生命科学大师的故事: 遗传学之父 — 孟德尔 (上) (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”, 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……

(A) 敬虔信徒的后代

15世纪, 我们看到被誉为“宗教改革晨星”(Morningstar of Protestant Reformer)的约翰·胡斯(John Hus, 1372/73-1415)[1]在欧洲的摩拉维亚(Moravia)[2]带领了20万个农民, 为争取信仰自由而努力奋斗. 后来, 西班牙等列强的军队攻入, 导致惨重伤亡与迫害. 许多摩拉维亚人携带家眷逃到比利时、德国、荷兰等国. 但有一批农民没有逃离摩拉维亚, 而是潜入山区, 这些人被后世称为“摩拉维亚弟兄会”(Moravia Brothers). 山区有个名为古兰成(Kuhlandehen)的山谷, 居民中有一位领袖名叫司塔克·孟德尔(Stantke Mendel). 其姓氏“孟德尔”源自“Emmanuel”(以马内利), 意即“神与我们同在”(God with us). 居民领袖孟德尔时常为人代祷, 所以居民给他一个外号“带来上帝祝福的人”(Gott segne sie).[3]

1804年, 拿破仑的军队攻入奥地利(Austria), 奥地利政府在摩拉维亚征调士兵. 1807年, 一位名叫安东·孟德尔(Anton Mendel, 1789-1857)的青年入伍, 他就是司塔克·孟德尔的子孙. 1815年, 战争结束后, 他回到家乡, 租了一块土地, 将之开拓为果园. 1818年, 这位喜欢种树的男人娶了善于种花的女人罗希妮(Rosine Schwirtlich, 1794-1862). 他们对于果树和园艺的喜爱, 成为日后培养孩子喜爱生命科学的摇篮. 1822年7月22日, 罗希妮生下第二个孩子. 这孩子就是日后举世闻名的“遗传学之父” — 约翰·孟德尔(Johann Mendel).

孟德尔天生双手灵巧, 喜爱跟着父亲一同种果树, 孟德尔后来写道: “我长得像父亲, 也像他认真做事; 我的个性像母亲, 天生幽默, 喜欢说故事.” 孟德尔家中墙壁挂着一个木框, 其上刻着耶稣基督主祷文中的一句: “愿你的旨意成就”(Dein Wille Geschehe), 孟德尔学习识字, 就由这几个字开始. 1828年, 孟德尔进入古兰成学校就读, 从家里到学校要走大约100公尺的山坡路. 他放学回家后, 继续照顾果树与羊只, 工作完后才吃晚餐与作功课. 童年艰辛的孟德尔, 自小就养成自动自发、勤奋读书的习惯, 所以在学校5年里, 除了两门课之外, 其他每一门都得到“优”等成绩.[4]

(B) 贫苦的求学时期

1833年, 孟德尔进入20公里以外的莱比尼克(Leipnik)初级中学念书. 这所中学非常出名, 招收附近城镇优秀的学生. 古兰成小学的前3名优秀生, 才有机会进入这所中学. 莱比尼克中学最吸引人的一门课是“葡萄种植学”, 它使这所学校百年来保存着欧洲最佳品种的葡萄树与种植技术. 1年后学校放假, 孟德尔回家. 他的父母惊讶地得知, 孟德尔已经毕业了! 他竟然用1年的时间读完两年初中的课程, 还是全班第1名呢!

孟德尔读书最大的优点, 是自动自发、殷勤不倦. 他尽快念完初中, 主要是赶回家帮助父亲, 因他晓得这1年来是父亲加倍劳苦做工, 省下每分钱供他读书. 他的小学老师认为他应该继续深造, 便与他的父母讨论. 1834年12月7日, 在父母同意下, 孟德尔到32公里之外的特洛波高中(Troppau High School)就读.

特洛波高中是天主教奥古斯丁修会(Augustinian Monastery)创办的4年制学校. 孟德尔以半工半读的身份入学就读, 1年后成绩仍是最优, 但他付的代价是大的, 他写道: “当我买好课本之后, 我的肚子是饥饿的.” 1830年代欧洲久旱, 果树收成不好, 孟德尔的家境更加贫困. 孟德尔深知家里的状况, 更积极争取学校里每一个工读机会. 1837年, 他的父母到学校探望他, 带来一条长面包与一罐奶油, 这是家里仅有的. 孟德尔深受感动, 特别记下这件事, 几乎舍不得吃. 贫穷孩子要受教育, 背后父母要付出何等大的代价!

1838年, 孟德尔的父亲砍树时不慎被树压成重伤, 不能再做劳力的事, 导致家里的经济状况更差. 这消息对孟德尔是莫大的打击, 他写道: “灾难的脚步快速又持续地追赶, 父母已经无法为我付学费, 即使半工半读, 我也无法完成学业. 我已经16岁了, 该学习独立了, 我向学校申请免修课, 用考试来取学分, 并担任低年级学生的家教老师.” 虽然艰苦万分, 孟德尔咬紧牙根坚持下去. 学期结束时, 他仍考取优异成绩.

