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洪纬读《青蛙有灵魂吗》︱为什么要重温科普达人赫胥黎

《青蛙有灵魂吗》,[英]托马斯·亨利·赫胥黎著,谢海伦译,江苏凤凰科学技术出版社2021年5月出版,264页,79.00元

读《青蛙有灵魂吗》,我完全沉浸在十九世纪的科学世界里。有时候,思绪还将我带回到二十世纪末的大学课堂里,动手解剖,观摩动物心脏的跳动、肠胃蠕动、神经反射等等的场景历历在目。“青蛙有灵魂吗”原本是英国科学家托马斯·赫胥黎(Thomas Henry Huxley)于1870年在形而上学协会会议上的一个演讲主题。我手捧着的《青蛙有灵魂吗》当中囊括的七个主题为维多利亚时代的科普热点,包括了当时的生物学前沿知识,蕴含了人们感兴趣的哲学话题,如今读来,意义已经超过了书中文字的承载力。

一、穷小子的逆袭人生

赫胥黎以支持达尔文的演化论最为知名,被世人称为达尔文的斗牛犬。这种说法给人留下了他在科学史上的地位不如达尔文的印象,颇失公允。赫胥黎自身就是一位杰出的科学家,一直为推动英国的教育改革摇旗呐喊。坊间甚至流传,没有他的鼓励,《物种起源》就没有那么快面世。

1825年,赫胥黎出生于一个中产家庭,父亲在学校任职。不幸的是,在他幼年时期,学校关闭,父亲失业了。经济支柱轰然倒塌,兄弟姐妹众多,赫胥黎八岁才得以步入学堂,仅仅接受了两年的正规教育。之后,他便开启了自学成才的道路,绘画、机械工程、德语和科学,样样精通。

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托马斯·赫胥黎

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1908年的毛囊横断面图,其中有赫胥黎层

十六岁时,他给一位行医的姐夫当学徒。十七岁那年,他获得了查令十字医院的奖学金,有幸进入大学习医。期间,他发现了人类毛囊里的一层构造,即赫胥黎层(Huxley’s layer)。这一发现成就了他的第一篇科学论文。可惜的是,在通过了初次医学考试不久,他便失去了奖学金的资助,不得已借钱度日。负债累累的他不得不放弃后半段考试,这导致了他与一纸文凭失之交臂。

为了还债,1846年,他以外科医生的身份加入海军队伍,在“响尾蛇号”上度过了四年。行医闲暇,他钻研海洋无脊椎动物,并于1849年,在伦敦皇家协会上发表了《水母家族的解剖和亲缘关系》。二十五岁时,他就当选为伦敦皇家协会会员,两年后又获得了皇家协会金奖章,可谓少年得志。

1854年,赫胥黎被伦敦皇家矿物学校聘任为博物学(Natural history)教授,开始研究脊椎动物的生理学、形态学和化石。1856年,他接受了伦敦皇家研究所的富勒讲师席位(Lectureship),转向研究胚胎学。《青蛙有灵魂吗》就很好地呈现了他的博学多才,领域涉及解剖学、神经学、细胞学、古生物学和生物演化等多个方向。

二、科普达人的先驱

相比今日盛况,科普读物和视频铺天盖地,令人眼花缭乱,在十九世纪,《圣经》才是孩子们学习的重点,传递福音才是主流,科普工作算得上是新鲜事物。赫胥黎在教学和研究之余,积极投入科普教育中,称得上科普达人的先驱。

1847年首次出版的《简爱》曾经描绘了这样的一个场景。小简爱动身去慈善学校之前,学校主管布罗克赫斯特先生来到舅妈家了解情况。当听到简爱说赞美诗相当乏味时,他表现出厌恶的神色,将她定格为品行不端的坏孩子。到了学校,简爱除了熟背《圣经》,还习得了法语、数学、绘画、女红和音乐等等知识和技能。

当时的大学教育也没能跳出类似的框架。包括牛津和剑桥两所举世闻名的大学在内,培养出礼貌、高尚、有能力和有修养的人才是高等教育的主要目标。大学在课程设置上偏重语言、理论和数学。科学研究属于专业化领域,是象牙塔之外的事情,也是教授们的业余爱好。教授们的科学发现,拿到现在来讲,只能归为民科一类。赫胥黎极力反对这个陈旧的观点,他坚持科学与经典、数学同等重要,提出大学也应该培养专业和职业人才。

十九世纪中叶是生物学科发展的重要时期,达尔文提出了演化论,孟德尔发现了遗传学基本规律,细胞学说日益成熟等等。甚至在晚晴时期,为了吸引中国人加入教会,来华传教士也创办了一系列的科普报刊,对中国传播西方近代科学技术发挥了很大作用。然而,英国精英汇集之地,大学未能跟上时代的步伐。不仅如此,民众也缺乏科学意识,不重视科学,赫胥黎对此感触颇深。如果说他最开始写科普文是为经济所迫,成名之后,向大众宣传科学已经成了他生活的一部分。不知不觉,他就成了科学的代言人。1894年,苏格兰民俗学家安德鲁·朗(Andrew Lang)曾经这样戏谑:“在英国,当人们谈论科学时,他们通常指十九世纪赫胥黎发表的文章。”

