被低估的科學(xué)天才：孟德爾 不只是“豌豆修士”

在許多人心中，孟德爾只是那個(gè)在修道院花園中靜靜播種豌豆的修士——一位偶然間揭示遺傳規(guī)律的“科學(xué)先知”?？墒聦?shí)上，那不過是后人對他的簡化與浪漫化。

他不僅精通植物學(xué)，還是一位熱衷于數(shù)學(xué)、氣象、昆蟲學(xué)等多領(lǐng)域的思考者。他的實(shí)驗(yàn)不只是重復(fù)與記錄，還有對自然法則的深度凝視。遺憾的是，多達(dá)數(shù)千頁詳盡的筆記與研究，在他辭世后被焚毀，消失于塵煙之中。

今天，當(dāng)我們再次提起孟德爾，不只是為了還原他應(yīng)得的榮光，更是為了提醒自己：真正深遠(yuǎn)的價(jià)值，往往不是在熱烈的掌聲中誕生，而是在寂靜的歲月中悄然生長；它可能一度沉寂，卻終將在某個(gè)時(shí)刻開出動人的花朵。

幸運(yùn)簽

格雷戈?duì)枴っ系聽栍?822年7月20日出生在奧匈帝國的一個(gè)小鎮(zhèn)，自幼便與植物結(jié)下不解之緣。孟德爾的父親是一位農(nóng)民，專注于通過嫁接技術(shù)改良果樹。童年時(shí)通過在果園里幫助父親，孟德爾很早就熟悉了果樹改良的方法和其中存在的問題。

年輕的孟德爾曾在特羅保求學(xué)，但他體弱多病，常常因病長期缺課。例如，他18歲時(shí)進(jìn)入奧洛穆茨哲學(xué)院學(xué)習(xí)哲學(xué)和物理學(xué)，但之后卻因病休學(xué)了整整一年。由于家境赤貧，孟德爾能繼續(xù)學(xué)業(yè)，全靠妹妹特蕾西婭慷慨解囊——她把自己的嫁妝錢給了哥哥。

大約20歲或21歲時(shí)，妹妹用嫁妝提供的資助快要用完了，為了成為一名教師，孟德爾加入了圣托馬斯奧古斯丁修道院。奧古斯丁修會是天主教的一個(gè)修會，其成員畢生致力于增進(jìn)“自我認(rèn)知”和“追尋上帝”。在這種崇尚智識的文化氛圍影響下，許多修士都曾進(jìn)入大學(xué)深造，并積極投身于各項(xiàng)研究，領(lǐng)域涵蓋植物學(xué)、音樂理論等。孟德爾有幸加入的修道院位于布爾諾，該修道院的許多修士同時(shí)也是著名的植物研究專家。假如孟德爾當(dāng)初加入的是另一所不那么注重學(xué)術(shù)研究的修道院，他的名字恐怕就湮沒無聞了。

19世紀(jì)上半葉，奧匈帝國規(guī)定，想在公立學(xué)校教書必須先取得教師資格證。在將近三十歲時(shí)，孟德爾希望能去當(dāng)?shù)氐囊凰睦碇袑W(xué)（相當(dāng)于高中）教授生物和物理。孟德爾非常熱愛教學(xué)工作，相比于他如今聞名于世的科學(xué)研究，教書或許才更是他心之所向的人生道路。

然而，孟德爾獲取教師資格的過程是頗費(fèi)周折的。他參加的第一次資格考試結(jié)果是部分科目通過，部分未通過。盡管如此，他的成績還是相當(dāng)有潛力，著名的物理學(xué)家安德烈亞斯·馮·鮑姆加特納因此推薦他前往維也納大學(xué)進(jìn)修。

在維也納大學(xué)求學(xué)期間，孟德爾師從數(shù)位頗具影響力的教授，這些經(jīng)歷共同塑造了他日后在遺傳、進(jìn)化和數(shù)學(xué)方面的思想。孟德爾向安德烈亞斯·馮·埃廷斯豪森學(xué)習(xí)了組合數(shù)學(xué)，并在日后將其應(yīng)用于豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治?。孟德爾還跟隨克里斯蒂安·多普勒——也就是發(fā)現(xiàn)多普勒效應(yīng)的那位科學(xué)家——學(xué)習(xí)了如何動手操作物理實(shí)驗(yàn)。此外，孟德爾還師從弗蘭茲·翁格學(xué)習(xí)植物生物學(xué)。翁格是一位卓越的科學(xué)家，早在達(dá)爾文的《物種起源》于1859年出版之前，翁格就已經(jīng)形成了自己的一套進(jìn)化理論。

