前言
達爾文的偉大發現
「可憐的老兄。他就這樣站在那兒盯著那朵黃花，一看就是好幾分鐘。」園丁說：「他如果能找點事做，應該會比較好。」
園丁口中的老兄就是他的老闆——查爾斯．達爾文，一位英國紳士。園丁不知道的是，達爾文花大把時間觀察大自然，就是在做事。他正計畫掀起一場科學革命。
一八五九年，達爾文出版了《物種起源》（On the Origin of Species），這場革命就此展開。不到幾天，這本書就銷售一空。《物種起源》掀起的喧囂甚至不只在科學領域，最後，它澈底改變了人類看待所有生命的方式。
二〇一五年，某個集結英國書商、圖書館員、出版商與學者的平臺，列舉了二十本史上最重要的學術與理論書籍，並請大眾投票，從中選出影響世界最鉅的書。榜首就是達爾文的《物種起源》。
甲蟲、小獵犬號與藤壺
一八〇九年，達爾文出生於英格蘭什魯斯伯里。達爾文小時候並不是個傑出的學生，他的父親更曾憤怒的對他說：「你只會讓自己與家人蒙羞。」達爾文曾經被送到蘇格蘭的醫學院讀書，好讓他可以跟父親一樣成為醫生，但是他始終對醫學興趣缺缺。當時還沒發展出能讓病人失去意識的麻醉技術，因此手術現場裡有許多飽受驚嚇、不斷尖叫的病人，這讓達爾文感到相當厭惡。一八二八年，達爾文轉學到劍橋大學基督學院，學習當牧師。
當時達爾文對自然史已有相當濃厚的興趣。自然史的定義廣泛，包括研究自然界的所有學問，例如岩石、化石、天氣、地理與生命科學等。在達爾文的時代，研究自然史的人稱為自然史學家或博物學家。自然史學家可能會在學院裡擔任教授或講師，也可能在博物館工作，許多從事其他職業的人也會為了工作所需，而投入自然史研究。離開醫學院的達爾文，即將投入的牧師工作，也是個可以身兼自然史學家的職業。
達爾文最熱中的領域是地質與生命科學。他也是狂熱的甲蟲標本收藏家，曾蒐集到某件還未被發現的新物種標本，後來科學期刊還對此貢獻表達了感謝。
達爾文在大學時代找到了一群對自然史也有強烈興趣的學生與教授。他開始成為大家眼中充滿前途的自然史學家。一八三一年，達爾文完成學業，受邀登上英國皇家海軍小獵犬號（HMS Beagle）巡航全球。他以非正式的身分加入，身兼自然史學家及艦長的朋友。這趟旅程歷時將近五年，多數時間都在南美洲沿岸一帶航行，途經大溪地、紐西蘭與南非。在這五年間，他們造訪了雨林、沙漠、草地與珊瑚礁等環境，達爾文沒有放過任何四處探索的機會，到處蒐集昆蟲、植物與動物。
小獵犬號曾經在南美洲西邊的加拉巴哥群島（Galápagos Islands）待了一個月。在那裡，有各種多變的生物型散布在當地幾座火山小島上，達爾文對此相當驚訝，也蒐集了許多標本。靠著在小獵犬號的旅程觀察到的一切，包括在加拉巴哥群島蒐集到的重要鳥類標本，達爾文完成了革命性的研究成果。
自此之後，達爾文這一生就沒有再踏上任何這般規模的旅程，他也從未真的當上牧師。家族的經濟支持與聰明的理財投資，讓達爾文不用為了生活而工作賺錢。小獵犬號的海上旅程結束後，他開始全心投入自然史學研究。另外，他也在航行途中不斷與眾多自然史學家往返書信，因此累積了名氣。回到英國之後，他寫了一本有關小獵犬號的書，也為這段旅程編寫了一套五冊的動物學書籍，以及一套三冊的地質學書籍。
在此同時，達爾文與他的表姊艾瑪．維奇伍德結婚。他們共組家庭，住進名為「唐屋」的鄉村別墅，在此度過餘生。一八四六到一八五四年間，他在這裡專心致力於研究計畫，目標是強化生物學知識，扎穩身為嚴謹科學家的聲譽。
