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從科學發展趨勢看自然觀的演變

從科學發展趨勢看自然觀的發展趨勢

進化在19世紀後用於生物學,特指生物學從簡單到復雜,從低級到高級的變化和發展。也被稱為進化論。evolution壹詞來源於拉丁語evolutio,意思是展開或松開緊緊纏繞的紙卷。參見進化。

歷史

之前達爾文的生物變化思想的發展可以追溯到人類文明的早期。比如中國的《易經》陰陽八卦理論,把自然界簡化為天、地、雷、風、水、火、山、澤八種基本現象,試圖用陰陽八卦來解釋物質世界的復雜變化規律。古希臘人阿那克西曼德(約公元前6世紀)認為,生命最初是由海中的泥產生的,原始的水生生物通過蛻變(類似於昆蟲幼蟲的蛻皮)變成了陸生生物。

在西方中世紀,基督教《聖經》將世間萬物描述為上帝的特殊創造。這就是所謂的神創論。與神創論相伴而生的目的論認為大自然的安排是有目的的。“創造貓是為了吃老鼠,創造老鼠是為了吃貓,創造整個大自然是為了證明造物主的智慧。”從15世紀下半葉的文藝復興到18世紀,形成並發展了現代自然科學。這壹時期科學界的主導觀點是不變性。當時這個觀點被I·牛頓和C·V·林奈表述為科學定律:地球因為所謂的第壹推動力而運動,然後會永遠運動下去。生物物種過去會這樣做,現在和將來都會這樣做。18世紀下半葉,我康德的天體論首先在不變的自然觀上打開了第壹個缺口;隨後,轉化理論的自然觀在自然科學的各個領域逐漸形成。這壹時期的壹些生物學家經常在兩種觀念中混淆不清。比如晚年,林奈在《自然系統》壹書中刪除了物種不變性的字眼;法國生物學家布豐(G.-L.de Buffon)將轉化理論引入生物學,但他壹生都在轉化理論和不變性理論之間徘徊。J.-B.de Lamarck在1809出版的《動物哲學》壹書中闡述了他對生物轉化的觀點,從未動搖。

18世紀末到19世紀末,大多數動物學家沒有認真研究生物進化,背離了古希臘傳統的唯物主義,陷入唯心主義。“生命力論”雖然承認生物物種是可以轉化的,但卻把進化的原因歸結為非物質的內力,認為生物的“內力”即生命力驅動著生物的進化,使其越來越復雜和完善。然而,生命力理論缺乏實踐證據,是壹種唯心主義的推測。最著名的活力論者是法國生物學家拉馬克。19世紀後期出現的終極目的論或直接出生論,認為無論外界環境如何變化,生物進化都有既定的路線和方向。

後人把拉馬克關於生物進化的觀點稱為拉馬克主義或拉馬克主義,其主要觀點是:①物種是可變的,物種是由變異的個體組成的群體。(2)自然界中的生物之間有壹系列由簡單到復雜的等級(步驟),生物本身就有壹種內在的“意誌力”驅使生物由低級向高級發展和變化。③生物對環境的適應性很強;環境的變化會引起生物的變化,從而提高其適應能力;環境的多樣化是生物多樣性的根本原因。(4)環境的改變會引起動物習性的改變,會使壹些器官在經常使用時發育,而另壹些器官在不用時退化;環境影響下的定向變異,即後天性狀,是可以遺傳的。如果環境向某個方向變化,由於器官的使用和後天的遺傳,微小的變異逐漸積累,最終生物進化。拉馬克學說中的內在意誌是唯心主義的;後天多為表型變異,現代遺傳學已經證明不能遺傳。

