达尔文在19世纪30年代就得出了自然选择机制，但是直到1859年他才发表《物种起源》。因此我们可以稍后再论述他的工作，先来集中看与此同时那些并没有意识到这种深刻变化的人所作出的发展。其中有些发展直接或间接地为现代进化论奠定了基础，但是我们在考虑这些发展时，一定要根据这些发展在所处的氛围中的情况，而不要作为通向达尔文主义的阶梯来处理。即使是那些我们知道对达尔文有直接影响的思想，也含有与完整的达尔文主义世界观不相符的成份。将达尔文主义的先驱追溯到查尔斯·赖尔的均一论地质学，曾经是比较常见的方式，在均一论中，通过可见原因的作用，所有的变化都是逐渐的。人们认为达尔文只不过是简单地将这种连续性的成份运用到生物界，其作用方式与在物质世界中的方式是一样的。而赖尔的反对派，“剧变论者”，则常常被贬为反动的思想家，他们使得科学服从宗教，比如他们努力证明《圣经》中的洪水故事的可信性（Gillispie，1951；经典的关于地质学的历史，见Adams，1938；Geikie，1897；von Zittel，1901）。
我们现在知道，这样看问题太简单。达尔文的确从赖尔那里获益非浅，然而“均一论原理”建立在稳态的世界图景之上，无论是达尔文，还是现代进化论者，都不可能接受这种观点。进化中含有一种发展的成份，赖尔则否定发展，而剧变论者却接受并扩展了发展的观点。因此有可能认为，现代的进化观从剧变论和均一论中都获得了某些养料，只不过与后者的联系更加直接明显罢了（Hooykaas，1957，1959，1966；Cannon，1960a and b；Rudwick ，1970，1971，1972；Bowler，1976a；Ruse，1979a；Hallam，1983；Gould，1987；Laudan ，1987）。另外一些最近的研究再次强调了19世纪地质学中均一论者－剧变论者之争的意义（Greene，1982；Rudwick，1985；Secord，1986）。地质学家独自得出了地球历史中事件顺序的看法，他们在变化速度上无法达成一致。我们因此可以得出结论，强调赖尔与剧变论者之争代表了一种对19世纪地质学的认识，按照这种认识，我们力图将这一插曲看作达尔文革命的序幕。
许多后达尔文时代好斗的作家倾向于认为科学与宗教之间一定存在着自动的敌对（Wh ite，1896）。因此赖尔－达尔文被誉为坚持科学客观性的表率，而剧变论者对宗教的兴趣则被视为是科学发展的障碍。吉利斯皮（Gillispie，1951）指出，其实那时并没有什么尖锐的科学与宗教的对立，而是一系列对普遍承认的与科学相关的宗教问题的解决。最近的研究肯定了剧变论者的科学成就。宗教关怀并没有妨碍他们成为出色的地质学家，只是有个别人属于例外，比如有的剧变论者就试图支持《圣经》中大洪水故事的真实性。科学的某些发展的确遵循了剧变论者的思路，尤其是努力将地球的历史划分成间断的时期，这些是我们今天所承认的地质时期。赖尔更加“客观的”方式也是与他相当非正统的浓厚宗教思想联系在一起的。争论的双方都将科学与宗教搀和了起来，而每一方都产生了长久的价值。
19世纪早期的许多方面都为达尔文主义的革命铺垫了道路，然而文化因素却妨碍了这一时期博物学家的某些视野，从而导致他们需求新的启发来清理思想。这个时期积极的方面是建立了科学的基本体制框架，达尔文的学说正是在这种框架中争论的，而且这些体制框架是今天科学组织的先驱。当时科学社会已经建立，并沿着现代的道路进行改革，科学与政府之间也建立了重要的联系（Cannon，1978）。法国和德国率先走上了这条道路，而英国则在19世纪中期迎头赶上，尤其在科学教育方面。