當時能稱為生物學家的人，必須是某些物種的專家。達爾文選擇鑽研藤壺。藤壺是螃蟹與龍蝦的近親，常常會攀附在岩石、船隻或其他動物身上。有好幾年的時間，達爾文家中每個角落都塞滿了藤壺標本。這些標本對達爾文的孩子來說是，日常生活中理所當然的一部分，其中一個孩子還曾問他的朋友：「你爸爸都把藤壺收在哪裡？」一八五一到一八五四年，達爾文發表了四冊關於藤壺活體與化石的研究成果，在當時是該領域的先驅。直至今日，藤壺研究者仍然相當仰賴這些研究成果。
不過，早在達爾文結婚並展開藤壺研究之前，他一直悄悄的研究另一個概念，那是在小獵犬號旅途中產生的想法。正是這個想法，讓達爾文成為史上最知名也最具爭議的自然史學家。他把這個想法稱為「物種問題」。
偉大的想法
達爾文正在思考的是，物種如何在漫長的時間中改變。不過，他並不是第一位關注這個問題的自然史學家。不只當時，更早之前的幾位自然史學家都曾經琢磨過這個問題，他們稱之為「物種演變」；「演變」（transmutation）的意思就是「形態改變」。其實，達爾文的爺爺伊拉斯謨斯．達爾文也曾經出版過幾本書來談論這個主題。
物種可能突變或可永久改變的想法，在達爾文那個時代非常難被大家接受，甚至連許多科學家也是如此。傳統觀念是認為當下所有物種的模樣都是由神直接創造。某些自然史學家確實也曾認為物種會隨著時間改變，但是關於物種究竟「如何」改變，支持「物種演變」的科學家卻一直無法提出令人信服的解釋。
達爾文將提出有力的解釋。
達爾文早期針對「物種問題」的研究，一一寫在他那本從一八三七年開始撰寫的筆記本中。在小獵犬號航行期間，他對於南美洲各地遍布了多元的植物與動物物種，感到相當震驚。他也發現當地的化石根本就像是南美洲大陸上現存與已絕種生物之間的連結。他在很久之後寫道：「這些證據，宛如照亮物種問題的曙光。」為了解開物種如何出現的謎題，達爾文開始蒐集更多證據。
到了一八三八年末，達爾文完成了他的理論。一八四二年，他完成了研究成果摘要，兩年後，又寫下了較長的版本。他在寫給自然史學家朋友喬瑟夫．胡克（Joseph Hooker）的一封信中，首度分享了自己對物種問題的想法。達爾文寫道：「幾道閃光出現了，而我幾乎要被說服。物種並非無法演變（無法改變）。寫下這句話，讓我覺得像在承認自己犯了謀殺罪一樣。」他又補充道：「我已經想通了，我想到了物種可以巧妙改變的方法。」
達爾文指出，生命不僅可以改變，還經常在一代與一代之間產生變化。改變也許很細微，但是一旦拉長時間，這些改變就會在親代傳到後代的過程中，一步步累積成為愈來愈大的差異，直到新的物種誕生。達爾文把這個過程稱為「累世修飾」（descent with modification），另一種說法就是「演化」。
達爾文理論的核心就是解釋物種「如何」產生這種改變，他將此過程稱為「天擇」。達爾文花了二十年的歲月蒐集這個理論的支持證據，最終完成了《物種起源》。
達爾文的所知與未知
達爾文雖然對「物種問題」做出重大突破，但是他的研究仍然局限於當時的科學知識框架。科學的新進展幫助了他，但他的面前還是擺著一道已知知識的鴻溝。
在達爾文的時代，多數科學家與一般大眾普遍都接受「深邃時間」（deep time）的概念，也就是現在所謂的「地質時間」。這個概念由十八世紀的蘇格蘭
地質學家詹姆斯．赫登（James Hutton）提出。他表示，透過地質學所能得知的
地球歷史其實非常非常長，比前人的想像都長上許多。
