花邊插敘（這些插敘分布於全書的各個部分，與之相聯，相對獨立）
進化論與醫學：征服新的傳染疾病
2002年下半年，中國境內有數百人感染了一種未知病菌，並因此患急性肺炎
而病倒。這種疾病被命名為“嚴重急性呼吸道綜合症，”或SARS。該疾病迅速傳
播到越南、香港和加拿大，並導致數百人死亡。2003年3月，加州大學舊金山分
校的一個研究小組得到一份從SARS病體組織分離出來的病毒樣品。他們利用一種
稱為DNA微陣列的新技術，24小時之內就得到了鑑定結果。這個病毒屬於一組特
定的病毒，是一個前所未知的新成員。這個鑑定結果由其他研究人員通過不同的
技術所證實。研究人員立即開始了血液檢測方面的工作，以鑑定感染人員以便隔
離。同時，關於疾病治療、防止病毒感染的疫苗的研究工作也立即展開。
進化方面的知識在SARS病毒的鑑定過程中至關重要。該病毒的遺傳信息與其
它病毒的相似，因為他們都是從同樣的病毒進化而來的。而且，關於SARS病毒進
化歷程的知識給科學家提供了關於此疾病的重要信息，例如病毒是如何傳播的。
了解人類病原體的進化起源對於未來也非常重要，因為現存的感染因子以後會進
化產生新的更加危險的病原體。
進化論與農業：小麥的馴化
如果人類很好地理解了自然界所發生的現象，則通常能夠更好地控制它，並
用它來服務於新的目的。小麥的馴化就是例子之一。
通過從不同的考古位點搜集種子，並分析他們在長期的歷史進程中的性狀變
化，科學家們提出人類如何在歷史上改變小麥的假說。在大約1萬1千年以前，中
東人開始栽種植物以獲取糧食，而不是完全依賴於搜集或獵取野生動植物。這些
早期種植者開始儲存具有優良性狀的植物的種子，並在下一個生長季節播種。通
過這種“人工選擇”，他們創造了大量特別適於農業種植的作物。例如，通過許
多代人的努力，種植者改變了野生小麥的特性，使得小麥種子成熟後仍然留在植
株上，而且很容易把它們和外殼分離開來。在隨後的幾千年間，世界各地的居民
用類似的進化變異的方法，把其它許多野生動植物轉化成我們今天所依賴的農作
物和家養動物。
近年來，植物學家開始用小麥與來自中東及其它地區的野生親緣雜交。利用
這些雜交體，他們培育出了對於乾旱、高溫和蟲害抗性增強的小麥品種。最近，
分子生物學家從植物DNA 中鑑別出各種與優良性狀有關的基因，以便把這些基因
引入其它的作物中。這些進展有賴於對進化的了解，以便分析植物之間的關係，
尋找能夠用來改善作物的性狀。
進化論與工業：自然選擇原理的應用
自然選擇的原理在生物學以外的許多領域都得到應用。例如，化學家利用自
然選擇的原理開發具有特殊功能的新的化學分子。首先，他們利用化工技術從現
有的分子合成一些衍生物。然後，測定這些衍生物中所需要的功能。那些具有最
佳功能的衍生物被挑選出來，並用來合成新的衍生物。重複循環這一選擇過程，
最終可得到特殊功能顯著增強的化學分子。使用這種技術產生的生化酶，能夠高
效率地把玉米稈和其它農業廢物轉化成乙醇。
進化論是理論還是事實？
二者都是。但為了回答這個問題，我們需要更加深入地探討一下“理論”和
“事實”的涵義。
在日常生活中，“理論”通常是指直覺或者猜測。當人們說，“我有個理論
來解釋這到底是怎麼回事兒，”他們通常從支離破碎或模稜兩可的證據中做出結
論。
理論的科學定義和這個詞在日常生活中的意思差別很大。它是指對於自然界
某一現象的全面解釋，這種解釋由大量的經驗證據所支持。
許多科學的理論堅如磐石，不大可能被任何新的證據所撼動。比如說，不可
