生命科学大师的故事: 遗传学之父 — 孟德尔 (下) (Gregor Johann Mendel)

编者注: “孟德尔”(G. J. Mendel) — 每个读生物的人都知道的名字. 他以著名的豌豆试验开启了近代生命科学最重要的学问之一 — 遗传学(genetics), 令人对生命有个全新的认识, 也使他在科学史上留名为“遗传学之父”. 当初, 他的研究不受重视; 如今, 遗传学已成为生命科学的显学. 今日, 遗传工程、疾病预防、育种栽培、法医鉴定等, 皆成为有志青年投身的热门领域, 这些无非都是奠基于孟德尔最基础的豌豆研究. 很多人都晓得孟德尔的遗传学定律, 却不知道他从事科学研究的动力来源 — 对神和基督的信仰. 是的, “科学和信仰之间, 有一块青翠的草场”,[1] 科学事实与基督信仰其实共饮于真理活泉而欣欣向荣, 孟德尔的故事证实了这点……

(文接上期)

(R) 遗传法则的贡献 [2]

孟德尔于1860年, 继续进行他的豌豆试验, 这是他的第五个试验 — 双特征的杂交试验. 不久, 他又进行难度更高的第六个试验 — 三特征的杂交试验. 孟德尔的豌豆试验报告, 现今读来像是一本宝藏书. 很有意思的是, 孟德尔没有急着发表他的成果, 他自己也像是个挖宝迷, 一直挖下去. 美国普林斯顿大学(Princeton University)生物学教授沙尔(George H. Shull)写道: “近代生命科学的基石, 是建立在孟德尔于同一个主题持续试验的努力. 未来生命科学的发展, 都将不断重提孟德尔的试验结果, 与他对同一研究的执著.” “孟德尔增加特征组合的数目, 主要的原因是科学研究者, 不会只满足于偶然的成功, 而是透过更多变因(variables)的试验, 了解背后的法则. 偶然的成功是机缘(chance); 更多的试验才是机率(probability)的探索,” 科学家不讲机缘, 而是讲机率.[3]

机率的探索带来合理的预测, 孟德尔写道: “根据特征组合的试验, 可以预测到几代之后, 生物特征出现的机率, 仍是依着固定的比例. 重复的人工授粉, 可以发现生物特征彼此的重组, 是遵循数学的组合法则.” 站上生命科学高处探索的人, 就可以看得更远. 孟德尔发现, 在一个地区只要知道生物特征出现的机率, 就可以算出该种生物, 长期之后各种特征出现的比例. 这种机率上的推论, 后来称为“族群遗传学”(Population Genetics).

孟德尔可能没有想到, 他所进行多组遗传特征出现的机率之研究, 对日后科学界有多大的贡献和影响. 德国的妇产科医师温伯格(Wilhelm Weinberg, 1862-1937)接生过数千以上的婴孩, 也见过许多流产. 温伯格想知道流产的真正原因. 他抽空研读孟德尔与遗传学的研究报告, 从中得到许多启发, 使他解开了许多有关流产之谜. 1908年1月13日, 温伯格发表他一生唯一的一篇研究报告: 他认为人类的遗传特征有许多组, 每一组都有产生突变的机率, 突变可能来自丈夫, 也可能来自妻子. 受孕时, 一方基因的突变, 将使受精卵无法正常发育. 他业发现年纪愈大的产妇, 流产的机率愈高, 因此认为遗传特征的突变, 可能会随着夫妇年龄的渐长而增加, 所以他提出晚婚将导致受孕率降低, 人口数目减少.

3个月后, 英国数学家哈代(另译“哈地”, Godfrey Harold Hardy, 1877-1947)也提出类似的机率推导. 到了1943年, 因着更多证据的支持, 这理论成为著名的“哈代-温伯格法则”(Hardy-Weinberg Law). 这法则提出一件非常严肃的事: 原来人类的遗传基因像是非常复杂的机器, 存在细胞核里, 每个基因都有功能. 这复杂的机器极为稳定, 能够维持千、万个生理反应, 正常地进行. 人类能够存活、生长、代代相传, 全赖人类的基因组合极为稳定, 是人类所拥有最珍贵的共同财产.

张文亮评述道: “但是这部机器并不是完美到零误差, 某些状况会产生基因的突变(mutation), 有些基因的突变, 尚不知道其影响如何; 有些基因的突变, 影响并不大, 如头发变少、皮肤变白或变黑、眼睛瞳孔的颜色改变; 有些基因的突变, 影响就很大, 导致许多罕见疾病, 甚至造成致命的死亡. 根据哈代-温伯格的发现, 这些突变的基因, 会一直留在人类的族群中.” 接着, 张文亮在流产一事上看见神的智慧与恩典, 他说: “人类是基因最多的生物, 理论上应该有最多的突变; 但是许多危险的突变, 在怀孕的过程中, 会启动终止发育的指令, 产生自然流产, 阻绝了突变的基因进入族群. 自然流产是个奥秘, 对父母是痛苦, 对全人类却是莫大的保守.”

可悲的是, 人类长期以来并不懂得珍惜上帝赐给人类的基因库, 反倒制造放射性废弃物、农药、杀草剂、染色剂、重金属、有机毒物等污染, 这一切会诱发基因突变, 并且这些突变将一直存在人类当中. 近代许多环保人士以哈代-温伯格法则为根据, 提醒和解释这些环境污染所带给人类的严重后果. 换言之, 哈代-温伯格法则成为保护人类免受环境污染毒害的科学依据. 追根究底, 是孟德尔的研究报告为这法则立下最初的根基, 再由温伯格和哈代在其上建造与发扬光大, 所以孟德尔在这方面贡献良多.[4]

(S) 雄雌两性的比例

过去人类一直不确定, 下一代特征的呈现, 父亲和母亲所占的比例是多少? 一些重男轻女的文化, 认为男人决定大部分的特征, 但有些文化则认为后代的外表特征主要来自母亲. 真实的情况到底如何? 孟德尔用科学试验回答这个问题.

