大了，一定要把这些问题的答案找出来！
除了喜欢问问题，小查尔斯还特别喜欢画画和观察。他的口袋里永远装着一个小本子和一支铅笔。看到漂亮的鸟，他会画下来；看到奇形怪状的植物，他也要画下来；甚至看到天上的云朵，他都会想象那是龙还是马，然后赶紧画在本子上。
妈妈看到儿子这么喜欢画画和观察，心里又高兴又发愁。高兴的是查尔斯这么勤奋好学，发愁的是这孩子太瘦了，总是不肯好好吃饭。妈妈常常追着他满屋子跑，就为了让他多吃一口。
有一天，妈妈端来了一盘营养丰富的猪肝，希望查尔斯能多吃点长壮实。可是小查尔斯看着那盘猪肝，怎么也提不起胃口。他趁妈妈不注意，偷偷把猪肝喂给了院子里的猫。
这件事后来被妈妈发现了。妈妈并没有生气，而是温柔地摸着他的头说：“查尔斯，每个人都有自己的喜好。妈妈不强迫你，但是你要记住，做人要诚实，不要撒谎。”
小查尔斯红着脸低下了头。他暗暗发誓，以后再也不对妈妈撒谎了。
学校里的“小懒虫”
1818年，八岁的小查尔斯被送进了学校。这是一所很严格的教会学校，老师们穿着黑色的长袍，整天板着脸，让孩子们背诵拉丁文和希腊文的经典著作。
小查尔斯在这里过得并不开心。他觉得那些古板的课文无聊透顶，而老师们讲授的内容和他感兴趣的东西完全不一样。他想知道的是：鸟儿是怎么飞翔的？花儿为什么有各种颜色？毛毛虫是怎么变成蝴蝶的？可是老师们从来不讲这些，他们只关心学生能不能把古书一字不差地背下来。
更糟糕的是，小查尔斯的记忆力似乎不太好。他经常把课文背得乱七八糟，有时候甚至把不同文章的内容混在一起。老师因此经常批评他，说他是个不用功的懒孩子。
有一天，老师布置了一篇作文，题目是《我的寒假生活》。小查尔斯绞尽脑汁，写了一篇描写自己钓鱼和观察昆虫的文章。结果老师看了之后，把他的作文本扔到一边，批了两个字：“不及格！”
“为什么不及格？”小查尔斯不服气地问。
“因为你的作文里没有一个字提到上帝的伟大和仁慈！”老师严厉地说，“写作文要有中心思想，要赞美主！你写的那些虫子啊、鱼啊，算什么？”
小查尔斯委屈极了。他不明白，为什么描写自己亲眼看到的东西就是错的呢？
还有一次，学校要举行一次背诵比赛，获胜者可以得到一本精美的书作为奖励。小查尔斯努力地背诵了一整夜，可第二天站在台上的时候，他紧张得一个字都想不起来了。老师失望地摇了摇头，同学们也嘲笑他是“笨瓜”。
回到座位上，小查尔斯偷偷流下了眼泪。他真的那么笨吗？他开始怀疑自己是不是真的不如别的孩子。
这时候，一个人出现了，彻底改变了小查尔斯的命运。谁呢？他的外公乔赛亚·韦奇伍德。
外公是一位非常著名的陶瓷制造商，但更重要的是，他是一位开明的绅士。当他听说外孙在学校里的遭遇后，亲自来到学校看望小查尔斯。
“孩子，别灰心，”外公拍着他的肩膀说，“那些拉丁文和希腊文并不重要。真正重要的是，你要学会观察自然、了解世界。你知道吗？牛顿小时候成绩也不好，爱因斯坦小时候还被老师认为是傻瓜。可是后来呢？他们都成了改变世界的大人物。”
小查尔斯抬起头，眼睛里闪烁着光芒。他第一次听到有人告诉他，学校里的那些成绩并不代表一切。
外公继续说：“我年轻的时候也喜欢收集东西，研究植物和矿物。虽然最后我做了陶瓷生意，但这些爱好让我的生活变得无比快乐。你要记住，孩子，真正的快乐来自于对自然的探索，而不是死记硬背那些无用的东西。”