科学当然成了维多利亚文化的一个不可或缺的部分，我们在研究那个时期时发现，那时地质学教科书有时比流行小说还畅销。当时科学占据了强有力的优势地位，然而这种优势也不是不受限制的。只要科学不破坏当时的宗教信仰和社会习俗，科学就会受到人们的尊敬，这种限定在英国比在欧洲大陆更加明显。但是这并意味着维多利亚早期的科学家面对《圣经》不能越雷池一步，对他们来说，尽管他们的科学研究要尊敬宗教，但是他们也认识到需要感知的认可，而且需要寻找更加可靠的方式来将他们的工作与他们更广泛的信念协调起来。然而有些主题仍然是禁区，特别是那些有可能动摇人作为精神实在地位的问题。当许多德国博物学家已经承认转变是神的特创计划展示的一种方式时，罗伯特·钱伯斯却不得不以匿名的方式在他的《自然创造史的痕迹》（Chambers，1842）一书中论述同一思想，以免受到迫害。
虽然19世纪早期的地质学家和博物学家已经能够描绘出地球历史进程中生命的发展道路，然而对于他们解释这个过程为什么能够发生，还是存在着限制的。基本的问题是化石证据显示出来的，化石表明在地质时期相互联系的进程中，生命经历了从最简单的形态到人的进步式发展。新的群体是如何引入的？为什么新的群体以这种方式发展了组织构成？只有德国的博物学家还认为是由于一系列的自然发生，这时一般人们都抛弃了这种看法。对于多数科学家来说，在解释生命全新形态的产生时，显然必须援引一些超自然的动因来解释。但是这并不意味着一定要去援引《圣经》中简单的奇迹看法，因为这时已经知道了有一些普遍法则或趋势控制着这些动因起作用。在威廉·佩利的影响下，许多英国的博物学家提出造物主已经创造了不断高等的生物，以适应在地质时期中地球物理环境的改善。适应和神的仁慈解释了生命的进步。德国的唯心论鼓励另外一条研究途径，其实将进步与理性规则图景的展示联系了起来，旨在最终产生出自然中的最高类型：人类。在英语国家中，这种观点通过路易斯·阿加西的著作得到传播，他把这种观点与更传统的基督教对神的创世信仰结合了起来。
既然承认了这种趋势的存在，那么就有可能认为上帝已经建立了一些神学法则，通过这些法则来展示他的计划。在德国，有些博物学家明确提出，这种法则的作用体现在现存的生命类型向更高级形式的不连续转变上。钱伯斯在《自然创造史的痕迹》一书中也倡导了这种观点，这表明，即使在英国，到了19世纪50年代，这种观点也愈加受到重视。赖尔的自然连续变化的观点使得这个问题变得更加突出，而且正是出于这个原因，赖尔全盘否定了进步观，从而使人类能够清楚地处于稳态的物质宇宙之上。在一件事情上，没有人愿意作出妥协，那就是进化完全是由日常起作用的自然法则产生的，因为这样的过程太容易背离任何形式的神学。只要基本的解释是基于超自然原因，而不是自然原因的话，别说发展，甚至转变都可以接受，但是物种起源这种详细的问题则被排斥到科学研究范畴之外。
乔治·居维叶：化石与生命的历史
假如说拉马克的学说是启蒙运动时期关于生命起源的最后猜想，那么他的主要反对者的工作便成了19世纪许多观点的新开端。乔治·居维叶不喜欢拉马克，而且他试图利用他在科学界和法国大革命后在在政治上的地位，来确保革命论无法传播开（Burkhardt，1970）。然而这种不喜欢并不是出于宗教偏见，因为居维叶非常理性地认识到，他的科学发现不同于转变论。他对于任何生物之间内在部分的复杂关系有很深的印象，他认为这种细微的平衡不可能导致变化。甚至当他根据化石遗迹重建了灭绝的类型时，居维叶仍坚持认为它们属于灭绝的物种，与进化没有关系。
居维叶首先努力研究他在诺曼底海岸采集到软体动物，恐怖时期他曾在诺曼底避难（Coleman，1964）。当迁到巴黎之后，他在自然博物馆安心研究脊椎动物，这个博物馆是革命政府在布丰旧的皇家植物园基础上建立的。在博物馆，居维叶巩固了他的科学和政治地位，在拿破仑崛起和最终失败期间，他都成功地保全了自己。大约在1800左右，他非常喜欢比较解剖学的技术，描述和比较了他所得到的各种动物的结构（Cuvier，1805）。他通过这些研究，得出了新的动物分类体系（Cuvier，1812a），以及对动物界的新的理解和有用的科学原理的论述（Cuvier，1817；Outram，1986）。