1861年, 孟德尔假设下一代的特征比例呈现2的定值(value), 与雄、雌两性所占比例的多少有关: “后代的特征, 一定受到卵细胞与精子细胞内部的特征所影响… 因此所有后代的特征都是父母特征的重组, 而且其重组的机制, 是以‘相同的比例’在进行.” 上帝起初造男造女时, 早就在遗传上的设定. 孟德尔继续写道: “由植物的生长和所开的花色, 后代出现特征的比例, 正反应出父母影响的比例.”

孟德尔为此进行第七个试验 — 雄、雌的遗传比例. 他按所得的结果进行推论: 父母对后代的影响占相同的比例 — 是1:1. 他又进行第八个试验 — 多特征组合. 他先用双特征组合(用529粒种子)进行试验, , 结果是“证明双特征组合的下一代, 仍然是2的倍数.” 他又进行三特征组合的试验(用639粒种子), 结果显示“都是2的倍数”. 他所进行的试验, 是如此多组和重复, 以避免用少数的数据与重复, 便仓促下结论.

孟德尔是科学史上首度以简单的比例关系, 证明生物界雄、雌存在的重要, 对于下一代特征的影响, 占有相同的比重. 孟德尔写道: “ 豌豆的卵细胞与精子细胞内, 应有相同数目的特征,这特征的数目是固定的, 共同组合下一代的特征, 这是交配的意义.” 他又写道: “下一代所呈现的特征, 会出现等比例的关系, 一半的特征来自卵细胞, 一半的特征来自精子细胞.”

更有趣的是, 孟德尔在这么多棵的豌豆中, 发现少数“极端的例子”, 他认为这是“精子细胞或卵细胞内的特征, 未充分发育或消失所致”. 他不知道如何解释这现象, 只是忠实地记录下来.孟德尔完全没有想到, 这一段忠实的记载, 对后来的科学界和遗传学有很大的帮助和影响.[5]

(T) 生物突变的发现

19世纪末期, 荷兰阿姆斯特丹大学(University of Amsterdam)的植物学教授弗里斯(或译“德弗里斯”, Hugo de Vries, 1848-1935)设立“希尔弗瑟姆试验园”(Experimental Garden at Hilversum). 1891年, 他开始进行玉米的杂交试验. 他先培养纯种玉米, 使玉米种子的胚乳(endosperms)里, 有高淀粉与高糖分的玉米, 再进行异花杂交, 结果下一代高淀粉和高糖分的比例为3:1. 他反复做了这个试验长达8年, 一直得到3:1的比例, 他不明白为何会出现这个结果.

1899年, 弗里斯读到孟德尔的报告, 他写道: “虽然试验的结果呈现系统性的定值, 也具农艺的应用性, 但是我无法解释我的数据, 正想也许是用生理学的分析方法不妥当; 没想到, 我的试验成果, 呈现出现种的基本性质.” 弗里斯在1900年3月14日将“交配的分离法则”(The Law of Segregation of Hybrids)一文寄出, 同年4月12日获得刊登.

弗里斯继续研读孟德尔的研究报告, 他注意到孟德尔提到试验中出现“极端的例子”, 不晓得这是指什么. 刚好他曾自野外采回月见草(Oenothera Lamarckiana), 种在试验园区的沙土上. 他将月见草自花授粉, 发现出现一种与上一代完全不一样的月见草. 进行染色体数目的检定之后, 他发现染色体从原来的14对变成21对, 他发现新种是“突然出现”, 而且就在他的园子理, 这是近代生命科学史最有趣的事件之一. 1901年, 弗里斯将这研究发表, 并称这现象为“突变”(mutation), 从此, “突变”一跃成为遗传学常见的用词, 与孟德尔定律成为近代遗传学的两大柱石.

1905年, 弗里斯出版一本著作, 名为《由突变观点论物种变异的起源》(Species and Varieties, Their Origin by Mutation). 现代许多对达尔文(Charles Darwin, 1809-1882)进化论的修正,[6] 是源自此书. 弗里斯提出物种显著的变异(varieties)是突然产生, 而非(进化论所谓的)逐渐产生; 物种突变(mutation)的机率很小, 因此物种在“种”(species)的差异来自突变.

弗里斯的发现给进化论带来巨大的震撼, 使进化论分裂为两大块: 微进化(或译“微观演化”, micro-evolution)与广进化(另译“广义演化”, macro-evolution). 这两大名词是由俄国列宁格勒大学遗传学教授菲利普钦科(Yuri Filipchenko)于1927年所提出来的. “微进化”是基因的突变, 只产生新的物种, 突变不会越过“种”(species)的屏障,[7] 产生“属”(genus)或“属”以上的突变; “广进化”则是认为突变可以进到“属”与“属”的层级以上, 例如鸟类是从某种恐龙进化而来.[8]

事实上, “微进化”有许多试验支持, 如弗里斯的试验, 被较多的科学家所接受. “广进化”主要维系在对化石的解释, 由于化石不是直接的证据, 广进化的理论较不严谨, 所以不可靠.[9] 遗憾的是, 许多学校或学院课本常是广进化论的天下, 要求学生盲目“相信”广进化论. 乌克兰籍(Ukraine)的美国哥伦比亚大学动物学系的多布赞斯基(Theodosius Dobzhansky, 1900-1975)在其所著的《基因学与动物起源》(Genetics and the Origin of Species)中写道: “以化石作为广进化(广义演化)的支持, 是不可理喻的. 广进化不用遗传学所提供的亮光, 也不进行试验, 这种理论, 像是要在一座已有1亿年之久的露天剧场里, 找出影响观众来来去去的主因.”[10]

(U) 被人忽视的报告

1857年, 孟德尔的父亲病逝, 母亲的身体也逐渐衰弱, 孟德尔时常回去探望她, 也经常写信回家, 他写修道院里的趣事、国外的战争、物价的波动、农作的收成、果树的成熟等, 末了总是写道: “给我亲爱的母亲、妹妹、妹夫与家乡的好友们, 诚恳的祝福与亲吻. 总是感恩的儿子敬上.”[11]

1865年2月8日的夜晚, 孟德尔在布尔诺(Brunn)[12]现代学校的礼堂礼, 向布尔诺科学会的会员报告他的“豌豆杂交试验”. 布尔诺科学会有100多个会员, 那晚来了40人左右, 大家都听不懂孟德尔的报告内容. 3月8日, 孟德尔继续报告研究的下半部, 那一晚来的人更少. 孟德尔报告后, 也没有听众回应, 大家似乎听不懂孟德尔在说什么.