这番话像一道阳光，照进了小查尔斯灰暗的心里。他暗暗下定决心：总有一天，我也要成为像外公说的那样的人，用自己的眼睛观察世界，用自己的脑袋思考问题。
大自然的召唤
转眼间，小查尔斯长成了一个英俊的少年。他从学校毕业之后，父亲希望他学医，将来能成为一名体面的医生。可是查尔斯对医学实在提不起兴趣。每次看到父亲书房里那些医学书籍，他就昏昏欲睡。
父亲见他实在不是学医的料，又建议他去当牧师。“当牧师也不错啊，”父亲说，“社会地位高，收入稳定，而且有很多空闲时间，你可以在业余时间继续研究你的小虫子。”
查尔斯想了想，觉得当个乡村牧师也不错，至少可以有大把的时间去观察自然。于是他答应了。
就在这个时候，命运之神向他伸出了手。
那是1831年的一个夏夜，查尔斯收到了一封信。写信的是他大学时代的好友，名叫约翰·史蒂文斯·亨斯洛。亨斯洛在信中说，有一艘叫“贝格尔号”的英国军舰正在招募一名志愿者，进行一次环球航行。这次航行预计要花五年的时间，环游世界各个角落，测量各地的经纬度，绘制海图。
“亲爱的查尔斯，”亨斯洛在信中写道，“我听说你非常热爱自然，喜欢收集标本。这次环球航行会经过很多遥远的地方，包括传说中的加拉帕戈斯群岛。那里有很多奇异的动植物，是你梦寐以求的研究机会。我向船长推荐了你，如果你愿意的话，可以来试试。”
查尔斯读完信，心跳加速，整个人都兴奋起来。环球航行！加拉帕戈斯群岛！五年！这简直是他做梦都不敢想的事情！
可是父亲会同意吗？查尔斯忐忑不安地去找父亲商量。出乎意料的是，父亲并没有一口拒绝，而是认真考虑了这个提议。
“你想清楚了？”父亲问他，“这可不是去隔壁村子玩几天，是整整五年的航行。你会遇到风暴、疾病、各种危险。而且这五年里，你不会有稳定的收入，一切都要靠自己。”
“我想清楚了，爸爸，”查尔斯坚定地说，“我愿意承担这一切。”
父亲沉默了很久，最后叹了口气说：“好吧，既然你心意已决，我尊重你的选择。但是你要记住，无论遇到什么困难，都不要轻易放弃。”
就这样，1831年12月27日，二十二岁的查尔斯·达尔文登上了贝格尔号，开启了他人生中最重要的一次冒险。
贝格尔号上的五年
贝格尔号是一艘三桅帆船，船身不算太大，但经过改装，可以容纳二十多名船员和科学家。别看它外表普通，却承载着探索世界的伟大使命。
刚上船的时候，查尔斯遇到了一个很大的麻烦——晕船。
英国军舰出海执行任务，可不会因为你是科学家就给你特殊照顾。查尔斯的舱位在船底，狭小昏暗，闷热难当。当船在波涛汹涌的大海中摇晃时，查尔斯感觉自己整个人都要被甩出去了。他趴在床边不停地呕吐，吐得昏天黑地，什么都吃不下。
前三天，查尔斯几乎没从床上爬起来过。他绝望地想：我是不是做了一个错误的决定？这才刚出发，我就已经受不了了。如果接下来的五年都是这样，我肯定撑不下去的。
就在他想打退堂鼓的时候，船上的厨师给他送来了一碗热汤。“年轻人，喝点热的，”厨师说，“我在这艘船上干了二十年了，每次出海都会晕船，但是喝点热的会好受一些。你知道吗？当初我第一次出海的时候，晕得比你还厉害，差点把胆汁都吐出来了。但是后来慢慢就习惯了。你要相信，船是会靠岸的，风暴也会过去的。”