赫胥黎面向上流和中产阶层传播科学,也深入工人阶层。1868年,他担任了南伦敦工人学院院长(head of the South London Working Men’s College)一职。这所大学不仅为男性工人提供教育机会,也为妇女提供晚间课程,甚至还为他们的孩子创办了幼儿园。

在推动教育改革和向民众宣扬科学知识的道路上,赫胥黎遇见了许多盟友。在曼彻斯特的欧文斯学院,化学家亨利·罗斯科(Henry Roscoe)于1866启动了“给人民的科学课(Science Lectures for the People)”系列演讲,直到1879年才结束。讲座在市内的自由贸易厅(the Free Trade Hall)里进行。主讲人由罗斯科和他的同事开始,而后拓展到整所大学,不久就吸引了来自全国各地的著名科学家。赫胥黎不仅在此讲过文集里的《酵母》,还讲过《珊瑚和珊瑚礁》。

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19世纪的曼彻斯特自由贸易厅礼堂

英国工业革命早在十八世纪就已经开始,并催生了一系列的技术发明和发展,包括蒸汽机、珍妮纺纱机等等。人类的生产与制造方式也逐渐转为机械化。商人因此赚得盆满钵满,英国经济飞速发展。但是,从1871年的《自然》杂志为“给人民的科学课”做的介绍来看,彼时的英国科学家团体仍然缺乏组织性,他们对科学的追求热情既没有得到广大民众的完全支持,也没有受到政府的青睐。为了吸引民众和统治阶层的注意力,他们必须向人民证明科学研究对人类确实有利,向统治者证明科学研究利于国家的发展。

一周后,读者向《自然》反映,虽然座无虚席,但是听众眼神空洞,被复杂的化学成分分析搞得晕头转向。多数大学生对科学也毫无兴趣,只是为了上课而上课。这位读者认为对于农民来说,讲讲空气的组成、植物的生活、动植物的相互关系以及如何判断化肥优劣更加贴切实际。他还提出科学应该从小学抓起,好比点燃柴火必须从底部开始,熊熊烈火才可以形成,否则一切皆成枉然。

让世人重视科学,似乎还有一段很长的路可走。赫胥黎又陆续出版了生理学和动物学方面的教材。据说,1879年发行的《小龙虾传:动物学研究入门》是他专门为中学教师撰写的教材。《自然》认为这本书不是写给那些生活奢侈,头脑聪明,仅仅拥有一点碎片化的科学知识的人,而是写给那些一手翻书,一手拿着小龙虾,在显微镜底下认真观察的人。换而言之,这本书是写给那些对科学感兴趣的人。

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《小龙虾传:动物学研究入门》,[英]托马斯·亨利·赫胥黎著,风君译,江苏凤凰科学技术出版社2021年5月出版

其实在赫胥黎看来,科学并不高深莫测。简而言之,科学需要的是纯粹的好奇心、求知热情和力求完美的精神,三者还是一个循序渐进的关系。今日的科学家仍然将此挂在嘴边。赫胥黎也提到,在历史的长河中,人类的求知过程大致经过了三个阶段,先是自然常识,而后是博物学,博物学再发展为知识的最终阶段,也就是自然科学。《小龙虾传》就是从最不起眼的小动物出发,从简单常识着手,深入细致地研究,直达动物学乃至普通生物学的精髓。

赫胥黎不仅在英国受人追捧,他在全世界都有一定的知名度。严复于1897年翻译的《天演论》就出自他的“Evolution and Ethics”。1876年,当得知赫胥黎8月即将抵达美国时,全美为之振奋。当时已经有部分大学相当重视科学研究,赫胥黎即将驻足一周的耶鲁大学早在十八世纪就成立了自然科学学院,古生物学家奥瑟尼尔·马什(Othniel Charles Marsh)在恐龙化石研究方面已经名声鹊起,这些都不足以阻挡美国人对他的热情。美国科学家期待他的来访引发公众对科学研究和科学假说的兴趣,迫使大学加重自然科学在教育中的地位。

三、重温赫胥黎

对于今日的读者来说,阅读赫胥黎的文字,无疑是在免费享受一堂又一堂的生动有趣的科学史课程。他像一位中学生物老师,一边演示实验,一边耐心讲解。比如,关于神经的结构和功能:

演讲者首先将听众的注意力吸引到一根小小的指针上,这根指针和桌子上一个小型装置相连,并正在非常有规律地前后震动。引发这种震动的是一只青蛙的心脏,它在心包被打开后小心地裸露出来,一根与指针相连的针插进了它的心尖。(20页)

如果将这样的实验放到今天的课堂上来讲,在某些地区,可能已经违反了动物伦理。在前分子生物学时代,对于科学零基础的听众来说,这是一个行之有效的方法。与小动物打交道是我的工作日常,当目光停留在此时,我依然产生了一种希望复原赫胥黎课堂的冲动。读者们,你们有没有跃跃欲试的感觉?