布尔诺科学会将孟德尔的报告印在自然科学会的期刊上, 孟德尔要了40份抽印本, 寄给当时著名的生物学家, 科学会也将120份期刊寄到欧美各大图书馆. 可惜, 这样重要的研究报告在寄出后, 却如石沉大海, 无人回应. 既没有人讨论, 也没有人重视. 也许达尔文主义已经充塞当时绝大部分生物学家的耳目, 科学界已经没有耳朵来倾听远在一所老旧的修道院、一个不具博士或教授衔头、大学没有毕业、教师资格考试都考不过的人在说什么.

1866年12月26日, 圣诞节过后, 修道院的信箱里受到一封寄自德国的新, 寄信者是慕尼黑大学(University of Munich)的植物学教授内格里(Carl Wilhelm Nageli, 1817-1891). 内格里是当代声名显赫的进化论支持者.

内格里于1842年升任慕尼黑大学的植物学教授, 专门研究山柳菊(Hieracium). 山柳菊的生命力很强, 高山、丘陵、平地、砂地等都有踪迹. 山柳菊的种类有1千种以上. 内格里认为这是因为山柳菊长在各种不同的环境, 受到自然环境的影响, 发生变异而产生许多新种. 他较后受聘为慕尼黑大学的教授. 1859年, 达尔文提出进化论, 内格里因看法与它相似而成为进化论大师. 内格里宣称大自然的改变会影响植物对营养分的吸收, 变成新种. 可是1903年, 植物学家苟贝尔(Karl Goebel)回顾内格里的研究, 评论道: “这理论的基础, 建立在太少真实可信的数据上.”

内格里的视力衰退, 所以特意招受善于观察的学生为他作试验. 他喜欢推销山柳菊, 所以要求孟德尔以山柳菊为对象, 再做更多的试验. 他完全无视于孟德尔的研究报告, 是基于探索法则的归纳逻辑法, 并以长达8年的连续试验, 对超过1万株植物作出观察所得的结论. 此事成为近代科学史的“乌龙事件” — 堂堂一位著名的植物学教授, 竟然看不出那是开创生命科学的重要研究, 还冒然指导孟德尔. 孟德尔在研究报告里, 多次提到他发现了生物遗传的“法则”; 内格里却认为, 这只是以豌豆为对象的“特例”, 既然是特例, 就得要做更多的试验证明.

后来德国杜宾根大学(University of Tubingen)的苔藓类植物研究者柯林斯(Carl Erich Correns, 1864-1933)在回顾内格里的回应时, 写道: “当科学家因着外界的推崇成为权威时, 他的思考就产生钝性, 永远只落在自己熟悉的理论中.” 柯林斯的指导教授就是内格里, 柯林斯比外人更了解内格里, 比别人知道更多的真相.

大多数的科学工作者认为发表得愈多、被人引用得愈多、获得更多的称赞与学术的崇高地位, 就是成功. 但孟德尔对“成功”的定义与一般的科学家不同. 他写道: “我们对于大自然的现象, 可以有各样的推测, 可以有不同的立场辩论, 但是到末了, 如同巨大的龙卷风扫过, 许多我们视为最好的理论, 都将随风而去, 最后能留下来的, 是那些根基立在永不摇动基础上的发现.” 这一段记载, 显示出孟德尔对成功的看法. 他写道: “我知道, 我的研究与主流的科学理论格格不入, 我的试验几乎是在与外界隔绝下进行的, 因此缺乏其他试验者的重复验证, 也缺乏别人对我基本论点的考核. 因此, 孟德尔在1867年1月1日, 写信给内格里教授说: “我需要您的意见.”

孟德尔把豌豆寄给内格里, 请他重复豌豆试验, 验证结果. 内格里的回应是含糊的, 他承诺会种这些豌豆, 但又写道: “我的时间有限, 我的试验空间不够. 内格里只将这些豌豆叫学生随便撒撒, 没有进行系统的观察, 反而是把19种山柳菊的种子寄给孟德尔, 要孟德尔试验.

孟德尔接受这项任务, 又另外找了15种山柳菊, 在试验田里进行杂交试验. 孟德尔后来写道: “科学家的执著与单纯, 会被别人利用、占便宜.” 又写道: “成为科学家有个重要的学习, 即使他知道许多事情的黑暗面, 但总是永存盼望.” 张文亮适切说道: “孟德尔的一生经过许多患难, 患难的结果是盼望. 如果没有更高的盼望, 科学研究会沦入利己的行为, 看自己的利益比一切都重要.”[13]

(V) 无性繁殖的发现

孟德尔进行了三年山柳菊的试验, 发现山柳菊下一代的遗传特征, 出现的比例并不固定. 他发现山柳菊雄蕊上的精子细胞经常不具繁殖功能, 以致人工授粉后的结实率很低, 影响了下一代的特征. 当时的生物科学界尚不知道“无性繁殖”或“孤雌生殖”. 无论如何, 孟德尔的发现已经相当接近“无性繁殖”了.

过后, 丹麦哥本哈根大学(University of Copenhagen)的欧腾菲德(C. H. Ostenfeld)重复孟德尔的山柳菊试验, 发现山柳菊开花后, 雌性花房表面分泌出一层糖类, 阻绝了精子细胞的接触, 下一代是由雌性母细胞自己发育而成, 大部分的山柳菊果然是进行“无性繁殖”. 其他生物学者过后再进行研究, 证实山柳菊的繁殖包括有性与无性繁殖两种方式, 所以下一代的生物特征不会出现固定的比例. 虽然人工授粉对山柳菊不一定有效, 但不同山柳菊品种的差异, 仍然决定于母细胞里的遗传特征. 换言之, 孟德尔的遗传法则仍旧成立.

1870年, 孟德尔在《布尔诺自然科学学刊》上发表“以人工授粉进行山柳菊杂交”一文, 提出“有性生殖会增加后代的差异, 但是若当自然环境忽然改变、不适合植物生长时, 植物有一种本能, 会将雄性弱化, 甚至使其完全失去功能, 只由雌性原来的遗传特征, 并直接进行繁殖. 这种方式, 能够帮助植物渡过外在环境的遽变而存活.”