能會有新的證據證明地球不是圍繞着太陽旋轉（日心說），或者生物體不是由細
胞組成（細胞學說），物質不是由原子組成，或者地球表面不是被分割成在地質
年代裡移動的固體板塊（板塊構造理論）等。就像這些猶如基石的科學理論一樣，
進化論被無以數計的觀察結果和實驗數據所支持，所證實，科學家們堅信，新的
證據不可能推翻進化論的基本構想。然而，像所有的科學理論一樣，隨着新的科
學領域的出現，隨着新技術使得以前不可能進行的觀察和實驗變為現實，進化論
也將不斷地加以完善。
科學理論最重要的性質之一，就是它能夠對還沒有觀察到的自然事件或現象
作出預測。比如，萬有引力理論預測了物體在月球和其它行星上的表現，很久以
後，宇宙飛船和宇航員的實際活動證實了這一預測。發現“大淡水魚”的進化生
物學家預測，在3億7千5百萬年古老的沉積岩中，有可能找到介於魚類和有肢陸
地動物之間的動物化石。他們的發現證實了基於進化理論的預測。對於預測的證
實也反過來提高理論的可信度。
在科學中，“事實”通常是指觀察、測量或其它形式的證據。重要的是，這
些證據應當能夠在相似的條件下重複發生。科學家還用“事實”這個詞來指經過
千錘百鍊的科學解釋，對於這些解釋，已經沒有任何必要的理由繼續檢驗，或者
尋找新的實例加以反駁。就此而言，過去發生的和正在繼續的進化就是科學事實。
由於支持進化論的證據如此強大，科學家們不再質疑進化是否發生過，或是否仍
然在繼續之中。與此相反，他們積極開展進化機理的研究，弄清楚進化發生的速
率有多快，以及其它有關的問題。
同位素年代測定法
根據現代宇宙論，構成普通物質的粒子（質子、中子和電子）是在宇宙大爆
炸後冷卻時形成的。以後，這些粒子結合起來形成氫原子、氦原子和少量元素周
期表中下一個更重的元素，鋰。
宇宙里所有其它的元素是在太陽這樣的恆星，和稱為超新星的爆發星球裡面
形成的。向輕元素裡面加入中子的核反應產生更重的元素。超新星把這些元素拋
向星際空間。這些元素和宇宙大爆炸產生的氫、氦、鋰元素一起形成我們的太陽
系。
有些原子具有放射性，也就是說，他們自然地衰變為其它放射性或非放射性
原子，同時放射出亞原子顆粒和能量。每一种放射性核素都有自己的半衰期，就
是樣品中一半的原子發生衰變所需的時間。因此，放射性原子像時鐘一樣記載物
質存在的時間。通過比較物質內放射性元素量和衰變產物量，研究人員可以測出
來該物質是什麼時候形成的。這種測量方法為地球、月球、隕星和太陽系等測定
了年齡。這些測定結果表明，這些物體的年齡都是幾十億年了。
反對講授進化論的人對同位素年代測定法投以懷疑。同位素年代測定法來自
於一個多世紀的創造性研究，它代表了現代科學中基礎最為穩固的成就之一。
具有彩色翅膀的果蠅類
夏威夷的果蠅類是“輻射適應”的一個優秀例子，就是說一個祖先物種在相
對較短的時間內產生了大量的新物種。進化生物學家的注意力特別集中於大約
100個果蠅類物種，他們的翅膀大且具有絢麗的彩色斑紋。這組果蠅被稱為彩翅
果蠅類（picture-winged drosophilids），它們的遺傳物質里令人矚目地攜帶
着該組果蠅進化史的生物學記錄。
所有果蠅幼蟲的唾腺細胞都含有特殊結構的染色體，稱為多線染色體。這些
多線染色體很容易用顯微鏡觀察到，它們展示出上百條深度和大小不一的色帶。
通過這些帶型，非常容易檢測到一種稱為倒位的染色體重排。有的時候，DNA的
複製錯誤能夠導致染色體片段的翻轉。其結果是，染色體中有一段具有特異的深