一放暑假, 孟德尔急忙回家帮助父亲照顾果园, 并到附近的农场收割大麦. 孟德尔日夜不断地工作, 累坏了身体, 结果病倒了, 开学时无法回校, 只好办理休学, 9个月后才复学. 孟德尔写道: “我的盼望似乎消失在痛苦中, 我的未来是一片迷茫.” 然而, 贫穷与疾病, 却使他更多和更深地思索人生的意义, 苦难成为孟德尔最好的一所学校. 孟德尔过后写道: “困苦的日子, 使我更思索我生命的价值.”[5]

诚如保罗所说: “患难生忍耐, 忍耐生老练, 老练生盼望, 盼望不至於羞耻.” 患难在孟德尔身上生出忍耐和盼望. 日后, 当孟德尔的研究成功, 却没获得外界丝毫的掌声与肯定时, 他也不气馁. 他写道: “试
验刚开始, 进度缓慢, 我的心中总有着一股盼望, 成为忍耐的缘由. 而后, 几个试验同时进行, 初期的困难就逐渐消失. 从岁首到年终, 我对试验的认识, 与日俱新. 从事试验研究得到的体验, 就是我的报酬, 这些获得远超过我的付出.”[6]

(C) 乌云密布的日子

1839年, 孟德尔以全班第二名取得毕业证书. 求知欲极强的孟德尔向父母表示想再继续读书, 结果在1840年, 孟德尔申请进入2年制的奥勒姆特兹哲学学院(Philosophical Institute in Olmutz). 但更大的考验也随之而来, 因为这是他一生中最幽暗的日子.

奥勒姆特兹哲学学院以哲学、文学、数学、物理领域为主, 是进入奥地利最高学府 — 维也纳大学(University of Vienna)的预修学校. 但这所学院的学生, 主要来自贵族家庭, 大部分的老师与皇室或宫廷有关, 享有贵族的身份, 对来自农民阶层的学生并不友善. 孟德尔以半工半读的方式求学, 由于过度操劳, 开学不久后便病倒了. 他只好请假回家, 身体好转才返校上课, 病了又回家. 期末考试时, 孟德尔还得抱病应考.

由于学期中请假过多, 任课的教授认为他“学习迟缓, 哲学课需要重修”. 这对孟德尔而言是沉重的打击. 他从未料到自己会有不及格的时候. 回忆这段幽暗孤苦的日子, 孟德尔写道: “我已经尽力, 仍然没有通过. 在这所学校没有一个同学是我的朋友, 没有一个老师能够帮助我. 失望与忧郁成为我深深的悲哀. 未来的日子似乎是无尽的绝望. 所有的力量离我而去, 我想我又病了.”

1841年, 学院已经开课, 孟德尔依然抱病在床, 在家修养, 只好办理休学. 他的父母看了非常痛心. 同年8月, 他的父母决定将一切所有变卖, 分成三份: 一份作为孟德尔的教育基金, 一份作为晚年养老, 一份作为小女儿德伦茜亚(Teresia, 即孟德尔的妹妹)的嫁妆. 这笔款项足以让孟德尔在奥勒姆特兹哲学学院读到毕业, 却不足以支付生活费. 当时, 才12岁的德伦茜亚知道哥哥的困境, 便在公证人面前宣称自己愿意放弃嫁妆基金, 把所有的钱都给哥哥, 她说: “将来, 我能找到不在乎我有没有嫁妆的丈夫.”

凑足经费后, 孟德尔重返学院就读. 离家前, 孟德尔的父母实在不舍, 在家乡当个农夫, 纵然贫穷, 亲手劳力, 还能赚取生活需用. 可是回到奥勒姆特兹哲学学院, 却要不断遭受轻视和羞辱. 孟德尔的答复是: “倘若上帝给我力量, 两年之内, 一定可以毕业.” 1842年, 他重修不及格的课程, 他没有辜负父母的期望, 成绩开始名列前茅.[7]

(D) 奥古斯丁修道院

1843年, 孟德尔在修物理学时, 遇到任教物理的法兰兹(Friedrich Franz)教授. 法兰兹本是布尔诺城(Brunn)奥古斯丁修道院的修士, 但兼具修士与教授两种不同的身份, 教起书来, 能把信仰与物理融合, 深受孟德尔的敬佩.

时间飞逝, 即将毕业的孟德尔并不喜悦. 他所渴慕和期望的, 是继续地研究和学习下去. 毕业前, 孟德尔因前景感到彷徨, 他写道: “我知道再也无法在贫穷中挣扎下去, 要化解这份持续性的忧虑, 我应该要选择一份工作, 我所羡慕从事的, 是一份能让我持续学习的工作.” 事实上, 慈爱的上帝早已为他预备一条出路.

孟德尔询问老师法兰兹的意见, 这时法兰兹收到好友纳普(另译“拿布”, Cyrill Franz Napp)来信. 纳普是奥古斯丁修道院的院长, 他在信中提到修道院要招收见习修士, 法兰兹建议孟德尔接受这个机会, 一方面解决找工问题, 另一方面可以继续研究. 这所修道院是摩拉维亚的学术重镇, 孟德尔认为这是个大好机会, 回家后便与父母商讨, 父母支持他的决定.

1843年7月14日, 法兰兹给修道院回信推荐孟德尔, 信中赞他为“个性稳定, 在物理学课程名列前茅, 但对捷克语了解不足, 不足的部分, 他愿意在就读神学院期间学习.” 同年9月27日, 孟德尔获取奥勒姆特兹哲学学院的学位; 10月7日, 他终于收到奥古斯丁修道院的接受信, 并在他的名字前加上葛利果(Gregor), 从此孟德尔被称为“Gregor Johann Mendel”或“Gregor Mendel”.