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箭毒蛙 洪纬 摄

进入十九世纪后期,生物学不再局限于描述性、研究结构与功能之间的关系,而是发展出了许多专门化的学科。在解释酵母菌如何让糖变成了酒精和气体时,赫胥黎信手拈来最新的科学知识,顺便向听众诠释了一番什么是“致病的细菌理论”:

上面这个案例就像是一个疾病的传染过程。其实,从第一次仔细研究发酵现象开始,就不断有医生在经过深思熟虑后认为,通过传染和感染传播的发酵现象,和通过同样两种渠道传播的疾病现象之间,有着惊人的相似之处。在这种联想的基础上,研究者们提出了一种关于许多疾病的令人瞩目的理论,它已经被命名为“疾病的细菌理论”。(93-94页)

疾病的细菌理论是指一种特定的病菌可以导致一种特定的疾病,由德国学者罗伯特·科赫(Robert Koch)提出来的。在十九世纪后半叶,他通过显微镜,在死于炭疽病的奶牛血液中观察到了棒状细菌,怀疑是它们引发了疾病。他再用患病奶牛的血液感染小鼠,后者也患上了炭疽病,由此证明了炭疽杆菌引发了奶牛患病。经过系列实验,他提出了一个“四项标准”以建立微生物和疾病之间的因果关系,也就是至今仍然沿用的“科赫法则”。

不可忽略的是,相比当下,该文集存在着许多认知极限。我们大多数人都认识蘑菇,它通常如植物般长于土壤、不会行走,甚至形态都与之相像,简直就是缩小版的树。任何一位缺乏生物学知识的人,漫步在夏日的树林,偶然遇见这些伞状生物,都会想当然地将它归纳为植物。现代生物学将它明确归为真菌类,与植物毫不相干。在赫胥黎时代,真菌就被归为低等植物:

在低等植物中,伸缩性会在某些时期表现得更加明显,这是一种规律,而不是一种例外。藻类和真菌的原生质在许多情况下,会部分或完全地脱离其木质外壳,并以整个原生质体的形态运动,或者由其身体上一根或多根的颤动鞭毛的毛状延长体的伸缩力推动。(40页)

当时,生物只分为植物和动物,这种状况直到二十世纪中叶才有了变化。1955年,美国真菌学家乔治·马丁(George Willard Martin)发文质疑 “真菌是植物吗”。然而,生物研究通常耗时费力,进展缓慢,大众接受新生事物通常也需要一段时间,主流的一分为二的分类系统岿然不动。直到1969年,美国植物学家罗伯特·惠特克(Robert H. Whittaker)提出了新的分类方法。

科学就是一个不断纠错和完善的过程。赫胥黎一直在与前人对话,不断提出新见解。《酵母》提到了酒的灵魂,涉及了化学和生物学等学科。《青蛙有灵魂吗》里的灵魂则属于神经生物学领域研究范畴。

神经生物学是一个涉及解剖学、电学、生物化学和分子生物学等众多学科的领域,相当复杂。尽管早期的生理学家用青蛙进行了一系列活体实验,观察到了一些有趣的现象,对于灵魂和意识这样的问题仍然悬而未决。对于个体来说,灵魂又与“生与死”牵丝扳藤。当我问到一个六岁小孩什么是灵魂时,嗓音稚嫩却铿锵有力:“灵魂是身体的一部分,没有灵魂就没有生命。”欧洲经典小说也常常抛出类似的话题:“假使我的感觉毁灭了,假使我的肉体死了,那就没有任何生存可言吗?”这些都是对“灵魂”的拷问。

在十九世纪的科学界,关于灵魂的争论还停留在两大学派之间,一个是以怀特(Robert Whytt)为主的泛灵论,他主张灵魂存在于动物躯体的所有部位。灵魂会引起动物的感觉和随意运动。另一个以笛卡尔为主,主张动物的机械自主性,即动物的机械性运动与神经无关,可以说是与灵魂无关。看到这,我想起了运动记忆,人一旦学会骑自行车,就永远不会忘记。

在回答“青蛙是否有灵魂”这个问题上,赫胥黎提出了一系列可能性。如果青蛙有灵魂,这个灵魂是什么样子的?它可以分成多个还是不可分割?动物是否可以在灵魂缺位的时候实现有目的性的动作?

他假设两个人分别带着来自同一只青蛙的头和躯干,沿着反方向走一百英里远,当他们停下脚步时,头和躯干所执行的动作仍旧保持着目的性。如果灵魂只存在头和躯干中的一个,那么这就支持了动物机械自动性学说,说明目的性的动作过程可以在没有灵魂的帮助下由物质完成。如果说灵魂同时存在于脊髓和大脑中,这说明灵魂可分,也说明灵魂不可分。

读到这,我有点茫然。他应该也和我一样,和大多数人一样茫然,因为大脑是一个极为复杂的系统,科学家们仍然在努力探索,直到突破的到来。本书中还有关于古生物学和演化论等等知识,囿于篇幅,剩下的篇章就留给读者去一一探索吧!


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