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文档简介
12/12伟大老子与“进化论”及“道生一,一生二,二生三,三生万物”的“进化论”意义探索者内容:一、自然科学对宇宙、生命起源和进化的探索和认识(一)宇宙、太阳和地球、地球和大气:1、宇宙:2.太阳和地球:3。地球和大气:(二)生命的起源和进化:1。生命的起源:2。生物的进化:3。人类的出现是生物进化的(现时)结果:二、“道”、“道生万物"、“道法自然”和“万物负阴而抱阳”的进化论意义写在前面:ﻭ科学是老老实实的学问.科学不是妄说,科学家不是江湖骗子。科学是以事实为根据的,这也正是它的力量所在。否则那就是伪科学、骗子。重温现代自然科学在宇宙和生命的起源和进化上的探索和认识,对进一步理解和验证老子关于“道”“其上不皦,其下不昧,绳绳兮,不可名,复归于无物”,“有生于无",“道生一,一生二,二生三,三生万物”以及“道法自然"和“万物负阴而抱阳"等学说的真理性,是非常重要的和有意义的。
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一、自然科学对宇宙、生命起源和进化的探索和认识(一)宇宙、太阳和地球、地球和大气:1、宇宙:1912年,美国天文学家斯莱弗在观测星系的视向速度时发现,其中的大多数星系都飞离地球而去。到1914年,他得到了15个星系的有关数字,其中有13个是退行,其速度约每秒数百公里。当天文学家们沿着这条线索继续研究时,情况就变得越来越明朗了:除极个别距地球最近星系外,所有星系都在背离地球飞驰而去.1929年,威尔逊山的哈勃进一步研究指出:一个星系退离地球的速度同它离地球的距离成正比。这个规律被称之为“哈勃定理"。此后,哈勃定理不断地得到进一步观察证实。现天文学家借助于大尺寸的望远镜,已经探测到一些离我们地球非常遥远的天体,其退行速度高达240,000公里/秒以上。根据在宇宙中发现的这个普遍现象,天文学家创立了关于宇宙是膨胀着的学说.现在天文学家已普遍认为宇宙是在膨胀着的。并且还可以利用宇宙的这种膨胀现象来解释爱因斯坦广义相对论中的“场方程”.至于宇宙的膨胀,有一种解释是:膨胀是最初的一次爆炸的结果。1927年,比利时数学家勒默策提出:可能现在宇宙的一切物质最初都是来自于一个超密物质的“宇宙蛋”的爆炸结果。由于这个宇宙蛋的爆炸,才产生了我们这个宇宙。它爆炸后的那些团团物质尘云就形成了宇宙间的各个星系,并且直到现在它们仍然还在向四面八方飞散着。进一步研究还指出:基本粒子可能就是起源于宇宙蛋的大爆炸的过程中,而化学元素不是在星系世界的进化过程中生成的,它是在恒星进化过程中才生成的。至于宇宙蛋的来源,有一种假说,认为宇宙蛋是宇宙开始时的极其稀薄的气体物质,在万有引力的作用下逐渐收缩而成.即宇宙在其更早的无限久远之前的某个时期,开始于差不多几乎是绝对虚空的状态。以后经过收缩阶段而形成宇宙蛋,然后爆炸,再经过膨胀阶段,再回到差不多是绝对虚空的某种新状态,而我们现在就刚好生活在宇宙的这两者之间比较丰富多彩的短暂时期内。有些天文学家,如英国的邦诺据此还作了一些估算和推论,认为宇宙已经历了无数次上述“循环",每次“循环”要经历约数百亿年,即我们的宇宙是一个“振荡的宇宙”。1965年,美国天文学家桑德奇估计,宇宙的每一次振荡周期约820亿年。所有这些学说,都说明我们的宇宙是一个“演化的宇宙"。1980年,美国的古斯在热大爆炸宇宙模型的基础上又进一步提出了暴涨宇宙模型。这一模型可以解释目前已知的大多数重要观测事实。2.太阳和地球:在远古时代,就有“宇宙出自混沌”的猜想。十八世纪中期,德国古典哲学的创始人康德采用了这个猜想.并且在哥白尼、牛顿等科学家的有关太阳系结构学说的基础上和当时已有的科学发现,提出了关于太阳系从云团状态向现时天体结构演化机制的设想,从而用历史解释了现存。他认为一切物质间不仅存在着引力,也存在着斥力.引力使云团状态的分散物质不断凝聚,而在小质量物体向大质量物体趋近的过程中,斥力使其产生了旋转运动.他用这一基本原理来阐述太阳系的形成过程,解释太阳系的行星和卫星为何处于同一轨道平面上,以及轨道取向、轨道根数等产生的原因。稍后,法国天文学家、数学家拉普拉斯在1796年也独立地提出了他的假说.按照拉普拉¯ 退形成太阳系的巨大的、收缩着的云团物质,从一开始ﻠ ﻠ ﻠ随着云团的收缩,根据角动量守恒原理,转速将越来越Øﻠﻠ ﻠ夀从它快速转动着的赤道附近抛出一些物质环来.这样,在形成中的太阳周围就遗留下一系列的轮胎状物质云。而这些物质环慢慢地就凝聚成了太阳系中的各个行星;这些行星本身也可能按上述同样方式抛出了一些小环,就形成了它们各自的卫星。这些假设似乎同太阳系的一些主要特征一致,却有一些与事实不符的致命弱点。