创立新比较解剖学的是布丰的同事道本顿和其他18世纪后期的博物学家。但是居维叶极大地强调了对每一种动物内在结构研究的必要，因此他能够认识到每一种动物的精妙复杂性，认识到在动物的所有部分之间，肯定存在着精致的相互作用，这样才能保持生物的功能。他强调“部分之间的相关性”，认为那是使生物整体产生生命所必须的器官之间的关系。同样，“存在的条件”在动物个各部分与动物的环境之间建立了必要的联系。一旦解剖学家对于不同的动物有了足够的了解，他就可以根据预测建立一个有活性的、结构所需的关系。假如一种类型有尖利的爪子，那么这种类型一定是食肉动物，而且一定还具有适于捕捉和撕咬猎物的牙齿。据说居维叶对于这些关系的了解已经到达相当的程度，以致于他可以根据一块骨头，凭借想象，重建完整的动物。
有了关于动物内在结构的良好知识，便会产生出可以用于分类的关于动物相互关系的新见解。居维叶宣称，在分类时，应该更加重视实质上与动物的感受性和运动能力相关的性状，而不是表面的特征，这就是“性状从属原则”。按照这种原则，就需更加重视神经系统，而且居维叶认识到，那些与脊柱相关的结构代表了统一林奈系统的哺乳动物、鸟类、爬行动物和鱼纲的基本性状。他因此而创立了脊椎动物的分支或“类型”，并以此作为动物界的基本划分。到那时，无脊椎动物还很少为博物学家所关注，因为它们被视为动物界的低等部分，但是居维叶在对无脊椎动物的认识中也Cuvier，使用了他的方法，并将其分成三个额外的组织类型。脊椎动物的四种类型代表了一种基本的归类计划，动物的结构可能就是建立在这种计划之上的。无脊椎动物类型比脊椎动物低等，并不是仅仅因为它们缺乏内骨架；而是因为无脊椎动物是建立在三种不同的组织类型之上，这种组织类型无需骨架也能行使功能。
这样的动物划分祛除了从旧的存在链条继承下来的对动物的线性排列方式。。博物学家可能凭直觉感到有些动物的组织形式比另外一些动物的高，但是凭借这种直觉还不能令人信服地指导分类。仅仅因为我们是脊椎动物还并不能使我们假定所有的无脊椎动物都是低等类型。一种脊椎动物并不一定比软体动物高等，只不过是不同，而且这种差异是非常基本的，因此将一种动物排列在另一种动物之上就没有意义了。居维叶甚至对在脊椎动物类型中再排列出纲也表示怀疑，而他把鱼和哺乳动物只是看作适应不同习性的不同种类脊椎动物。经过了几十年，多数博物学家才能接受这种与旧的阶层体系截然决裂的观点，然而，这种观点对于进化论兴起的作用是巨大的。不再可能去考虑动物界的线性进步的问题；每一种类型可能要被描绘成树状发展中的不同枝杈。
当时人们是否认识到，一种类型中所有物种的基本相似，意味着所有物种来自共同的祖先类型？居维叶反对这种看法，反对一种物种可能变成另一种物种。他把每一种物种都看成类型的特定变体，利用其独特的身体各部分之间和谐的关系适应自己特有的生命方式。身体的相互作用具有一种细微的平衡，任何明显的变化都会破坏整个身体系统，导致生物丧失活力。环境在物种中产生出明显变异的能力是有限的，不能导致物种所依赖的基本图景受到任何明显的侵害。由此可见，居维叶提出物种固定不变的观点是出于他对于生物复杂性的实际研究，而且他在著作中也很少表达他对超自然设计者的信奉。然而在英国，公众认为，科学不应该动摇宗教，从而致使居维叶的追随者利用他的观点作为对传统的设计论据观的明确证明。脊椎动物具有比背骨的生物：林奈划分的四个纲，哺乳动物，鸟类，爬行动物，鱼类。（这时仍将两栖动物视为不同的纲，但是在19世纪，通常将两栖动物包括在爬行动物中。）软体动物没有背骨的生物，但是有的具有外壳：牡蛎，蛤等。关节动物具有关节或骨骼片段的生物：昆虫，蜘蛛，蠕虫等。放射动物具有放射或环状板组织的生物：海星，海胆等。
图13.居维叶的四中动物组织类型
这四种类型中的每一种，都代表了动物的一种基本结构，从中又可以分成林奈体系中的纲、目、属和种。从居维叶的“类型”中产生出现代所谓的“门”，而且仍是最基本的分类单位。但是生物学家已经认识到动物界中不止四个门。对脊椎动物的划分大致还是一样，只不过现在将其称之为“脊索动物”，而且其中还包括了一些只有脊髓而没有背骨的生物。对于软体动物的划分也没有太大的改变。但是已经将关节动物分成了一些不同的门，昆虫、蜘蛛等都被分别划分为独立的门。放射动物曾经被当作“收容站”，居维叶将无法归入其他类型的动物都放到了其中，而且也已经被分成不同的门（Winsor，1976）。