奥古斯丁修会(Augustinian Monastery)[8]成立与1244年. 它的修道院在中世纪时期是当地文化的中心、教育居民的重镇, 一些修道院更成为科学知识的汇集处. 随着大学教育制度的兴起与公立医院的普及, 奥古斯丁修会作为学术和关怀中心的功能逐渐被取代, 留下教堂是敬拜上帝的地方, 但一些修道院仍然不乏当代杰出的科学与文学精英.

纳普院长是布尔诺神学院(Brunn Theological College)[9]的旧约圣经学教授, 是东方语言学的权威, 同时也对生物学有深入的研究. 他曾担任摩拉维亚地区“果树栽培学会”(Pomological Association)主席, 也是“羊只育种协会”(Sheep Breeder’s Society)的创始人. 在讲道授课之余, 他也曾发表多篇育种学的研究报告. 他认为“从事科学研究, 是上帝给神职人员神圣呼召的一部分.”[10] 他没有将神学与科学两极化, 反倒将之融合.

摩拉维亚地区主教视察奥古斯丁修道院后, 向上级报告: “这所修道院的院长, 从事的公共事务太多… 在修道院里从事学术研究, 不只浪费时间, 更是灵性的破产.” 纳普院长坚决反对这项控告, 认为这是就科学与神学对立二分的错谬, 他向罗马教廷提出申覆: “孕育知识最成熟的思索, 在于对上帝的渴慕.” 他指出: “人若将灵性与知识, 同时丰丰富富地存在心中, 将增添许多教导人的内容. 知识的了解与灵性的增长, 相辅相成, 并不冲突.”

不久, 摩拉维亚地区主教又再控诉纳普院长, 并表示: “太喜欢知识又喜欢修道院宁静环境的人, 应该去当图书管理员, 而非修道院院长.” 纳普院长再提申覆: “奥古斯丁修会的宗旨, 就是培养教师, 而教师最好的培养, 是鼓励他们有自由奔放的心灵, 在自己最喜爱的领域里主动学习, 就是最好的成长.” 孟德尔进到奥古斯丁修道院, 便发现这里是从事科学研究的好地方. 纳普院长成为孟德尔的良师, 后来更鼓励他从事豌豆试验.

除了纳普院长之外, 奥古斯丁修道院里还有几位杰出的教师, 对孟德尔影响颇深, 例如布拉特尔涅克(Franz Theodor Bratranek, 1815-1884)修士和台利尔(Pater Aurelius Thaler, 1796-1843)修士等. 布拉特尔涅克是维也纳大学的博士, 19世纪欧洲最权威的历史学家之一, 他长期研究古希腊历史, 提出“希腊文明的辉煌来自不同学识的相互交融, 因此科学与信仰可存在正面、有益的互动.” 布拉特尔涅克是孟德尔的指导教师之一, 这位修士收集许多古代的手抄本, 仔细分类, 细心典藏, 这对孟德尔后来的研究很有帮助. 从他身上孟德尔学到, 科学研究者非常需要有认真严谨的工作态度.

台利尔修士是植物学家, 长期收集摩拉维亚各地的花朵, 并出版植物周刊, 介绍当地每星期开放的花朵. 孟德尔一进入修道院, 就担任台利尔的助手, 协助整理植物标本. 孟德尔写道: “与台利尔修士一起工作是种享受, 可以学得更多.” 台利尔病逝前, 将自己管理的花园交给孟德尔, 成为孟德尔后来进行豌豆试验的地方. 台利尔一生最重要的贡献, 是将一生学习的精华, 在人生最后的两个月传给孟德尔, 这对孟德尔日后的豌豆研究大有帮助.

孟德尔于1845年进入布尔诺神学院, 他写道: “这里与过去的学校完全不同, 当我走在神学院里, 身心何等舒畅, 每一门科学都对我有益, 课程的内容与敬虔相称, 老师的教法令人佩服.” 孟德尔在神学院第一年修习教会史、牧会学、希伯来文; 次年修习教会法、释经学、希腊文; 第三年修习教义学、伦理学. 孟德尔的成绩甚佳, 院方给他的评语是“圣洁、敬虔、严谨”. 1847年8月6日, 孟德尔按照奥古斯丁修会的誓约宣誓“顺服、守贞[11]与贫穷”, 正式成为神父.[12]

1847年, 摩拉维亚地区流行一种传染病, 死了好多人. 修道院的修士全体出访, 巡回医院、安慰丧家、主持安息礼拜. 由于孟德尔容易与人感同身受, 所以面对病人亲属时, 常常难过得不知该说什么. 有者向修道院反应, 说孟德尔探望病人时, 脸色苍白. 但纳普院长没将孟德尔召回, 也没要求他改进什么. 他相信孟德尔经历许多困难, 绝不是那种看到别人受苦就站不住的人.

