什么是自然发生

一项早已被证伪的科学观点，称为“自然发生”，认为有机物可以从无机物中产生。这一观点从古代一直到中世纪和近代早期都被广泛接受，对科学思想产生了深远影响，直到 19 世纪才被最终驳斥。

历史背景和观点

自然发生的观念可以追溯到数千年前的古代世界。亚里士多德和其他希腊思想家是最早系统阐述这一观点的人。根据亚里士多德的说法，如果无机物具有生命力或“精气”，它们就可能获得生命。他认为，像蠕虫、昆虫甚至老鼠这样的某些动物，可以从腐烂的有机物（如泥土或腐烂的食物）中凭空出现。这一观点主要是基于观察，例如当人们在腐肉上看到蛆虫时，他们认为蛆虫是自然发生的，而不是苍蝇的后代。

这一观念在中世纪一直很普遍，部分原因是当时对微生物学和繁殖的无知。自然发生的概念得到了宗教信仰和古代文献的强化，并被那个时代的学者和博物学家视为理所当然。例如，《圣经》中描述了埃及的青蛙瘟疫，一些人认为这是生命在适当条件下可能自发产生的证据。

理论的持久性

自然发生理论得以持续存在的原因有几个。最重要的是，当时没有科学仪器或程序来检查微生物及其繁殖方式。在没有显微镜的情况下，很难观察到许多小型物种形成的微小卵子或孢子。

此外，自然发生为生命的突然出现提供了一个简单的解释。在疾病的细菌理论尚未被发现之前，尤其是在旨在反驳该理论的研究经常进行不当或被误解的情况下，认为霉菌或蛆虫只是凭空出现的似乎是合理的。

当时的知识环境也是一个因素。该理论非常契合塑造了中世纪和文艺复兴早期哲学的经院哲学和亚里士多德主义基础。直到文艺复兴和随之而来的科学革命，对这种世界观的严肃挑战才开始出现。

挑战与考验

17 世纪，意大利医生弗朗切斯科·雷迪 (Francesco Redi) 对自然发生提出了第一个重大挑战。雷迪在 1668 年进行了广泛的实验，以调查蛆虫从腐肉中凭空产生的理论。他将一些罐子装满肉，有些敞开，有些用细纱布包裹。蛆虫仅出现在敞开的罐子里，苍蝇可以在那里产卵，这表明它们不是自然产生的，而是苍蝇的后代。

雷迪的研究并未削弱对自然发生的认同，特别是对于微生物而言。在 18 世纪，支持者声称微小的生命形式仍然可以自发形成。这一争论一直持续到 19 世纪，当时一些更细致的研究开始挑战公认的科学智慧。

决定性的打击：路易·巴斯德的实验

19 世纪 60 年代，路易·巴斯德 (Louis Pasteur) 对自然发生假说进行了最后也是最严厉的打击。巴斯德进行了一系列实验，使用装有营养肉汤的鹅颈瓶。这些瓶子独特的形状允许空气流通，但能阻止空气中的微生物污染肉汤。巴斯德注意到，在打破瓶子使空气中的颗粒物进入之前，肉汤中并没有微生物生命出现。这提供了有力的证据，表明细菌并非自发产生，而是源自其他微生物。

细菌致病理论的发现，该理论认为疾病和腐败是由微生物而不是自然发生引起的，为巴斯德的发现提供了进一步的证据。这导致了巴氏消毒法和灭菌法等技术的发展，以阻止污染和疾病，这极大地改变了我们对生物学和医学的理解。

自然发生的例子

科学中的自然发生理论，即生命可以从无生命物质中产生的观点，已被证明是错误的。这一观点基于历史观察，持续了许多年，影响了大众和科学观念，直到 19 世纪才被最终驳斥。