達爾文主義1858年7月1日,C.R .達爾文和A.R .華萊士在倫敦林奈學會上宣讀了壹篇關於物種起源的論文。後人把他們的自然選擇理論稱為達爾文-華萊士理論。達爾文在1859年出版的《物種起源》壹書中系統闡述了他的進化論。其自然選擇核心原理的主要思想是:所有生物都傾向於過度繁殖,而生存空間和食物是有限的,所以生物必須“為生存而戰”。同壹種群中的個體存在變異,那些具有有利變異並能適應環境的個體將生存繁衍,那些沒有有利變異的個體將被淘汰。如果說自然條件的變化是有方向性的,那麽在歷史進程中,經過長期的自然選擇,微小的變異就會積累起來,成為顯著的變異。這可能導致亞種和新物種的形成。

達爾文的進化論,從生物與環境相互作用的角度出發,認為生物的變異、遺傳和自然選擇可以導致生物的適應性變化。因為它以充分的科學事實為依據,經得起時間的考驗,壹百多年來在學術界產生了深遠的影響。但達爾文的進化論仍有壹些明顯的弱點:①他的自然選擇原理是基於當時流行的“混合遺傳”假說。根據融合遺傳的概念,父親和母親的遺傳物質可以像血液壹樣融合;這樣,任何新的突變都會在幾代整合後消失。突變如何積累,自然選擇如何發揮作用?(2)達爾文過分強調生物進化的漸變性;他認為“自然界不存在跳躍”,並用“中間類型滅絕”和“化石記錄不完整”來解釋古生物資料顯示的跳躍進化。近年來,他的觀點越來越受到不連續均衡理論家和新資本主義理論家的批評。

達爾文之後進化論的發展1865奧地利植物學家G.J .孟德爾從豌豆雜交實驗中得出了粒子遺傳的正確結論。他證明了遺傳物質不會融合,在繁殖和傳代的過程中可以分離和重組。隨著20世紀初遺傳學的建立,T.H .摩根等人進壹步建立了染色體遺傳理論,全面揭示了遺傳的基本規律。這應該彌補了達爾文理論的缺陷,有助於進化論的發展;但當時大多數遺傳學家(包括摩根)都反對達爾文的自然選擇理論。人們對達爾文進化論的信仰已經出現了嚴重的危機。

(1)新拉馬克主義和新達爾文主義。19年末到20世紀初,出現了壹些新的進化理論。20世紀初,荷蘭植物學家h·德·弗裏斯(H. de Fries)根據月見草的變異提出了“物種由突變產生”的突變理論,反對漸變理論。這個理論當時得到了很多遺傳學家的支持。盡管壹些拉馬克理論的追隨者放棄了拉馬克的內部野心概念,他們仍然強調獲得性遺傳,這被認為是進化的主要因素。米丘林的理論,由T.D .李森科於20世紀50年代在蘇聯宣傳,強調生物在環境的直接影響下可以定向改變,後天可以遺傳。所有這些觀點都被稱為新拉馬克主義。1883年,A.F.L .魏斯曼用實驗證明了後天遺傳的錯誤,強調自然選擇是生物進化的動力,他的觀點被後人稱為新達爾文主義。

②現代綜合進化論。20世紀二三十年代,首先是R.A. Fisher、S.Wright和and J . B.S Haldane將生物統計學與孟德爾的粒子遺傳學理論相結合,重新解釋了達爾文的自然選擇理論,形成了群體遺傳學。後來,切特維裏科夫(C.C. Chetverikov)、多布然斯基(T. dobrzanski)、赫胥黎(J. Huxley)、邁耶(E.Mayer)、阿亞拉(F.J. Ayala)、斯特賓斯(G.L)、辛普森(G.G. Simpson)和瓦倫丁(J.W. Valentine)根據染色體遺傳理論、群體遺傳學、物種概念以及古生物學和分子生物學的許多學科,發展並建立了達爾文學說。現代綜合進化論完全否認後天性狀的遺傳,強調進化的漸進性,認為進化是群體而非個體的現象,重申自然選擇的壓倒性重要性,繼承和發展了達爾文的進化論。

