在生物学出现很久之前,人们就已经开始对生命进行观察。农民、渔夫、医生以及哲学家对于海里以及乡下的生物都有所了解。但生物学不仅仅只是注明细节的植物目录或鸟类野外手册,因为科学不会安静地坐着去描述世界;它会因为那些能够解释我们看到的事物的观点而跳起来大喊大叫。然而,解释要比描述困难得多。结果,在科学方法出现之前,生物学就和其他科学一样深受合理的——但是错误的——解释和观点的困扰。
以古埃及的青蛙为例。每年春天,在尼罗河淹没周边土地之后,它会留下营养丰富的淤泥,这样的土地经过农民辛勤耕耘很快就可以为国民提供食物。这种泥泞的土壤也会出产另一种在干燥的土地上不会存在的“庄稼”:青蛙。这种聒噪的生物出现得这么突然,数量又如此庞大,它们似乎是从泥巴里自己长出来的——这完全就是古埃及人认为它们形成的方式。
埃及人的理论并不是软弱无力的论证结果。在历史上的大多数时间里,勤勉的观察家们都得出了同样的结论。屠夫注意到蛆虫“出现”在肉上,农民发现老鼠“出现”在储藏麦子的粮仓里。17世纪,一位名叫扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特的化学家甚至推荐了一种利用日常材料来制造老鼠的秘方:只需在一个罐子里放少许麦粒,再放入脏内衣,然后等上21天。据说这个秘方经常奏效。
支持范·海尔蒙特混合物的理论是自然发生说——即简单的生物可以从某种非生命基础中自然产生。自古埃及以后,也或许是之前,人们相信某种生命力或者能量存在于所有生物当中。随着时间的推移,这类观念产生了一个副产品,即相信生命能量能够以某种形式注入非生命物质当中从而创造出新生命,当这种学说被亚里士多德整合成一套连贯的理论后,它获得了特别的权威。但就和17世纪某些关键的观察和实验代表着亚里士多德物理学终结的开始一样,在那个世纪科学的兴起最终对他关于生物学的观点发起了有效的攻击。在那些最值得纪念的挑战中就有意大利医生弗朗西斯科·雷迪在1668年进行的一次自然发生实验。
这是生物学历史上首批真正的科学实验之一。
雷迪的方法很简单。他找来一些广口罐,在里面放入新鲜的蛇肉、鱼和小牛肉。接着他把一部分罐子露天摆放,其他的则用类似纱布的材料或者纸遮盖起来。他假设如果自然发生说真的正确的话,在所有这三种情形下苍蝇和蛆虫都将会出现在肉上。但就像雷迪怀疑的那样,如果蛆虫是从苍蝇产下的微小的看不见的卵里出现的,那它们应该出现在露天的罐子里的肉上,而不会出现在用纸遮盖的罐子里。他还预测蛆虫会出现在其余的用纱布遮盖的罐子上,因为这里是饥饿的苍蝇可以到达的距离肉最近的地方。后来发生的情况也确实如此。
人们对于雷迪的实验态度不一。对于有些人,它似乎揭穿了自然发生说的骗局。其他人则选择忽视它,或者寻找纰漏。很多人有可能属于后一群体,因为他们在维持自己先前的信仰时存有偏见。毕竟,这个问题具有神学含义——有些人觉得自然发生说为上帝保留了一个创造生命的角色。但对于雷迪结论的怀疑也有科学方面的依据——比如,超出他所研究的生物范围再去推断,他实验的有效性将是错误的。或许他所做的全部工作只是证明了自然发生说并不适用于苍蝇吧。
难得的是,雷迪自己是一个心态开放的人——他甚至在他猜想的其他情况中发现自然发生的确会出现。最终,这个问题还将再被争论200年,直到19世纪晚期路易·巴斯德用他严谨的实验使它永远平息下来。
他的实验显示即使是微生物也不是自然发生的。虽然不是最终的答案,但雷迪的工作仍然是辉煌的。其突出之处在于,任何人都可以做类似的实验,但却没有一个人想到去这么做。
人们通常认为伟大的科学家都拥有非凡的智慧,在社会上,特别是在生意场上,我们倾向于躲开那些不能很好地融入集体的人。但正是那些与众不同的人经常能看到别人看不到东西。雷迪是一个复杂的人——他是一个科学家,但同时也很迷信,会给自己涂上油脂来预防疾病;他是医生和博物学家,但同时又是一个诗人,曾写下赞颂托斯卡纳葡萄酒的经典诗篇。至于自然发生说,只有雷迪这样足够古怪的人才会跳出常规方式进行思考,在一个科学推理还没有成为寻常事物的时代,他像科学家一样推理和行动。通过这样做,他不但使人们开始对一个无效的理论产生怀疑,还抨击了亚里士多德,并为解答生物学问题指明了一条新路径。