在这篇6页的报告里, 孟德尔再次提出: “生命不像物质会随着环境的改变而改变; 生命存在着稳定性, 即使外面的环境改变, 生命仍有调适的能力, 保存原来的遗传特征, 代代繁衍下去.” 此乃生命的奇妙, 是植物在变动环境中的保存之道.[14]

(W) 出任修道院院长

1868年3月, 奥古斯丁修道院院长纳普(Cyrill Franz Napp, 1782-1868)病逝, 他在临终前推荐孟德尔接任他的职位, 理由是: “孟德尔能将试验工作管理得井然有序, 一定可以管理好修道院; 并且孟德尔对于植物学的知识, 一定可以帮助更多农民.” 孟德尔原本拒绝接任此位, 但当他知道外甥缺乏大学学费, 以致无法入学时, 便决定接受这份薪水较高的工作.

由于担任事务繁重的院长, 孟德尔不得已辞去高中的教职. 在最后一堂课以后, 他将班上几个最穷的学生请来修道院, 将自己的钱分给他们, 并请他们转告其他学生, 老师不会再来上课了. 对于热爱教学的孟德尔, 这是一项痛苦的决定. 孟德尔为此写道: “我经过长期的思考与痛苦的挣扎, 才接受这份(院长的)工作.” 1868年4月1日, 他正式成为奥古斯丁修道院院长.

在孟德尔的科学研究里, 可以看到他对追求真理的执著; 在他对上帝的服事里, 可以看到人性真实的挣扎. 后来, 布尔诺(Brunn)的居民赞扬孟德尔: “对于穷人, 他是慈善家; 对于多数人,他德高望重; 但是对于我们, 他是贴心的朋友、自然科学的推动者, 也是神职人员的典范.”[15]

(X) 社会福利的贡献

(X.1) 成立消防队和奖学金

1870年, 普法战争爆发, 奥匈帝国表面宣称中立, 暗地里却资助法国, 希望重获普鲁士(Prussia)联邦的控制权. 资助的金额, 大部分挪自偏远地区公共福利的经费, 这导致摩拉维亚(Moravia)更穷了. 这时, 孟德尔捐出3千金币, 成立消防队, 自己还担任消防义工. 他在消防队的成立大会上致词说: “人有免于恐惧被火焚烧的自由.” 不久, 孟德尔成立教育奖学金, 给贫寒的学生申请. 孟德尔将过去所受的苦,[16] 转化成对别人的祝福.”[17]

(X.2) “大学推广教育”的先河

1871年, 孟德尔再捐出6千金币, 在布尔诺大学成立“推广教育部”(extension education), 给居民终生学习的机会. 对于孟德尔, 大学教育不应该只是为少数的精英, 也要为有心向学的人, 开启另一扇学习的门. 隔年孟德尔建“推广教育”的专属大楼与实习教室, 让推广部的学生学到实用的技术, 这是大学推广教育的先河. 1876年, 美国约翰·霍普金斯大学(John Hopkins University)订定“推广教育”的制度, 让推广教育逐渐普及世界.[18]

(X.3) 推广蜜蜂养殖和保护

1871年, 孟德尔资助成立布尔诺养蜂协会(Brunn Apicultural Society), 并出任会长, 推广蜜蜂的养殖和保护. 孟德尔时常在协会担任授课老师, 讲授“如何保护蜜蜂过冬”、“木制蜂巢的制造”、“无螯蜂的行为”等主题. 孟德尔也在修道院里养了不同种类的蜜蜂, 并观察和研究它们的筑巢、分巢、交配、采蜜等行为. 他首先提出无螯蜂飞翔的距离虽短, 但不会螫人,能够在狭小的空间内飞翔, 对于温室果树与蔬菜授粉的成效高, 非常值得推广. 孟德尔也研发自制的蜂巢箱, 并与昆虫学博士吉万斯基(Franz Xaver Ziwansky)一起辅导村民养蜂. 此外,他也亲自到监狱种了许多花草和植物, 并教导犯人如何照顾花朵, 栽植树木和蜂房采蜜, 他劝勉犯人: “有了花朵, 蜜蜂自然会跟来.”[19]

(X.4) 支持交响乐团的维续

孟德尔除了研究豌豆和推广蜜蜂养殖之外, 也乐于聆赏音乐. 1872年, 孟德尔听说“布尔诺交响乐团”因资金不足而面临解散, 便出资大力支持. 美国卡内基(Carnegie)学院遗传学教授布莱克斯利(Albert Francis Blakeslee)写道: “了解音乐的孩子, 以后了解抽象科学的潜力就愈高. 孟德尔不遗余力地支持音乐教育, 将来必能回馈科学界.” 对于孟德尔, 科学与音乐教育可以相得益彰.

孟德尔声名渐渐远播, 人们对他的认识不再是考不上教师资格考试的代课老师, 而是博学多闻、广受爱戴的修道院院长. 1873年, 奥匈帝国聘任孟德尔作“奥地利农业部”顾问,这是个崇高的职位, 从未给过摩拉维亚地区的人担任. 孟德尔上任不久, 就提出纺织纤维 — 亚麻植物病害虫的治法, 与植物纤维染整技术的检定方法. 隔年, 孟德尔升任为顾问团主席, 提出在全国广设水文气象站, 并汇整全国资料, 定期出版《气象年报》. 同年, 他又成为摩拉维亚地区聋哑学校的监察人.[20]

(Y) 反对无理的税制

1871年, 奥地利社会民主党执政. 当局重新订定税制, 对于愈想独立的地区, 所邀的税愈重, 结果独立运动盛行的捷克地区, 所需缴交的税竟占奥匈帝国的百分之五十五. 孟德尔过去遭受许多不公平的对待, 他都没有为自己抗议, 也没有争取, 但这次他无法坐视政府对捷克百姓无理的剥削, 便起来呼吁: “财产与知识一样, 都不该用暴力或不法手段取得, 我们的政府不应该像恶棍, 强占人民的所得.” 孟德尔认为付税应该是合理的制度, 而非惩罚性的行为. 身为贫穷果农的后代, 他深明百姓的困苦, 所以大力反对政府对百姓的压榨.