③中性理論和不連續平衡理論。65438-0968年,日本學者木村元夫以分子生物學的材料為基礎,提出了分子進化的中性理論。認為在分子水平上,物種內的大部分進化變化和大部分變異都不是自然選擇造成的,而是選擇中性或接近中性的突變等位基因的隨機漂移造成的,這與現代綜合進化中自然選擇的萬能觀點(見分子進化的中性理論)相悖。

1972年,N. Eldredge和S. J. Gould * * *都提出了“間斷平衡”的進化模型來解釋古生物進化中明顯的不連續性和跳躍性,認為基於自然選擇的物種下的漸進進化模型,即線性漸進進化模型,不能解釋壹個以上分類單元的起源,反對現代達爾文主義的唯壹漸進進化觀。爭論仍在繼續(見不連續均衡理論)。

小進化和大進化

美國遺傳學家R.B. Goldschmidt認為,普通的自然選擇只能作用於物種範圍內的基因,產生小的進化變化,即小進化;從壹個物種到另壹個物種的進化步驟需要另壹種進化方式,即大進化。他認為偉大的進化是通過他的系統突變(涉及整個基因組的基因突變)假說實現的。這樣,壹個新的物種,甚至壹個新的屬或科就能馬上產生。美國古生物學家辛普森同意將進化的研究分為兩大領域:物種以下進化變化的小進化和物種以上進化的大進化,但他不同意歌德的觀點。他不認為小進化和大進化是不同的或不相關的進化方式。

小進化研究物種以下的進化變化,包括:①小進化的因素和機制,研究遺傳突變、自然選擇、隨機現象(如遺傳漂變)等因素如何引起種群遺傳組成的變化。(2)物種形成,即研究新物種的形成方式和過程,微小的進化因素如何導致同種種群間隔離的形成和發展,研究種內分化和從亞種、半種到完全種的發展過程。

大進化研究在地質時間尺度上壹個以上物種的分類單位的進化變化。主要對象是化石,最小的研究單位是物種。主要研究內容包括:①種及以上分類單元的起源和大演化因素。(2)演化模式,演化線系在時間維度上的變化和形成。③進化的速度、形態變化的速度、分類單元出現或滅絕的速度、物種的壽命等。④演變的方向和趨勢。⑤滅絕的規律和原因及其與進化趨勢和速度的關系。

小進化和大進化在物種的層面上是相通的。其實小進化和大進化都是研究物種形成的。近年來,關於小進化和大進化的關系,學術界有壹場激烈的爭論。間歇均衡派認為大進化的事實不能用小進化的機制來解釋;而現代綜合進化論認為,小進化是大進化的基礎,小進化的機制可以在壹定程度上解釋大進化的現象。

進化模式從進化的角度來看,生活在同壹時間的不同物種在時間維度上可以追溯到壹個共同的祖先。因此,根據祖先關系,活著的和曾經活著的生物可以相互聯系,這種代表祖先關系的生物進化系統稱為系統發育。生物的系統發育可以形象地表示為壹棵樹:如果樹根到樹頂代表時間維度,樹幹代表同壹祖先,大小樹枝代表相互聯系的進化譜系,這就構成了所謂的系統發育樹或進化樹。所謂進化模式,就是進化在時間和空間上的特征,即系統發育的特征,具體體現在進化樹的形態上:樹枝的延續和分枝方式,樹幹的傾斜方向和空間構型,樹幹的中斷等。它代表了系統發育的中線演化、物種形成和滅絕的特征。

譜系進化有兩種性質不同的進化變化。壹種是形態結構及其功能從簡單、相對不完善到復雜、相對完善的遞進(遞進)變化,稱為遞進進化;漸進進化的結果是生物的等級由低變高。另壹種進化變化是線性分支,稱為分支進化;分支進化的結果是新的分類單位的出現和生物多樣性的增加。廣義的漸進性包括除分支進化之外的各種進化變化,既包括漸進(遞進)進化變化,也包括非漸進甚至退化變化。既沒有漸進進化,也沒有分支進化的情況稱為停滯進化,比如活化石。