1848年, 摩拉维亚遭受台风袭击, 农民损失惨重. 孟德尔并没退缩, 反倒到处教导农民如何复原. 开学时, 孟德尔发现他的修课单上, 除了必修的教牧神学、教义问答、牧会实习,还多了“农业学”. 原来, 纳普院长向神学院院长吉霖卡(或译“吉琳卡”, Johann von Zelinka)建议, 让孟德尔在神学院的最后一个学期, 能到附近的布尔诺哲学学院(Brunn Philosophical Institute)加修这门课. 后来孟德尔自己又加修了“果树学”与“葡萄树栽培学”, 孟德尔总是做得比别人要求的更多一些.

孟德尔写道: “神学院的课程又多又重, 我却充满了喜乐, 我深深喜爱在师生相互尊重的环境中学习, 再重的课程, 似乎都有源源不绝的勇气与能力去面对. 闲暇之余, 我自修植物学与矿物学, 书本上的每一个点滴, 都让我对自然科学的喜爱更加添. 田野遇到的每一位农夫, 似乎都弥补了我知识的不足. 为此, 我不能以念神学书作借口, 闭门造车, 不出去与人接触.”[13]

(E) 热情的中学老师

1848年6月30日, 孟德尔自神学院毕业; 7月, 神学院差派他到摩拉维亚南部的阿尔特布尔诺(Altbrunn)镇, 担任神父. 孟德尔虽是神学院的优秀生, 但不善于牧养教会, 也不善于讲道. 纳普院长知道这种情况后, 便于1849年9月, 替他申请到维也纳西北方的兹纳恩(Znain)担任中学老师. 同年10月, 孟德尔前往担任教职, 负责3年级的基础数学和4年级的希腊文, 每学期授课20小时. 面对不同的服事与工作, 孟德尔写道: “我总是带着喜乐, 跟随上帝每一个呼召.”

作为一位老师, 孟德尔写道: “当我知道有机会成为兹纳恩中学的老师, 是多么地兴奋, 这对我是个冒险之旅, 我终于可以靠工作赚得生活需要. 在每个任教的班级, 我尽可能利用机会, 去认识学生的才能与最适合他们的学习方式. 期待每一个学生, 都能容易了解我上课的内容.” 孟德尔不愧是一名好老师, 总是想与学生有更多的互动, 关心他们的功课状况和心灵成长.

孟德尔热爱教师这份工作, 每次上课, 总是努力将最好的传授给学生. 他写道: “从我当老师的第一天, 每天都在想, 如何给学生最佳的教学品质, 并以身作则成为学生的榜样. 期待自己教学的方式更活泼, 教学的内容更清楚. 每一次教学, 似乎都在尝试新的教法. 我尽力了解教材, 一次又一次地研读, 不以为苦, 总是有股不止息的热情在我心中, 期待学生不止学到知识, 也能够培养道德、认识信仰.” 孟德尔这种充满热忱的教学态度, 自然深受许多学生所敬爱.[14]

(F) 教育界的黑暗面

1849年, 欧洲政治激烈变动, 法国、德国、奥匈帝国常有学生与工人示威抗议. 孟德尔注意到政治的动乱与校园弥漫的紧张气氛. 他写道: “我知道身为神职人员, 同时又是老师,我的行为、知识与对政治的看法, 将会有人注意、监督. 只要有一点点的把柄, 论断总是集中在对我信仰的批判, 每次的批判, 总有人附和. 我愈小心以免落人口实, 愈会不自觉地压抑、苦待己身, 使我一度逃避人群、减少前往书店与风景优美的大自然, 并回避对罪恶的谴责, 最后使我离群索居. 我需要严谨地自我管理, 而非论入没有上帝恩典、只有律法要求的生活中.”

当时教育界被政治入侵, 教育高阶有许多如孟德尔所称“肥油多于知识”的人, 其中一位就是沙夫哥德彻督学. 当他前来学校访察时, 孟德尔对他所做的批评被他知道了. 他公报私仇, 把孟德尔视为国家动乱期间, 不肯与当局合作之人, 是学校里的异议份子. 当他获知孟德尔没有正式的教师资格, 就立刻给校方压力, 要求辞去孟德尔之职. 但校长很欣赏孟德尔,希望能够留住这位优秀的老师, 所以在1850年4月, 校长以学校名义, 替孟德尔申请教师资格考试.

当时教师资格考试由教育部主持, 大都由维也纳的教授出题. 自然科学考试的科目是物理学与地质学, 应试者以6至8个星期在家作答, 写成报告交上. 物理学出题的教授是是堡嘉德纳(Baron von Baumgartner, 1793-1865). 考题是: “解释空气的物理与化学特性, 依此叙述风形成的原因.” 至于地质学方面, 考官是克勒(Rudolf Kner, 1810-1869). 他的考题是: “说明水成岩与火成岩的主要差异, 并解释形成的原因.”

1850年7月, 考试结果揭晓, 孟德尔的物理学考试通过, 地质学却没通过. 孟德尔的答案现今仍然保存着, 他在答案中写道: “火成岩与水成岩是尚未完全稳定的矿物, 只要创造地球的能量尚存、大气持续变动, 创造的过程就永未停止.” 孟德尔使用“创造”一词来解答, 触动当时地质学家最敏感的神经. 克勒教授认为, 用“宗教信仰的观点”是践踏科学精神, 所以他给予非常苛刻的评语: “此考生不只不适于在中学任教, 连最基础的小学教育也不适合.” 其实, 克勒教授在地质学上没有什么贡献, 反而因为这一件事, 在科学史上留名.