1874年, 社会民主党推动“教会隶属政府管辖, 政府有权向教会征税”. 孟德尔听到这法案在1875年10月通过, 立刻辞去奥地利农业部首席顾问以及其他政府相关的工作, 以表不满和抗议. 孟德尔的理由直截了当, 他给当权者写道: “政府对教会的权力, 不应该大过上帝.” 1876年, 奥地利政府派人游说孟德尔, 只要他不抗议, 将让他担任摩拉维亚地区的议员, 他的教区也可以减税. 但孟德尔坦然拒绝, 坚持“教会的钱, 只用在崇拜上帝、教育、慈惠与关怀穷人”. 他公然宣称: “教会不是政治权力下的瓶罐, 要开就开, 要关就关.”

1877年, 孟德尔已是摩拉维亚地区抗税的代表人物, 政府下令冻结布尔诺修道院在银行的所有存款,[21] 甚至在隔年没收修道院的农场经营权, 以及农场内的五、六十头乳牛.孟德尔还是不肯妥协. 1879年, 教区主教下令孟德尔接受奥地利政府的妥协案, 不得继续抗议, 甚至只要孟德尔提出“请求不用付税”的申请, 他的修道院就可以不用付税. 孟德尔依然不为所动. 这段期间, 孟德尔承受很大的压力, 他的心脏开始出现问题; 可是他没有闲着, 继续推动农民种植兰花, 并提供抗病虫害的梨树品种, 以增加农民的收入. 到了1879年年底, 塔费(Edward F. J. Taffe, 1833-1895)当上奥匈帝国的首相. 他解除重税, 并退回一切没收的财产, 缓和了摩拉维亚境内的争执. 这时孟德尔才松了一口气.[22]

(Z) 开导孩童的导览

经过一场又一场的人生风暴, 孟德尔的身体逐渐衰弱, 肾水肿成为他晚年的困扰. 1880年, 他推荐年轻的修士担任代理院长, 用人生最后的时光来开导学童. 孟德尔开放他的花园和蜂园, 每天下午3时到7时, 为前来参观的学童担任解说的导览. 他的导览生动有趣,例如拿出蜜蜂作各种试验和讲解, 以加强教学的效果. 他也给学生看树的接枝和育种, 以及他种植出来特大粒的果实或种子, 以此教育下一代, 人生可以做的工作很多. 他常鼓励孩子选择从事重要的职业, 造福人群. 每次在导览后, 他总用最大的音量对大家说: “愿上帝祝福你们!”[23]

1883年冬天, 他肾水肿的病情加重, 肉体更加痛苦, 但他心灵在上帝那里得着平安. 1884年1月6日的夜里, 孟德尔终于离开人间. 当时孟德尔还未声名显赫, 所以参加葬礼的多是农夫、学生、神职人员, 少有科学家. 可是谁也没有想到, 包括孟德尔也始终没有料到他一生的研究, 会在他离世后的20世纪大放异彩, 成为生命科学上最重要的法则, 带给人类无穷的祝福. 孟德尔离世后, 有人发现他的书中夹着一首他写的诗:

人为何受造呢?

源自一点点的泥巴,

却拥有那测不透的至高者所吹入的气息,

这是我心确信的.

他, 创造了万物,

又用尘土造人,

必定有个神圣的目的.

他在人的心中, 放入寻求这答案的动力,

从此人类寻找这神圣的目的,

将永不止息,

这是我心确信的.

从此, 若有人将他的思想与心智,

放在这神圣的问题上,

不只能够丰富自己的心灵,

对人生有更深的了解与洞见,

而且能提升人类的知识;

如同光亮, 照在人类的文明上,

为饥饿的人,

提供知识的满足与悟性的祝福.

罪人将称赞他的名字,

给这人戴上最高的冠冕.

但是, 时间像是吞吃人的漩涡,

将一个世代又一个世代的人吸入无底的幽暗,

将罪人所夸耀的,

归于无有.

因此, 人类总是每个时代推出自己的伟人,

给予属世的夸耀.

人类总期待自己所做的,

能摆脱时间的吞吃,

得享永远的乐歌.

以前的世人如此, 现在的世人如此,

未来的世人也必如此,

重蹈着一个基本的错误.

如同人类不断使用古腾堡发明的印刷铅字,

却忽视印刷铅字背后创造者的原意.[24]

人类歌颂这些印刷的铅字,

是建立人类文明的基石,

使多少研究成果更容易播散,

在其上建立永存的殿宇,

愈筑愈高.

当建殿的工头老迈了, 新的工头立刻替补上来;

有人头昏了, 包裹一下就会好转;

有人累了, 休息一下就会恢复.

众人都甘心被鞭策.

即使现在所建的殿宇, 未来只存断瓦残片,

人类仍然保持信心与狂热.

愈有权力、聪明、能力的人,

愈是坚信, 靠自己的力量,

可以给人类一个全新、更好的生活,

努力绝不致归于虚空.

愿伟大的名声归于人,

愿人类在地上重建最快乐的殿堂.

人类最大的偏差,

是他们崇拜的对象弄错了,

如果, 有一天, 古腾堡从坟墓中爬出来,

看到人类因他创造的铅字而癫狂,

他会说, 我的原意是愿后世的人,

能够获得真正的平安与生命.[25]

孟德尔从赐平安的神和生命的主那里, 获得真正的平安与生命. 他曾说科学与信仰之间, 有一块翠绿的草场. 这意味着科学事实与基督信仰并不对立, 反倒饮于真理之泉, 相辅相成, 相得益彰. 诚然, 孟德尔的生命和一生的研究结果说明了这点.[26]

(全文完)

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附录(1): “进化论”成为“进化律”?!

自从达尔文于1859年发表了他的代表作《物种起源》(The Origin of Species)之后, 科学和教育界掀起一场战争 — 进化与创造之战! 这场战争像是一个巨大的漩涡, 将一切接近之物通通卷入, 包括孟德尔的遗传律, 这场战争延续至今.