適應輻射

在相對較短的地質時間內,許多不同的分類單位從壹個線狀系統中分支出來,稱為輻射。因為輻射分支通常適應不同方向的進化,所以也叫適應性輻射。

收斂進化和平行進化是獨立進化出相似特性的不同線路,稱為收斂進化,簡稱收斂。形態結構的進化趨同往往是因為功能的相似,而功能的相似往往是因為對相似環境的適應。

平行進化(Parallel evolution)是指擁有同壹祖先的兩個或兩個以上的譜系,在其祖先遺傳的基礎上獨立進化出相似的特征。壹般來說,排比和趨同不容易區分,壹般來說,排比既涉及同壹作品,又涉及同壹淵源;如果後代之間的相似性大於其祖先之間的相似性,則可稱為趨同,如果後代之間的相似性與祖先之間的相似性相似,則可稱為並行。

大進化的模式①漸變模式。認為形態演化的速度是恒定的、均勻的,形態演化是漸進的;形態變化主要是線理進化引起的,多發生在物種的生存期,與物種形成無關,而物種形成(線理分支)本身只是增加了壹個新的進化方向。②間歇模式。認為形態進化的速度不是恒定的、均勻的,快速的“跳躍”與長期的停頓交替出現,即物種形成過程中進化加速,物種形成後保持相對穩定。進化中的形態變化與物種形成有關,即大多數形態變化發生在相對較短的物種形成期,在物種的壹生中不會發生顯著的形態變化,這可能長達數百萬年(圖2)。兩個模型都有壹些有利的證據,但證據本身需要進壹步研究來證實。

單位時間內生物進化的變化量。為了衡量進化的速度,我們必須確定兩個尺度:時間尺度和進化變化的尺度。時間尺度有絕對地質時間和相對地質時間兩種,壹般應采用絕對時間尺度;只有在必要時才使用相對時標。

進化趨勢從長時間尺度來看,生物進化表現出壹定的方向性,但這並不意味著自然界存在既定的進化軌跡。這裏說的方向性是壹個統計趨勢。因此,進化趨勢是由任何因素(包括隨機和非隨機因素)引起的進化的統計趨勢。

小進化趨勢小進化趨勢是指生物物種的自然種群內部由於自然選擇而導致的表型進化變化的趨勢。這種演化趨勢通常是適應局部環境的結果,演化變化發生在線系內部,因此也可稱為線系演化趨勢,表現為線系在時間演化變化坐標系中的傾斜。

大進化趨勢是指直系分支主體在系統發育上的傾向。大進化趨勢發生在壹個以上物種的分類單元的譜系進化中,因此也可稱為譜系進化趨勢,表現為譜系上的偏離。許多學者提出了各種各樣的假設來解釋大進化趨勢的原因,但由於缺乏證據,這些假設很少是有效的或令人信服的。

進化是生物逐漸進化和前進的過程。在這個過程中,生物學從低級發展到高級,從簡單發展到復雜。今天地球上的生物很少有和古代的祖先壹模壹樣的。同樣,未來的各種生物也會和今天不壹樣,這是進化的結果。進化的過程極其緩慢,要通過長期的自然選擇才能逐漸進化。除了由低到高的進化,生物的種類也在不斷增加。今天的物種比5億年前多得多,而且未來還會繼續增加。

詢問

進化論只是壹種理論。它既不是事實,也不是科學規律。

很多人小學都學過。按照分類,理論在中間——比純假設更有把握,但略遜於定律。然而,科學家並沒有這樣劃分這些術語。根據美國國家科學院(NAS)的解釋,科學理論是對自然界某壹方面的有理有據的解釋,可以包括事實、規律、推論和經過檢驗的假設。定律是對自然的壹般描述,壹個理論無論被證明了多少,都不會成為定律。所以當科學家談論進化論(或者,就這件事而言,原子理論或相對論)時,他們不會對這壹理論的真實性表示任何異議。