更有趣的是，居维叶反对转变的观点是出于他对于古生物学的研究，是他首次提出在古生物学中建立在坚实证据基础上的生命历史纲要（Theunison，1986）。如果经常发现的只是了一块不完整的骨骼，那么比较解剖学技术对于重建化石就很合适。解剖学家根据对于现存动物的了解，就能够研究化石骨骼，并且设想出这些骨骼在完整生物中的什么位置。据此，他可以尝试重建该类型的外形。居维叶不久就按照自己的方式研究化石骨骼，而且成了这个领域的著名权威，他的文集（Cuvier，1812a）成了现代脊椎动物古生物学的奠基之作。
18世纪末，化石骨骼的发现引起了人们的广泛兴趣（Greene，1959a；Rudwick，1972；Buffetaut，1986）。从西伯利亚得到了一种最近灭绝的长的像大象不过有毛的生物——猛犸，它的骨骼还没有真正石化，而且在有些情况下冰中还保留着猛犸的肉。从美洲得到了一种更强壮的大象——乳齿象的遗迹，它的牙齿很像河马的牙齿。最初有人提出这些物种可能仍然存在于世界的某个地方，但是随着勘探的拓展，找到这些物种的机会愈加渺茫。居维叶一旦证实这些物种的确是与今天所知道的生物不太一样的生物遗迹时，那么人们就不可避免地要承认灭绝是事实。居维叶已经表明非洲象与印度象之间存在很大的区别，应该把它们分成不同的物种。按照这种方式，他将猛犸划分为象属中的一个独立的种。乳齿象则被分成另一个属，因为乳齿象与现存的大象之间存在很大的区别。对于这些凭猜想重建的生物的成功甄别，加强了人们对化石的兴趣，并且导致对更多遗迹的广泛研究。然而，维尔纳主义者已经表明，经过较长时间后，地球上的岩石按照层层叠加的方式形成岩层。猛犸采自按照地质标准看距今较近的地表碎石层中，是属于几千年前形成的地层；而其他的化石则出自更深的（因而也是更久远的）地层中，从而形成了与岩石形成的时期相对应的灭绝群体顺序的图景。为了证明这种关系，居维叶与亚利山大·布隆尼亚尔合作，研究了巴黎盆地的地层（Cu vier and Brongniart，1811；新版，1825）。布隆尼亚尔利用海洋无脊椎动物化石，确立了地层顺序形成的不同阶段，这是在地层学中最早系统利用化石的案例之一。而居维叶则重建了相应的脊椎动物顺序。他们确定了一个通过第三纪直到白垩层的顺序，白垩层是更古老的第二系的上限。形成的年代越久远，脊椎动物化石的形状越奇特，与地球上仍然存在的任何类型都越不想象。居维叶之所以相信化石动物现在已经灭绝，是基于假定它们不能（像拉马克设想的那样）进化成现存的生物。据证实，远古的物种像现存类型一样具有复杂和平衡的结构，这是对居维叶的每一种物种是依靠整体行使其功能、任何明显的变异都不能破坏这种功能的信念的支持。无论如何，法国对埃及的远征代回了上几年之前的、与现存类型完全相同的木乃伊动物。因此而证明了物种的稳定性，而且远古类型的灭绝也成了得到证实的事实。应该说明的是，现代进化论者也接受后一种说法。多数化石物种确实消失了，而其中少数成员中很成功的同类则演变成许多后来的类型。
最近的沉积：采自西伯利亚的猛犸（Elephas primigenius），采自美洲的乳齿象（Mastodon americanus）和同一属的其他欧洲种。
第三纪地层：古兽类（Palaeotherium），同一属的若干种，这种哺乳动物与今天的哺乳动物都不太一样，但是似乎与貘、犀牛和猪有某些关系。（实际上，该种类生物出自更古老的第三纪沉积，后来赖尔将这个时期命名为始新世。）第二纪地层：采自德国梅斯特里希特的沧龙（Mososaurus）。（位于上第二纪的白垩纪沉积中。）
图14.居维叶描述的化石例子及其地质关系
在上面显示的例子中，距今最近的位于顶端。注意一下，较近时期灭绝的类型，比如猛犸，要比更古老的类型，比如古兽类，更像现在的生物。第二纪地层中挖掘出来的几乎都是鱼类和（比较硕大的）爬行动物，如沧龙，所以后来将这一地质时期叫做“爬行动物时代”。