示例 1：亚里士多德的论述

希腊哲学家亚里士多德是最早提倡自然发生的人之一。他认为，在适当的条件下，某些生命形式可以从无生命物体中产生。例如，他提出生命可以从腐烂的物质中产生，如腐肉或泥土。根据他的观察，亚里士多德推断：

• 蛆虫和苍蝇：亚里士多德注意到腐肉上会出现蛆虫。根据他的理论，蛆虫是从腐烂的组织中凭空出现的。这一观点基于蛆虫似乎直接从肉本身出现而没有明显的亲代生物，并且经常在腐烂的残骸周围看到苍蝇。
• 青蛙和鳗鱼：亚里士多德认为，泥土和水可以产生青蛙和鳗鱼。他认为，雨季泥土和水的结合为这些动物的形成创造了理想的环境。由于他没有看到它们的整个生命周期，他得出结论，这些动物是自发地从它们的环境中演变而来的。

示例 2：食谱和中世纪的信仰

在中世纪，自然发生的观念根植于欧洲哲学。人们认为，可以通过不同的配方和条件，从非生命物质中创造生命。老鼠自发产生的观念是一个著名的例子：

谷物和抹布产生老鼠：人们普遍认为，通过将湿抹布和麦谷放入敞开的容器中，可以产生老鼠。其背后的逻辑是，抹布和谷物的热量创造了老鼠自发产生能量的理想条件。在谷仓和粮仓等自然存在这些条件的场所经常发现老鼠，这证实了这一想法。

示例 3：范·海尔蒙特的“老鼠配方”

17 世纪的医生兼化学家扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特 (Jan Baptista van Helmont) 通过提供一份详细的老鼠自然产生的配方，进一步巩固了这一理论在民众和科学界的看法。他进行了以下实验：

范·海尔蒙特的配方：范·海尔蒙特建议将一些奶酪或麦谷放入敞开的容器中，并放一条脏的衬衫或抹布。根据他的发现，大约 21 天后会产生老鼠。他得出结论，衬衫上的汗水提供了一个关键成分，当与小麦混合时，就产生了生命。这一假设一直持续到进一步的科学实验将其证伪。

示例 4：弗朗切斯科·雷迪的实验

17 世纪，意大利医生弗朗切斯科·雷迪 (Francesco Redi) 对自然发生假说提出了第一个严肃的挑战。雷迪进行了一系列实验，以反驳蛆虫自发产生的理论。

雷迪的肉类实验：雷迪将肉块装入几个罐子里。一些罐子用纱布密封，以阻止苍蝇接触肉，而另一些则敞开，让它们可以落在肉上。随着时间的推移，他发现只有敞开罐子中暴露于苍蝇的肉上有蛆虫。由于密封的罐子里没有蛆虫，因此很清楚，蛆虫的来源是苍蝇的卵，而不是肉本身。这项实验通过证明生命来源于已有的生命形式，而不是无生命物体，对于驳斥自然发生理论至关重要。

示例 5：路易·巴斯德的鹅颈瓶实验

19 世纪路易·巴斯德 (Louis Pasteur) 的工作对自然发生假说造成了沉重打击。他精心设计的实验表明，细菌并非源自无生命物质，而是源自其他微生物。

鹅颈瓶实验：巴斯德将充满营养肉汤的瓶子设计成长而弯曲的颈部（鹅颈瓶）。虽然瓶子的形状允许空气流通，但阻止了微生物进入肉汤。在煮沸肉汤以清除任何残留的微生物后，他观察到，只要瓶颈完好无损，肉汤中就没有出现微生物生命。但是，当瓶颈破裂时，肉汤开始出现微生物。这项实验通过表明生命并没有在肉汤中自发产生，而是来源于空气中的微生物孢子，从而有效地驳斥了自然发生。

示例 6：安东尼·范·列文虎克发现的“微小动物”