傑出的英國地質學家查爾斯．萊爾（Charles Lyell）將地質時間的概念繼續發展，認為地球的年齡超過三億年，達爾文在《物種起源》一書也沿用這個年齡。地球擁有非常漫長的歲月，這一點在達爾文的理論中相當重要，因為天擇造成的演化需要相當綿長的時間。不過，不論是萊爾或達爾文，與真正的地質時間相比，他們都只搔到了皮毛。現在科學家所計算的地球年齡大約是四十五億四千萬年。
在達爾文誕生的很久之前，人們想不通為什麼偶爾會從地底挖出一些奇形怪狀的石頭。尤其令人困惑的是，有些海貝石頭是在離海邊很遠的山頂挖到的，還有一些岩石看起來像未知的怪物。到了達爾文的時代，大多數的自然史學家都知道，這些怪異的東西就是化石，是曾經活生生的植物或動物留下的遺骸。
一八二〇年代開始，恐龍化石開啟了另一扇窗，讓我們看見遙遠的過去曾生存著與現代極為不同且豐富的生物。多數自然史學家都同意這些奇異的生物現在已經絕種，但他們都無法解釋恐龍為何會滅絕。有關物種可能逐漸滅絕的知識，成為了達爾文理論的一部分，指的是新物種是從早期的原有物種發展而來並取而代之，而這些知識只能從化石得知。然而，當時的科學家並不知道地球曾經歷數次重大滅絕災難，有高比例的物種在非常短暫的地質時間裡消失。
另一件達爾文不知道的事，則是生物的性狀究竟如何從親代傳給子代。他在《物種起源》中承認，遺傳機制仍然是個謎團。不過很明顯的，生物性狀確實會代代相傳，這個現象也是達爾文理論的基礎。後來諸如DNA、基因與染色體等遺傳機制的研究發現，也強化了達爾文的理論。
達爾文的理論解釋了生物如何隨著時間改變形態。但他並沒有提到生命本身為何會出現。而這也是現今科學家仍然努力試著解開的謎題。
達爾文的困境
為什麼宣稱物種有能力做出永久改變，會讓達爾文有「承認自己犯了謀殺罪」的感覺呢？為什麼發表研究成果會需要等待如此漫長的時間？原因之一，即是一八四四年出版的《造物自然史的遺跡》（Vestiges of the Natural History of Creation）。這本書受到當時社會大眾與許多科學家群起圍剿。作者羅伯特．錢伯斯（Robert Chambers）表示，物種並非來自於神聖造物，而是必定經過某些自然的演變。達爾文的個性溫柔且害羞。他不希望面對狂暴的批評甚至辱罵，但他很確定自己的研究成果一定會遭遇可怖的風暴。
另一個原因，則是達爾文希望他的理論背後有豐富的證據支持。他花了許多年累積證據，反覆測試理論的每一部分，確保自己在面對每一個可能的問題與批評時，都準備好了答案。在這段期間，他對藤壺的耐心研究不僅增強了他在科學領域的名望，同時也強化了理論的力道。
不僅如此，達爾文不斷被一次次耗時許久的疾病纏身，每次發病都讓他竭盡心力，難以進行研究工作。一八四八年，他經歷了父親去世；一八五一年，又再度失去心愛的女兒安妮，無盡的傷痛也使得研究進程慢了下來。不過，在植物學家胡克與地質學家萊爾的連番催促下，達爾文終於在一八五六年開始動筆撰寫這本他稱為「永遠寫不完的物種書」。
兩年後，達爾文完成了超過半本書，此時卻收到一個令他震驚的重大消息。英國自然史學家亞爾佛德．羅素．華萊士（Alfred Russel Wallace）從現今隸屬於印尼的某座小島寫信給達爾文，想要聽一聽達爾文對他剛寫好的論文有什麼建議。這是一篇關於新物種如何誕生的論文。達爾文一面讀著華萊士的論文，一面發現他的理論與自己花了極長時間研究的天擇理論，幾乎完全相同。
達爾文不想對華萊士不公，但他也知道自己是第一個想出這個理論的人。他轉而詢問萊爾的意見。最後，萊爾與胡克一起安排了一場科學研討會，會中一同高聲朗誦達爾文一八四四年的部分研究摘要，以及華萊士的論文。達爾文與華萊士共享了這項發現的殊榮，但很明顯的，達爾文是第一個想出這個概念的人。
