達爾文的悖論

1836年4月4日，在印度洋東部廣闊的海面上，東北季風已慢慢停息，這讓夏天的海面變得風平浪靜。基林群島（Keeling Islands）由兩個小環礁及離蘇門答臘島以西970公里的27個珊瑚島合圍而成。群島邊，藍藍的海水平靜無波，觸手溫潤，令人沉醉；破碎珊瑚上的白沙閃閃發亮，令海水增加了幾分藍意。在一處岸邊，平常都會見到稍大一些的海浪，而那一天，卻異常平靜。在熱帶廣袤無邊的藍天下，查爾斯·達爾文（Charles Darwin）在水邊看起了活珊瑚。

幾個小時的時間里，達爾文走走停停，仔細觀察著那些長勢極好的珊瑚。那一年，達爾文27歲。在距離倫敦約11 300公里的這個小島上，他站在懸崖上——雙腳踩在根基位于海洋深處，而頂部幾乎觸及海面的海底山頂邊緣，思維徘徊于關于這座山峰如何形成的想法。在他的腦海里，一個猜想即將破土而出。這個猜想可以解釋這座山峰的成因，也將被證明是他科研生涯中第一個偉大的突破。同時，他也開始對另一個靈感進行探索，雖然它有些模糊，還沒有完全成形，但這個靈感最終引領達爾文登上了19世紀知識殿堂的頂峰。

在達爾文的四周，珊瑚生態系統里的各種生物迅速移動，閃閃發亮。種類之多讓人驚嘆不已，有蝴蝶魚、雀鯛、鸚嘴魚、拿破侖魚、神仙魚；此外，還可以看見金色的小魚群“仰仗”盛開的珊瑚花上的浮游生物為生，以及長有尖刺和觸手的海膽與海葵。雖然眼前的奇景令達爾文眼花繚亂，但他的思緒卻已穿過表面，去探尋更深處的秘密。4年后，達爾文出版了《乘小獵犬號環球航行》（The Voyage of the Beagle）。在書中，他寫道：“熱帶海洋里到處是有機生物，數不勝數。對這些生物充滿好奇是可以理解的。但是我個人覺得，很多自然學家在描述那些海底洞穴里的美景時，用詞不實，過于渲染。”

從那一天開始到幾周以后，達爾文并非只是沉醉于見到的海底奇景，而是一直思考著一些問題，并試圖解開那些不計其數的生物背后的秘密。在基林群島的地面上，動植物的數量和種類并不多。就植物而言，只有少量椰子樹、地衣和雜草。他寫道：“陸地上的動物，比植物還貧乏。”只能見到少量蜥蜴，很難見到真正的陸地上的鳥類。此外，就是一些隨著歐洲的船只漂洋過海“移民”到當地的老鼠。面對這種情況，達爾文不屑地搖頭說：“除了豬，再也看不到任何本地的四足動物了。”

然而，距離這片生物稀少的陸地幾米遠的珊瑚礁水域，卻是一片光怪陸離，成千上萬的生物都在蓬勃生長，其壯觀程度堪比熱帶雨林。這真是一個謎。為什么環狀珊瑚島邊的水域里可以有這么多生物存在？從印度洋里任何一處取10 000立方米的水，全面調查一下水中能找到的生物，可以發現，生物種類與達爾文筆下基林群島上動物的情況一樣，非常貧乏。倘若足夠幸運，那么在取出的水中可以見到幾十條魚。然而，在達爾文觀察的珊瑚礁邊，上千條魚隨處可見。根據達爾文自己的講述，在海洋中遇到一片珊瑚礁生態系統，就像在沙漠里遇到一片蔥蘢的綠洲。人們把這一現象稱作“達爾文的悖論”（Darwin’s Paradox）——在營養極少的水域里卻生存著大量的生物，其生態位（ecological niche）的數量多得驚人。珊瑚礁僅占地球表面積的1/1 000，然而約占海洋生命種類1/4的物種都生長在珊瑚礁邊。當1836年達爾文站在珊瑚礁邊時，他還無法取得上面的這些數據。但在那之前，他乘坐“小獵犬號”航行了4年，所見所聞足以讓他對珊瑚礁水域的生物多樣性產生研究興趣，他知道這些不同尋常的現象并非偶然。

第二天，達爾文與“小獵犬號”的船長、海軍中將詹姆斯·菲茨羅伊（James FitzRoy）一起，去勘察環狀珊瑚島的向風地帶，只見沖天巨浪沖刷著珊瑚礁的白色邊沿。對于見多了英吉利海峽或地中海平靜海面的人，會本能地為眼前翻滾的波濤所震驚（達爾文觀察到那些碎浪的力量“近似溫帶地區的烈風，且絕不會停止肆虐”）。但吸引達爾文注意力的并非海浪的壯觀，而是抵御海浪的神秘力量——組成珊瑚礁的那些微生物。

大海波濤洶涌，越過寬大的珊瑚礁，力量之大似乎無可匹敵。奇怪的是，它卻遇到了克星。這些克星表面上毫無抵抗力，似乎一攻即破。然而，并非是大海饒了珊瑚礁，相反是它死攻不下。巨浪沖過珊瑚，形成猛烈的碎浪，撲上沙灘，擊中高高的椰子樹，樹干都彎曲甚至折斷了，可見海浪威力之兇猛……然而，那些其貌不揚、個頭低矮的珊瑚礁卻屹立不倒，久攻不破。為什么呢？因為有另一種力量參與其中，并與海浪博弈。這種神秘的力量將碳酸鈣的原子與碎浪阻隔開，并把那些原子排列成一種對稱結構。盡管颶風把海浪撕扯成無數碎浪，但這種神秘的力量像建筑師一樣，一直在修筑能抵抗海浪的結構，這樣一來，還有什么能對珊瑚礁造成損害呢？

“小獵犬號”的此次出海是為了完成一些科學探索。那些微小的“建筑師”吸引了達爾文的注意，因為他認為它們就是解答那些科學探索問題的關鍵。海軍中將詹姆斯·菲茨羅伊批準出海的公文中記錄了探索的目標，其中之一就是調查環狀珊瑚島的成因。達爾文的導師查爾斯·賴爾（Charles Lyell）是一位杰出的地質學家。他提出一種新論斷，認為地殼的猛烈運動導致了海底火山的爆發，然后，珊瑚群沿著火山口周邊生成了珊瑚礁。因為火山口的形狀是圓的，所以珊瑚島便成為圓環狀。雖然導師賴爾關于地殼深處運動的理論對達爾文的影響十分深刻，但站在海灘上，看到層層碎浪沖擊珊瑚時，他知道導師關于環狀珊瑚島成因的論斷并不正確。達爾文認為，簡單的地質運動并不能解釋眼前的一切，答案應該是一種鍥而不舍的生命創造力。達爾文沉思了一會兒后，腦子里閃過一些想法，那些想法似乎正在慢慢聚集，融合成一種理論，以解釋那種偉大的生命創造力。一些思考和問題的答案，雖然尚未成形，卻漸漸地變得清晰。

幾天的考察結束后，達爾文回到“小獵犬號”上再次翻看考察日志時，他陷入了沉思，那些海浪撞擊珊瑚礁的畫面一直在他眼前不斷地浮現。他在日志上添加了一句話：“雖然我現在并不知道確切的原因，但我認為那些珊瑚島海岸水域里的壯觀景象一定有其成因。”這一句話將在30年后出現在達爾文的名著《物種起源》（On the Origin of Species）中。最終，達爾文找到了答案。