然而为什么远古的类型消失了，新的类型是如何引入并取代它们的？居维叶在他的《论地球表面的革命》一书中讨论了可能对地球上的生物造成影响的地质事件（Cuvier，1812a，导言；英译本，1813；新版，1825）。通过对巴黎盆地的研究发现，那里经历了从谈水到海水的替换，表明相应的陆地和海洋的位置发生过巨大的变化。居维叶倾向于认为，从一种状态到另一种状态的变化比较短暂，因为化石群体中存在着突然的间断。当时在欧洲的一些不太古老的地层中（后来的地质学家将其解释为属于最近的冰期末期），也发现了大量的突然变化的证据。无论如何，陆地与海洋的大规模交替一定是由于远比我们现在观察到的要剧烈的原因引起的。实际上，居维叶并没有提出这些事件是突发的，但是他却为后来被称作剧变论的地质学思想学派铺垫了道路。
居维叶认为地质革命是灭绝的原因。海洋对欧洲的侵入将会埋葬所有生活在那里的动物，除非是迁往他乡的动物。然而后来的动物是如何迁入的？人们会很容易得出结论，认为居维叶一定提出是由于神奇的创世。然而，他却认为没有必要利用新的创世来解释在某一特定地区生物的重新繁盛，因为他认为，“新”的动物可能已经生活在世界上没有受到地质革命影响的地方，从那里迁到曾发生动物灭绝的地方。出于这个原因，居维叶拒绝支持将最近的地质革命与《圣经》中记载的普遍大洪水联系起来的做法；他只坚持认为存在着地区性的剧变。他的理论说的是，在更早期的某些时间，发生了大灭绝，活着的生物在世界各地共存，而接下来的连续地质革命又使大量的古代类型灭绝了。通过广泛的勘探，逐渐发现，在世界的任何地方都不存在现代生物的化石遗迹。因此居维叶的动物迁入迁出理论就显得不合理了，后来地质学家明确得出结论，在历史上，新的生命类型是从地球历史的不同时期引入进来的。
居维叶为超迷信的自然解释留下的唯一缺口是对第三纪开端的看法，他提出，那时所有的哺乳动物是同时引入的。然而他仍然执拗地反对转变的观点。在他的学术生涯即将结束的时候，他参加了有关这个的问题的最后一次争论，是和埃蒂涅·热弗鲁瓦·圣提莱尔（Is idore Geoffroy Saint Hilaire，1847；Bourdier，1969；Appel，1987）的争论。对于热弗鲁瓦来说，一种类型中物种机构的统一具有理想的意义。这是物种本身的先验实在关系，不是自然在建立有活力生命类型时有限选择出的实际结果。这种信念反而鼓励他探讨，实际上通过转变，一种生物从同一类型中的不同生物演变来的可能性。他经过对一些灭绝爬行类的研究后，便转为研究胚胎，以便对这些古代生物可能是如何转变成它们的现代类型，甚至转变成鸟类和哺乳类作出解释（Geoffroy，1833）。大气的变化可能会影响胚胎的发育，这样就会发展新的器官。于是后代会表现出新的形状，表现出一种奇异的特征，但是如果其器官适应新的环境，那么也能够生存下去并且繁衍后代。（用现代的话说）这是一种突变导致的进化，而不是通过逐渐适应产生的进化。居维叶肯定否定这种观点，就像他反对拉马克的猜想一样。他提出，不可能指望一种奇异的类型能够有生存所需的和谐平衡的结构，因此这种奇异类型不能成为一种新物种的基础。
常常有人提出，在居维叶的影响下，转变的思想未能在19世纪初产生真正的影响。但是我们现在知道，他并不能绝对控制法国科学界（Outram，1984）。有些更大胆的思想家继承了拉马克的思想（Corsi，1978）。在英国，甚至少数激进者强烈也支持拉马克主义，以致保守的社会力量要采取积极的行动来反对他们（Desmond，1984，1987）。当时，公众认为唯物论是有威胁的意识形态，它虽然在19世纪最初的几十年受到抑制，但是它的态度和价值则保留了下来，并且在后来的进化论的争论中更加公开地表现了出来。许多欧洲大陆的博物学家，站在了不太激进的立场上，他们追随热弗鲁瓦，相信个体成长中的突然转型能够产生出符合自然基本计划的新变种（Temkin，1959；Lovejoy，1959a）。