《物種起源》的當時與現今
理論公開之後，達爾文匆忙的完成了他的書，比原本預期得更精簡，並以《物種起源》為書名出版。一如他所擔心的，這本書在一八五九年出版的當下立刻造成轟動。有的科學家支持達爾文的理論，有的則斷然反對。許多宗教信徒與神職人員都認為，這種生命由自然操控而非神定法則的想法，實在駭人聽聞。不過，某些具領導地位的牧師公開表示支持達爾文，指出演化理論並沒有把上帝摒除在外。美國傳教士亨利．沃德．畢徹（Henry Ward Beecher）寫道：「對我而言，演化論是神定法則如何造物的發現。」
直到一八八二年，達爾文逝世，《物種起源》引起的爭論依舊沒有停歇，但他的演化觀點已經被多數科學家接受。雖然天擇概念花了比演化機制更長的時間才被接納，但是天擇的證據持續累積。到了今日，天擇驅動的演化理論已經被大家視為生物學的基礎。
達爾文把《物種起源》稱為「一段長長的論證」，因為這個理論認為物種並不是一個個獨自創造出來，而是繼承自其他物種。這是一本謹慎構築的科學概念模型，讓我們看見一位科學家如何努力找出問題的答案。科學家首先會蒐集能幫助解答問題的背景研究，接著想出似乎可以解釋所有證據的答案，稱為「假說」。下一步就是測試假說，可以透過實驗，或是尋找支持或反對假說的證據（達爾文則是雙管齊下）。最後，科學家會分析實驗結果，看看結論是否符合自己的假說。
達爾文想要解決的問題就是「物種如何出現？」。《物種起源》一一列出了達爾文回答這個問題的每個步驟。他是從一個眾所皆知的事實開始：農夫或育種者從人工耕種的作物或人工飼養的動物中，創造了擁有新特徵或習性的新變種。在達爾文的時代，許多人都非常熟悉耕種作物與飼養家畜，這是當時民眾日常生活的一部分。作物與家畜育種者所創造的改變就是達爾文論證的第一步。接著他告訴大家，只要生命存在，同樣的事情就會不斷的發生，以更長的時間、更大的規模遍及整個大自然。
達爾文偉大的理論將會從本書的第一章展開，讓我們仔細看看平凡的鴿
子與玫瑰吧。
關於本書
本書改編自《物種起源》一八五九年的第一版，我們以幾個不同面向進行了修編與改寫。
首先，我們縮減了達爾文的原版內容。原版《物種起源》的所有章節分量都是本書章節的三倍以上。本書也省略了原版某些已經過時的部分。例如，雖然達爾文在第五章談到的遺傳論點很合理，但是某些部分現在已經知道並不精確，所以刪除了。
另外，由於達爾文知道當時一般大眾很難接受這個理論，所以在原版的《物種起源》裡堆砌出如山一般大量的佐證。為了節省篇幅，本書大多把例證減少為一、兩個。所有章節內容也都簡化或縮短成比較容易閱讀的長度。例如第十一章整合了達爾文在原版花了兩章討論的篇幅。這些修改的目的是保留達爾文的思想架構，並讓內容流暢表達。
第二，我們在許多地方簡化了達爾文的用字，較長的句子與段落也拆解成比較短的。某些不常見的字詞也換成了比較常見的（書末也有收錄專有名詞解釋）。同樣的，我們的目標是盡量呈現達爾文原版的用語，尤其是許多優美、充滿熱情且知名的句子。
第三，部分章節換了新標題，內文旁偶爾也會插入簡短的名詞定義與注解。有時候，你也會看到像是這篇文章的色塊短文。這些注解與短文都是特別為了本書而寫，並非出自《物種起源》。就像書中的照片與繪圖一樣，這些文章是為了讓達爾文時代的科學跟上現在的進展，填補當時的他還不知道的空白，並告訴各位讀者演化概念後來朝向哪些方向演變。
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