例如,1859年,英国数学物理学家麦克斯韦从数学上对土星环进行了分析,他证明,不管什么天体抛出的气体物质环,都只能够凝缩成土星环那样的小粒子集合体,而不会使它形成一个大固体,因为万有引力将把它拆散。另外,据计算,全部行星质量仅有太阳系质量的0。1%,却拥有太阳系总角动量的98%!但在木星和土星各自的系统中,它们却存有其系统的大部分角动量!1905年,美国科学家钱伯林和莫尔顿又提出一种假说,他们把行星解释为另外一颗恒星和我们的太阳很近地相擦而过时从太阳和那颗恒星中拉出来的一些气体物质,而那些留在我们太阳近旁的物质云团后来就凝缩成一些小的“星子",然后这些“星子”又发展成行星。这就是所谓的“星子假说".然而实践证明,这个假说也是漏洞百出,而很快被人们放弃.随着天文学家对宇宙眼界的开阔,使人们不得不去重新认识星系的形成问题。这时星系这一名称所指的气体尘埃云,要比拉普拉斯设想形成太阳系之母的云团要大得多.显然,在这样一些巨大的物质云团中会发生汹涌激荡 ﻠﻠ ﻠ且在这些湍流中还会出现旋涡,而每一个旋涡就有可能凝缩成一个独立的系统.1944年,德国天文学家韦扎克对这种设想进行了详尽地分析,经过计算后指出:那些最大的旋涡包含有足够形成星系的物质。当这样一个巨大旋涡作湍动收缩时,就会产生出一些子旋涡.每一个子旋涡也很大,足以诞生出一个或多个太阳系来。在太阳旋涡的外缘,又会出现一些亚子旋涡,它们就可能形成行星.当两个亚子旋涡相碰撞,而象两个啮合的齿轮朝相反方向转动时,在它们的接合处,就会形成行星.因为在这些地方,尘埃粒子会因碰撞而结合。这样碰撞的结果,就可能先形成星子,然后再形成行星。此后,瑞典天体物理学家阿尔芬又考虑到太阳的磁场在其生成中对旋转的制动和传递作用,而对韦扎克学说加以改进.结果
ﻠﻠﻠﻠ謀成为一个看来是迄今说明太阳系起源的较好的理论。就这样,在浩瀚的宇宙中,出现了我们赖以生存的家:地球;赖以生存的环境:月亮、星空和光辉灿烂的太阳.由岩石和红移测得的结果,认为现太阳和地球的年龄都是50-60亿年。3。地球和大气:天文学家经过长期的研究后知道,在太阳系中的其它行星上没有一个有与我们地球上相似的大气,而使人们推论,地球上的大气是一系列独特过程作用的结果,它是得天独厚的.因为在宇宙中,氢、氦、碳、氮和氧占了大部分,而其中氢的普遍性又远远地超过其它元素。所以美国化学家尤里认为在氢的数量占绝对优势的原始大气I的情况下,碳很可能会与氢化合成甲烷(CH4),氮与氢化合成氨(NH3),而氧与氢化合成水(H2O)。氦和多余的氢可能克服地球的引力而逃逸出去;水形成海洋;甲烷和氨这类较重的气体会被地球的引力紧紧地保持住,从而成为地球大气的主要成分而形成大气Ⅱ。而来自太阳的紫外线辐射又会使大气Ⅱ继续发生变化。在外行星上这种变化是极微小的,这是因为:其一,它们所接受的来自遥远太阳的辐射较弱;其二,它们有巨大的大气Ⅱ层能够吸收掉来自太阳的辐射,从而使太阳的紫外线辐射对其大气的作用极微弱,而不致于使其产生显殊的变化.所以外行星大气中至今仍然是氢、氦、氨、甲烷。但这对五个近太阳的星球:火星、地球、月球、金星和水星的情况就不同了。而其中因月球和水星太小、太热或既小又热,不能保持住其周围的大气。只有火星、地球和金星的周围,在开始时具有主要是由氨、甲烷和水组成的薄薄的大气层。当太阳的紫外线辐射照射在地球的大气Ⅱ之上层水分子上,就把它“光致离解”,而使其分解成氢和氧。氢可能逃逸出去,而留下氧。由于氧的化学性质活泼,就会同它附近的甲烷作用而形成二氧化碳(CO2)和水;与氨作用形成氮(N2)和水。从而使大气从甲烷和氨很缓慢,但却是稳定地转化成氮和二氧化碳,而氮与地壳中的矿物质发生缓慢的作用而形成硝酸盐,剩下的二氧化碳则成为大气的主要成分.同时,一旦二氧化碳成为大气中的主要成分后,太阳的紫外线辐射就不会再通过水分子离解而使大气进一步变化了。因为当氧开始以自由态形式积累起来的时候,在高层大气中就会形成一层薄薄的臭氧层,阻碍紫外线辐射进入低层大气,从而阻止发生进一步光致离解作用.所以,以二氧化碳为主的大气是稳定的。进而,二氧化碳会产生“温室效应”。如这个以二氧化碳为主的大气层很稀薄,又远离太阳,那么这种效应将很微弱,例如,象火星上的情况,火星上的大气密度只有地球的1%。但如大气密度很大,又靠近太阳,那么它的“温室效应”又将很大,最后使这个行星变的极热,其全部水都将以水蒸汽的形式留在大气中,而把它的表面永远隐藏在不消散的浓云之下.例如,像在金星上的情况那样。而在地球上的情况既不象火星,也不象金星。在地球的大气中,氮没有被全部吸入地壳中,而留下的二氧化碳又是稀薄微量的,其温室效应既不大又不小,既有保温作用,又没有形成能窒息万物的高温“外壳”。