除了進化論(所謂進化論是指壹代優於另壹代的概念),人們還可能舉出進化論的例子。美國科學院對“事實”的定義是“被反復證明、實際上被公認為“真實”的觀察。化石記錄和無數其他證據證明,有機物是隨著時間逐漸進化的。雖然沒有人直接看到這些變化,但間接證據清晰明了,足以令人信服。

無論哪種科學,依靠間接證據來解釋問題是常見的。比如物理學家無法直接看到亞原子粒子,所以他們通過觀察粒子在雲室中留下的獨特軌跡來證明粒子的存在。但物理學家並沒有因為無法直接觀察到而使結論變得不可信。

2.自然選擇陷入了循環論證的怪圈:適者生存就是適者生存。

“適者生存”是自然選擇的壹個有爭議的表述。實際上,更專業的表述應該采用“生存繁衍差別率”這個術語。這種描述並沒有給每個物種貼上適應與否的標簽,而是描述了每個物種在給定條件下可能留下多少後代。把壹對繁殖快的雀科鳴禽和壹對繁殖慢的雀科鳴禽放在壹個食物豐富的島上。在幾代人的時間裏,快速繁殖的鳴禽可能主宰了大多數食物來源。但是如果大嘴鳴禽更有可能咬種子,那麽優勢可能會轉移到這些繁殖緩慢的鳴禽壹邊。美國普林斯頓大學的彼得·r·格蘭特(Peter R. Grant)對加拉帕戈斯群島的雀類進行了開創性的研究,觀察到了野生條件下種群的變化。【參見格蘭特在1992年2月刊上寫的文章《自然選擇與達爾文的鳴禽》。]

關鍵的壹點是,壹個物種的適應能力的定義可以不參考其生存能力而做出:壹只鳥的大嘴更適合咬種子,不管這壹特征在給定條件下是否具有增強生存能力的價值。

3.進化論是不科學的,因為它既不能被驗證,也不能被推翻。其各種論斷中所涉及的物種變化是無法觀察到的,也是永遠無法重現的。

這種對進化的全盤否定忽略了將進化分為至少兩類的壹些重要特征——微觀進化和宏觀進化。微觀進化考察壹個物種內部隨著時間的變化,這可能是新物種形成的前兆。宏觀進化研究物種水平之上的分類群體如何進化。其證據通常來自化石數據和DNA比對,以重建各種有機物質之間的關系。

如今,就連大多數神創論者都承認,實驗室裏的實驗(如對細胞、植物和果蠅的研究)和實地調查(如格蘭特對加拉帕戈斯鳴鳥口型進化的調查)都證實了微進化的存在。自然選擇和其他機制(包括染色體變化、出生和雜交等。)可以促進生物群體的深刻變化。

宏進化的歷史研究涉及基於化石和DNA的推斷,而不是直接觀察。然而,對於歷史科學(包括天文學、地質學、考古學和進化生物學),科學家仍然可以測試假設,看它們是否與物理證據壹致,以及它們是否可以對未來的科學發現做出可測試的預測。比如進化論,是指在人類最早的祖先(約500萬年前)和解剖結構最早的現代人類(約65438+百萬年前)之間,應該存在壹系列其他原始人。其中猿類的特征越來越少,而人類的特征越來越多,這與化石數據完全吻合。但我們不會(也確實沒有)在侏羅紀地層(約6500萬年前)發現現代人類化石。進化生物學中的常規研究做出的預測比這要詳細和準確得多,研究人員也在不斷檢驗這些預測。

