捍卫达尔文:生物学教育前线的战斗

子曦 2021-01-1611:16:28 评论 309 views

作者:詹姆斯·克鲁帕(James Krupa)

译者:子曦

审校:oztiger

 

译者按

达尔文的进化论是揭示生命生存规律和发展方向的系统性科学理论,是现代生物学的核心思想和基石。由于与源于宗教的创世论的直接冲突,进化论一经提出,就不断受到宗教团体和人士的攻击和污蔑。在21世纪的美国,仍旧有不少地区的公立学校的生物学教育受到保守宗教势力的严重干扰。2011年一月的《科学》期刊公布的一份调研报告表明,只有28%的美国高中生物教师依照国家科学教育大纲推荐的标准讲授进化论,有13%的教师竟然直接在课堂上鼓吹创世论,而余下的近60%只是“小心翼翼地”将进化论一带而过,以免激怒学生家长或其他保守团体。其后的另一项针对将成为未来的科学教师的学生的调查发现,很多学生因缺乏正确的知识、坚定的科学理念和好的榜样而没有教进化论的信心。榜样缺失的原因,就是他们没有在高中或大学的学习阶段接受好的进化论教育。为了打破这种糟糕的“无知的循环”,许多科学教育和教师团体及个人奋起抗争,倡导和坚持传授正确的科学理念和进化论知识。这其中的一位杰出代表,就是肯塔基大学生物学教授詹姆斯·克鲁帕(James Krupa)。秉持对科学的坚强信念,克鲁帕教授长年奋斗在高等教育一线,他努力摒除各种障碍,坚持以进化为中心的生物学教学。他还创造了新的授课流程和教学范例,以使学生更好地理解和掌握进化的理论和事实。克鲁帕教授的工作为他赢得了众多的国家和州的教学奖,他也获得肯塔基大学颁发的所有主要的教学奖项。2015年3/4月的《猎户座》杂志发表了克鲁帕教授的长文,细数他20年教学的经验和心路历程。克鲁帕教授的自述,让我们深切感受美国生物学教育所遭遇的困境和他个人所经历的种种挫折和无奈,也让我们对他满怀激情地不懈抗争充满崇敬。译者有心将之译为中文分享给广大中国读者,希望中国的科学教育工作者能从中得到一些启示。译文副标题“生物学教育前线的战斗”由译者所加。译文由网友@oztiger审校,特表谢意。

正文
捍卫达尔文:生物学教育前线的战斗

肯塔基大学生物学教授詹姆斯·克鲁帕

常常有人问我靠什么谋生。我回答是肯塔基大学的教授,这不可避免地激起了第二个问题:“你教什么?”对这个问题的回应应该是轻松的,也应该引发礼貌的交谈,但我却往往准备面对负面的反响。当我回答“进化”时,至少一半情况下对方表现出不赞成而退缩了。一提到“进化”,通常对话马上终止。偶尔,有人会反驳道:“但是进化没有证据。”或者坚持说:“这只是一个理论,为什么要教它?”

在这种时刻我可以走开,但我内心中的教育工作者不能这么做。我通常顺势接过话头,解释进化是既定事实也是所有生物学的基础。好胜心强的时候,我会告诫他们:理解进化的人越少,死的人会越多。有时,当某人仍旧渴望证明我错了,我会非常欣悦地与他分享大量压倒性的证据表明我没有。

一些同事问我为什么自找麻烦,好像我是那个爱挑事的人。我提醒他们进化是我们科学的基石,我们不可以逃避解释的责任。我们在谈引力理论时不会回避“引力”,讨论细胞理论时也不会回避“细胞”。那么为什么要回避进化这个词更不用说为之辩护呢?毕竟,作为生物学家,推动进化论教育的使命是我工作中最重要的方面。

在肯塔基大学教进化论是非同寻常的,因为这所学校在捍卫进化论教育的历史中有特殊的地位。1921年,第一次试图通过反进化论法律的努力(由威廉·詹宁斯·布莱恩领衔)就发生在肯塔基州。它的目标是让教进化论成为非法。当时的大学校长弗兰克·麦克维(Frank McVey)将这个提案视为对学术自由的威胁。三位学校教员——动物学家威廉·芬克豪泽(William Funkhouser)、讲授进化论的地质学家亚瑟·米勒(Arthur Miller)和哲学家格兰维尔·特勒尔(Glanville Terrell)——加入麦克维的阵营阻止提案成为法律。他们押上了他们的工作职位作为赌注。通过他们的努力,反进化论提案在州议会以42票对41票被否决。之后,反进化论运动的重心转移到田纳西州。