豌豆，豌豆

經(jīng)過幾年的大學(xué)深造，孟德爾于1853年回到了布爾諾修道院，腦海中正翻騰著各種實(shí)驗(yàn)想法。修道院里有一個(gè)藏書頗豐的圖書館，孟德爾獲準(zhǔn)可以取閱，館內(nèi)藏有18世紀(jì)和19世紀(jì)德國傳奇科學(xué)家們的著作。孟德爾從中了解到德國植物學(xué)家約瑟夫·科爾羅伊特所做的具有革命性意義的育種實(shí)驗(yàn)。

孟德爾還了解到另一位德國植物學(xué)家卡爾·弗里德里希·馮·格特納，這位學(xué)者將科爾羅伊特的實(shí)驗(yàn)大大向前推進(jìn)了一步。在1853年到1856年期間，孟德爾開始著手規(guī)劃他那如今已廣為人知的豌豆實(shí)驗(yàn)。

在孟德爾之前，人們都信奉“融合遺傳”的說法，認(rèn)為對性狀起作用的是雙親的血液，子代所表現(xiàn)出來的性狀是由父母融合或混合而成，子代的性狀是雙親性狀的折中。比如，一朵紅花如果和一朵白花雜交，得到的將是粉色的花。

然而孟德爾認(rèn)為，后代若只是簡單綜合父母的性狀，所有生物的性狀都將趨于相同，明顯和絢爛多彩的大自然不相符。

為了驗(yàn)證自己對遺傳規(guī)律的猜想，孟德爾從1854年開始實(shí)驗(yàn)。在先后比較了20多種生物后，孟德爾最終將豌豆確立為實(shí)驗(yàn)對象，然后又從中挑選了22種豌豆品種和7對最容易區(qū)分的性狀。

和以往的生物學(xué)家不同，孟德爾創(chuàng)造性地將數(shù)學(xué)模型引入到了生物學(xué)實(shí)驗(yàn)分析之中，這種獨(dú)創(chuàng)性注定了他能夠看到其他生物學(xué)家看不到的深層次規(guī)律。

八年間他一共種植了29000株豌豆，在反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對得出的結(jié)論進(jìn)行檢驗(yàn)后，孟德爾提出了“顯性因子”和“隱性因子”的概念，并得到了兩個(gè)遺傳重要定律：

一是分離律，決定同一性狀的成對遺傳因子彼此分離，獨(dú)立地遺傳給后代；二是自由組合律，確定不同遺傳性狀的遺傳因子間可以自由組合。它們揭示了生物遺傳奧秘的基本規(guī)律。

孟德爾就植物的遺傳規(guī)律發(fā)表了兩篇論文，也在公開場合講過自己的理論，在報(bào)紙上刊登過自己的發(fā)現(xiàn)，甚至大英百科全書上對此也有記載，但在當(dāng)時(shí)都沒有引起人們的注意。盡管如此，孟德爾晚年，依舊充滿自信地對他的好友說：“看吧，我的時(shí)代到來了?！?/p>

直到1900年，孟德爾的論文發(fā)表了34年之后，孟德爾的預(yù)言才成為現(xiàn)實(shí)。1965年，英國一位演化論專家在慶祝孟德爾上述論文發(fā)表100周年的講話中，說“一門科學(xué)完全誕生于一個(gè)人的頭腦之中，這是唯一的一個(gè)例子”。

被忽視的成就

孟德爾是一個(gè)極度耐心和勤奮的人，這些品質(zhì)讓他終身受益。例如，在他完成了著名的豌豆實(shí)驗(yàn)之后，他又繼續(xù)對十余種其他的植物進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)。孟德爾于1868年當(dāng)選為圣奧古斯丁修道院的院長。其后幾年，他的實(shí)驗(yàn)研究仍在繼續(xù)，未曾中斷，但從1873年開始逐漸放緩了腳步。