“进化”(或译“演化”, evolution)是探讨生物在时间下变化的“程序”, 它无法探讨生物的“起源”. 达尔文的《物种起源》不是讲论物种由无到有的原因, 而是在探讨物种产生变异的起源. 另一方面, “创造”(creation)的观念源自圣经的创世记. 按圣经第一本书创世记第1章的启示, 上帝是创造万物的造物主(Creator), 上帝的“创造”是解释生物从无到有的“起源”.[27]

上帝给人许多的法则或定律, 例如上帝给人万有引力的律、生命的律、恩典的律. 张文亮贴切写道: “科学可以帮助人更了解上帝创造的法则, 上帝的创造, 不需要科学的验证才算数, 造物者也不需要受造者的评估才成立. 任何科学领域 — 物理、化学、生物、考古、地质等, 都无法上溯到上帝起初的创造. 对科学而言, 那里是一片未知. 有人以放射性元素的衰减理论, 测定地球、化石与地质的年代, 认为能追溯到几亿年或几千万年, 但如果再问到: ‘那些测定, 是以哪一点作为时间等于零来计算?’ 将会发现那测定法的背后, 埋了一堆未经证实的假设, 难怪测出的年代, 后面总有一大串的零.”[28] 此言一针见血地道出科学理论的局限.

所以当“进化论”要与“创造论”争辩时, 第一步要做的, 是将上帝的“创造”降格为科学上不确定的创造论, 再猛力评击创造论缺乏科学的证据. 谁都知道, 没有人有创造之时的证据.张文亮指出, “论”与“论”在争辩, 既属同一科学层级, 当然无法分出输赢, 最快的捷径, 是让“进化论” (theory)成为“进化律”(law). 自从有进化论, 一直有人致力于这方面的努力, 甚至宣称在其他科学的领域里, 理论与定律是不同的层级, 唯独进化论在理论阶段, 就是定律. 这真是强词夺理.

由于“进化论”是个模糊的名词, 包括达尔文(Darwin)的进化论、魏斯曼的新进化论(Neo-Darwinism of August Weismann)、弗里斯(Hugo de Vries)的突变观点的进化论、微观进化论(micro-evolution)、广义进化论(macro-evolution)、多布赞斯基(Theodosius Dobzhansky)的现代进化综合理论, 与近代基因分子(Molecular)的进化论等, 这些理论互有重叠之处, 也互有不同论点, 要将进化论提升为进化律, 先要厘清到底在提哪一种进化论.

1957年10月4日, 苏俄首先发射第一颗人造卫星(Sputnik 1)到外太空, 引起美国恐慌. 1958年, 美国国会通过“国家国防教育法案”(National Defense Education Act), 来提升美国在太空竞赛中的优势, 包括提拨经费, 在中、小学课本中, 大量加入科学的比重, 并在科学的各领域, 成立课程改进委员会, 包括“生物学课程研究”(Biological Science Curriculum Study)委员会. 这个委员会一直被广义进化论的支持者所主导, 结果进化论在美国很多中、小学课本里, 几乎以“进化律”的方式呈现, 给人感觉进化论是一个已被多次多方证实的定律, 要学生照单全收, 不可质疑, 并且作为考试的标准答案; 其他国家若以美国生物学课程研究委员会的教材为范本编订, 也落入了相同的模式.

张文亮评论道: “有趣的是, 到了大学, 广义进化论几乎从生物课本中大量蒸发掉, 或只是留下很少的篇幅. 大学比较不容易受到政治的介入, 因此能呈现出各样的观点. 在了解生命的议题上, 不应该有任何一个团体或商人, 挡住学生的视线, 让他们看不到造物者与万物受造的奇妙.”[29]

美国“科学暨科学教育委员会”(Academy Committees on Science and Science Education)却采取不同的教育立场, 认为科学教育是提供学生知识的地图, 让学生学习在不同的科学论点中作判断, “学习知识的方法, 比知道知识更重要.” 其中最具代表性的委员, 是哥伦比亚大学的动物学教授穆尔(或译“莫里”, John Alexander Moore, 1915-2002). 穆尔是20世纪著名的蛙类专家. 他于1957年所出版的《动物学原理》(Principles of Zoology)和1959年所出版的《生物学: 生命的探索》(Biological Science: An Inquiry into Life)这两本书, 都成为非常广用的教科书. 1963年, 他担任国科会科学发展委员会的委员, 大力主张教科书在呈现科学理论时, 应同时呈现不同的观点(包括创造论), 让学生认识各种理论的优缺点, 并且附上各个理论的发展史, 与理论提出者的生平介绍.[30]

穆尔最有名的著作是1986年发表在《美国动物学者期刊》(American Zoologists)的“科学是学习新知的一种方式: 遗传学” (Sciences as a Way of Knowing: Genetics). 这篇164页的著作, 是极具启发的遗传学教材, 全文以一篇篇的故事编纂而成. 他一直反对将进化论当作进化律来教育学生, 理由是: “科学上每一个观念的建立, 都是非常困难的, 因为经得起困难的考验, 才愈显出其重要的程度. 这些考验来自持续的研究、深入的检查与试验、合理的质疑, 定律是经过这些考验才产生的.”[31] 简之, 进化论就是缺乏这方面的考验, 所以一直保留在“论”的阶段,无法成为进化“律”.

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附录(2) : 神导进化论的错谬

“神导进化论”(或译“有神进化论”, Theistic Evolution)也被视为“摩西-达尔文”理论(Mosaic-Darwinian theory), 因它努力尝试联合这两门似乎不可能和解的哲学(指创造论和进化论), 它亦被人称为“由分子到人”理论(molecule-to-man theory). 神导进化论者相信摩西在创世记指明是谁创造和为什么要创造(他们承认神创造宇宙万物), 但同时认为达尔文陈明了创造在什么时候及怎样发生(即经过千千万万年的进化而成).