热弗鲁瓦还取得了一个胜利，那就是他对于动物界中类型是如何统一的解释。对于居维叶来说，利用类型来界定类群成功地解决了自然在建设具有活力的生命形态时所遇到的问题。这并不是神奇的统一，只是实际遇到的事实：有些基本的结构更容易适应由于内部平衡和外部适应产生出的“存在条件”。相反对于热弗鲁瓦来说，类型的统一含有更高的意义。事实上许多趋异类型可以由其结构中的主要特征联系起来就是自然界中基本规则图景的表现。原型可以许多方式发生变化，以适应环境，但是其特征却是清晰可辨的。这种看法与唯心主义联系起来，就成为一种有力的思想，激发了19世纪中期的许多博物学家（Ospovat，1981）。这意味着自然界中的个体不是随意汇集的，形态具有一定的式样，这种看法鼓励科学家根据真正的形态类似来探讨类群的统一。因此，有人可能提出，是热弗鲁瓦、而不是居维叶的类型概念，激发了有助于达尔文主义形成的形态学和分类学。当初提出的通过共同的内在形态统一类群的思想被达尔文主义者所接受，但是他们并没有从神奇原型的角度来解释这种统一，而是解释为是从单一祖先共同由来的结果。
剧变论与自然神学在英国
在18至19世纪之交，水成论在英国广受欢迎。普雷费尔对赫顿工作的说明（Playfair ，1802），使得火成论的精神得以残存，但是支持者甚少，因为火成论太缺乏神学的支持（Gillispie，1951）。运用维尔纳的矿物学技术却取得了巨大的成功，尤其是通过罗伯特·詹姆逊的工作（即Jameson，1804－08）。作为爱丁堡维尔纳学会的精神领袖，詹姆逊甚至在赫顿的家乡降低了赫顿思想的影响。然而，到了19世纪20年代，地质学家开始认识到，有太多的证据显示地壳的运动在形成我们看到的地表中起到了作用。没有人准备接受赫顿的稳态观解释，因此火成论的原则是逐渐渗入的，没有发生公开的争论。甚至詹姆逊也对居维叶的《论地球表明的革命》英译本加了注释，这表明他这时也准备承认地球的运动是地质变化的一个因素。在伦敦，1807年创立了地质学会，从表明上看是鼓励一种经验探索的精神，这有可能避免卷入激烈的水成论者－火成论者之争。但是，在这个学会的支持下，产生了一群新的地质学家（Laudan，1977），他们致力于建立一种地球历史的哲学，最终这种哲学被称作“剧变论”。
在这个阶段，多数地质学家根本不能相信常见的地震就可以抬升出整个一座山梁，即使经历了很长时间也不可能。他们也不能接受一条河流能够逐渐地侵蚀出一个巨大河谷的看法。因此剧变论者假设在过去发生过大规模的地球运动，其程度非我们今天所能知晓。这些剧烈的变化会在短时间内使山峰隆起，会产生出能导致大规模侵蚀作用的巨大波涛。有确凿的证据表明，一场大洪水曾经席卷整个不列颠。在一些地方还留有一些巨大的圆石，这些石头与当地的石头不太一样。显然是波涛推动着这些石头离开了原来的地方，沿着地表，到达现在的位置。到了19世纪40年代，确实产生出根据最近一次冰期末期大范围的冰河作出的解释。其间，有人提出的“洪水说”，即假设在不太远的过去发生过巨大的洪水，这种观点是对这种古怪大园石的一种比较合理的解释。由于这种观点不是纯粹的宗教猜想，所以对它的捍卫和攻击就仅限于科学界（Page，1969）。危险的是，这种思想可能太容易被那些决心使科学服从宗教的人与《圣经》中讲到的大洪水联系起来了。当时“神学地质学”在英国比较流行，尽管这种地质学的热心支持者不是专业地质学家。许多牧师认为洪水论还不算太离谱；他们打算使整个形势退回到人们能够接受《创世纪》中的解释是确实可信的。
英国的地质学家像他们欧洲大陆的同仁一样，意图建立一门自主的科学。但是他们不得不收敛他们的科学兴趣，以避免他们的科学对宗教构成挑战。一些地质学家对《创世纪》中的看法所作出的有限让步这一事实，使一些史学家误认为剧变论只不过是神学地质学的运动。当我们留意一下牛津地质学教师、有趣而古怪的威廉·布克兰提出了纯粹科学的关于洪水真实性的解释（Rupke，1983）时，我们就会发现，史学家的设想是多么短浅。布克兰在就职的开幕式上，发表了一份讲演（Buckland，1820），反对有人对地质学的指责，认为地质学并没有企图动摇宗教。然而只是在有限的领域，他的神学才影响了他的科学工作。