约翰·托马斯·斯考普斯(John Thomas Scopes)当年就是肯塔基大学的学生,他一直关注他最喜欢的三位老师和校长的努力。几年后发生在田纳西州德顿巿的“斯考普斯猴子审判”——斯考普斯作为代课教师志愿被起诉——在很大程度上要归因于他的导师们的影响,尤其是芬克豪泽。斯考普斯在他的回忆录《风暴中心》中写到:“是老师而非学科主题重新点燃了我对科学的兴趣,芬克豪泽博士...是一个和蔼可亲的人,他讲的动物学是如此完美无瑕,乃至根本不需要为应付期末考试而临时抱佛脚;在临近学期结束时,学生的头脑中对课程最关键的内容都有完整而清晰的掌握,这都是他的功劳。”

二十年前当我拿到学校的聘书时,我起先对接受这份工作有些勉强。它要求教3个非生物专业的课程班,每个班有三百名学生,总计每年有1800名之多。这门课是新生的必修课,所以对一整个礼堂的、对生物学的兴趣要打问号的学生讲课并没有激起我太大的热情。

后来我听到了知名进化生物学家爱德华·奥斯本·威尔逊(E. O. Wilson)的一个访谈,其中他提到为什么——作为一名资深教授和举世闻名的生物学家——他继续在哈佛教非专业的生物学。威尔逊解释说,非专业的生物学是一个人所能教的最重要的科学课程。他觉得许多这个国家的未来领导人会上这门课,而这是让他们理解生物学与科学的最后机会。威尔逊的话触动了我,在了解到威廉·芬克豪泽曾经执教于我现在为之犹豫的职位之后,我接受聘任。然而,想到如果我作为教师失败了,未来的斯考普斯可能就会未受启发地离开课堂,不负此职的要求总让我如履薄冰。

我很早就意识到,许多教师的生物学入门课程的教学方式都是不正确的。经常进化论被放在学期结束前作为一个独立单元介绍。我迅速得出结论,既然进化论是所有生物学的根本,它应该在一开始就讲授,并作为重现主题贯穿整个学期。诚如著名的遗传学家狄奥多西·杜布赞斯基(Theodosius Dobzhansky)所言:“若无进化之光,生物学毫无道理。”换句话说,对于黑猩猩和人将近99%的DNA一样,以及血液和肌肉蛋白质也几乎完全相同,我们还有其它解释吗?为什么这些几乎完全相同的蛋白质,跟大猩猩和红毛猩猩的也近似,但与金鱼的却差别很大?只有进化才能清楚地回答这些问题:我们人就是一种猿,我们和其它的类人猿(长臂猿、黑猩猩、大猩猩、倭黑猩猩和红毛猩猩)都是从一个共同祖先进化而来的。

很快,我的课上的每一个主题讨论和讲座都建立于进化的基础上,并从进化的角度进行解释。我的非专业的基础生物学成为非专业的进化论课程。没过多久,我就开始听见一小部分对此强烈反对的学生们的言论:“你的进化论讲座让我非常不快!那些相信创世的人并不是对科学无知!你没有权力把进化论强加给我们。你的工作是将进化作为一个理论讲解,而不是所有聪明的人都相信的事实!!”还有“进化还没有被证实。不应该作为事实讲授。它不能以任何量化的形式观测到,因此不是真的科学。”

捍卫达尔文:生物学教育前线的战斗

油画《进化》,作者:亚历克西斯·洛克曼(Alexis Rockman)

在我们生活的国家,公众对进化论的接受度在34个发达国家中排名倒数第二,只在土耳其前面。大约一半的美国人在某种程度上拒绝进化论、相信地球历史少于一万年以及人和恐龙共存过。在我所在的地方,许多人认为进化论是无神论的同义词,还有的人强烈感觉我正在向成千上万的学生散布异端邪说。一个我从未谋面的本地牧师,在《大学基督徒》报纸上撰文抱怨说,我不仅仅是讲授进化论忽视创世论,而且我正在传播非基督教的另类宗教。