查尔斯感激地接过热汤，慢慢喝了下去。说来也怪，喝完热汤之后，他感觉真的舒服了一些。
到了第四天，船驶入了一片平静的海面。查尔斯的晕船症状也奇迹般地消失了。他第一次走出舱门，站到甲板上，看到了无边无际的大海和天空。那一刻，所有的痛苦和疲惫都被抛到了脑后。
“太美了！”查尔斯忍不住喊道。
从那天起，查尔斯开始了他真正的环球冒险。他把每一次靠岸都当作探索自然的机会。每到一个地方，他都会带上他的小本子和采集工具，下船去搜集各种标本：奇形怪状的虫子、色彩斑斓的贝壳、从来没见过的植物、不知名的鸟蛋……
他就像一只饥饿的蜜蜂，贪婪地采集着大自然的花蜜。
有一次，在巴西的热带雨林里，查尔斯发现了一种会发光的蘑菇。那蘑菇在黑暗中发出幽幽的蓝光，美得让人窒息。查尔斯激动得手都在发抖，他小心翼翼地把蘑菇采下来，放进盒子里。后来他才知道，这种蘑菇叫做“荧光菇”，是巴西特有的一种真菌。
还有一次，在澳大利亚，他看到了一种奇怪的动物。那动物长着鸭子的嘴巴，却会下蛋；它有鸟类的羽毛，却不会飞；它会像海狸一样在水里游泳，还能发出像婴儿哭声一样的叫声。
“这到底是什么动物啊？”查尔斯目瞪口呆。
当地的原住民告诉他，这种动物叫做“鸭嘴兽”。查尔斯把它写进了自己的笔记本，心里却在想：如果进化是真的，那么鸭嘴兽这种既像哺乳动物、又像鸟类、还像爬行动物的家伙，会不会是从某种古老的生物变化而来的呢？
每当夜幕降临，贝格尔号在星空下静静航行的时候，查尔斯会坐在甲板上，把白天的收获整理好，记录在自己的航海日志里。他会把每一件标本都标注上采集的地点、时间和环境。
他不知道的是，正是这些看似琐碎的记录，日后会成为他解开生命密码的重要线索。
神奇的加拉帕戈斯
1835年9月，贝格尔号终于抵达了加拉帕戈斯群岛。
加拉帕戈斯群岛位于南美洲厄瓜多尔西边一千公里的太平洋上，由十几座大小不一的火山岛组成。这里远离大陆，四面环海，是一个与世隔绝的“天然实验室”。
当查尔斯踏上第一座岛屿的时候，他立刻被眼前的景象吸引住了。这里的植物和动物与南美洲大陆完全不同：巨大的陆龟慢慢悠悠地爬过沙滩，海鬣蜥趴在岩石上晒太阳，蓝脚鲣鸟在海岸边跳着滑稽的求偶舞蹈。
更让查尔斯惊讶的是，这里几乎看不到什么哺乳动物。没有狮子老虎，没有狐狸兔子，只有海豹、海龟和各种各样的鸟类在这里自由生活。
“这里简直是研究生命演变的绝佳场所！”查尔斯兴奋地对船长说。
船长费茨·罗伊是一个严肃认真的人，对科学研究非常支持。他笑着说：“是啊，这个群岛被叫做‘魔岛’，据说当年海盗和捕鲸者经常在这里躲避风暴、休整补给。这里的动物似乎对人类一点都不害怕，可能是因为这里从来没有捕食它们的动物吧。”
接下来的一个月里，查尔斯几乎跑遍了群岛的每一座岛屿。他发现了一个非常有趣的现象：每座岛屿上的生物都有些细微的差别。比如，同样是巨龟，不同岛屿上的龟壳形状就不太一样；有的岛屿上的龟壳前面有一个缺口，方便它们伸长脖子吃长在高处的植物。
还有一种叫嘲鸫的鸟，每座岛屿上的嘲鸫叫声都不一样。有的岛屿上的嘲鸫唱的歌比较高亢嘹亮，有的则比较低沉婉转。查尔斯觉得很有意思，就随手抓了几只，打算带回船上仔细研究。
但真正让查尔斯着迷的，是一种后来被称为“达尔文雀”的小鸟。
