达尔文的思想也许能够解释马蹄，但它能够解释生物的基础吗？</p>
从某种意义上讲，生物学的历史是由一系列的黑匣子组成的；当 一个黑匣子被打开，另一个黑匣子就自然显露出来。</p>
黑匣子是一个奇怪的术语，它是指具有一定功能的物品，但由于其内在机制不为人所见，或有时因为难以理解而给人一种神秘感。计算机就是黑匣子的一个最好的实例。</p>
大多数人在使用这个神奇的机器时根本不必明确知道它是如何工作的，你可以处理文字、画表格或玩游戏而完全不必考虑主机内在做什么。</p>
想象一下我们把一台装有长命电池的计算机运回到1000多年以前的亚瑟王的院子里，那个时代的人们看到这台古怪的机器会作何反应？</p>
也许大多数人会感到畏惧，也许有幸有人想弄明白它，有的人会发现，一碰到键盘荧屏上出现了字母。</p>
一些与计算机命令有关的一串字符会改变屏幕显示的内容，过一会他就会弄懂许多条命令。那些中世纪的英国人会认为他们已经揭开了计算机的秘密。</p>
与此同时，碰巧有人打开机壳探视机内工作原理，一时间“计算机工作原理”这一理论的发现反被认为是极其幼稚的。逐渐被揭秘的黑匣子也许会显露出另一个黑匣子。</p>
在古代，生物学本身就是一个黑匣子。因为没有人能对生物现象作出解释。</p>
古代人呆呆地面对植物或动物，在深不可测的技术面前想弄个究竟，可他们真的是在黑暗中摸索。</p>
最早期的生物研究只能是采取最原始的方法。即用肉眼观察。大约公元前400年，那个被西方人尊为“医师之父”的希波克拉底时代，一些书中描述一些常见病症状时认为生病与饮食和其他生理原因有关，并非上帝所为。</p>
尽管具有良好的开端，但面对生物的内在机理，那些古代人还是茫然不知所措，他们认为一切事物都是由土、气、火、水四种因素组成。</p>
而生物被认为是由四种“体液”组成：血液、黄胆汁、黑胆汁和粘液。当时的西方人还坚持认为所有疾病都是因为其中一种体液过多所致。</p>
古希腊最伟大的生物学家、也是最伟大的哲学家亚里士多德于希波克拉底在世时出生。与所有前人不同的是。他认识到了对自然的认识需要系统的观察和研究。</p>
通过认真仔细的研究他认识到生物界是存在着惊人的秩序性，这使生物研究向前迈出了重要的第一步。</p>
亚里士多德将动物归为两大类，有血液的和无血液的。这和现代的脊椎动物和非脊椎动物分类基本上是一致的。</p>
在脊椎动物中他发现了哺乳类、鸟类和鱼类。他将两栖动物和爬行动物单列为一类，而将蛇单归为一类。</p>
他的观察没有仪器的帮助，但亚里士多德的许多推理和认识是正确而合理的，尽管是在他去世几千年之后人们才获得了这些认识。</p>
在亚里士多德之后的近千年中。仅出现几位重要的生物学家。其中之一就是盖伦，他是公元2世纪罗马的一位内科医生。</p>
盖伦的研究表明，要理解生物现象，仅通过对植物内外部仔细研究是不够的。例如，盖伦试图了解动物器官的功能，尽管他知道心脏是输出血液的器官，但仅通过观察，他无法知道血液循环最终又回到心脏。</p>
盖伦错误地认为从心脏输出的血液是用来“灌溉”其他组织器官。同时体内不断造出新的血液以供给心脏。他的这种认识一直被当作教学内容沿用了近1500年。</p>
1500年，这是一个什么时间的概念。一种错误的知识被供奉在科学神坛上15个世纪！</p>
直到17世纪才有一位叫威廉?哈利的英国人提出了血液不断地朝一个方向流动，循环一周又流回到心脏的理论。</p>