布克兰并不想证明《圣经》中的创世故事句句真实，只是表明地质学证明了挪亚故事中所提到的洪水的确发生过。他发现他在约克郡得到的东西是支持他立场的最好证据，工人在那里发现了一个洞穴，里面有很多淤泥，已经干化；在这些干泥中埋着一些动物的骨骼，这些动物与英国现存的动物不一样。布克兰表明，这个洞穴曾经是土狼窝，有不少猎物曾经被拖到洞中吃掉。他在《洪水遗迹》（Buckland，1823）一书中提出，大洪水结束了土狼在英格兰的生存，那时，淤泥充填了土狼的巢穴，而且当地的环境条件变得更适于现存生物的生存。在世界的其他地方也找到了类似的洞穴，因而有可能认为整个地球大概曾经被水覆盖，就像《圣经》中所说的那样。
即使当时人们接受了根据洪水论对这些的洞穴的解释，那么就一定会认为整个全世界都曾经发生过剧变吗？居维叶曾经反对这样看，不久其他人也发现，在这个问题上布克兰有失科学的谨慎，放任了宗教倾向。到了19世纪20年代末，人们普遍认识到，来自世界不同地方的证据不能联系在一个事件中。极端的剧变论洪水观遭到摈弃，这种理论的支持者也开始降低他们所提到的剧变程度。洪水论的衰落清楚地表明将科学与《圣经》故事联系得太密切是危险的。如果将来的研究表明这种联系是荒谬的，那么对于宗教来说，随之而来争论可能要比从未作过这种联系尝试损失更大。
即使在洪水的案例中，一些严肃的地质学家并没有打算提出神奇的力量曾经起过作用。所有人都深信地球的历史是由非凡的上帝决定的，万能的上帝能够通过运用他在宇宙中建立的法则来保证达到他的目的（Hooykaas，1959）。到了1830年，剧变论有了一个比较自恰的方向论框架，其中利用地球冷却理论对于地质作用的逐渐降低作出了科学的解释（Rudwic k，1971）。如果过去的地球比起今天的地球来，地球的中心更热，固体地壳更薄的话，那么我们就应该认为过去地球运动的规模要比今天的地震规模更大。在法国，埃里·德·博蒙特提出了一个剧变论的造山理论，按照这个理论，随着地球的变冷，地壳会出现“皱褶”。这个思想为剧变论奠定了一个有说服力的概念基础，，从而受到了广泛的欢迎。甚至布克兰最终也接受了这种地球冷却的解释，而且承认他过去高估了最近一次大洪水的规模（Buckla nd，1836）。
根据这种理论框架，剧变论者继续完成了这个世纪中的一些非常有意义的工作。在19世纪30年代，大致搞清楚了我们今天所了解的地质形成顺序。居维叶和布隆尼亚尔已经确定了第三纪的地层，但是这时更古老的第二系和过渡系地层却被分成了单独的地层，我们今天仍使用当时确定的名称。每一地层代表了一种复杂的、相互之间本质上相似的岩层，一般说来，地层的上下界限比较容易区分。根据维尔纳学派建立的地层学原理，有人提出，每一地层是在地球历史的特定时期形成的，越深的地层越古老。地质学家通过确立岩层顺序，刻画了地球的历史发展图景。
这时，化石已经成为确定地层顺序的关键依据。维尔纳学派建立了地层学原理，但是却提出根据地层中矿物质的特征就可以确立地层的顺序。这时已经认识到，同样类型的岩石可能是在地球历史的不同时期形成的。只有通过化石才能得到地层顺序的清晰线索，因为每一个时期一定生活着独特的生物群体。对这种新技术的最有力倡导者是地质学的“英国”学派。一般认为，这个学派是由“英国地质学之父”威廉·史密斯创建的，他在绘制英国地质图时（Smith，1815）创立了这项技术（Eyles，1969）。史密斯是渠道建设者，他开始研究化石纯粹是出于实用目的，但是他的追随者却是绅士－科学家，他们对于经济地质学不感兴趣（Porter，1973，1977）。实际上，之所以援引史密斯的名字，或许是因为阻止有人宣称这项新的地层学的真正先驱是法国人。最近的研究强调了关于地质动力学争论的程度，均一论者和剧变论者都参与了这场争论，而绘制地层图的工作却与这场争论无涉（Rudwick，1985；Secord，1986）。