这样,就不仅使地球成为一个“开放系统”,而且是一个具有负熵的耗散结构的自组织系统.这个由太阳、大气、海洋和地球所构成的非线性系统,在远离平衡的条件下,而必定使它其中的物质从无序、热混沌到有序的不断转变和进化,其结果就产生了生命,生命的多样性,以及生命由低级到高级的多层次进化.进而,在地球的海洋里,生命所产生的化学反应又破坏了氮的化合物,把氮释放出来。这样,在大气中开始产生大量的氮气。此外,细胞发展了借助于不受臭氧层阻挡的可见光把水分子分解为氢和氧的能力。氢与二氧化碳化合,就构成了组成细胞的复杂分子,而氧在释放出来后,则进入大气。这样,地球上的大气Ⅱ,由于有了生命,其组成又从氮和二氧化碳转变成由氮和氧组成的现在大气Ⅲ。随即,温室效应变得更微弱,地球依然是冷的,并能保持它的独一无二的液态水的海洋和其中含有大量自由态氧的大气层。实际上,含氧大气可能只是地球已存在约50亿年历史的最近几亿年的特征。科学证明,甚至在6亿年以前,其大气中的氧也只有约现在的10%。我们现在有这样一个含氧丰富的大气层,首是要庆幸于地球在太阳系中的优越位置和它自身的优越条件,从而使它产生了生命;而正是由于生命的产生又使得它的大气中有存在自由态氧的可能性,而自由态氧的存在又反过来使得生命能够得以继续存在和发展下去,而这一切对地球来说又都是必然的.(二)生命的起源和进化:1.生命的起源:人类真正地能克服宗教的桎梏,而以科学的态度和手段来探索和研究生命的起源和进化的问题,是由二十世纪初才开始的。因为只能瓜熟才能蒂落,水到才能渠成,只有伴随着十九世纪、二十世纪科学技术和经济文化进步之果熟,之水到,关于正确认识生命起源和进化的这个蒂才能落,渠才能成。大多数人类早期的文化中都有一些关于上帝创造第一个人的神话,有的还涉及到其它生命的创造问题。可是人们却很少把生命的形成完全归功于上帝的万能之手,特别是对于低级生命的产生。上帝是至高无上的,圣洁的,是不肖于对那些低下的、肮脏的东西之一顾的。例如人类很早就认为象昆虫和蛆这样一些低级生物是从腐肉中自生出来,青蛙是从泥里直接产生出来,老鼠可以从霉烂的麦子里产生出来。这种观点似乎人们是依据ﻠﻠ ﻠﻠ察得到的“想当然"的论断.无论是古希腊的“思想帝王”亚里士多德,还是中世纪的科学巨匠牛顿都对此深信不疑。人们第一次对生命起源课题的研究和探索,也是首先避开宗教、神灵,而从这个千百年来习以为常的见解开始的。第一个用实验来检验这个信念的是意大利医生雷地。1668年,他决意要看看蛆到底是不是真的可以从烂肉里生出来。他把一块块肉放在一个个瓶子里,有的瓶口盖上纱布,有的则不盖。苍蝇能自由地飞到那些瓶口不盖纱布的瓶子里,而不能进入那些瓶口盖有纱布的瓶子。结果表明:只有那些瓶口不盖纱布,苍蝇可以自由出入的瓶子里的肉上才生蛆。因此他断定:蛆是由苍蝇产在肉上的极为微小的卵孵化出来的.没有苍蝇的卵,不论肉腐烂多久,也不能生蛆.可是,在雷地那个时期以后不久,当人们发现微生物的时候,很多科学家又开始相信虽然从死物里不能产生看得见的生命,但微生物却可以从死的东西里变出来.因为既使把放肉的瓶子的瓶口用纱布盖严、封好,其中也会长满了细菌.关于微生物可以产生于死物的观点又盛行了一个世纪,直到1765年,意大利的博物学家斯帕兰扎尼才开始对这个信念产生怀疑。1765年,斯帕兰扎尼准备了两组瓶子,都装入肉汤。让其中第一组开口,使空气可以自由进出;而把第二组瓶子里的肉汤首先加热煮沸,杀死其中已有的各种微生物,然后封好,不让空气里可能有的微生物进入。结果:第一组瓶子里的肉汤里很快长满了微生物;而第二组瓶子里的肉汤里却没有产生出微生物.这就证明了,就连微生物也不能由无生命的物质里产生出来.他甚至还分离出一个单个的细菌,并且看到它分裂成两个细 ﻠﻠﻠﻠ然没有让人们心服.还有人坚持煮沸能把空气中的各种“生命力"煮死的说法.为此,在1862年,法国化学家、生物工程的开山鼻祖巴斯德设计并制造了一种瓶子,它有一个既象鹅的脖子又象个横放的S形的长颈.他不把瓶口密封,空气能够进入瓶内,可是空气中的尘埃颗粒和微生物却进不去,因为弯弯的瓶颈象个陷坑,起着类似于在下水道中防止臭气回流的S形管的作用。他在瓶子里放上一些肉汤,安装上S形的瓶颈,把其中的肉汤煮沸,然后等着看发展。结果,肉汤内保持无菌.空气中显然没有什么“生命力".这样,巴斯德的实验才把“生命力”之说永远地埋葬了。在上面,科学家首先证明了:无生命的物质不能产生生命;而后,科学家要证明的却是:生命又确实是无生命物质进化来的。而使得这两个相反的命题统一起来是其条件的不同。但如果生命既不是神创造的,又不是“生命力"创造的,那么是怎ﻠﻠﻠﻠ 十九世纪末,有些理论家又走到了另一个极端,认为生命历来就有的.其中最流行的观点是瑞典化学家阿伦尼亚斯提出来的。