安东尼·范·列文虎克 (Anton van Leeuwenhoek) 对微生物的发现起初似乎支持自然发生，但他的严谨研究最终清晰地反驳了它。

水中的微生物：列文虎克在他观察到的各种水和其他物质样本中发现了微小的生命体，他称之为“微小动物”。由于这些微生物经常在静水中被发现，起初人们认为它们可能在水中自发形成。但最终，列文虎克对它们繁殖的深入研究帮助澄清了微生物源自已有的物种。

示例 7：约翰·尼德姆的实验

18 世纪，博物学家约翰·尼德姆 (John Needham) 进行了一些他认为支持自然发生的实验。

尼德姆进行了一项实验，他煮沸了羊肉汤，将其密封在烧瓶中，并观察到一段时间后，微生物继续出现在肉汤中。他因此认为生命形式是自发地从肉汤中产生的。然而，他的密封方法不是完全密封的，空气中的细菌可能会进入；而且他没有将肉汤煮沸足够长的时间来消除所有预先存在的微生物，这使得他的实验存在缺陷。

示例 8：乔治-路易·勒克莱尔·孔戴·德·布丰

有影响力的法国博物学家布丰 (Buffon) 同意在某些条件下可能发生自然发生。

有机分子：布丰推测，在适当的条件下，存在于无生命物质中的“有机分子”可能会自发地组织成生命。他认为，生命可能起源于非生命，这一事实得到了支持，因为这些有机分子具有组织成生命体的内在倾向。

示例 9：异源发生

19 世纪流行的异源发生假说认为，许多生命形式可以从不相关的生命形式中自发产生。

水螅和轮虫：异源发生的倡导者认为，像轮虫和水螅这样的简单生物可以从分解的有机物中自发产生。在草料或其他有机物浸液中观察到这些生物的出现，似乎支持了这一假设；然而，随后的研究揭示了它们复杂的生命周期和繁殖方式。

示例 10：对昆虫的看法

历史上，不同文化一直认为昆虫可以从各种有机物质中自发产生。

从牛身上产生的蜜蜂：维吉尔在他的史诗《农事诗》中记载了一个古老的传说，认为蜜蜂可以从牛的尸体中产生。一个被称为“牛生蜂”的传说，认为蜜蜂从牛的腐烂尸体中凭空出现。

古埃及人曾认为圣甲虫是从粪球中凭空产生的。这种对自发产生的误解是由于圣甲虫将粪球滚成球并将其视为产卵的地方，而鸡蛋随后被忽略了。

示例 11：营养液中的细菌

19 世纪，许多科学家仍然认为细菌可以在营养液中自发生长。

生命力理论：一些科学家推测，自然发生需要空气中存在一种“生命力”。他们认为，在营养液中，这种生命力可以导致细菌生长。这一理论后来被路易·巴斯德的鹅颈瓶实验所证伪，该实验表明细菌源自空气中的孢子，而不是生命力。

示例 12：植物和泥土

一些部落继续保持一些动物可以自发地从泥土和腐烂的植被中生长的观念。

从泥土中产生的鳗鱼：在中世纪欧洲和古罗马，人们普遍认为鳗鱼可以从泥土中自然生长。这种观念的产生源于观察到鳗鱼在雨季或洪水期之后出现在池塘和河流中，尽管它们的生命周期和繁殖行为并不为人所知。

示例 13：鹅和藤壶

另一个有趣的例子是中世纪人们认为一些鸟类，如黑雁，可能从藤壶中自发产生。

黑雁：人们曾认为黑雁起源于一种叫做藤壶的甲壳类动物。这种观念的产生可能源于黑雁和藤壶从未同时出现，因为这些鸟在检测到藤壶的时期迁徙。

总结

自然发生的概念源于对观察的误解和对生物过程知识的缺乏。这些例子表明，早期科学背后的思想是如何随着时间而变化的，以及实际数据最终如何导致自然发生被生命发生论——即生命起源于先前存在的生命——所取代。从自然发生的历史视角来看，生命起源的现代理论的发展，强调了科学研究和检验的重要性。