后来, 美国宾州大学植物学教授齐卡尔(Conway Zirhle, 1895-1974)回顾孟德尔在遗传学的贡献时评述道: “孟德尔一生历经多次的排挤, 却使他把注意力放在乏人注意的角落, 如同圣经所记: ‘匠人所弃的石头, 已作了房角的头块石头’(彼前2:7).” 笔试虽未通过, 还有现场笔试的补救机会. 当时现场笔试非常困难, 应考者需要马上作答, 而且答案要让委员们全数满意, 才能通过. 所以许多未通过笔试者大都放弃.

虽然困难重重, 但孟德尔并没放弃, 因他太热爱教学了. 他写道: “为了成为老师, 再多的辛劳也不是重担, 再多的付出也不是牺牲. 每当我迈向教室, 心中就满了喜乐, 脚步益发坚定, 教学是我心灵深处的渴慕. 这份喜乐的工作, 现今却需要通过地位崇高、令人生畏的考试委员们的评审与要求.” 孟德尔申请现场笔试, 7月底, 孟德尔接获通知, 8月1日前往维也纳大学应考, 考试地点在物理学系堡嘉德纳教授的办公室.

孟德尔搭火车按时前往, 进了考场, 才发现考试委员临时请假, 考试延期举行. 由于通知信太迟寄出, 孟德尔还没收到. 堡嘉德纳教授向孟德尔道歉, 孟德尔虽然失望, 但没有生气, 也没有抱怨, 这给堡嘉德纳留下美好的印象. 8月12日, 孟德尔第二次前往应试. 第一场考物理, 负责监考的正是堡嘉德纳和多普勒教授(另译“都卜勒”, Christian Johann Doppler, 1803-1853).[15] 这两位教授一致认为孟德尔“知识广泛, 回答的方式简单、扼要、有条理、用字正确、清楚”, 所以考试通过.

第二科是自然科学, 考试委员有三位, 孟德尔一看到克勒教授就紧张起来. 考试的题目是: “论哺乳动物的分类系统与对人类的用途.” 孟德尔读过克勒教授所著的《动物学》, 书中正有这一题的答案, 只是孟德尔一紧张, 竟然想不出克勒教授的观点, 有时写不出来, 有时又严重漏墨水. 孟德尔没有留意到答案纸的一角有个数字, 那是答案出现在克勒著作上的页数, 是个重要的提示; 但墨水玷污了那个角落. 考完后, 克勒给孟德尔的评语是: “不知道最新的哺乳动物分类系统, 还在用旧观念答题. 这个考试是给考生弥补的机会, 考生应该更认真地准备、更清楚地思考, 结果应试者既不用功准备, 想法也杂乱无章, 给他机会完全是浪费时间. 笔试不予通过.” 考试必须两科都通过, 一科没过, 就无法通过.

孟德尔十分难过地回到布尔诺修道院. 一个认真努力的人, 竟然被说成不认真准备、想法混乱的人. 事实上, 从今日的自然科学知识和角度来看, 孟德尔并非不会解答那个题目,只是没有照着克勒教授著作的内容来答题. 1850年, 督学又向学校施压, 孟德尔只好被解聘. 那一年的冬天似乎特别漫长…

23年后, 孟德尔在布尔诺自然科学会演讲, 讲到他的豌豆实验, 他的结语是: “我经常告诉学生, 要努力地工作、要快乐地学习, 工作中要常存忍耐, 正如圣经所记: 事情的终局, 强如事情的起头. 存心忍耐的, 胜过居心骄傲的(传7:8).” 这是孟德尔的座右铭, 也是他一生的写照.[16]

(G) 维也纳的见习生

纳普院长知道, 考试的失败不会浇熄孟德尔心中教学的热火. 纳普院长四处打听可供孟德尔教书的机会, 不久得知布尔诺技术学校(Brunn Technical School)有位老师身体不舒服,准备请病假, 学校需要代课老师, 纳普院长立即推荐孟德尔. 1851年4月, 孟德尔通过该校代课老师的任用口试, 口试的委员是柯里涅第(Friedrich Kolenati, 1812-1864). 此人是英国皇家科学会(Royal Society)[17]院士, 是奥地利最杰出的生物学家之一, 专攻不同年代生物分类系统的演替. 柯里涅第给予他极佳的评语: “在自然科学有广泛的学习, 所具备的科学知识足以担任教师.” 雇佣孟德尔这位被督学反对的人, 柯里涅第要承受不少压力, 但他以本身的学术威望力挺孟德尔.

能重新教学令孟德尔欢喜万分, 他以热忱的心回到学校执教. 两个月后, 生病的老师回来任教, 孟德尔离去时, 校方给他一封感谢信, 信上写道: “本函是为见证, 感谢阁下在教学期间, 以高度的热忱、积极的教导, 使学生深得帮助. 阁下所有的同事都喜欢您、称赞您、认为您是最有价值的代课老师. 谨以最深的感谢献给不辞辛劳的您, 您以最有效率的方式, 达到本校设立的目标.” 此信给孟德尔莫大的激励, 孟德尔将这封信一直留在身边.