神創論者也可能以其他方式反駁進化論。如果我們能找到數據證明,甚至壹種復雜的生命形式也是從無生命物質中自發產生的,那麽我們在化石中看到的至少幾種生物可能就是這樣進化的。如果超智能外星人曾經出現並創造了地球上的生命(甚至創造了壹個特定的物種),那麽純進化論的解釋就會受到懷疑。但到目前為止還沒有人拿出這樣的證據。

應該指出的是,偽證罪是哲學家卡爾·波普爾在20世紀30年代提出的,是科學的壹個決定性特征。由於對他的思想原則的狹義解釋排除了許多真正的科學研究分支,直到近年來,他的思想觀點才逐漸普遍化。

4.科學家越來越懷疑進化的真實性。

沒有證據表明進化論的支持者在逐漸減少。翻開任何壹期《生物學》雜誌,妳都會找到支持和發展進化論研究或者認同進化論是壹個基本科學概念的文章。

與神創論的觀點相反,嚴肅的科學期刊沒有否認進化論的報道。20世紀90年代中期,美國華盛頓大學的喬治·w·吉爾克裏斯特(George W. Gilchrist)調查了原始文獻中列出的數千種期刊,試圖找到有關“神的設計”或神創論的文章。他搜索了數十萬份科學報告,卻沒有找到壹份關於神創論的報告。在過去的兩年裏,東南路易斯大學的芭芭拉·福雷斯特和凱斯西儲大學的勞倫斯·m·克勞斯獨立進行了同樣的調查,結果也是徒勞無功。

神創論者反駁說,思想封閉、頑固排外的科學界拒絕接受他們的證據。然而,據《自然》、《科學》等重要雜誌的編輯稱,他們幾乎沒有看到任何反對進化論的投稿。壹些反對進化論的作者在嚴肅的科學期刊上發表了論文。然而,這些論文很少直接攻擊進化論,也從未明確引用神創論的論點。他們充其量只是指出進化中存在壹些未解決的問題(沒人反對)。簡而言之,神創論者拿不出足夠的理由讓科學界認真對待他們的主張。

就連進化生物學家也有各種分歧,這說明進化論所依據的科學基礎根本就不牢固。

進化生物學家之間激烈爭論的焦點是多方面的。比如物種是如何形成的,進化的速度,鳥類和恐龍的祖先是否有血緣關系,尼安德特人是否是不同於現代人的獨立物種。任何學科都難免有這樣的爭議,進化論也不例外。然而,生物學家仍然壹致接受進化論,並將進化視為真實的東西和生物界的指導原則。

不幸的是,虛偽的神創論者總是斷章取義地引用科學家的話來誇大和曲解他們的差異。熟悉哈佛大學古生物學家史蒂芬·傑·古爾德著作的人都知道,古爾德不僅是標點平衡模型的創始人之壹,也是進化論最積極的捍衛者和宣傳者。(間斷平衡的模型認為,大多數進化發生在相對較短的地質歷史時期,這可以解釋我們在化石記錄中觀察到的現象。但是,地質史上的短時期可能是幾百代。然而,神創論者總是不遺余力地對古爾德豐富的著作斷章取義,讓人以為古爾德曾對進化論表示過懷疑。更有甚者,標點平衡的理論被曲解,好像標點平衡會讓新物種壹夜之間脫穎而出,或者從爬行動物的蛋裏誕生出鳥類。

如果讀者遇到科學權威質疑進化論的話,壹定要結合上下文,看看這段話到底是什麽意思。可以肯定的是,所謂科學家對進化論的攻擊,最終被證明是無中生有。

6.如果人類是猴子進化來的,為什麽現在還有猴子?

這種說法很常見,不同程度上反映了提問者對進化論的無知。第壹個錯誤是進化論沒有告訴我們人是猴子;只是說人和猴子的祖先是壹樣的。

(百度:您的回答超過10000字,請刪除)舉報218.16.96。* 2008-12-24 01:48:16 dgsl 09625。

參考資料:

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