有些注册我这门课的学生已经接受了进化论。虽然对课程的主题还不是特别了解,但他们渴望学到更多。也有一些学生的思维对进化存在的可能性完全封闭,他们只是为完成必修课来上我的课。还有的学生对此没有先入之见,他们愿意接受新思想。最后这一类学生是我最希望接触的,我可以向他们展现有说服力的压倒性的证据,而不会让他们觉得被冒犯或被离间。

有的学生太容易动怒。在一次课上,一个学生问了一个我听到许多遍的问题:“如果我们是从猴子进化来的,为什么还有猴子?”我的回应过去和现在都一样:我们不是从猴子进化来的。人类和猴子由共同祖先进化而来。一个祖先群体朝现代猴子的方向进化,而另一群体进化成人。这种解释为大多数学生所接受,但并非全部,因此我尝试另一种方式。我让学生考虑这个:天主教是最古老的基督教教派,那么如果新教由天主教演变而来,为什么还有天主教?有些学生笑了,一些学生觉得这是一个清晰的类比,而另一些则明显地被触怒了。两天后,一名学生在课后走到讲台告知我,我关于天主教的说法是错的。他说《圣经》清楚地表明浸信会才是最先的基督教教派。他妈妈跟他讲的。我问《圣经》什么地方提到这个。他怒视着我说,“施洗约翰,咄!”

然后走开了。要真正理解进化,你必须先理解科学。不幸的是,今天被滥用最多的一个词也是科学中最重要的一个词:理论。许多人不正确地将理论视为事实的对立面。国家科学院提供了这些关键词的简明定义:事实是一种科学解释,它已被检验确认过足够多次,以至于我们找不到什么有说服力的理由来继续检验它。理论则是对于自然某些方面的综合性解释,它由大量的证据所支持,并能被用于作出可检验且可被证伪的预测。

在科学中,有些东西可以既是理论又是事实。我们知道病菌的存在是事实,而细菌理论给出了疾病本质的可验证的解释。我们知道细胞的存在是事实,而细胞理论给出了细胞如何运作的可验证的解释。相似地,我们知道进化是事实,而进化理论解释了生物的模式和机制。己故的史蒂芬·杰伊·古尔德(Stephen Jay Gould)对此说得好:“进化是一个理论。它又是一个事实。事实和理论是不同的东西,没有确定性递增的嵌套关系。事实是世界的数据。理论是解释和阐明事实的结构化的思想。”

理论是科学最有力和重要的工具,但非科学人士却将这个词误用和淡化为一种预感、概念或想法。因此,太多的人把“进化理论”一词理解为“进化预想”。

毫不惊奇地,我用整个第一周的课时澄清理论和事实,以及定义其它一些关键术语。令我极度惊讶的是,我的一些同事身为科学家,却不懂得理论的含义。几年前,在我准备一门二年级进化课时,一位生物学同事问我将如何教进化。特别地,他问我是将进化作为理论还是事实讲授。“我将把进化既作为理论又作为事实教给他们,”我说,同时尽力掩饰我的沮丧。不管如何。我的同事只是走开了,似乎对我的授课能力在打问号。

在铺陈了科学的基本要素之后,我介绍达尔文进化论。查尔斯·达尔文决非首先或唯一提出进化的人,还有其他先行者包括他的祖父伊拉兹马斯·达尔文(Erasmus Darwin)就曾著文表达“带修改的继承”的思想。后来,当达尔文在英格兰为自然选择这一意义深远的科学理论搜集证据时,阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士(Alfred Russel Wallace)在他的印度尼西亚之行中也提出了相同的理论。然而是达尔文单独发展了带修改的继承理论,并提出所有物种都属于同一生命之树因此有共同祖先的大胆思想。他还给我们带来了性选择理论,解释进化如何由配偶的选择和竞争所塑造。生物学入门课通常只重视自然选择和带修改的继承。我还涵盖达尔文的渐变(包括了间断平衡理论中的细微差别)、共同祖先、物种倍増和性选择理论。我强调这些理论中的5种解释了进化的模式,而自然和性选择是驱动进化的机制。