威明顿指出, 神导进化论有两大弱点. 第一个弱点是有关科学的问题, 因进化论刚好违反了热力学的第二定律(the 2^nd Law of Thermodynamics). 这个被普世承认的定律宣称, 万物都在衰变中, 没有例外. 换言之, 万物都趋向“腐化”、“死亡”、“分解”, 亦即从有序变为无序.[32] 宇宙可被描绘成一个转紧了发条的时钟, 它会随时间的过去而越走越慢, 能量越来越少, 情况越来越糟. 然而, 进化论所假设的论点刚好相反, 认为所有生命都是在没有“智慧造物主”的导控下, 由无序变为有序, 由简单变为复杂, 不断进化, 越变越好. 但这假设与周围所见的事实正好相违.

有者牵强地声称世界不受热力学第二定律所管制, 因为地球从太阳接受了进化所需的能量. 但生命的复杂性所需的, 不只是一个能量的源头(source of energy), 它还要求一个有目标的指挥, 来指引和控制那能源(purposeful direction of that energy). 举个例子, 你可以将砖块、沙土、铁钉、电线、木材以及其他建筑材料曝晒于太阳能和热能之下, 但这些物件即使得着能量也永远不会自己组成一所房子! 理由很简单, 它们虽有能量源头, 但缺乏一个有目标的指控(例如建筑工人按设计图来建造), 以指挥和使用那能量. 进化论因着不信有神, 所以无法解释何来这有目标的智慧指挥.

神导进化论的第二个弱点, 是直接违反圣经的记载. 莫里斯博士(Dr. Henry Morris)观察到进化论清楚、强烈及完全地被圣经反驳, 例如:

1. 按创世记记载, 生命是在旱地上开始(创1:11-12), 而进化论却说生命是在偏远的海底开始.

2. 创世记宣告雀鸟在昆虫出现以前已经存在(雀鸟在第5日被造, 昆虫则在第6日; 创1:21,23,25,31), 进化论却说先有昆虫后才有雀鸟.

3. 创世记说明雀鸟与鱼类同时被造(创1:21), 进化论却说鱼类比雀鸟早几百万年前已进化而成.

4. 创世记10次强调被造的生物是“各从其类”地繁殖, 但进化论却假设所有生物都是由同一个祖先开始, 逐渐进化而成各类的生物.

5. 创世记记载第一个人类亚当是用泥土, 照神的形象造成的, 但进化论却宣称人类是由一只类似猿猴的动物进化而成.[33]

帕克博士(另译“白加利”, Dr. Gary Parker)[34]本是相信“神导进化论”的科学教授, 但他在攻读生物学博士时, 兼修地质学, 使他有机会覆核创世记的第一手资料. 经过仔细考证, 他从“神导进化论者”转化为“创世论者”, 不再相信进化论. 他发现在‘神导进化论’中, ‘进化’那部分不合乎科学, 而‘神导’那部分则不合乎神学. 关键在于圣经里‘是好的’这句话. 每当神完成一个创造阶段, 神都说他的创造‘是好的’(即使好的就不需要进化). 此外, 神导进化论者尝试将‘地质学时间’及化石资料与创世记的六日对配. 但无论化石多远古, 化石资料显示灾祸、灭绝、洪水、地震等等. 若化石是神创造万物的六日内形成的, 那所有化石都应该是‘甚好的’. 因此, 神导进化论的观点违反圣经的记载.[35]

此外, 神导进化论者宣称创世记第1章的“一日”可以是千千万万年, 使神所造的生物有足够时间, 以进化逐渐演变而成. 可是圣经清楚记载, 神在第3日创造植物, 接着创1:13说: “有晚上,有早晨, 是第3日.” 假设一日是1千万年, 那么就是大约有5百万年的晚上, 然后再有5百万年的早晨. 植物在晚上因没有阳光而无法制造叶绿素作食物, 必然死亡, 何来进化? 总括而言, 基于上述种种理由, 神导进化论是自相矛盾的理论, 既不合科学又不符圣经, 我们应该将之弃绝.

[1] 孟德尔曾说: “神学(指基督信仰)与自然科学之间, 有一块青翠的草场.” 张文亮著, 《遗传学之父: 孟德尔的故事》(台北: 校园书房出版社, 2008年), 第17页.

[2] 孟德尔是天主教的神父. 虽然“神父”这一圣职不合圣经, 但孟德尔对神的信心和科学的贡献却不容忽视, 亦是本文所注重的. 笔者要澄清的是: 我选择孟德尔这个人物, 非因赞同他的神父身份和天主教的制度及教导, 而是要说明神如何使用孟德尔开启了近代生命科学最重要的学问之一 — 遗传学, 并以孟德尔的遗传学定律证实圣经所言 — 世上的生物是“各从其类”(创1:12,21,24,25), 而非进化论所假设的 — 所有生物都是从另一个生物进化而来, 并且所有生物都有同一个祖宗.

[3] 张文亮著, 《遗传学之父: 孟德尔的故事》, 第143-144页.

[4] 同上引, 第144-148页.

[5] 同上引, 第152-156页.

[6] 张文亮在其所著的《遗传学之父: 孟德尔的故事》一书中, 将“evolution”皆译作“演化论”, 但本文将这词改为普遍上常用的“进化论”一词.

[7] 分类学大师林奈(Carolus Linnaeus, 1707-1778)是瑞典博物学家. 他对“种”的定义是以“一个品种与另一个品种彼此之间不能有性交配(sexual incompatibility)”来分别. 换言之, 在一个品种内的生物, 它们之间可以有性的交配(sexual intercourse), 产生后代; 例如人类(Homo sapiens)有白种人、黄种人、黑种人, 但他们之间可以相互通婚, 有性的交配而产生后代. 但若生物之间不能以性交配而产生后代, 它们就是不同的“种”品系; 例如人与猿, 纵然进化论学者认为人与猿的差异不大, 但人与猿不能有性交配而产生后代, 所以人与猿属于两个不同的“种”之品种. 即使到了现今21世纪, 这个定义仍然成立. 林奈是一位基督徒, 他深信神创造万物. 在他的纪念馆内有一个牌子写道: “神创造, 林奈编写(指分类)”(Deus Creavit, Linneaeus disposuit). 刘杰垣著, 《科学与基督徒信仰 — 过去、现在与未来》(上海: 中国基督教协会, 2009年), 第183, 189页.

