生物學之父林奈的科學與信仰觀
最近迷上了昆蟲,繼而開始研究植物、生物和神所創造的大自然,還開始搜集昆蟲和植物做標本,打算開一個昆蟲展,讓更多人認識神所創造的美好和智慧,每一個昆蟲都是精心經過設計的,比人類設計地不知精妙多少倍,神從起初創造天地就開始啟示人類這位偉大的神,但人就是瞎眼、驕傲不願意認識這位造物主,就像聖經裡記載的: 愚頑人心裏說:“沒有神”。他們都是邪惡,行了可憎惡的事,沒有一個人行善。(詩一四:1-3) 要研究昆蟲就離不開拉丁名的起源,接下來是一篇轉載的文章,本想查考下林奈的歷史,後來找到河馬教授張文亮寫的,說地太好了。 他是十八世紀最著名的自然科學家,迄今,仍是生物科學界最具影響力的人之一。他首先提出生物界有分類的法則,因此,將生物的種類區分為綱、目、屬、種,並且以拉丁文建立生物的命名法。後來的科學界稱:「要有物理學,來了牛頓;要有生物學,來了林奈。」 林奈(Carl Linnaeus)是瑞典人,他來自一個牧師家庭,家裡並不富有,他從小就寫日記,記下生活的點點滴滴,這培養出他一生仔細觀察的習慣。他小時候成績並不傑出,他在年輕的時候讀到德漢所寫的《物理神學》一書,開始喜歡自然科學,林奈後來寫道:「這本書是為好問的人寫的,書裡提到昆蟲結構的奇妙,與風對於人的好處,啟發我思考,生物與生物之間、生物與大自然之間,為何充滿這麼有趣的關係?」他的成績開始轉好。 極地的探勘 1727年,林奈進入瑞典歷史最悠久的烏普薩拉大學(Uppsala University)唸醫學系。不過他對動植物學比對醫學有興趣,大部份的時間是在上生物學的課。1730年,他取得學位,沒有立刻去行醫,反而到瑞典北方的拉普蘭(Lapland),與一群善於馴鹿的種族─沙米(Sami)人同住。 沙米人操著與歐洲人不同的語言,在極為寒冷的地方生活著,六千年來幾乎沒有與其他的種族相來往。林奈前往該處,與沙米人一起生活,他背著背包四處爬山,觀察大自然。 生物科學分水嶺 他稱這一段時間所寫的日記是「山谷旅程」。他在其中記載著他的禱告:「上帝,祢是偉大的創造者與萬物的保守者,祢讓我們能夠爬上拉普蘭的高山,又下到最深的山谷,我讚美祢所創造的一切。」他又寫道:「大自然的體驗,使我與上帝的創造有第一手的接觸。我是個發現者,同時也是上帝的見證者。」 之後,他前往荷蘭各處的植物園研習植物。在多數人的眼中,他是一個醫學逃兵,為了研究植物,四處旅行。但是1735年,林奈將研究的心得,出版《自然系統》(Systema Naturae)一書,這是近代科學史的里程碑,他在這書裡不僅提到「雄蕊與雌蕊結構是植物分類的特徵」,而且「雄蕊、雌蕊存在的意義,不只是為了繁殖,而在顯示大自然存在一個法則,可以用此作為分類系統的基礎。」 大自然的詢問者 因這本研究報告,林奈被稱為「生物分類學之父」,自此生物學脫離醫學,成為一個獨立的學科,逐漸與物理學、化學,三足鼎立。 長期以來,科學史的研究者深感不解的是,為何林奈知道雄蕊與雌蕊的結構,存在著能將植物分類系統的特徵?當時林奈也才二十九歲,對一個這麼重大的發現,他實在是太年輕了。林奈沒有提供太多的資料給科學史的研究者,只在《自然系統》一書的開始,就引用聖經:「你且問走獸……凡活物的生命,和人類的氣息,都在祂手中。」(約伯記十二章7,10節),表明他對生物分類的假設,是源自他對上帝的信仰與他對生命的探索。 幽默的教授 1739年,林奈回到瑞典與未婚妻摩瑞(Sara-Lisa Moraea)小姐結婚,為了維持生活,他開始行醫。但是隨著《自然系統》的出版,他的名聲不斷的遠播,這種系統的分類觀,迅速被歐洲的學者所接受。1741年,瑞典皇室聘請林奈擔任烏普薩拉大學的教授,他的獲聘,使烏普薩拉大學成為當時生物學教育的中心。 林奈對生物學有重大的貢獻之外,也是一個非常幽默的老師,他的學生筆記裡還留著他上課的講述:「蒼蠅是勇敢的昆蟲,牠們可以凌空飛躍在國王的鼻子上,一下子又可以飛躍到國王的頭頂上,甚至站在皇冠上,想離開就隨時離開。」