淺帶型的片段定向被翻轉過來。不同果蠅種的不同染色體片段都發生過很多這樣
的倒位重排。
夏威夷群島上的單個果蠅種輻射成多物種時都伴隨有帶型變化，研究人員利
用染色體裡的帶型變化，重新構建現有的果蠅種從舊島轉移到新島，並產生新物
種的順序。例如，作為群島鏈中最年輕的“大島” 夏威夷島，現在共有26個具
有彩色翅膀的果蠅類。通過仔細檢查這些物種里特異的染色體倒位，並且與更古
老的島上的種相比較，研究人員已經確定大島上的果蠅起源於19個不同的種，它
們都通過小群果蠅（有時甚至是一隻受過精的雌蠅）來自一個更為古老的島嶼。
早期四足動物的肢體進化
分子生物學家一直在尋找和發現發育過程中控制身體各部分形成的DNA區域。
在所發現的這些DNA區域中，最重要的那些被稱為Hox基因組。
人和其它哺乳類共有39個Hox基因。每個Hox基因都控制其它類型基因的功能，
而且，同樣的Hox基因在身體的不同部分，能夠控制不同的基因組。
在種類繁多的無脊椎動物和脊椎動物中，Hox基因還涉及許多不同的解剖學
結構的發育，包括肢體、脊骨、消化系統和生殖器官等。如圖所示（圖免——譯
者），在果蠅胚胎中控制身體各部分發育的同樣的Hox基因，也控制鼠胚胎和其
它哺乳動物的身體各部分發育。圖中同樣的顏色表示同樣的Hox基因在兩種生物
中的控制活性。
Hox基因還指導魚鰭和陸地脊椎動物肢體的形成。它們在肢體動物中以不同
的方式表達，結果形成手指和腳趾。這些基因表達的變異很可能與早期四足動物
的進化有關，例如“大淡水魚”。
鯨、海豚和小鯨的進化
化石與分子生物學證據相結合，使得生物學家能夠建立比過去精確得多的進
化史。例如，最近在亞洲出土的化石揭示了一連串的生物，它們始於大約5千萬
年以前。它們首先在陸地上以獵取方式生活，然後持續地生活於海洋環境中。這
些化石記錄的證據與最近的遺傳學發現一致，也就是說，今天的鯨、海豚和小鯨
是一群稱為偶蹄動物類的陸地哺乳動物的後裔，包括今天的綿羊、山羊和長頸鹿
等。最近，對現代小鯨DNA調節系統的研究，發現了導致這些生物的祖先失去後
肢，並發育出更為流線型身體的分子變異。所有這些形式的證據都相互支持，為
深刻理解進化論增添了華彩篇章。
常見問題的回答
進化論和宗教是相互對立的嗎？
報紙和電視報道 有時候使人覺得進化論和宗教好像水火不相容，這是不對
的。許多科學家和神學家都撰文論述過，一個人既可以擁有信仰，也可以接受生
物進化論為正確的理論。許多歷史上和當代的科學家既對理解自然做出了傑出貢
獻，同時也是虔誠的宗教信仰者。同時，許多宗教人士接受進化論的真實性，許
多宗教派別發表措辭堅定的聲明以表達這一立場。（參見
http://www.ncseweb.org/resources/articles/1028_statements_from_religio
us_org_12_19_2002.asp）
毋庸諱言，分歧肯定存在。有些人拒絕所有包括“進化”這個詞的科學；而
另一些人則排斥所有形式的宗教。科學與宗教信仰的範疇非常廣泛。遺憾的是，
正好是那些占據此範疇兩個極端的人定下公眾討論的基調。但有一點是明確的，
進化論是科學，而且只有科學才能在科學的課堂里講授和學習。
相信進化論也是一種信仰嗎？
接受進化論和宗教信仰有雲泥之別。科學家對進化這一事件的信心，是建立
在由自然界各方面搜集得來的大量證據基礎之上。科學知識要想為人們所接受，
則必須抵擋住不厭其煩的檢驗、再檢驗和實驗。進化論在科學界為人們所接受，