哈利计算出，如果心脏每跳动一次就能输出两盎司血液，按心脏每分钟跳动72次计算，那么，一个小时心脏就能输出540镑血液，也就是人体重的三倍！</p>
既然在这么短的时间内造出那么多血是显然不可能的，血液一定是被反复地利用了。</p>
哈利用这种逻辑推理借助于容易计算的阿拉伯数字，来证明一种观察不到的活动可以说是前所未有的，它为现代生物学理论 奠定了又一个新的基础。</p>
第一个突破就是发明了显微镜，伽利略用这种显微镜惊奇地发现了昆虫的复眼。斯太勒用它观察蜜蜂和象鼻虫的眼睛、舌头、触角和其他部位。</p>
马尔皮菲证实了血液是通过毛细管循环的，并描述了小鸡心脏初期胚胎的发育情况。奈希未阿?格鲁用它观察过植物，斯威沫德姆用它解剖过蜉蝣。</p>
利文卢克是第一个用它观察细胞的人；罗伯特?胡克对软木塞和树叶进行过观察和描述尽管他忽略了这些东西的重要性。</p>
自此，一场难以预料的微观世界的研究开始了。为了推翻有关生物的论断，查尔斯?辛格这位科学家、历史学家这样写道：“由此而 展现的生物无限的复杂性与伽利略为我们上一代人揭示的有序而壮丽的天文世界一样在哲学上都是有鼓动性的，尽管后者用了很长时间才深入人心。”</p>
换句话说，有时新的黑匣子的出现要求人类对所有的理论加以修正。在这种情况下，难免会出现极大的不情愿。</p>
到了19世纪初期，生物细胞理论终于由马歇尔?施雷顿和希奥多?施万提了出来。</p>
施雷顿最初从事植物组织的研究。他所提出的中心论点是有关细胞内的重要的黑点，也即是细胞核的存在。</p>
而施万则侧重动物组织的研究，虽然观察到细胞较难。但他觉得动物的细胞结构与植物的相似，而且从某种意义上讲，细胞是有生命的独立体。</p>
他写道：“有关有机体原动力的答案就存在于每个细胞中。”施雷顿也提出这样的问题，“那么，最基本的问题是，这个小小的有机体的源泉是什么，是细胞吗？”</p>
施雷顿和施万的研究工作处在19世纪初期到中期。正是达尔文出游并撰写《物种起源》时期。对于当时的达尔文及其他科学家来说， 细胞就是个黑匣子，然而他却能很好地解释有关细胞之外的生物现象。</p>
生物进化思想并非达尔文首创。但是他对有关生物的进化原理，即生物变异的自然选择作出了最系统的描述和解释，这是他的独创。</p>
与此同时，有关细胞黑匣子的探讨一直在稳步地进行。细胞研究由于光的波长而把显微镜推到了极限。</p>
从物理学上讲。可见光的波长大约只是生物细胞直径的1／10。所以细胞组织的许多微小、重要的细节用光显微镜是无法看到的。没有科学技术的进一步发展，细胞这个黑匣子无法打开。</p>
19世纪末，随着物理研究的飞速进展，j.j.汤姆森发现了电，几十年以后人们发明了电子显微镜。由于电子波长比可见光的波长短，电光“照耀”下的再小的物质都可以看到。</p>
应用电子显微镜也有许多实际困难，至少电子束有可能毁坏标本。但人们最终找到了解决这一问题的办法。第二次世界大战后电子显微镜正式诞生了。</p>
新的下层细胞组织被发现：看到细胞核中的缝隙及线粒体，这种被称为细胞的发电厂的双层薄膜。在光显微镜下所见到的同一个简单的细胞如今在电子显微镜下显得有很大的不同。</p>
20世纪科学家在看到细胞的复杂结构时所表现的惊奇与早期光显微镜科学家看到的昆虫的细微结构时所表现的惊奇是一样的。</p>