这种雀鸟非常小，体型和常见的麻雀差不多。查尔斯一开始并没有太注意它们，因为它们实在太小了，很容易被忽略。但是当他把从不同岛屿上收集的雀鸟标本放在一起比较时，他发现了一个惊人的秘密：
这些雀鸟的嘴巴形状差异太大了！
有的雀鸟嘴巴又大又厚，像一把小锤子，可以轻易地咬开坚硬的种子；有的雀鸟嘴巴又细又长，像一根绣花针，可以伸进花蕊里吸食花蜜；还有的雀鸟嘴巴弯弯曲曲，像一把小钩子，专门用来捕捉藏在树洞里的昆虫。
“它们明明是同一种鸟啊！”查尔斯不敢相信自己的眼睛，“为什么会生活在不同的岛上，嘴巴就变得完全不一样了呢？”
查尔斯把每一只雀鸟都标注上了采集的岛屿，然后开始思考这个问题。他翻阅了自己一路上记录的所有笔记，试图找出规律。
就在他苦苦思索的时候，船上的一个老水手告诉他一件事：“先生，您知道吗？我在这片海域工作了二十年，经常看到这种雀鸟。奇怪的是，嘴巴大的雀鸟好像更多生活在干旱的岛屿上，而嘴巴小的雀鸟则更多生活在湿润的、植被茂密的岛屿上。”
这句话像一道闪电，劈开了查尔斯脑海中的迷雾。
生命变异的秘密
回到船上之后，查尔斯把自己收集的所有雀鸟标本整整齐齐地摆在桌上，开始了认真的分析。
他发现，这些雀鸟虽然嘴巴形状不同，但身体的其他部位却非常相似：同样的羽毛颜色、同样的翅膀结构、同样的飞行方式。它们分明就是同一种鸟儿的后代，只是因为生活在不同的岛屿上，才产生了不同的嘴巴形状。
可是，为什么会这样呢？
查尔斯回想起老水手说的话：嘴巴大的雀鸟在干旱岛屿上更多，嘴巴小的雀鸟在湿润岛屿上更多。
他拿起笔，开始在笔记本上写写画画。他先在纸上画了一座干旱的岛屿，那里降水很少，植物大多是耐旱的，种子又小又硬。然后他又画了一座湿润的岛屿，那里雨水充沛，长满了各种植物，有软果子，有花蜜，还有藏在树皮下的昆虫。
“如果你是刚孵化出来的一只小雀鸟，你更喜欢在哪种岛屿上生活呢？”
查尔斯自言自语道：“如果我嘴巴大一点，我就能吃掉干旱岛屿上那些硬邦邦的种子；如果我嘴巴小一点，我就能更容易地吸到湿润岛屿上花朵里的花蜜。”
“对了！”查尔斯眼睛一亮，“每座岛屿上的食物不同，需要不同嘴巴形状的雀鸟才能更好地生存。那些嘴巴形状恰好适合当地食物的雀鸟，就能吃到更多食物，长得更壮实，繁殖更多后代。而那些嘴巴形状不合适的雀鸟，就可能吃不饱，体质变弱，甚至活不下去。”
这个想法在查尔斯的脑海中越来越清晰。他继续写道：
“生命会发生变化，有的变化让生物更能适应环境，有的变化则让它们更难适应。那些更能适应环境的生物，会活得更久，生下更多的孩子。慢慢地，适应环境的特征就会变得越来越普遍，而不适应环境的特征就会逐渐消失。”
“这就是自然选择的道理！”
查尔斯激动得几乎要从椅子上跳起来。他发现了一个了不起的秘密：原来，生物不是一成不变的，它们会变化；而环境会“选择”哪些变化是好的，哪些是不好的。好的变化会保留下来，不好的变化会被淘汰。
这就是进化论的核心思想。
当然，当时查尔斯还没有提出完整的理论。他只是隐隐约约地感觉到了这个规律，还需要更多的证据来验证。他把这一个月在加拉帕戈斯群岛的发现都详细地记录下来，并注明了每件标本采集的具体岛屿。
从毛毛虫到蝴蝶
在加拉帕戈斯群岛的发现让查尔斯兴奋不已，但他并没有停止探索的脚步。在接下来的航海途中，他继续观察，继续思考。