,「林奈在上課時提到聖經裡『銀鍊折斷、金罐破裂、瓶子在泉旁損壞』(傳道書十二章6),就如同老人微血管容易受阻破裂,膀胱無法承載太多的尿液,腎臟的功能也逐漸失去了。」林奈自己也寫道:「研究報告裡的一點幽默,是主食之外附加的甜點。」 地質與化石的發現 上課之餘,林奈也帶學生到山上、海邊探勘大自然,他寫道:「帶學生到大自然中擷取知識,就像把牛牽到穀舍中吃飼料般的方便。」1743年,林奈的注意力逐漸伸向地學質的研究,他出版《生長在可棲息的地球》(On the Growth of the Habitable Earth)一書,他提到地面上有巨石的遺留,與高山上有海中生物的化石,證明「地球過去曾經經歷多次的變動,而且是全球性的大變動。」 他寫道:「在上帝創造的過程中,除了挪亞時代的大洪水之外,還有其他多次劇烈的變動。愈接近地層底部的生物化石,其存在的時期,應該愈接近創造的初期。但是根據我長期的觀察,我依然不確定創世開始的那一層;因此,若是由地質證據來計算地球過去的年代,無論是用化石,或是用數學,只是現有證據之外的推估,無法確定上帝創造之初的年代。」這是林奈與近代許多科學家不同的地方,近代許多科學家單單釐定出地球不同時期的年代,但很少提及方法論背後的不確定。 探索源頭的前提 林奈繼續寫道:「若用地質與化石來探討上帝起初的創造,將如同一群瞎子進入人群中,聽眾人說這、說那,末了才知道大家都是瞎子。」林奈寫道:「上帝沒有將創造的初始狀態保留下來,這是上帝的恩慈與智慧。因為現今各樣的生物,都無法生存在創造世界時的初始狀態裡。」 洪水的證據 林奈認為上帝創造世界之後,挪亞時期的大洪水,並不是地球上惟一一次的大變動,因為當時的洪水淹沒大地,有一年之久。而有些化石裡生物的滅亡,是水突然沖上,又立刻退回所造成的,不需要一年之久;另有些古老岩石的沖刷,顯然是水流長期沖蝕所造成,一年的洪水不會產生這種現象。所以他反對當時有些宗教人士將挪亞時期洪水的記錄,當作解釋地質變化的惟一要件。 林奈寫道:「信仰自由,大地茂盛;神學壟斷,一片荒蕪。」(Where religion is free, the land flourish; where theology reigns, there is nothing but wretchedness)。 地球初期水的功能 1744年,林奈到瑞典北部波羅的海的海岸邊與海上的島嶼,如哥德蘭島(Gotland),觀察地層結構與化石。1746年,他到瑞典西南部的西約特蘭(Vastergotland)低地與瑞典南部的斯科訥(Skane)高地,觀察各地的地質,他的腳蹤幾乎遍布瑞典各地。他認為地球深受「水」的作用力影響,而且地球的水曾有一度比現今多,才會在高山上留下有海洋生物化石與岩石沖蝕的痕跡,而後逐漸的消退,這個論點稱為「水消退理論」(theory of diminishing water)。 地球初期植物的功能 地球表面的水為何會逐漸消退呢?林奈認為「植物」具有顯著的影響。這是一個很獨特的看法,早期的地質學家大多認為地球的變動會影響生物,但是林奈首先認為生物也會影響地球環境。 例如,林奈提出植物的蒸散作用能將地面的水蒸發到大氣,植物體內含有大量的水,植物死亡後形成的腐植質也能增加土壤的保水能力,海藻的含鈣物質轉成石灰石,也含一部份的礦物結晶水,所以生物改變地面上的水分配,這些作用對於人類的生存非常重要。林奈寫道:「植物的功能,能將土壤含水量接近飽和的土地轉為旱地;沒有旱地,人類就無法居住。」 旱地的需要 林奈認為,上帝創造天地(創世記一10)的第三天,上帝使旱地露出、植物生長,是上帝用植物使水分重新分佈。到了上帝創造天地的第四天,空中的水蒸氣很多,在大氣中的變動,沈降了許多雨水,這時空氣中厚雲散去,在地上可以看到太陽、月亮與星辰。