这次的代课经验让孟德尔有更新的体会, 他写道: “靠着自修来学习知识, 是一条艰辛的道路.” 当初考试委员给他的评语, 虽是伤了他的心, 却是提醒了他, 缺乏完整的大学教育,使他思考问题的角度过于狭窄, 缺乏学术的严谨, 而这方面的装备对于研究科学之士是重要的. 他重新厘定方向, 开始研读学术期刊, 希望能够进入大学. 纳普院长知道孟德尔的想法,想助他一臂之力. 当他得知堡嘉德纳教授曾为考试展期而向孟德尔道歉一事, 认为此人可以帮到孟德尔, 便亲笔写信给堡嘉德纳, 请求协助.

同年 9月份, 堡嘉德纳教授回信, 让孟德尔以“见习生”的身份, 进入维也纳大学“物理与应用数学系”的二年级就读. 孟德尔非常喜乐, 他万万没想到他先前赴考扑空一事, 竟给他制造机会; 一时的忍耐: 一个可以生气而没有生气、可以抗议而没有抗议所表现出来的忍耐, 竟成为维也纳大学的敲门砖, 为他打开入学之门. 诚然, 如智者所言: “不轻易发怒的, 胜过勇士. 治服己心的, 强如取城”(箴16:32).

离开修道院之前, 纳普院长已为孟德尔在维也纳的“怜恤弟兄修会”(Brother of Mercy)找到住宿之所, 也支付了学费. 纳普院长告诉孟德尔, 尽管去修自己喜欢的课, 以后上帝会使用这些知识来叫人得益. 过后, 美国哥伦比亚大学博雷克(或译“博以克”, Ernest Borek)教授赞扬孟德尔是: “人类历史上非常稀有的天才, 将读书当成敬虔的操练, 将研究生物视为上帝托付的圣职, 结果成为发现生命法则的第一人.” 10月27日, 孟德尔乘搭夜快车前往维也纳, 开始他生命旅程的新一页.[18]

(H) 一生景仰的老师

孟德尔进到维也纳大学后, 就去修多普勒教授的“实验物理学I”, 隔年有修进阶的“实验物理学II”与“实验物理学III”. 多普勒来自贫穷的石匠家庭, 他因成绩优异, 很快取得博士学位, 担任大学教授. 1842年, 多普勒发现声波在前进时, 发声源虽以相同的频率向前, 接收者听到的却是越来越高的音频, 这个音频上的变化, 后来称为“多普勒效应”(Doppler effect). 现今, 小到公路警察查车超速, 大到宇宙浩瀚星球间的量测, 都应用到“多普勒效应”这个著名的物理法则.

多普勒注重物理与数学的结合, 认为“以数学检定重复的试验, 才能减少差误的干扰.” 他也认为“数学是表达大自然现象最好的语言.” 他表示: “科学研究的目的, 在认识万物受造的源头”; 又说: “如同许多人一样, 我曾经对信仰有许多怀疑. 多年来研究大自然的法则, 我逐渐发现法则的背后, 是上帝无穷智慧的安排. 成为科学家最大的好处, 是不用担心死后灵魂将漂泊无依. 我深信《圣经》对人类的重要, 生命是上帝赏赐的, 无论是过去或未来, 临到我身上的一切, 都是上帝最好的眷顾.”[19]

在维也纳大学最后一年, 孟德尔选修安革尔教授(或译“昂格”, Franz Unger, 1800-1870)的“植物生理学”. 安革尔对植物学的研究, 可谓站在时代的尖端, 深受外界敬重. 安革尔是奥地利人, 来自贫穷的家庭, 小时曾在“本笃会修道院”(Benedictine)[20]接受6年的教育. 他的学业成绩优异, 于1827年在维也纳大学医学系取得博士学位, 很快成为著名的医生, 1830年被聘请为奥地利皇室的医学顾问.

除了行医, 安革尔经常爬山, 发现在山区中, 不同的高度、不同的土壤、不同的坡度, 植物种类的分布也不同. 这使他认为地理与气候的差异, 可能造成植物在空间分布上的变化. 最初, 他先研究土壤, 认为植物为了适应土壤, 这类也就多种. 他接着分析植物与土壤的化学成分, 写成《土壤对植物分布的影响》(On the Influence of Soil on the Distribution of Plants). 这是最早结合植物营养学与土壤化学的研究, 开启了后来的“土壤 — 植物关系学”(Soil-plant relationship). 安革尔后来被称为“植物地理生态学之父”, 他依据研究结果提出一个重要论点: 土壤化学的成分差异虽大, 植物的化学成分差异性却很小. 换言之, 地理条件并非决定植物物种差异性的主要因素, 而是另有其他因素影响.

1838年, 两位德国科学家许莱登(Matthias Schleiden, 1804-1881)与施万(或译“舒旺”, Theodor Schwann, 1810-1882)[21]共同提出“细胞里的作用, 是生物生命的主要机制.”[22] 这时,安革尔读到他们两人的著作, 进而研读细胞学. 不久, 他提出一个新的假设(hypothesis), 主张细胞(cell)里有个机制主宰了植物在不同空间的分布. 这个论点给予孟德尔启发性与关键性的影响, 使孟德尔在进行植物杂交试验时, 所探索的不是在于外在因素, 而是内在因素 — 不是在外面的自然环境找答案, 而是直接在细胞里找解答. 这也成为孟德尔的“遗传律”与达尔文(Charles Robert Darwin, 1809-1882)的“进化论”(另译“演化论”)最大的分歧点. 遗传律主张生物物种的变异, 主要是受到细胞内遗传因子(内在因素)的影响, 而非自然环境(外在因素). 环境虽会改变, 假如遗传因子不变, 则不会产生物种的差异.