是因為它經受住了一個多世紀成千上萬科學家的廣泛的檢驗。誠如在2006年，國
際科學院組織（一個國家科學院的國際網絡）所發布的“關於進化論教學的聲明”
所言，“地球及此行星上生命的起源和進化這一建立在證據基礎之上的事實，是
在多學科的努力下，通過很多的觀察和獨立的實驗結果所確立。”（參見
http://www.interacademies.net/Object.File/Master/6/150/Evolution%20sta
tement.pdf。）
很少有宗教信仰依賴於從自然界搜集得來的證據。與之相反，宗教信仰的重
要元素是信仰，也就是說無條件地接受事實，不管有沒有經驗證據支持或反對該
事實。科學家不能夠單獨依靠信仰來接受科學結論，因為所有的結論都必須經受
觀察結果的檢驗。因此，科學家並不像人們信仰上帝那樣，“信仰”進化論。
生物的隨機變異怎麼能夠導致更適於生存的生物？
與公眾普遍持有的印象相反，生物進化並不是隨機過程，只不過為進化提供
原始材料的生物變異並不是預先決定的，也沒有什麼特殊的目的。DNA複製時，
複製過程里的錯誤產生新的DNA序列。這些新的序列就像是進化的“實驗品”。
絕大多數突變不會改變生物的特性或適應性。但有些突變賦予生物提高生存和繁
殖能力的特性，而另一些突變則降低生物的繁殖能力。
具有有益變異的個體在種群里比其他個體有更好的繁殖能力，這個過程被稱
為“自然選擇”。有些生物種群在自然選擇條件下經過多個世代以後可能會發生
變化，能夠更好地在一定的環境條件下生存和繁殖。而有些種群則無法適應改變
的環境，最終滅絕。
圍繞着進化論還有許多問題沒有回答嗎？有很多著名的科學家否定進化論嗎？
與所有其它活躍的科學領域一樣，進化論當然還有問題需要回答。總會有新
的問題需要提出，新的情況需要考慮，以及新的途徑去研究已知現象。但進化論
本身已經徹底地檢驗過了，生物學家不再考查進化是否發生或正在繼續發生。而
且，生物學家不再辯論或質疑進化過程中的許多機理。與其它的科學領域一樣，
科學家繼續研究進化過程如何發生的機理。隨着新技術的發展使以前無法想象的
觀察和新型實驗變為可能，科學家不斷地審視和檢驗有關進化機理的證據可信度。
但這些問題的存在既不會削弱，也不會影響進化已經發生和正在繼續發生的事實。
這樣的問題也不會毀損進化論的可信度。確實，一個理論的可信度部分依賴
於為科學家提供觀察現象的解釋能力，以及在探索新的現象和觀察結果時對未知
發現的預測能力。就這一點而言，進化論過去一直是，而且繼續是現代科學裡已
知最多產的理論。
在科學的領域裡，隨着新信息和新技術的出現，即使那些基礎穩固的理論也
繼續得到檢驗和完善化。比如說，萬有引力理論在地球上為許多觀察結果所證實。
但理論科學家們利用他們對物質宇宙的理解，持續不斷地檢驗萬有引力理論在極
端情況下的局限性，例如在中子星和黑洞附近的表現怎樣。有一天，人類可能會
發現新的現象，要求我們擴展或修改萬有引力理論，正像在20世紀初葉，廣義相
對論的出現擴展了我們關於萬有引力的知識一樣。
隨着研究的不斷進行，關於進化論的新見解層出不窮。比如說，使用新的工
具和技術，科學家正在深入研究遺傳變異與生物個體的形態功能的變化之間的關
聯。
有些反對進化論教學的人，不顧語言環境地引用著名科學家的話，並宣稱這
些科學家不支持進化論。然而，仔細研究這些引言發現，這些科學家實際上是在
質疑進化如何發生的某些機理問題，而不是進化是否發生過。