1884年1月6日，孟德爾與世長辭，享年61歲。在他的訃告里，孟德爾首先被譽(yù)為一位養(yǎng)蜂專家。布爾諾當(dāng)?shù)氐男侣剤?bào)道稱這位修士是“杰出的專家”，也是“摩拉維亞經(jīng)驗(yàn)最豐富的養(yǎng)蜂人之一”。

1884年的一個(gè)冬日，一群奧古斯丁修會的修士圍在火堆旁，將一疊疊紙張投入熊熊燃燒的火焰中。成千上萬頁的紙張——每一頁都載有手寫的文字、圖表和數(shù)據(jù)，凝聚了一生的心血在火焰中蜷曲、燃燒，其中可能包含著數(shù)十篇詳述重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的論文，但都化為烏有。究竟是誰下令燒毀孟德爾的論文和手稿，至今無人知曉。

這實(shí)在令人惋惜，因?yàn)槿缃衩系聽柕脑S多工作都被簡單歸檔了。他被簡化為僅僅一項(xiàng)成果的發(fā)現(xiàn)者——也就是遺傳定律。在學(xué)校里，學(xué)生們被要求用小寫和大寫字母（如“a a”或“A a”）進(jìn)行簡單的雜交模擬。他們只知道孟德爾培育過豌豆，除此之外知之甚少。但此人的真實(shí)面貌要深刻得多：孟德爾是最高水準(zhǔn)的天才，他在廣泛的科學(xué)領(lǐng)域都取得了重要發(fā)現(xiàn)。

孟德爾的才華還體現(xiàn)在另外三項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)中。第一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)與他精心設(shè)計(jì)的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)方法密切相關(guān)，每當(dāng)這位修士進(jìn)行兩種豌豆植株間的雜交時(shí)，他都會進(jìn)行“正交”和“反交”兩種操作。也就是說，他不僅會將綠籽豌豆的花粉授到黃籽豌豆的柱頭上，還會同時(shí)進(jìn)行反向操作——將黃籽豌豆的花粉授到綠籽豌豆的柱頭上。無論孟德爾進(jìn)行正交還是反交（即哪個(gè)親本做父本、哪個(gè)做母本），得到的子代中各種性狀的比例始終是相同的。通過這種方式，孟德爾首次提供了令人信服的量化證據(jù)，無可辯駁地證明了父母雙方對子代的遺傳貢獻(xiàn)是均等的，徹底駁斥了當(dāng)時(shí)流行的“先成論”，即生物體在父本的精子（或花粉）中就已經(jīng)完全成型，母本的卵子（或胚珠）只不過是供其生長的“容器”這一觀點(diǎn)。

孟德爾的第二項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)，雖然其功勞很少被歸于他，是他為遺傳物質(zhì)的存在提供了證據(jù)——這種物質(zhì)我們今天稱為“基因”或“染色體”。孟德爾斷定，必然存在一種具體的物質(zhì)實(shí)體（他稱之為“遺傳因子”），負(fù)責(zé)將性狀從親代傳遞給子代。他得出這一深刻見解，并非依靠直接觀察，而是完全通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹参镫s交實(shí)驗(yàn)、對實(shí)驗(yàn)結(jié)果一絲不茍的記錄，并運(yùn)用其非凡的邏輯推理能力，最終推斷出遺傳必然是通過某種物理性的分子載體來實(shí)現(xiàn)的。

孟德爾第三項(xiàng)未得到充分重視的發(fā)現(xiàn)，是他對查爾斯·達(dá)爾文在遺傳學(xué)上錯(cuò)誤觀點(diǎn)的駁斥。孟德爾在1866年發(fā)表的豌豆研究結(jié)果，后來也證明與查爾斯·達(dá)爾文的“泛生論”假說大相徑庭——盡管達(dá)爾文從未有機(jī)會意識到這一點(diǎn)。

在取得這些成就的同時(shí)，他還堅(jiān)持著養(yǎng)蜂和氣象觀測的工作。更難能可貴的是，孟德爾完成所有這些工作時(shí)，并非為了追求名利（盡管對這類榮譽(yù)的渴望或許潛藏在他心底的某個(gè)角落）。在他留存下來的零散文字記錄中，有一首他年輕時(shí)創(chuàng)作的詩。詩的一節(jié)驚人地預(yù)示了未來：“倘若我死而復(fù)生，得親眼所見，我的畢生之作，于后世繁榮不衰！”