維多利亞時代，一個學院外的人花了一輩子蒐集觀察資訊，不厭其煩地思考自然界的運作方式。他在150年前提出的理論，依舊是驅動科學研究的典範。 

重點提要

●達爾文（Charles Darwin, 1809~1882）發表的《物種原始論》（或譯為《物種起源》），已歷經了150年的考驗。

●但是，他對於演化的睿見與遺傳學融合之後，演化理論擴張了，也改變了。

●演化生物學仍然必須設法解決當年困擾達爾文的同樣問題。例如，什麼是「物種」？

1835年9月，英國海軍的小獵犬號駛入了加拉巴哥群島。達爾文是船上的一員，當時26歲。他並沒注意到當地現稱為「達爾文雀」的那一群鳥，事實上，他將當中幾種錯認為厚喙鳥，虧他還是個自然學者。達爾文回到英倫後，鳥類學者兼畫家古爾德（John Gould）為小獵犬號帶回的鳥兒標本繪製圖畫，結果古爾德發現，那些鳥全是雀鳥（finche）的不同物種。

1835年9月，英國海軍的小獵犬號駛入了加拉巴哥群島。達爾文是船上的一員，當時26歲。他並沒注意到當地現稱為「達爾文雀」的那一群鳥，事實上，他將當中幾種錯認為厚喙鳥，虧他還是個自然學者。達爾文回到英倫後，鳥類學者兼畫家古爾德（John Gould）為小獵犬號帶回的鳥兒標本繪製圖畫，結果古爾德發現，那些鳥全是雀鳥（finche）的不同物種。

20年後，達爾文將雀鳥因適應不同島上的生存條件而變化這一睿見，發展成完整的生物演化理論。這理論的重點是，「自然選擇」（天擇）會確保有利於生存的性狀遺傳給未來的世代。達爾文理論的核心，歷經科學與宗教的批評，仍然是各種研究問題的起點；那些問題五花八門、無窮無盡，繼續啟發現代科學家的研究。生物學者仍在尋找實驗證據，勾勒天擇在分子層次上的運作模式，以及那個模式影響新物種形成的方式。

對達爾文雀的研究，還在提供答案。過去科學家假定演化是個緩慢的過程，人類壽命短暫，不會覺察因演化而發生的變化。哪裡知道，達爾文雀居然成為研究實時演化的理想對象，因為牠們繁殖得相當快，又彼此隔離在不同島上，很少遷徙。

1970年代起，美國普林斯頓大學的演化生物學家葛蘭特夫婦（Peter & Rosemary Grant）就把加拉巴哥群島當做一個巨大的實驗室。他們在那裡觀察的達爾文雀超過兩萬隻，結果證明「聖嬰」出現之後，氣候從濕轉乾，新世代鳥兒喙嘴與身體的平均尺寸都變了。他們也記錄了一些案例，可能是正在萌發階段的新物種。

不只葛蘭特夫婦，許多團隊都踏上了目擊演化之路。達爾文認為演化是緩慢而穩定的過程，但有時演化會以爆發性的速率發生，以年為測量單位，而非模糊的「億萬年」，否定了他的信念。非洲大裂谷大湖中的慈鯛魚、阿拉斯加的棘魚、中南美洲與加勒比地區無蹼的卵齒蟾（Eleutherodactylus），都是有名的例子。

演化思想源遠流長，甚至在蘇格拉底之前就出現了，不過古人感興趣的往往只是「適者」如何勝出。18、19世紀的學者對於生物如何演化，提出了許多想法，達爾文的祖父也提出過。…more

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原本以為週年慶是件俗事，百貨公司藉此打折扣聚攏人潮，報社也邀來社慶廣告索紅包，不料這股風已吹進學界。2005是國際物理年，慶祝愛因斯坦相對論100週年，全球點燈傳光。前年是林奈300歲冥誕，去年是王守仁在貴州龍場創「陽明學」500週年，都算是小眾的家家酒。今年就特別熱鬧了，天文學界歡慶400年前伽利略首度將望遠鏡指向夜空，說這是全球天文年，然而誰也比不上達爾文的200歲冥誕和150週年的演化論。