有什麼證據表明宇宙的年齡有幾十億年了？
這是一個重要問題，因為地球上現有的生物非常豐富多彩，它們的進化需要
一個相當長的歷史時期才能完成。各種不同的年代測定技術獨立地證實，地球的
年齡已經是幾十億年了。測量地球、月球和隕石物質裡面的放射性元素提供了地
球和太陽系的年齡。這些測量結果相互吻合，也與放射性的物理過程一致。太陽
系和銀河系年齡的其它證據包括行星及其衛星上環形山形成的記錄、銀河系裡面
最古老星球的年齡、以及宇宙膨脹的速率等。測量宇宙大爆炸遺留下來的微波背
景輻射也支持宇宙悠遠的年齡估計。
進化論教學中引進批判性思維和“爭端”有什麼不對嗎？
批判性思維的教學沒有任何不對。學生們需要學習如何根據觀察結果完善他
們的想法，接受科學的概念。科學知識本身，就是許多代的科學家對自然世界的
問題進行批判性思維的結果。如果人類的知識寶庫要不斷地豐富下去，我們則必
須堅持不懈地重新考查和質疑科學知識。
但是，批判性思維並不意味着所有的批評都具有同等的正確性。批判性思維
必須以推理和證據的原則為基礎。討論批判性思維或爭端時，並不是說對於缺乏
基本證據的想法也要給予同樣的重視。智能設計神創論者們提出的想法不是來自
科學的推理。在科學課堂里討論這些想法是不合適的，因為它們缺乏科學證據的
支持。
最近有人呼籲在科學課堂里引進“批判性分析”，貌似漂亮，但偽裝之下大
有深遠的意義。為了在科學裡混入神創論的概念，各種企圖真是花樣百出，所用
的表達有“講授爭端”或者“講授贊成和反對進化論的觀點”等等，不一而足。
這些呼籲當中有許多直接點名攻擊進化論的教學，或其它有人認為有爭議的學科
的教學。。通過這種途徑，他們企圖將神創論者的觀點引入科學課堂，雖然科學
家們已經徹底地駁斥了這些觀點。有趣的是，在科學課程里應用批判性思維，將
把這些概念從科學課堂里排斥在外，因為它們不符合科學的標準。
進化論的基本要素中不存在科學方面的爭議。就此而言，智能設計論運動所
呼籲的“講授爭端”是沒有根據的。當然，進化論中還有許多有趣的問題需要討
論，比如說性別的進化起源、物種形成的不同機理等，這些問題的討論有充足的
理由在科學課堂里進行。然而，企圖說進化論有致命的弱點，並因此迷惑學生的
觀點純屬無中生有，因為進化論有無可爭辯的證據支持。神創論者的觀點不屬於
科學的範疇，美國最高法院和其它聯邦法院判決，把這些觀點引入科學課程違反
美國的憲法。
神創論的主要觀點是什麼？
“神創論”是一個廣義的名詞。在最一般的意義上，它拒絕科學對於自然界
的某些特徵（不管是生物學、地質學或其它學科）的解釋，而認為這些特徵是通
過某種超自然的實體或力量直接創造的（有時稱為“特創論”）。有些神創論者
相信，宇宙和地球只有幾千年的歷史，這種立場被稱為“年輕地球說”神創論。
神創論的觀點還包括，生物的複雜特徵不能由自然過程來解釋，而是需要超自然
的“智能設計師”的干預。本書後面的“進一步閱讀材料”中列出了很多書，它
們都表述了以不同的方式使用的“神創論”這個詞。
不和進化論一起講授神創論是否不公平？
科學教育的目的是為了讓學生了解科學各分支最優秀的學問。因此，科學課
程是幾個世紀以來科學研究的產物。任何概念，如果要適當地運用於學校教育中，
它首先必須成為廣為接受的科學基礎知識的一部分。比如說，解釋大陸運動和形
狀的大陸漂移學說在研究和辯論了很多年以後，才成為基礎科學課程的一部分。
隨着數據的累積，地球表面是由一系列大型板塊構成的概念日益清晰，這些板塊