孟德尔非常敬重安革尔教授, 称之为他一生“最景仰的老师”, 因为他不仅给孟德尔生物学的装备, 也让孟德尔看到持守基督信仰和圣经真理的典范. 安革尔教导植物细胞生理学,当时还没有高倍数的显微镜, 所以安革尔在细胞学的研究进展有限. 可是, 他常对学生讲述, 细胞里有一连串的化学与物理作用, 调节生命所需, 使生命不随外界环境的改变而改变. 1851年, 安革尔写道: “上帝创造的能力, 现今依然存在细胞里.” “人类有别于所有的生物, 不只分布的区域最广, 且能在各样的环境中生存, 上帝以‘道成肉身’来救赎人类, 更显示人的尊贵.”[23]

安革尔也被称为“植物考古学之父”, 因为他是最早探索农艺植物在考古学上的功用之科学家. 安革尔曾到埃及, 调查金字塔中的小麦种子, 发现公元前2千年的埃及农夫已经能从野生种的麦类, 育种出大颗穗粒的黑麦(Triticum turgidum), 这是一种最古老的小麦.

安革尔写道: “人类愈探索大自然, 愈会发现这个世界, 曾经经过许多巨大的变化… 在这些巨大的变化中, 仍然有许多生物继续生存, 见证上帝仍然持续在创造、在修补、在复育.” 孟德尔深受安革尔的影响, 后来写道: “我不认为物种的特性, 会迅速失去其稳定性, 使其后代衍生出无尽的品种与差异. 假如只要环境改变, 就能够产生多样的物种, 那么长期以来,生长在相似环境里的农艺作物, 应该没有几种; 但是农艺作物不只种类繁多, 外形也有很大的变化, 因此一定有一个很重要、长期被人所忽略的因子(因素), 让这些长期在相似环境(生长)的植物, 产生许多的变异. 像豆科植物, 长期是农人所关照、保护的, 豆科的品种却很多. 除了极少数的例外, 我认为这么多的品种, 一定来自农夫经常给予杂交改良所产生的改变.”他总结道: “生物物种差异的决定因子, 在细胞之内.”

可是, 孟德尔的观点受到排挤. 他在1865年发表《植物杂交的试验》(Experiments in Plant Hybridisation)这篇被誉为“近代遗传学的奠基之作”, 是生命科学史最重要的一篇科学研究报告, 竟然在当代广受进化论影响的科学界中, 沉寂了35年之久.

安革尔教授不仅把孟德尔带入细胞学的领域, 也让孟德尔亲眼目睹科学研究者持守真理的风范. 安革尔最引发争议的是, 他一直在神学与科学之间, 搭建相互沟通的桥梁. 这位植物细胞生理学教授认为, 科学研究的认知, 有助于人对上帝的认知; 科学背后的假设, 常是基于神学上的探讨. 理性与信心并不冲突, 科学与信仰可以相得益彰. 因着持守这样的立场,安革尔在1848年获聘为维也纳大学教授时, 外界不信神的人士便群起反对, 攻击不断.

攻击的其中一方来自唯物论者(materialists), 认为科学里不该提到上帝. 有人挑战他说: “人类是自然产生的, 怎能说是上帝创造的?” 他的回应是: “你能解释人的心灵, 是如何产生的?” 另有人质问: “人类若有共同的起源, 怎能在很短的时间内, 散布到世界各处?” 安革尔的回应简明有力: “由植物物种分布的相似性, 起初欧、亚、非、美洲四大地区是连在一起的,澳洲是连在亚洲的南端, 所以人类很容易迁移.” 这是“大陆漂移理论”(Continental Drift)的先河, 科学界到1960年代才接受这看法.

此外, 维也纳地区的督学布鲁纳大主教(Sebastian Brunner, 1814-1893), 也常在报章上大力评击安革尔. 督学布鲁纳的论点是: 理性与信仰应该明确分开, 科学与宗教互不相容. 安革尔反击道: “假若这种论点充满课堂, 将腐化整个时代的年轻人.” 张文亮贴切表示: “科学与信仰的分离, 将使学生在科学里找不到价值、在信仰里看不到理性.”

当时, 在维也纳大学教植物生理学的有两位著名的教授, 即安革尔教授和凡瑞尔教授(Edward Fenzl, 1808-1879). 由于安革尔深受学生爱戴, 凡瑞尔心生妒嫉, 时常找机会攻击安革尔, 他甚至向政府密告有关安革尔不满政府的言论. 结果, 安革尔于1853年6月被迫离职. 虽然孟德尔与安革尔接触的时间仅有一个学期, 但他看到值得他一生学习的好榜样.[24]

(I) 一生的代课老师

1853年7月, 孟德尔参加植物生理学的期末考试, 由于安革尔被迫离开大学, 负责出题的凡瑞尔不喜欢孟德尔的答案, 结果孟德尔在自己最喜爱的科目上, 竟然不及格, 使他无法获取维也纳大学的毕业证书, 也失去直接以大学学位取得教师资格的机会.