1907年,他出版了一本书,名字叫《宇宙的形成》,其中说宇宙一直就有生命,生命穿过宇宙空间游动,不断地在新的行星上定居下来.他说:生命是以孢子的形式游动的,孢子可因无规则运动而逸出行星的大气,然后靠太阳光的压力被推向宇宙空间各个角落.他认为:孢子在星际空间里被光辐射推动着一直向前运动,直到它死掉或落到某个行星上安家落户,发展成活跃的生命。但是在1910年,科学家们证明:紫外线能很快杀死细菌的孢子。在星际空间里,即使不算其它破坏性辐射,如宇宙射线、太阳X射线,以及围绕着地球的范艾伦带的那些带电粒子等,只就太阳的紫外线辐射也已经足够强了。而就人类至今所知道的由蛋白质和核酸(DNA)构成的孢子都害怕辐射的照射.尤里认为,生命是在大气Ⅰ中开始的。1952年,在尤里的实验室工作 ﻠ 刀(丹麦显微镜学家)让加上氨、甲烷和氢的水循环流经一个模拟太阳紫外线辐射的电弧。一个星期后,他用纸上色层法分析他的溶液,发现除了那些不含氮原子的简单物质以外,还有甘氨酸和丙氨酸,两种最简单的氨基酸,并且似乎还有其它两种比较复杂的氨基酸。米勒的实验结果非常重要:第一,这些化合物形成得很快,数量也很多。实验只进行了一个星期,在他所使用的甲烷中,就有1/6与其它物质形成了比较复杂的有机化合物。第二,他的实验中所形成的有机物恰好都是活的组织所具有的。那些简单分子变成比较复杂的分子的途径,似乎正好直接朝着生命的方向前进。在后来更为精微的实验里,这个朝向生命发展的过程在不断继续着。在任何时候,实验中所大量形成的分子,似乎都是朝向我们所熟悉的生命前进的.这就是自然,自而然之,本质上的意义。艾贝尔森继续了米勒的工作,他进行了一系列类似的实验,用的是由不同气体以不同组合方式构成的原始材料。他发现,只要开始时所用的分子中有碳、氢、氧、氮等原子,使用的能源不一定利用放电,就都能形成那些在蛋白质中通常所见到的氨基酸。1959年,两个德国科学家格罗特和维森霍夫设计了一个用紫外线代替放电的实验,他们也得到了氨基酸。紫外线不仅可以杀死生命,也可以制造构成生命的物质.在二十世纪六十年代后期,科学家们在地球外围空间的气云里也发现了一些代表朝向这个生命方向发展的最初阶段的更为复杂的分子.这一些都有力地说明,简单物质朝向生命发展的路线是在当时地球环境中的必然,是受阻力最小,而概率最大的“自然”之路。1968年11月,天文学家在星际间发现了水分子和氨分子的射电波“指纹”;1969年,又探测到甲醛(H2CO);1970年,又探测到丙炔腈(NCCCN)和甲醇(CH3OH).现在人们知道:可能在尘埃云团发育成地球的那个时候,形成复杂分子的最初发展阶段就已经开始了。地球在最初形成的时候,可能就已经有了氨基酸。1970年,对此出现了有利的证据。锡兰出生的生物化学家波南佩鲁马研究了1969年9月28日在澳大利亚的一块陨石。仔细分析发现,其中有微量的五种氨基酸:甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、缬氨酸和脯氨酸.这些氨基酸都没有光学活性,所以陨石里的这些氨基酸并不是出于球球污染,即不是由生命过程形成的,而是由在米勒的烧瓶里所发生的那种非生命的化学过程形成的。1961年西班牙血统的美国生物化学家奥罗利用在米勒实验中的一种产品氰化氢作原料加到实验开始时使用的混合物中。结果他得到了很多种氨基酸,甚至还得到了一些短的肽,一些嘌呤和核酸的重要成分腺嘌呤。1962年,他又用甲醛作为原料之一,制成了核酸的其他成分:核糖和脱氧核糖.1963年,波南佩鲁马也做了一些同米勒相似的实验。他利用电子束做能源,制成了腺嘌呤。此后他同马里纳和萨根一起,进一步把腺嘌呤加到核糖溶液里,在紫外线的作用下制成了腺嘌呤和核糖分子结合而成的腺嘌呤核苷。假如,这时还有磷酸存在,磷酸根就会挂在上面而形成腺嘌呤核苷酸。事实上,可以加上三个磷酸根而形成三磷酸腺苷(ATP).而ATP是活组织能量处理机制所必需的成分。1965年,他又把两个核苷酸结合在一起,制成了二核苷酸。假如在研究这个问题的其他实验里所使用的混合物中加上氨基氰(CNNH2)和乙烷(CH3CH3),就能产生其它一些化合物.在地球的原始时期就可能已存在着氨基氰和乙烷.因此,在地球的原始海洋和大气里,正常的化学和物理变化毫无疑问地也会发生这样的作用,从而形成蛋白质和核酸。在地球还没有生命的时候,所形成的各种化合物都会在海洋里保留下来并且积累起来.因为那时候既没有大大小小的生物消耗它们,也没有游离的氧去使它们氧化或分解。唯一能破坏它们的重要因素是形成它们的紫外线等辐射.可是,海流可以把它们大量地带到海洋中层的安全避难所中,在这里既远离遭受紫外线辐射的海面,也远离放射性活跃的海底。据波南佩鲁及其合作者们估计,原始海洋约有1%完全是由这些新形成的有机化合物构成的,其数量超过一千万亿吨.