[8] 张文亮著, 《遗传学之父: 孟德尔的故事》, 第158-159页. 曾在西方储备大学(Case Western Reserve University)从事医学研究工作的里程博士写道: “达尔文进化观点的主要依据, 是他所观察到的一些同一物种内的变化与环境的相互作用, 是人们所熟悉的, 有人称为‘微进化’(microevolution). 但达尔文根据‘种内变化’的现象却推演出从一个物种可以变成另一个物种、从一类生物可以变为另一类生物(即所谓‘大进化’, macroevolution)的结论. 用‘小事实’推导‘大结论’, 这是科学研究的大忌. 这就注定了进化论的假说从一开始就面临证据不足的巨大困难.” 里程著, 《神的圣言(卷一): 圣经的权威》(美国: 基督使者协会, 2005年),第541页.

[9] 密歇根(Michigan)州立大学的微生物学、分子生物学教授刘杰垣博士(Stephen C. Y. Yiu)指出, 从微进化跳到广进化是很大的“跳”过去, 不是小的“跳”, 有一部分进化论学者不接受这种大跳跃的进化; 例如虽然英国进化论学者戈尔什米特(Prof. Richard Goldschmidt)与阿特金斯(另译“阿特金森”, Prof. Peter Atkins)教授接受有跳跃性的大改变(saltation), 但哈佛大学的新达尔文主义者麦尔博士(或译“迈尔”, Prof. Ernest Mayr)却不承认有这种“大超越”的横面改变. 刘杰垣博士(Stephen C. Y. Yiu)总括说, “微进化”与“广进化”是进化论内的两个不同学理原则, 采用不同的机制, 所以两者应该分开来讨论, 不能混为一谈. “微进化”尚可被人接受, 因它有一些试验证明; 但“广进化”不可以采用微进化的机制, 以支持广进化的学理, 因这二类的改变(进化)有很大的差别. 刘杰垣著, 《科学与基督徒信仰 — 过去、现在与未来》, 第187-189页.

[10] 张文亮著, 《遗传学之父: 孟德尔的故事》, 第156-159页.

[11] 同上引, 第171页.

[12] Brunn源自德文Brünn (即Brno), 读音是布尔诺, 是位于捷克斯洛伐克中部的城市.

[13] 张文亮著, 《遗传学之父: 孟德尔的故事》, 第180-181, 191-193, 197-198页.

[14] 同上引, 第198-200页.

[15] 同上引, 第200-201页.

[16] 有关他所受的贫苦, 请参 2010年1-3月份, 第84期《家信》的“科学伟人: 遗传学之父孟德尔(上)”.

[17] 张文亮著, 《遗传学之父: 孟德尔的故事》, 第208页.

[18] 同上引, 第208-209页.

[19] 这话暗喻“行美善的事, 甘甜福气自然会临到.” 同上引, 第206-207页.

[20] 同上引, 第210-212页.

[21] 孟德尔当时是布尔诺城(Brunn)的奥古斯丁修道院(Augustinian Monastery)的院长.

[22] 张文亮著, 《遗传学之父: 孟德尔的故事》, 第214-217页.

[23] 同上引, 第223-224页.

[24] 古腾堡(另译“谷登堡”, Johann Gutenberg, 1398-1468)是德国的金匠, 发明了活字版印刷术(包括冲压字模、印刷机及印刷油墨), 而他所印刷的第一本书, 就是圣经! 这本称为“谷登堡圣经”(Gutenberg Bible)的拉丁文圣经约在1456年出版, 自此以后, 圣经便大量出版. 虽然谷登堡并非第一位研发印刷术的西方人, 但他是第一位使书本得以大量生产的人, 而他发明印刷铅字的原意, 就是要大量印刷和生产圣经, 使圣经真理广传天下. 谷登堡曾说: “我知道我想要作什么: 我希望能复印圣经.” 为了实现这个愿望, 他改装一个葡萄榨汁器, 使之成为印刷版. Hyatt Moore, The Alphabet Makers: A Presentation from the Museum of the Alphabet, Waxhaw, North Carolina (Huntington Beach, CA: Summer Institute of Linguistics, 1990), 第27页.

[25] 张文亮著, 《遗传学之父: 孟德尔的故事》, 第224-227页. 如何获得平安与生命? 就是借着相信圣经的话 — 信靠主耶稣基督作他个人的救主(太11:28; 西1:20-22; 约3:16), 此乃古腾堡要印刷圣经的目的.

[26] 同上引, 第224-227页. 上文改编自张文亮著, 《遗传学之父: 孟德尔的故事》(台北: 校园书房出版社, 2008年), 第142-230页.

[27] 张文亮指出, 达尔文在《物种起源》多次提到造物主是万物的起源, 参上引书, 第181页.

[28] 同上引, 第181-182页.

[29] 同上引, 第183-184页.

[30] 穆尔相信宇宙万物由神而造, 但读者必须谨慎穆尔的一些观点, 例如他认为进化论与创造论没有冲突. 他提出进化论呈现上帝不只在起初创造, 进化也是上帝持续创造的一部分, 参上引书, 第185页. 换言之, 穆尔的信念接近所谓的“神导进化论”(或译“有神进化论”, Theistic Evolution), 但这观点与圣经教导有所冲突. 参附录(2): 神导进化论的错谬.

[31] 改编自张文亮著, 《遗传学之父: 孟德尔的故事》(台北: 校园书房出版社, 2008年), 第181-185页.

[32] 马有藻著, 《鲜为人知的宇宙龄》(美国荣主出版社, 2004年), 第28页.

[33] 威明顿著, 《威明顿圣经辅读: 卷上》(香港: 种籽出版社, 1986年), 第50-51页.

[34] 帕克博士(另译“白加利”, Dr. Gary Parker)是著名的古生物学家. 他曾赢得多个学术奖项, 包括 Phi Beta Kappa全美学术荣誉大奖, 因研究蝌蚪的卓越成就而被选入美国动物学家协会, 更获国家科学基金会颁发研究奖励基金. 他出版了5套生物教科书、6套创世论书籍(其中一本已译成8种语文), 更在全球的创世论坛上演讲.白加利著, 《从进化论到创世论》(香港湾仔: 香港创世科学会, 2002年), 第3页.

[35] 同上引, 第9页.