在上个世纪四十年代,在中国开古生物研究和教学先河的美国著名的地质学家、古生物学家,北京大学教授葛利普(1870一1946)和法国卓越的地质学家、古生物学家,中国地质调查所顾问德日进(1881一1955),在北京同时“悟”出了探索生物进化的奥秘的途径。他们把生物史上的一系列突变,或生物事件称为生命的脉动(pulses orpulsation)或波动(wave)(Grabau, 1940;Teilhard de Chardin, 1955)。生物的进化现象乃是在时间的长河中展示出来的,所以我们应该遵照葛利普和德日进所指引的方向,从研究生命的波动性出发去探索生物的进化问题。
我们的这种探索直接导致的后果乃是东西方文化的一种融合,正是21世纪科学研究的大方向。
1.不同层次的生物事件和地质历史上的代纪世期(界系统阶)的划分。
根据国际地质科学联合会(2000)公布的国际地层表和古生物学家的研究,在距今5.4亿年内的显生宙,大大小小的生物事件约有900次,所以平均每隔60万年便会出现一次。它们属于最基层的“事件年”级的生物事件(简称生物事件)。
其中88次的规模比较大,古生物学家据此将显生宙划分为88个“期”;地质学家称之为88个“阶”。“阶”是地质学家利用古生物化石划分地层的“基本单元”。其中32次的规模更加大,古生物学家以此将显生宙划分为32个“世,’;地质学家称之为32个“统”。它们属于“世年”级的生物事件。其中12次的规模尤其宏大,古生物学家靠它将显生宙划分为12个“纪”。这些纪的名称现已相当普及了,如寒武纪,侏罗纪等等,它们是地质年代表中最重要的“单元”;地质学家称之为12个“系”。它们属于“纪年”级的生物事件。其中4次的规模最大,古生物学家凭它将显生宙划分为4个“代”,即早古生代,晚古生代,中生代和新生代。
所以,纵观地球的历史,最醒目的变化是生物的更迭,这种更迭是永恒的。中华传统文化称这种永恒的更迭为“生生不息”,或“生生不已”。正是因为这个道理,在不同的地质年代(如代,纪,世,期),世界上各有其不同的生物。这是研究生物进化问题也是地质纪年乃至构成问题的出发点。
2.每个生物事件,或脉动,或波动都是由一组三部曲所构成的
生物史上的种种生物事件,或脉动,或波动都可以用中华传统文化中的一个成语来概括:新陈代谢。据美国古生物学家沃利斯尔(1986)研究,生物史上的新陈代谢是以三部曲的形式来实现的。
第一幕是绝灭事件:它表现为一批旧的物种在突然之间消失了。生物是有寿命的,有生必有灭。生物的个体如此,每个物种亦然。据美国老一辈的古生物学家辛普生(1952)统计,在生物史上,物种的平均寿命是275万岁。所以,某些物种的绝灭乃是生物界最正常的现象之一。关于这个问题,老子讲过两段话“物壮则老,是谓不道,不道早已。”(第30章);“物壮则老,谓之不道,不道早已。”(第55章)两者的意思是相近的,即任何生物只要繁盛壮大了,就必然走向衰老,这叫做不合乎“道”。既然不合乎“道”,当然很快会死亡或绝灭。恩格斯在《自然辨证法》一书中则说“生就意味着死。”两者乃是相近的。
第二幕是短暂的间隔(简称“时隔”)。因为一批旧的物种已经在第一幕绝灭,而另一批新的物种在第二幕尚未诞生,所以,第二幕是三部曲中物种最为贫乏的时期。绝灭事件的规模越大,那么,第二幕的“时隔”中的物种也就越贫乏。
第三幕是辐射(或爆发)事件:它表现为一批新的物种在骤然之间诞生了,它们最终取代了在第一幕中已经消失了的那批旧的物种。这些新的种类究竟是从哪里来的呢?这是一个从空间的角度来探索生物进化的难题。经过一百多年的探索,美国匹茨堡大学的施瓦茨教授回答道:“这些新的种类似乎是从无的地方浮显出来的(Novelty seemedto appear out of nowhere)"(Schwartz,1999)。近年来施瓦茨教授在古生物学界和古人类学界非常活跃,学术成果十分丰富。所以他可以说是西方科学的一名代表人物。从另一个角度看,老子早在2000多年前,就对施瓦茨的论述有一套中国式的说法:“天下万物生于有,有生于无。”(第40章)其中关键是“有生于无”,因为生物史上约900次左右的辐射(或爆发)事件全都是“有生于无”的。对于这个达尔文的生物进化论尚未阐述清楚的问题,现在东西方的两种表述已经殊途同归了。这一事实表明,2000多年前的老子的先进思想与近代西方科学的结论乃是互通的。换言之,老子的这一先进思想是可以利用西方科学这把尺子进行测量的。