这样大量的蛋白质和核酸已经足够供应各种自然力去发挥它们的创造作用了.有这样巨大的数量的蛋白质和核酸,即使是最为复杂的物质也必然会在不太长的时间内形成出来,更何况还有数十亿年的时间可供它们来精雕细琢呢!因此,从逻辑上完全可以假定,地球的ﻠ ﻠﻠ夀气中的简单化合物,随着时间的推移,会越来越多地形成较为复杂的氨基酸和简单的糖类;氨基酸又结合成肽;嘌呤、嘧啶、糖和磷酸则结合成核苷酸;经过若干年代,又逐渐形成蛋白质和核酸。最后,关键的一步必定终会到来:这些物质通过随机结合,由诱发而形成了一个能自我复制的核酸分子。这个时刻就是通常意义上的“生命"的开始。我们根据自组织理论知道,那时的地球实际上已形成了一个具有负熵的耗散结构系统,它吸收太阳的能量而使自己的简单物质形态逐渐向复杂、更复杂的物质形态发展、进化,不平衡是它的有序之源,“涨落"是激活它的“种子",而“涨落”又是不可避免的、必然的,对它的偶尔一次骚动、干扰,都可能是投向它的、诱发它产生能自我复制的核酸分子的“种子"。可见,在生命本身进化之前,有一个“化学演化"的时期。然后,只要有一个“活”的分子,就足以使生命开始发展,而这一切对那时的地球来说都是必然会发生的,从而使地球变成一个朝气蓬勃,充满生命的世界。这正象一个受精的细胞能发展成为一个极其复杂的有机体一样。在那时的由有机“汤"所构成的海洋里,头一个活的分子能在很短的时间内成亿成亿地复制出和它自己一样的分子.而每一偶然的突变又会产生与它稍微不同的分子来,而那些在某些方面效率更高的分子,会牺牲它的邻居而进行繁殖,并且取代旧有的那些分子。如果有一组分子在暖水中效率比较高,另一组在冷水中效率比较高,就会产生两种,其中每一种都局限在它最适应的那个环境里。这样,“有机进化"过程就开始运转了。即使在最初就独立地出现了好几种活的分子,但是效率最高的那一个也可能会比其它分子繁殖得更快。所以,今天所有的生物很可能都是同一个活的原始分子的后代。实事也证明了这一点:尽管现在的各种生物有那么大的差别,但它们全都有相同的基本性质.它们的细胞都以非常类同的方式进行着代谢。不仅如此,特别有意义的是:所有生物的蛋白质都是由L型氨基酸,而不是由D型氨基酸构成的。也许,后来发展出各种生命的那个原始的核蛋白凑巧是L型氨基酸构成的;由于D型不能和L型形成稳定的链,所以,原来凑巧是L型氨基酸的那一个活的分子就通过自我复制而成为极其普遍的了。这并不是说,在自然界中完全没有D型氨基酸.在某些细菌的细胞壁里和某些抗生化合物里有D型氨基酸,但这是非常罕见的例外。当然,从活的分子到现在我们所知道的生命还需要跨越非常巨大的一步.除了病毒以外,所有的生物都具有细胞的组织。用人作标准,细胞是太小了,可是从化学结构和相互关系上来看,细胞是极其复杂的。那么,这一切又是怎样开始的呢?美国生物化学家福克斯的研究说明了细胞的起源问题。他认为,早期的地球是非常热的,单靠热能就足以使简单的化合物形成复杂的化合物。为了证明这一点,他把各种氨基酸的混合物加热,发现它们形成了长链,同蛋白质分子的链很相似。能消化一般蛋白质的酶,也能消化这些“类蛋白”,这种类蛋白可以作为细菌的食物。最惊人的是,当他把溶解在热水里的类蛋白冷却时,发现类蛋白缩到一起,形成一些“微小的球”,这些微小的球和小的细菌那么大。按一般标准看,这些小球是没有生命的,可是它们至少在某些方面却表现得和细胞那样.例如,它们外面也包着一种膜.他在这种溶液里加上某些化学药品以后,这些小球能象一般细胞那样膨胀起来或萎缩下去.它们能发芽,甚至这些芽有时似乎还能长大,然后脱落下来.小球能分裂,一个分成两个,或彼此连成一串。大概在生命出现之前,这类不完全有生命物质的聚集物已形成有好多种。有的特别富有DNA,很能自我复制,可是在贮备能量上却不行。但有的却能够很好地处理能量,可是自我复制则不行。后来,这两类不同的聚集物可能在一起进行协作,每一种都补偿了另一种的缺陷,而形成了一个近代的细胞。这个细胞的效率比其形成它的任何一个部件的效率都高得多.近代细胞仍然具有一个富于DNA可自己却不能利用氧的细胞核,和大量能够高效率地利用氧但没有细胞核就不能自我复制的线粒体。线粒体中还有少量DNA,这就表明,它可能一度曾经是独立存在的东西。在存有大气Ⅰ和大气Ⅱ的时期,原始的生命形态只能靠把复杂的化学物质分解成更简单的物质并贮存起来和以此时释放出的能量来维持其生存.然而这时,太阳的紫外线辐射又会把简单物质再次变成复杂的物质.但是,一旦大气Ⅱ完全形成,臭氧层也已经出现之后,这些生命形态就有了饥饿的危险,因为这时紫外线的供应已被切断了。可是在这个时候之前,已经形成了一些类似线粒体的聚集物,其中含有叶绿素,也就是现在的叶绿体的始祖。