有一天，他看到了一只毛毛虫正在吃树叶。那毛毛虫浑身翠绿，还长着好几个像眼睛一样的斑点。当它趴在树叶上的时候，简直和一片叶子一模一样。
“太神奇了！”查尔斯惊叹道，“它这是在伪装自己，躲避敌人的捕食啊。”
可是为什么这只毛毛虫要伪装呢？它的祖先是怎么学会这个本事的？
查尔斯陷入了沉思。
他想：如果有一百只毛毛虫，它们的颜色可能都有一点点不同。有的稍微绿一点，有的稍微黄一点，有的斑点多一点，有的斑点少一点。
如果一只鸟儿正在找毛毛虫吃，那么那些颜色和树叶更像的毛毛虫，就更不容易被发现，就更有可能活下来。而那些颜色特别显眼的毛毛虫，就更可能被鸟儿吃掉。
活下来的毛毛虫会生下更多的毛毛虫，它们的孩子也可能会遗传父母的颜色。就这样，一代又一代，那些最善于伪装的毛毛虫越来越多，整个种群的颜色都变得和树叶越来越像了。
“原来如此！”查尔斯拍了拍脑袋，“这就是为什么我们看到的毛毛虫都那么善于伪装——因为不善于伪装的，都已经被鸟儿吃掉了！”
他突然意识到，这个原理不仅适用于毛毛虫，也适用于所有生物。
海鬣蜥为什么要趴在黑色的岩石上？因为黑色的海鬣蜥在黑色的岩石上更不容易被发现，那些颜色不一样的早就被海豹吃掉了。
蓝脚鲣鸟为什么要跳那么夸张的舞蹈？因为只有最强壮的雄鸟才能跳出那么夸张的舞步，那些体弱多病的雄鸟跳不动，也就找不到配偶，所以生不下孩子。
大象为什么要长那么长的鼻子？因为长鼻子能帮它们吃到更多食物，那些鼻子短的象可能经常饿肚子，活不到能生孩子的时候就死了。
所有这些现象，都可以用一个统一的原理来解释：适者生存！
漫长的等待
1836年10月，贝格尔号终于回到了英国。查尔斯带着五大箱标本和十几本厚厚的航海日志，走下了船。
五年不见，英国已经发生了很多变化。查尔斯的父亲头发白了许多，但看到儿子平安归来，依然激动得老泪纵横。
“查尔斯，你终于回来了！”父亲紧紧抱住他，“这五年爸爸天天都在担心你。”
“我很好，爸爸，”查尔斯说，“我带回来了很多珍贵的发现。等我整理好这些资料，就会告诉您一个惊人的秘密。”
接下来的二十年里，查尔斯一直在整理他在环球航行中收集的资料。他和当时最优秀的科学家们交流，听取他们的意见；他阅读了大量的书籍和论文，寻找相关的证据；他甚至在家里建了一个小型博物馆，收藏各种各样的标本。
这二十年里，他结了婚，有了十个孩子，过着平静而幸福的生活。他住在伦敦郊外的一座大房子里，每天早上去办公室工作，下午就在花园里散步、观察植物和昆虫。周末的时候，他会带着孩子们去郊外采集标本，教他们认识大自然中的各种生物。
可是，他始终没有发表他的理论。
为什么呢？因为他是一个非常谨慎的人。他知道，一旦理论发表出去，就会引起巨大的反响，也可能会遭到很多批评和质疑。他需要更多的证据，需要更加严密的论证，才能让这个理论站得住脚。
这二十年里，他一直在默默地收集证据，默默地思考，默默地完善他的理论。
直到1858年，一封信打破了他平静的生活。
华莱士的来信
写这封信的人叫阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士，是一位年轻的博物学家，当时正在东南亚的丛林里考察。
华莱士在信中写道：“亲爱的达尔文先