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物种永恒不变的演化时间“窗口”

更新时间:2023-12-30 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

达尔文正好出生在一个“物种永恒不变”的观念开始击溃的时代。虽然达尔文接受的仍是当时占主导地位的特创论,但他成长的时代也使他有机会了解进化论的基本思想。1794年,达尔文的叔父伊拉斯谟·达尔文()就曾出版了一本《动物法则》(),并在书中阐述了原始进化论的观点。1802年,拉马克(Jean-)也发表了他的进化论模型。但这一时期,关于进化机制的各类模型,如拉马克学说、定向进化、用进废退,都意味着某种程度的目的论,即进化的过程具有内在的方向性。jVs物理好资源网(原物理ok网)

辛运的是,新的地质学理论重新打开了极长的演进时间“窗口”,在此基础上,达尔文和阿尔弗雷德·罗素·华莱士()发展出了有别于其他进化论模型的自然选择学说。她们的学说阐明了,在马尔萨斯主义()人口论的限制下,生物多样性怎么自然地形成,而不被任何神秘力量引向特定的方向。jVs物理好资源网(原物理ok网)

她们的理论觉得,演变是碰巧性驱动的,物种怎样演变取决于碰巧诱因和不断变化的环境。也就是说,假若时间重来,自然界其实是绝然不同的样子,人类很可能都不会出现。她们的学说首次出现在1858年共同发表的一篇论文中。一年后,达尔文出版了他的专著《物种起源》(Ontheof),这本书汇集了大量经过仔细推敲的论证,这有助于否认进化论的真实性。jVs物理好资源网(原物理ok网)

在她们提出的学说中,人类的地位发生了根本性的改变。人类不再是由上帝专门创造下来的,而只是在物种演变过程中碰巧产生的一个副产物而已。这立即引发了极大的争议,由于它指责了“人类是非常的”这一关键的宗教信条。为此,在之前的进化论被接受的情况下,自然选择学说仍然造成了强烈的反对。当时的许多科学家都是宗教教徒,她们相信神导进化论(),觉得有一种超自然的力量在引导这一过程。jVs物理好资源网(原物理ok网)

来自开尔文的乌云jVs物理好资源网(原物理ok网)

虽然所有的进化论模型都须要很长的时间,而且相比于神导进化论,自然选择所须要的时间都要长得多。因而地球年龄的是英国物理学家,月球的年纪越小,对自然选择学说就越不利。化学学家们是倡导月球很年青的主力军,其中以知名化学学家开尔文为首,他是神导进化论的拥护者。须要指出的是,这儿说的“年轻”指1亿年左右或更短。那时,就连信仰宗教的科学家,也早已舍弃了月球只有6000年历史的说法jVs物理好资源网(原物理ok网)

自大概1860年起,开尔文和其他化学学家们开始借助1750年左右伊曼努尔·康德(Kant)和皮埃尔-西蒙·拉普拉斯(-Simon)提出的星云假说()计算月球和太阳的岁数。在星云假说的模型中,月球和太阳最初是一团旋转的粒子云。这种微粒在万有引力的作用下结合,产生熔体圆球,此后月球渐渐融化、冷却。借助热力学定理和其他数学学原理,开尔文恐怕月球年纪在2000万年-4亿年的时间范围内。到了1879年,月球年纪的上限已降至1亿年左右,而太阳的年纪上限甚至降至2000万年,远高于使自然选择形成作用所需的2亿年。因为数学学被觉得是最严谨的科学,当时的形势对自然选择学说很不妙。jVs物理好资源网(原物理ok网)

1882年达尔文逝世,人们哀悼那位伟大的科学家,由于他提出的基于自然选择学说的进化论,从根本上改变了我们对生物多样性的理解,并推翻了生物永恒不变的理论。并且随着化学学家计算出的月球年纪越来越小,直抵达尔文逝世,自然选择学说上还是映照着一朵重重的“乌云”。他最后对解决这朵乌云抒发了悲痛的憧憬——希望未来的科学发展能借助严密的数学估算来否认自然选择的时间需求。jVs物理好资源网(原物理ok网)

“正如开尔文侯爵所指出的,月球的固化只涉及定量的有机变化,这个过程的时间间隔较短,因此不足以完成自然选择。这可能是至今提出来的最严峻的反对意见,对此我只能说,首先,我们不晓得物种演变的速度;其次,好多其他领域的科学家并不觉得我们早已对月球内部结构了解得足够多了,因而之前对月球年纪的猜想可能不可靠。”jVs物理好资源网(原物理ok网)

这样看来,虽然达尔文早已意料到随着对月球内部结构认识的提升,有可能会使月球年纪的估算结果偏向自然选择学说这一边。但在当时,这个观点对他来说其实只是根救命稻草。事实上,在此后很短的时间内,形势显得更严峻了。开尔文等人所做的新一轮估算,使月球的年纪再次减弱,到1895年,数学学界的共识是,月球的年纪范围在2000万-4000万年。这样看来,自然选择学说虽然注定要“死亡”了。jVs物理好资源网(原物理ok网)

乌云开始溃散jVs物理好资源网(原物理ok网)

然而这一次,化学学家们遭受了来自其他学科激烈的反对。地质学家们坚持觉得,她们的模型是基于岩石在月球上逐年沉积和侵蚀而累积的证据,即使不像数学模型这么严密,但足以确定月球年纪的下限为1亿年。古生物学家也提出,化石记录与化学学家所提出的较短年纪并不一致。地质学界和古生物学界都觉得,化学学家一定是在某个地方出错了,尽管她们不晓得具体的问题出在哪。此时,有关月球年纪的研究其实深陷了危局。jVs物理好资源网(原物理ok网)

最终,在1895年,这一困局就开始被打破了。开尔文的前助手,化学学家约翰·佩里(JohnPerry)对开尔文关于月球是一个刚性同质体的假定提出了异议,他表示几乎没有证据支持这一假定。并且他发觉通过引入月球内部的非同质性和流动性(对流),开尔文对月球年纪的计算值可能会发生高达100倍的变化地球年龄的是英国物理学家,其上限将变为数十亿年。其他化学学家也纷纷提出了类似的下调幅度,但是这使得了地质学家、古生物学家和生物学家们不再理会化学学家提出的“地球很年青”的观点。jVs物理好资源网(原物理ok网)

总算,放射性()的发觉彻底改变了这一局面。放射性带来了一种全新的检测月球年纪的方式——科学家们可以直接估算岩石的岁数。所能找到的最古老的岩石就对应于月球年纪的下限,因而借助这些方式不断找出越来越古老的岩石,月球年纪下限也急剧迅速刷新:在1905年,所能找到的最古老的岩石距今1.41亿年;1911年为16.4亿年;1935年为19亿年;1947年为33.5亿年;到1953年,最古老的岩石距今45亿年,这也就是目前公认的月球年纪下限。到这儿,压在自然选择学说上的乌云其实早已散去了,而达尔文与开尔文之间的“斗争”似乎也要画上一个句号了。jVs物理好资源网(原物理ok网)

到1907年开尔文逝世(享年83岁),人们也不清楚他是否真的接受,他对月球年纪的计算不再组建。但当时达尔文许下的心愿,总算在他死后30年实现了——科学否认了,开尔文是错误的。令人感叹的是,历经几六年的审判后,达尔文的进化论最终得到了它须要的时间。jVs物理好资源网(原物理ok网)

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