1966年加拿大生物学家霍德森和贝克用吡咯和仲甲醛作为初始物质,这两种东西可以在米勒那类实验里用较简单的物质制造出来,只是微微加热3个小时,就得到了叶绿素的基本结构——卟啉环。在臭氧层正在形成的过程中,虽然含叶绿素的原始聚集物利用可见光的效率不高,可是比没有叶绿素的聚集物却好得多。可见光很容易穿过臭氧层,它的能量虽然比紫外线小,可是足以使叶绿素系统进行工作。最早期的叶绿素的生物可能并不比现在的单个叶绿体更复杂。实际上,现在有约两千种能起光合作用的“蓝绿藻"。蓝绿藻是非常简单的单细胞生物,在结构上更象细菌,只是它们含有叶绿素,而细菌没有叶绿素.蓝绿藻可能是原始叶绿体的后裔中最简单的一种,而细菌可能是叶绿体的后裔,它们已经丧失了叶绿素,而且得靠食死的组织和死组织的成分过寄生生活。当叶绿体在原始的海洋里繁殖时,二氧化碳逐渐消耗着,分子氧就出现了。结果,就形成了现在的地球大气Ⅲ.植物细胞的效率不断提高,每个细胞都含有大量的叶绿体。这个时候,没有叶绿素的精细的细胞就不能再靠原来的基础过活了,因为植物细胞已经把海洋里的食物供应一扫而光,除了在植物细胞里面,再也形不成食物了。可是,没有叶绿素但配备着精细的线粒体的细胞,却能依靠吞食植物细胞和剥夺植物细胞制造出来的分子来生存.因为线粒体能很有效地处理复杂分子,并且把这些分子分解时所释放出来的能量贮存起来。这样,就开始有了现代的动物细胞。后来,生物变得相当复杂,开始留下我们现在看到的动物和植物的化石记录了.由此可知,生命只不过是在我们地球上这个得天独厚的特殊环境中,简单物质在一系列物理的和化学规律的作用下而生产的必然结果。2。生物的进化:十八世纪下半叶和十九世纪早期的博物学家,因受惠于那个时代的生产实践,搜集了他们先辈所未曾有过的大量的、新奇的和详尽的地质和化石资料.人类在挖掘埋藏在地壳深处的铁和煤的活动时,地球昔日的历史也就展示其眼前。被挖掘出来的一件件化石,使人们看到早已在地球上灭绝的生物的概貌。人类发现海底的淤积层原来是古代的内陆,它的坚硬的岩层表面又可能说明它原先是些熔融状态的岩浆。这些材料说明,地球表面和其上的生物曾经发生过一些巨大的变化,其变化的原因是什么,两者有无关系?1695年,英国伦敦雷山姆学院医学教授约翰·伍德沃德发表《地球自然历史试探》一文。他认为地球上曾发生规模巨大的洪水,而把大地冲得土崩瓦解,在洪水过后才又形成新的地层.这种早期的灾变论被称之为“水成论”。1740年,意大利威尼斯的一个修道院院长安登·莫罗提出了一个相反的假说,他认为地质学上的大灾变是一系列的火山爆发造成的,是火山灰和熔岩埋葬了那些地球上原有的生物而形成新的地层。这种灾变论被称之为“火成说”。进而,从火成说中逐渐地产生出一种“均变论"的学说,它认为地球表面的变化是由于那些现在仍然对其起作用的原因,如:侵蚀作用、泥沙沉积、火山地震等等长期逐渐导致的结果.1795年,被称为“近代地质学之父"的赫顿之名著《地球的理论》问世。他认为地表内部是熔融的岩浆,外部坚固的地壳把它封闭于其中,而火山可以作为地球内部能量的喷泻出口,起着某种保险阀的作用。当熔融岩浆从地下裂逢中迸发出来时,就使压在它上面的岩层发生倾斜,并产生出新的岩层。他的这种“均变论"观点蕴含着这样一种意义:即现在生物的各种形式是在地质均变作用下古代生物逐渐进化、演变的结果,并非每一种生命形成都是来自于某一独特的生命创造行为。地球的历史,可以在地球的地质史中读到;生物的进化史,也可以在地球的地质 ﻠﻠﻠﻠ此后,又有赖尔继承了他的学说,赖尔在1830年至1833年,相继出版了他详细论述“均变论"的巨著《地质学原理》的一、二、三卷,而这些书的副标题:“以现在还在起作用的原因试释地球表面历史上的变化",明确地概括了他的这一思想主旨.赖尔的地质学理论不仅正确地解释了地球的地质史,而且还隐含着另一个更重要的发现:既然地球从过去到现在永不停息地变化着,那么,在地球上生存着的生物物种也一定会在逐渐地、不停地变化着,而它们的历史形态可以由大量生物化石告诉我们ﻠﻠ ﻠ贀均变论隐含着生物进化论。在此我们可以看到一个问题,即灾祸的两重性,它不仅可以给生命造成巨大的苦难,也可能给生命带来向更高层次进化的机会。自然灾祸是必然的,不可避免的,人类所能,并应该做的事情就是怎样控制它的危害,而充分利用它可能给人类带来的利益。在生物学上,英国博物学家达尔文在广泛地考察后,证明了野生生物确实有历史的进化。远物种之间在结构上的相似性,有力地说明它们有共同的祖先;而两个界线分明的物种之间,时常可以插入一系列物种,而使物种的分类变得十分困难模糊。物种间不存在明确的界限.这又显然说明:现地球上的各物种有一个共同的祖先,而现在的各物种,是同一祖先的生物沿无数不同方向各自不断地进化形成的。达尔文又证明了物种的变异必须和选择相结合才能产生显著的物种进化。而地球上的现生物就是古生物通过遗传基因变异和自然选择而长期不断进行的改进和遗传的结果。而关于生物进化的变异和遗传的具体机制问题是由与达尔文同时代的奥地利僧人,后来成了修道院院长的孟德尔解决的。他进行了一系列的豌豆杂交实验