阐明了课程的两条主线——科学的基本要素和进化理论——之后,是时候将二者紧密联系并贯穿学期余下的部分了。我选择吸引课堂注意力的例子,比如象牙喙啄木鸟的困境,这种鸟因其华丽的外表也被称为主神鸟。由于栖息地的丧失和捕猎,这种鸟类的数目急剧下降,最终拯救它们免于灭绝的努力也告失败。这一让人心碎的故事打动了学生们的心,由此我们讨论进化如何解释这种北美鸟类与一群大型南美啄木鸟及旧世界象牙喙的高度相似性。学生们必须提出解释这种现象的假说,并确定需要什么样证据去支持或反驳他们的假说。学生们应用收集事实的方法,结合所有达尔文的理论,解释这些许多拥有厚实白喙的相似的大型啄木鸟群体为什么及如何生活在三个大陆。科学方法和进化理论在这里相互交织——这种方式,在我看来,对所有层次的生物学教学都是致关重要的。这相当于在面对公众对进化教育的抵触时,选择直视而非逃避。在这一讨论末尾,我引入一节讲人的进化。有几分令人吃惊地,这一主题被许多教进化的人回避。

我很少见到肯塔基州的学生在高中生物学就学习过人类进化。那些学过的通常在大的城市中心上的高中,如路易斯维尔或莱克星顿。由于太容易惹怒家长,在高中讲授人类进化很罕见,其程度让我刚来时吃了一惊。我曾天真地以为这是所有学生都了解过的。我有幸进入内布拉斯加州的奥马哈中央高中,那里的科学教师都非常优秀且善于启发。他们从来不回避与所教的科学课程相关的争议性话题。特别是一位名叫克雷顿·施泰纳(Creighton Steiner)的教师,他等同于我的芬克豪泽,我很遗憾没有在他去世前及时感谢他。他教生物学、地球科学和人类学。他用一整个学期的人类学课专门讲人类进化。他对生物学的迷恋点燃了我对这一学科的热情。他是第一个告诉我科学和宗教之间长久以来冲突的人,以及进化如何成为当前争执的核心。他让我意识到捍卫科学和进化是一种责任。

人的进化是所有故事中最壮丽的篇章。它解释了我们从何而来。编撰和讲述我们祖先的事迹及他们对我们现世存在的进化贡献,是学期中激动人心的一部分。南方古猿、能人、直立人——我想要我的学生们知道这些惊奇的生物,还有从我毕业到现今新发现的许多其它人属物种。我们进化历史的故事吸引了很多学生,也惹怒了一些人。在一次课上,一名学生从后排站起来对着整个礼堂狂喊达尔文临死前后悔创立进化论——一个神创论者有意散布的谣言。那位学生接着说我教的都是谎言,然后跺步迈出礼堂,重重摔上他身后的门。几年后的同一堂课上,另一位学生在后排大叫我在撒谎。她说从来就没有发现过渡形态的化石——完全无视我在课堂上展示的众多过渡形态的图片。她的好斗性让许多同学震惊,尤其在她猛冲出去并同样地摔上门时候。大多数学期里,都有相当一部分学生在意识到主题是人的进化时猝然离去。

我的课提供了充足的实例说明进化理论如何解释生物现象,接近学期末尾讲授的是进化医学。我专注于4个基本要点:我们的进化遗产影响现今的健康问题;抗生素的滥用使得病菌进化出耐药性;将某些状况(发烧、咳嗽、打喷嚏、腹泻、呕吐)作为病症来治疗可能对身体有害,而视之为适应性并让它们走完自然流程(除非是急性状况)有益于我们的健康;以及“走廊”生态现象(不洗手、不带掩盖地咳嗽和打喷嚏、握手、没有保护措施的性行为)如何导致病菌轻易地传播并使之进化出更大的毒性,而维持“屏障”(洗手、咳嗽和打喷嚏时盖住口鼻、不要握手、使用避孕套)使病毒进化出低一些的毒性。

如果轻微发热是进化出的适应性以“烹煮”病菌,而咳嗽、打喷嚏和腹泻都是为了排除它们而进化出来的,那么用药物压制这些适应性就不是明智的做法。相似地,如果有毒菌株能够杀死宿主并由走廊潜逃入另一宿主,那它就会进化出更大的毒性。然而,如果有屏障阻挡病菌的传播,毒性最強的病菌会和宿主一起死亡,这样存活下来的就会是毒性较弱的病菌。