在那个年代, 政治经常干涉教育, 一群仍对教育保持理想的人在摩拉维亚聚集, 成立了“布尔诺专科学校”(Brunn Modern School). 新上任的校长奥斯毕兹(Josef Auspitz)非常欣赏孟德尔, 便聘请他前来布尔诺专科学校作代课老师, 教授物理学和自然科学, 理由是“孟德尔有自己独特的想法, 能清楚表达自己的思想.” 时间证实奥斯毕兹校长的看法完全正确, 孟德尔这位“代课老师”以丰富的教学经验和在维也纳大学修课的经历, 很快升任为自然科学教学的规划者, 并指导新来的教师.

1856年, 奥斯毕兹再替孟德尔向教育部申请教师资格考试. 教育部接受申请, 安排他于当年5月5日考试; 可是孟德尔考前听说自然科学的主考官是凡瑞尔教授, 便以头痛为由, 撤回最后考试的机会. 这位既乐于又精于教学的孟德尔, 竟然一生都是个“代课老师”.

孟德尔并不因此灰心气馁, 他在给母亲的一封信上写道: “黎明前是最黑暗的时刻, 但是我们依然存着盼望.” 这时, 孟德尔不再为自己的遭遇自怜, 他知道神给他更重要的事去做.他在维也纳大学所受的装备, 已经足以让他坦然面对更值得打的一场争战.[25]

(文接下期)

[1] 胡斯(John Hus/Huss, 1372/73-1415)是捷克(Czechoslovakia)爱国者和宗教改革家, 布拉格(Prague)伯利恒教堂教士, 为威克里夫(John Wycliffe)辩护, 反对天主教会的专制压迫, 评击教士的奢侈堕落及教皇售卖“赎罪券”, 主张宗教改革, 为此遭逮捕, 被判火刑处死.

[2] 摩拉维亚位于奥地利、德国、波兰与捷克的边界. 自古以来, 这些国家发生战争, 摩拉维亚就受到波及.

[3] 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23-24页.

[4] 同上引, 第23-32页.

[5] 同上引, 第41页.

[6] 同上引, 第32-35页.

[7] 同上引, 第38-41页.

[8] 张文亮指出, 奥古斯丁修会产生两个了两个翻转世界文明的人: 16世纪的宗教改革家马丁·路德(Martin Luther, 1483-1546)和19世纪的“遗传学之父”孟德尔(Gregor Johann Mendel). 奥古斯丁修会主要想跟随其创办人圣奥古斯丁(St. Augustine, 主后354-430)的理念, 让教堂成为学术中心与关怀周遭病人的所在.

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

[10] 值得留意的是, 把基督徒分为两种阶级 — 神职人员(Clergy)和平信徒(Laity) — 绝不是圣经的教导, 因所有信徒皆信徒, 都有特权与责任参与事奉. 有关神职人员的制度之错谬, 请参 2004年11/12月份, 第55期《家信》的“真理战场: 我为何在那被称为‘弟兄们’的信徒当中聚会?” , 并参其附录(一)和(二).

[11] 按天主教的教导, 服事神的“神职人员”(如神父、修士、修女等等)必须守贞(或作“守童身”), 不可娶嫁, 但这与圣经教导背道而驰, 因为彼得和其余的使徒也娶妻(林前9:5); 保罗甚至表示, “禁止嫁娶”是出于那引诱人的邪灵和鬼魔的道理(提前4:1-3). 有关天主教的种种错谬, 请参 2001年2月份至4月份(第15期至17期)《家信》的“揭开真相: 天主教同于基督信仰?”

[12] 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.

[13] 张文亮著, 《遗传学之父: 孟德尔的故事》, 第41-51页.

[14] 同上引, 第51-56页.

[15] 多普勒(Christian Johann Doppler, 1803-1853)是奥地利物理学家, 发现波源与观察者相对运动时, 观察者接收到的频率和波源发出的频率不同的现象, 后被称为“多普勒效应”(Doppler effect).

[16] 张文亮著, 《遗传学之父: 孟德尔的故事》, 第56-61页.

[17] “英国皇家科学会”是指成立于1660年的“伦敦皇家学会”(Royal Society of London), 作为英国科学院(Academy of Sciences), 它是英国科学精英群集之处.

[18] 张文亮著, 《遗传学之父: 孟德尔的故事》, 第65-67页.

[19] 同上引, 第75页.

[20] “本笃会”(Benedictine)是天主教的隐修派, 由意大利的圣本尼迪克特(另译“圣本笃”, 公元480-547年)于公元529年左右创立.

[21] 施万(Theodor Schwann, 1810-1882)是德国生理学家, 提出细胞为动物结构的基本单位, 创“新陈代谢”(metabolism)一词, 奠定了组织学、胚胎学基础, 著有《关于动植物的结构和生长一致性的显微研究》.

[22] 这个发现成为细胞学的基础. 当孟德尔选修植物生理学时, 所用的课本《植物科学的基本原则》就是许莱登(Matthias Schleiden)于1842年的著作.

[23] 张文亮著, 《遗传学之父: 孟德尔的故事》, 第82页.

[24] 同上引, 第71-85页.