ﻠﻠﻠﻠ一一种有深远影响的理论,正确地解释了这些实验结果的意义。孟德尔把生物遗传的性状首先分解成一个个不可再分解的基本单元,然后再对某一个或几个遗传单元进行研究,这使他获得了很大的成功。他称这种单元为“遗传因子”。他先采用了具有相反遗传因子的两株豌豆作父本和母本,一株高,一株矮.如果让它们各自自花传粉,各自只会产生高的或矮的后代。这说明它们是纯种。孟德尔禁止它们自传花粉,而是使其杂交.他发现,这样产生的第一代全是高的,说明高因子T是显性的,而矮因子t是隐性的,它含有两个因子Tt。孟德尔又令第一代的Tt自花传粉或互传花粉,在产生的第二代中,高矮植株之比为3∶1.孟德尔认为这是第一代的因子Tt相互分离后又重新排列TT、Tt、tT和tt的结果.其中TT、Tt、tT是高茎,而tt是矮茎。孟德尔又用第二代继续繁殖,发现其后代的高矮比例与上述对基因的排列分析完全一致。当然,孟德尔发现了物种的遗传因子,以及通过改变这些遗传因子的可能组合,而实现物种的某些性状方面的改变,但只这些还不能达到物种的进化。孟德尔只是发现了基因不变的遗传,而没有发现基因在遗传过程中还会发生变异.人们现在知道,基因是染色体中遗传物质脱氧核糖核酸(DNA)沿着双螺旋排列而成的.在遗传过程中,当其排列顺序发生错位,基因也就改变了。正是因为这种基因的变异,而不是生物表现性状的变异,才给生物进化提供了可能。3。人类的出现是生物进化的(现时)结果:十九世纪胚胎发育学的发展,给人们提供了一个惊异的线索,使人们能亲自亲睹目地球上生物亿万年来进化历史的大致路线.1759年11月,德国青年医生卡斯帕尔·弗里德里希·沃尔弗在他的博士论文《发育论》中说:他经过一系列详细观察后,发现鸡蛋卵黄上面白色胚盘是由相叠的四层组成的。在胚胎发育过程中,这四层不断地产生出新的构造,而逐渐形成了四大生理系统:最上层是神经系统,其次是肌肉系统,再其次是心血管系统,底层是肠道系统.他断言:胚胎发育并非是已经形成的器官的展开和长大,而是一系列新构造的产生过程。这种胚胎学理论称为“渐成论”。1811年,德国自然哲学家、进化论者迈克尔提出“生源说”,认为高等动物的胚胎发育过程在解剖结构上和生理上正好重复物种进化过程,而把胚胎发育学和物种进化这两个过程直接联系起来.1838年,德国近代生物学之父约翰内斯·弥勒的学生德国人罗伯特·雷马克和瑞士人阿尔贝特·寇力克发现:卵子和精子原来只是简单的细胞,而胚胎发育过程原来正是由细胞不断分裂而构成的,是新的细胞、组织、器官不断形成的过程。1875年,奥斯卡·赫特维希发现了卵和精子相互结合的过程。他看到几百万个带鞭毛的海胆精子包围一个卵细胞,而其中只有一个进入到卵的原生质体中去.这时两个细胞核相互吸引而融合为一个细胞核,形成“种细胞"。正是由这个种细胞的不断分裂而发育成其胎儿。德国进化论者、生物学家海克尔则广泛地对鸡、海胆、海绵、水母、猿猴和人的胚胎发育过程进行了详尽的研究后,指出:整个动物界分成单细胞原生动物和多细胞的后生动物两大类,两者的繁殖方式完全不同.原生动物的繁殖即简单的细胞分裂,是无性繁殖,而后生动物进行的是有性繁殖。种细胞要经过一系列阶段才能发展成动物的幼儿.一切后生动物首先都要生成两*ﻠﻠ ﻠ尀,其状如肠。这是一切后生动物的共同祖先所具有的构造,他把自己的理论称作“原肠祖论"。在胚胎进一步发育过程中,每个个体都重演其种系的进化历史过程。他将不同物种的个体胚胎发育史加以比较,指出它们既有开始,初期的某些共同阶段,这显示它们有共同的祖先;同时它们此后又开始彼此分化开来,逐渐形成它们彼此相异的特征,这显示它们从共同祖先中分化成不同种类。个体发生就是种系发生的短暂而迅速的重演.这就是海克尔的生物发生律,简称“重演律”。当今世界各个物种的胚胎发育过程相互比较而形成的整体图景,正好重演、展示了整个生物世界的树状进化历史。他的“重演律”向人们生动地展现了到现在之前我们地球上生物进化的整个历史过程。此外,他在进行大量研究后,指出人类和类人猿,如黑腥腥,在胚胎发育过程中也有开始的、初期的共同阶段和以后的分化点,论证了人猿同祖。他说:“每一个科学家,只要他睁大眼睛深入到幽暗而极有趣的人类胚胎史的迷宫,并把人类胚胎史和其它哺乳动物的胚胎史进行批判地比较,那么他就可以在这迷宫中发现意义重大的、能照亮我们人类种系发生的灯塔。”这种比较“完全肯定地证明了人类和灵长类有着相近的种系血缘关系。”(《宇宙之迷》)人类的出现是生物进化的现在结果。从十九世纪末叶,海克尔的重演律和物种进化系谱树已被大多数科学家作为人类的光辉科学发现而接受ﻠ ﻠﻠﻠ地球已存在45亿年。