到了第五天,地球上有旱地又有淡水,這是創造動物的時機。 林奈認為地質上的證據,與創世記的記載,發展的程序相符。而且他認為創世記中每日的長短也不相同,第四日的時間較短,第五日較長。 1751年,林奈發表《植物哲學誌》(Philosophia Botanica),提到植物的生長與分佈,是受到環境的影響,因此環境是生物繁殖的限制因子,這是植物─土壤─氣候關係學最早的研究。他認為植物影響環境,環境也影響植物,互相維持著大自然的平衡。 生物的命名法 1753年,林奈發表《植物種誌》(Species Plantarum),這是林奈最著名的研究報告。他在這報告裡提出「雙命名法」(binomial nomenclature),用拉丁文的屬名與種名,來命名植物。林奈用拉丁文命名,是因為這是一種不再用為口語的文字,口語會受到時代的影響改變其原意,若用非口語的文字,就能夠長期保存其原意。 林奈寫道:「亞當能給各樣的生物取名字,證明生物界一定存在命名的原則,而且這個原則存在生物身體的特徵上,亞當一看就能叫出名字。依我的研究,這些特徵可能就在動物的牙齒,鳥的嘴喙,或昆蟲的翅膀上。生物學的基礎,是由準確地給生物命名開始。」 植物與環境的關係 1754年,林奈將植物與其生長環境的關係,分為六種:「水域植物」、「山域植物」、「陰域植物」、「草域植物」、「岩域植物」、「寄生植物」。這些分類的名稱,現今依然在用。1755年,林奈提出生物存在著「自然節奏」(natural rhythm),他佈置一個花園,讓不同的花開放的時間,成為大自然的月曆,表示生命的規律性。 動物分類的特徵 同年,林奈將植物的分類延伸到動物學,提出:「若能將生物精確的分類,將為世人開一扇窗戶,認識上帝與其創造,清楚、有次序、有法則。」他提出聖經裡已有動物分類的邏輯,在聖經利未記十一章裡就用到「腳蹄有沒有分瓣」、「吃東西有沒有反芻」、「身體上的翅膀、鱗片」、「用掌行走,或是四肢在地上爬動」的方式來分類。 林奈提出,凡是有固定形體存在的皆為「物」,他用「物」(substance)的概念來區分。有形體卻沒有生命的,他稱為「礦物」;有生命卻沒有感性的(feeling),他稱為「植物」;有感性卻沒有理性的,他稱為「動物」;有感性、有理性、有靈性(soul)─能夠思考永恆與敬拜上帝的,他稱為「人物」。 各樣的生物都有其存在的功能 林奈根據這分類的邏輯,1758年依動物的形體結構區分為「哺乳類」、「鳥類」、「兩棲類」、「魚類」、「昆蟲類」與「蠕形動物類」,這成為日後生物學重要的分類。其中哺乳類這一個名詞,是他首先使用。 1757年,林奈在《有趣的自然》(De Curiositate Naturali)一書中寫到他對動物的觀察心得:「為何大自然中會有蛇、蜥蜴等長相難看或可怕的爬蟲呢?這是上帝創作的敗筆嗎?我愈觀察這些動物,愈認為這些生物有其存在的目的。當人在評量這些動物時,若能不以自己為中心,將會發現這些生物充滿了上帝創造的榮耀。」 人種的分類 林奈最後的研究,是將「人」放入自然分類的系統中。他在1749年至1760年仔細地研究,如何精確的區分「人類」。林奈寫道:「在所有的生物中,只有人能思考永恆,能對上帝感恩,能敬拜上帝,是上帝差祂獨生子耶穌所救贖的對象。」「如果生物的分類是一個階梯,人類將是最高的一階。」林奈首先建立「智人種」(Homo sapiens),而後將人類歸於哺乳類靈長目人屬智人種內。 當時已經有許多化石,呈現史前有類似人類的生物存在,這些生物有的住在森林稱為「森林人」,有的住在洞穴稱為「洞穴人」,或合稱為「山頂洞人」;有些體型矮小稱為「矮人族」。這些生物沒有尾巴、能走路,能使用簡易的工具、也有雕刻與繪畫,但是林奈不認為這些上古時代擬人的生物是人類。真正的人類或智人種,林奈的定義是「渴慕永恆」(eternal […]