进化医学清楚地表明了进化的重要性。学生们意识到不懂进化会给他们的健康带来严重后果。如果每个人都理解过量和不必要地使用抗生素会使病菌会进化(而非生长)出耐药性,我们就会更少遇到抗生素失效和高耐药性病菌的麻烦。为了解释进化遗产,我指出我们的生理机能是针对狩猎釆集者的饮食条件而演化的,并不适应现代西方膳食,这也是为什么肥胖、糖尿病和其它健康问题持续增长的一个原因。我还指出我的学生中相当一部分的人常感到下背部不适——对这么年轻的群体似乎是一个奇怪的现象。原因是脊椎是从5亿年前悬挂内脏器官的水平支撑结构(好比一个应对重力的吊桥)开始演化的。然而7百万年前,我们的祖先进化成为拥有垂直脊柱的直立行走的生物。我们的背椎不再能抵消重力的影响,从而我们的内脏器官会挤压我们的尾椎。水平支撑结构的丧失,使得我们不得不应付下背部疼痛、椎间盘裂损、痔疮、疝气和静脉曲张的问题。

经过一整个充满进化的证据的学期,及以进化医学的简介作为收尾,你可能期待每个学生都会理解和接受进化的事实。很遗憾,情况并非如此。仍旧有一些人坚信进化论是对他们宗教信仰的威胁。有鉴于此,我觉得有责任在最后讲一讲“对进化论的社会抗拒力”。

这节课介绍了反科学和反进化论运动的历史、反对进化论一方的论点和论据,以及为何这些论证是错误的。我清楚地表明你可以既接受进化论又保留宗教信仰。它们并非相互排斥的。有许多宗教团体和组合支持进化论教育,包括圣公会、信义宗世界联盟、联合卫理公会、长老会、美国一神普救派、罗马天主教会和美国犹太人大会。事实上,77%的美国基督徒从属于支持进化论教育的教派,一些声名显赫的福音派基督徒也是该教育热忱的拥护者,包括前总统吉米·卡特、美国国立卫生研究院主任弗朗西斯·柯林斯(Francis Collins)博士。甚至教皇若望·保禄二世在《生物学评论季刊》上发表文章承认进化的存在,他认为肉体进化,但灵魂是创造出来的。教皇方济各也澄清他同样接受进化论。

这节课本意让学生们轻松自在地了解宗教和科学不必要一定冲突。在所有我上的课中,这个激起了最多的课后讨论。而讨论的结果往往是学生们担心我可能不会得救。我从来没有谈及我个人的宗教信仰,却被认定是无神论者。一名学生告诉我她希望我能很快找到上帝。当我再次指出若望·保禄也接受进化论——他当然不是无神论者——这位学生反驳说天主教徒不是基督徒。几名学生直接告知我他们会为我祷告,很努力地祷告。还有一名学生解释说,作为虔诚的天主教徒,他除了拒绝进化论没有其它选择。他指责我杜撰教皇的声明。当我说明他可以自己上梵蒂冈的网站确认,或要求梵蒂冈与科学家对话,他仍坚持梵蒂冈没有这类信息。然后他用手指着我说,唯一可以让他相信我的办法,是教皇若望·保禄二世来到我的课堂上面对面地证实这些引言。然后这位学生跺步走出去,同样摔上身后礼堂的大门。

在教学中,我们从来都不确定真正的效果。我们无法知道有多少学生能够领悟。我也一直没有应对好的,是无论我如何努力地去做一名好老师,总有一些学生不为所动。每次一名学生跺着脚摔着门离开礼堂,我都禁不往怀疑我的能力。在我教过的24,000名学生所作的评估中,8%的人完全厌恶我,而90%喜欢我的课。这让我成为学校里既最招人恨又最惹人爱的教授之一。

偶尔有人对我讲,如果我放弃推动进化论教育的不懈努力,我的生活会轻松得多。或许如此。但是回避强调进化生物学,是一个生物学教师的失职。我继续以我的方式教生物学,因为没有进化之光,生物学毫无道理。

这一思想有时确实深入人心。我特别记得上我的进化医学新生研习课的一名学生。他是一位忠实的福音派基督徒,相信照《圣经》字面解释的创世过程。这门研习课对于他相当难,他很辛苦地想搞懂知识点,对我们课上读到的所有东西都询问和质疑。几年之后,我们在路上相遇,我们停下来愉快地交谈良久。他现在是一名医生,他告诉我当时我的课让他非常不安,乃至于跑去听许多创世论者的公开讲座,试图找到证据证明我错了。他说,在他发现这些人的论述是如此糟糕地扭曲基督教的教诲和已知的事实时,他感到难堪。他想让我知道,他懂得了他可以是基督徒同时又接受进化论。然后他做了每个教师都会产生共鸣的事:他感谢我打开他的视野,颠覆他的世界,以及模糊黑白之间的界限。

子曦

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