不以大陸的界線為基礎，不斷地相互交錯移動。板塊構造理論（1960年代中期提
出）就是從這些數據基礎上成長起來的，它為大陸移動提供了更加完全的解釋。
新的理論還預測一些重要現象，例如地震和火山有可能在哪些地方發生。當板塊
構造理論積累了足夠的證據以後，它就為科學界廣為接受，並且成為地球科學課
程的一部分。
科學家和科學教育工作者認為，我們應該在科學課堂里講授進化論，因為它
是唯一檢驗過的，對今天的生物世界本質的全面的科學解釋，而且有無可爭辯的
證據的支持，為科學界廣為接受。與之相反，神創論者所堅持的概念沒有證據的
支持，因此遭到科學界的拒絕。
關於地球上的物種起源和多樣性，不同宗教持有很不相同的觀點和教義。由
於神創論以宗教信仰的部分信條為基礎，在科學課堂里講授意味着向學生灌輸特
殊的宗教觀點。根據美國最高法院和聯邦地方法院的好幾個主要判例，這一行為
違反美國憲法。
科學反駁宗教嗎？
科學既不證實，也不反駁宗教。科學進展對某些宗教信條發出質疑，比如說，
地球是在非常近期的年代裡產生的，太陽圍繞着地球旋轉，以及精神病是由於精
靈或魔鬼附身所導致等。但許多宗教信條所涉及的實體或概念，目前與科學的范
疇無關。因此，假設所有的宗教信條都受到科學發現的挑戰是無稽之談。
隨着科學的繼續發展，我們對自然現象的理解將更加全面，更加精確，包括
對生物進化過程更深刻的理解。如果某一現象目前還沒有科學的解釋，就說它必
定歸屬於超自然的神，這種斷言對科學和宗教是兩相侵害。神學家已經指出，隨
着科學為越來越多原本屬於超自然力量的現象提供解釋，這種“填補缺口”式的
信仰方式將危及信仰。而且，為屬於另一範疇的現象提供解釋，混淆了科學和宗
教的作用。
許多科學家都動情地撰文指出過，他們的科學研究如何增強了他們對造物者
的敬畏和理解。科學研究不會削弱或危及信仰。
名詞解釋
物種：在有性生殖的生物里，物種是指相互之間能夠交配的個體。
古生物學家：通過化石研究了解古代生物的科學家。
特性：生物的物理或行為特徵。
DNA: 脫氧核糖核酸。由稱為核苷的分子串連組成的生物大分子鏈。核苷的
序列含有細胞為了生長、分裂成子細胞和合成新蛋白質所需要的信息。
蛋白質：由稱為氨基酸的小分子鏈構成的大分子。氨基酸的序列及分子的三
維結構決定蛋白質在細胞或生物里的特殊功能。
突變：DNA里核苷序列的變化。這種變化能夠改變蛋白質的結構或蛋白質合
成的調節作用。
種群：一群同種的生物個體，個體之間的物理距離不遠，使它們能夠相互交
配。
自然選擇：由於環境特性的結果，生物個體之間不同的生存和繁殖能力。
微進化：一群生物個體內的特性變化，但不導致新物種的形成。
科學：利用證據為自然現象構建可檢驗的解釋和預測，以及通過此過程所積
累的知識。
核素：原子核里有一定數目質子和中子的原子。一種元素是根據原子核裡面
的質子數目定義的。具有同樣數目的質子，但不同數目的中子的核素是該元素的
同位素。
RNA: 核糖核酸。一種與DNA有關的分子，由稱為核苷的分子組成鏈狀。RNA
具有多種細胞功能，包括為蛋白質合成提供模板，而且能夠催化某些生物化學反
應。
沉積岩：由水、風或冰積澱的顆粒構成的岩石。
物種形成：由現有物種產生新物種的進化過程。
CT: 通過一個物體“切片式”的一系列二維X光圖像的結合，生成該物體三
維圖像的醫學成像技術。
（2008年1月6日動筆，2008年1月18日初稿及三稿）
（此稿在翻譯過程中陸續發表於網站，因此初稿及二三稿同時進行。）