我蒔花養魚、敲化石、談生命興滅，總愛做些和國計民生不相干的事。從小就常被警告別玩物喪志，卻從不缺擋箭牌，偉人達爾文就是這麼過日子呀！偉人的生平和成就總被一再傳頌，但莫不過達爾文，生物學教科書說生命科學由演化論一以貫之，科普書籍只要和達爾文沾上邊就有保障銷量。達爾文的時代不知宇宙歲月和地球的板塊推移，不知細胞內的染色體、DNA和遺傳法則，而現今各領域的新發展卻一再驗證他的先知。支持者若發現了點兒新事證，就努力和演化論掛上鉤，能和達爾文同一陣線是多榮耀啊！然而反對者則是從不手軟，論戰居弱時就政治介入。

從年初開始，達爾文熱潮再度湧現，《自然》、《科學》、《國家地理雜誌》等都以大篇幅或封面故事緬懷他，我們《科學人》則用整本專輯在2月掀起高潮。長期以來，演化學界是白人男性科學家的王國，他們用冷僻的名詞、艱深的文句和哲學式的辯證，築起了東方科學家難以置喙的藩籬。最近10多年來形勢丕變，頭角崢嶸的華人古生物學家一一崛起，已知最早的動物化石、脊索動物的起源、魚的早期演化、長羽毛的恐龍、哺乳動物的興起和開花植物的起源等重要演化環節，都在中國這塊古老的土地上得到答案。華人分子生物學家對物種起源和演化發育學等摩登領域，也做了重要貢獻，這期《科學人》有相當民族自尊的成就報導。…more

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神秘的暗物質其實正包圍著地球嗎？

比起宇宙中的一般物質，暗物質所佔的比率足足多了四倍，但是它的身世依舊成謎，因為它不可見，而且可以穿透一般物質。天文學家僅可從暗物質展現出的重力發現它的存在，尤其是它會一直讓星系自旋免於分崩離析。不過，與其觀察遠處的星系來研究暗物質，天文學家更希望能在家裡就近觀察它。

美國普林斯頓高等研究院的理論物理學家艾德勒（Stephen Adler）一直認為，應該針對地球和月亮做研究。他解釋說，如果地球和月球的總質量大於它們個別的質量的總合，那麼這兩個數字的差異，就可以歸因於地球和月亮之間的暗物質了。

艾德勒這個結論部份來自於一項研究。該研究分別以繞月和繞地的「雷射地球動力衛星」（LAGEOS）來測量月球和地球的質量，這種會反射雷射光的球體衛星已經在軌道上運行了很多年。從衛星反射回來的雷射，會透露出各個衛星軌道的運行半徑以及繞行一週所需的時間。科學家可以從測量的數據計算出衛星受到多少重力的拉扯，進而推估暗物質的質量。

接下來，艾德勒藉由阿波羅任務在月球上放置的鏡子所反射的雷射，對測量地月距離的研究進行檢視。要是地球對38萬4000公里外的月球所施加的拉力異常增強，甚至超過了對1萬2300公里之外的LAGEOS衛星所施加的拉力，那麼這些增加的拉力就是來自於月球和人造衛星之間的暗物質。艾德勒在2008年10月17日的《物理期刊A》中，根據現有的資料估算出，地球和月球之間的暗物質最多可高達24兆公噸。這些暗物質或許可以解釋先鋒號、伽利略號、卡西尼號、羅塞塔號以及近地小行星會合號任務太空船在軌道上的一些異常現象。

艾德勒也推測出，暗物質可以對太陽系內的四個氣態巨行星（木星、土星、天王星、海王星）產生很大的影響。如果這些重量級的行星藉由重力捕集了暗物質，那麼暗物質粒子就有可能撞上這些行星。即使這些撞擊事件不多，但也足以讓巨行星溫度攀升，如此便能說明行星內部（甚至包括地球）的溫度何以會比現有機制能解釋的溫度還高。此外，這也能說明天王星的溫度何以低得反常。天王星古怪地傾斜，或許是因為曾遭受重大撞擊。艾德勒猜測，這個撞擊可能曾將暗物質撞開，使得天王星沒有受到暗物質加溫。…more

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