这个说法是相当可靠的.在格陵兰岛就有已存在了ﻠﻠﻠﻠﻠ古老岩石.目前已有充分的证据证明,至少在28亿年以前地球上就已有微生物存在。这是一个比较保守的估计。多数专家说,目前已有相当多的证据表明,在35亿年以前,地球上已有生命存在;少数专家则认为,地球上生命出现的时间要比这还要早,可追溯至38亿年以前,甚至40亿年以前。据报道,现在科学家已Ñﻠﻠﻠﻠ圀深海海底热流出口处,水温高于沸点、有毒化学物浓度极高、含氧量极低的环境,仍然是生命蓬勃滋生的世界。生命是环境的产物。随着人类的探索,一定会有新的发现和相应的新学说出现,从而补充、修正,甚至改写上面的论述。但在上面的论述中,最重要的一点是确定无疑的:我们这个宇宙是过去宇宙进化的结果,未来的宇宙是今天宇宙进化的结果。生命是自然进化的产物。“进化”是生物学中的一个基本概念。无论报界等媒体对有关“进化”概念引起的争论如何报导,其实,生物学家对进化概念本身并没有疑意,只是对进化如何发生以及其进程时间等问题还有争论。目前地球上形形色色的生物都是从一个共同的祖先进化而来。这种观点的可靠性,并不是由单一论证所确定的,而是由生物学家的日常经验所证明。生物学家做了无数次细致的和一般的观察,所得结果皆与其相符.生命是物质进化的产物,其特点和形态与所处环境有关。如果生命确实是上面所分析的那些物质的物理和化学过程的结果,那么,在任何类似地球的行星上都可能会发展出生命来。据ﻠﻠﻠ ﻠ间科学家多尔在1964年出版的《人能居住的行星》一书中的推导,仅在银河系中,就约有170亿个类似太阳系的恒星系,其中有6亿个可供人居住的行星,它们现在都可能已经有了某种形态的生命。二、“道”、“道生万物”、“道法自然”和“万物负阴而抱阳”的进化论意义由上述关于科学对宇宙、地球和生命的进化史的发现可知:1。首先是近乎呈绝对虚无状态的宇宙之物,在引力的作用下凝聚成一个超密物质的“宇宙蛋”;然后是这个宇宙蛋,爆炸形成一些巨大的气体尘埃云团。在这些巨大的气体尘埃云团中,不仅有汹涌激荡的湍流,还有一个个巨大的旋涡,这些巨大的旋涡物质以后就发育成个个星系。而这些巨大的旋涡物质ﻠﻠﻠﻠﻠ发育成星系的过程中,又会在其中产生一些子旋涡,每个子旋涡也很大,足以发育成一个或数个太阳.而在这些子旋涡湍动收缩发育成太阳过程中,又会在其外缘产生一些亚子旋涡.而这些亚子旋涡最后就发育成了行星和卫星.其中有一团巨大的气体尘埃云就发育成了我们的银星河系和其中的太阳系、地球和月球.在地球形成后,其地壳仍然通过地震和火山等运动不断地在变化和发育着,又由于它的得天独厚的条件,如有足够大的质量和离太阳适宜的距离等,而使它上面的大气层由原始的以甲烷和氨为主逐渐发育成由氮和二氧化碳为主,而其中的二氧化碳含量很低恰到好处,既不产生严重的温室效应,又能使地球有一个巨大的液态水的海洋和让自由态氧逐渐开始在大气中积累起来。而当氧开始以自由态的形式在大气中积累起来的时候,在高层大气中就形成了一层薄薄的臭氧层。臭氧层的存在就防止了太阳的紫外线辐射进入低层大气而破坏和杀伤可能已在地球上形成的生命。这样就在地球上形成了一个能使物质继续从低序向高序,由简单形式向复杂结构、组织不断发展进化的环境。2.相应于宇宙、太阳、地球、大气的产生和发育的同时,构成生命的物质也在逐渐地形成和发育着.在宇宙蛋爆炸过程中,形成了基本粒子.在恒星的发育中,这些基本粒子又构成了简单的元素,宇宙中到处都有氢、氦、碳、氮和氧的踪迹。在地球的发育中,这些元素又经化合而构成了氨、甲烷的大气和水的海洋.此后,地球原始大气和海洋中的简单元素和它们的简单化合物,利用太阳的辐射能越来越多地结合成较复杂的氨基酸和简单的糖类;氨基酸又结合成肽;嘌呤、嘧啶、糖和磷酸则结合成核苷酸;它们的结合进而形成蛋白质和核酸,再进一步由诱发而从其中产生出第一个能自我复制的核酸分子。这就是生命的开始。只要有了这第一个“活”的核酸分子,地球上的“有机进化”的过程就开始了,从而使地球成为一个生命的海洋.这些最低级的生命利用周围的能量,一方面不断地从简单到复杂和由低级到高级进化;另一方面又通过遗传基因不断地传宗接代和通过遗传基因变异和自然选择不断地向各个方向演变.人类的出现是生物长期进化和演变的结果。地球经过数十亿年的发育,就形成了我们这个由单细胞到多细胞,由植物到动物,由草履虫到人类的朝气蓬勃,繁荣昌盛的生命世界!老子说:“道生一,一生二,二生三,三生万物。”而“道”是:“大道汜兮,其可左右."“其上不皦,其下不昧,绳绳兮,不可名,复归于无物,是谓无状之状,无物之象,是谓惚恍.迎之不见其首,随之不见其后”和“归根曰静,是曰复命。"据此看来,对
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