据古生物学家研究,三部曲中的绝灭事件的规模越大,那么其后出现的辐射(或爆发)事件的规模也越大,两者乃是对称的。显生宙的900次左右的生物事件,或生命的900次脉动,都是遵循着沃利斯尔所归纳得到的三部曲的模式而顺序进行的。在古生物学的发展史上,沃利斯尔(1986)的功绩是不朽的。
道家学派的另一个代表人物庄子,提出了两种“大年”(或者大年和小年)的地史概念:前者的尺度或周期为2000年,故春秋两季分别长500年;后者的尺度或周期为32, 000年,故春秋两季各长8000年。据当代的气候学家,如米切尔(1976)研究,虽然庄子想象出来的那两种大年在自然界是不存在的,但是庄子所提出的“大年”和“小年”的概念却在自然科学的研究中是有价值的。诚如米切尔所言,在衡量地球史发展运动过程中发现的16种尺度或周期中,除去其中的“1年”外,前5种的尺度或周期均小于“1年”,相当于庄子的“小年”;而后10种的尺度或周期均大于“1年”,相当于庄子的“大年”。换句话说,按照米切尔的观点,在地球上,至少存在着10种不同层次的大年。其中最高层次的大年是以2一5亿年为平均周期的宏年(Mitchell,1976;徐钦琦,2002)。早在1894年,英国卓越的思想家赫胥黎在《进化与伦理》一书中就已经提出了大年(the great year)的概念,称它是一个完整的旋回。这是各国科学家又一次“不谋而合”的例证。
据国际地质科学联合会(2000)公布的国际地层表,显生宙共包括2个宏年,4个代年,12个纪年,32个世年,88个期年和900个事件年(徐钦琦,2002)。德日进(1955)把这些大年称为“地球的星座韵律”;而葛利普(1940)则称它们为地质“年代的节律”。
不论称为“地球的星座韵律”,还是称它们为“年代的节律”,他们只所以能够被认识,都是因为在地球的深层或者表层留有遗迹(主要表现为各种不同材质的石头,特别是含石化程度较深的生物化石、古气候对地质层次造成的影响等),也就是说,“地球的星座韵律”和地质的“年代的节律”都能够以物化了的材料表示出来,令人们直观领会地球和生物的历史发展和过程的绚烂。
5.五大绝灭事件和四大爆发事件
在显生宙,生物界曾出现过四次伟大的生物事件。它们开创了四个地质年代:早古生代,晚古生代,中生代,新生代。按照沃利斯尔的观点,它们都是由一组三部曲所构成的。
第一次事件是隐生宙和显生宙的界线,距今5.4亿年。它是由埃迪卡拉动物群大绝灭一一短暂的间隔—寒武大爆发所构成的。
第二次事件是早古生代和晚古生代的界线,距今4.17亿年。它是由志留大绝灭———短暂的间隔—泥盆大爆发所构成的。
第三次事件是晚古生代和中生代的界线,距今2.5亿年。它是由二叠大绝灭———短暂的间隔———三叠大爆发所构成的。
第四次事件是中生代和新生代的界线,距今6550万年。它是由白垩大绝灭———短暂的间隔———古近大爆发所构成的。
第五次事件中的绝灭事件已在1.1万年前发生,它是更新世(Pleistocene Epoch)和全新世(Holocene Epoch)或“人类世,”(Anthropocene)的界线。
地球多姿多彩的运动在这五大绝灭事件和四大爆发事件中,得到十分集中的展示,而且在第四纪中,人类这个万物之灵生长了出来,而灭绝还在进行。人类对自然的改造呈现出一种进击的姿态,我们幸运地赶上了这一宏春时代。而在多次生灵的生生灭灭中,只有人类这种生灵,开始试图影响地球的自然进化,为此,让我们积极的热情的生活,因为我们能够目睹到我们人类对地球的作用!
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