最不清楚的是最古老的岩石，因为由于地球的运动，这些岩石已经发生了很大的变化。在英国，可以在威尔士找到这样的岩石样本，发现这种岩石的故事是地质学历史上的一个著名的插曲。两个参与者都是剧变论者，他们把岩石之间的区别看成是在这种岩石形成期间环境条件突然变化的证据。他们俩人差别很大：亚当·塞治威克虽然对地质学一窍不通，但是却被选为剑桥的地质学教授，而路德里克·英培·默奇逊原先是个军人，他对地质学感兴趣是因为要取代猎狐的爱好（Clark and Hughes，1890；Geikie，1875，1879）。他们俩人都掌握他们所研究领域中的技术，并且在19世纪30年代在威尔士应用了这项技术，默奇逊研究的是威尔士南部的古来岩石，而塞治威克研究的则是威尔士北部更古老的岩石，他们研究了志留纪和寒武纪（Murchison，1839）。虽然他们曾经因为过渡地层的问题发生了争吵，但是这时确立了更古老的含有化石的岩石，为此没有发生争论（Secord，1986）。
人们终于开始搞清楚了地壳中散乱的部分，这样也就搞清楚了地球的历史。许多人赞同塞治威克和默奇逊，是因为新的图景证实了剧变论－方向论的地球发展观。地层之间的突然简单似乎表明，这些岩石形成时的环境条件发生过同样突然的变化。更值得关注的，是在联系地层中的化石群体的变化。在史密斯的技术中用到的化石一般是无脊椎动物的化石，然而，即使从无脊椎动物化石中也可以发现随着时间的明显变化。更令人惊奇的则是脊椎动物的发展。随着运用居维叶的方法来重建不断增多的化石生物，可以明确地证明稳态的地球历史观是错的。当时已经有了明确的证据表明，在连续的地质时期中，生命的历史经历了系统的发展。
居维叶已经知道，在第三纪地层下几乎没有哺乳动物的遗迹，但是这时已经清楚，在第二代有大量奇异的爬行动物。1824年，布克兰描述了所知道的第一种恐龙，一种巨大的食肉类型，他称之为斑龙（Megalosaurus）。实际上，“恐龙”这个词是著名解剖学家理查德·欧文与1841年发明的，自那时起，在公众心里这些动物就成了史前自然界中奇异生物的象征（Swinton，1970；Colbert，1971；Delair and Sarjeant，1975；Desmond，1976，1979，1982）。然而，在更低的地层，即使爬行动物也很缺乏，唯一的脊椎动物类型是奇特的甲壳鱼（Miller，1841）。在整个地层顺序的更底层，塞治威克研究的寒武纪，甚至连鱼都没有。在这一远古时期，惟有像三叶虫那样的无脊椎动物。这样就清楚了地球上生命历史的大致轮廓。开始时是无脊椎动物时代，接下来就是鱼、爬行动物的相继引入，最后出现了哺乳动物。
尽管居维叶不愿意接受对生物按照阶层体系分类，但是多数博物学家都相信创世的顺序是进步式的，向着更高的生命类型攀升。开始时是低等的无脊椎动物，随后是不断高等的组织类型，沿着脊椎动物纲的阶层体系，直至出现哺乳动物。当然人是最高等的生命类型，人既有发达的体制结构，又有一种新的精神特征。人类化石的缺乏似乎更突出地表明这种最高等的创造物是最近才产生出来的。然而，上帝创造出直至人类出现的整个生物群体顺序的目的是什么？埃斯利（Eiseley，1958）论述过剧变论者的“先验、以人为中心的进步论”，但是有人会提出，存在过两种不同的对化石序列的解释（Bowler，1976a）。唯心论者实际上会将化石序列的进步看作先验计划的展示，按照这种计划，人位于创世的顶端。但是英国的剧变论者一般并不是唯心论者；他们对国内的功利主义传统更熟悉，而且能够将功利主义运用到他们自己的进步解释中。
威廉·佩利的经典著作《自然神学》（1802）再次重申了早先雷所提出的从功利主义证明设计的论据的观点（Edmund Paley，1825；Le Mahieu，1976）。动物的每一部分对于它的生命模式来说是有用的，而这种结构对功能的普遍适应证明了上帝的智慧和仁慈，证明了上帝关怀他所创造的生物。就如同从手表精致的结构中可以看出钟表匠的灵巧一样，从生物令人叹为观止的复杂中可以看出生物设计者的力量。根据这种传统，每一种适应都被认为是独特的，而且这种论点得到大量例子的有力佐证。这种运动在19世纪30年代出版的“布里吉沃特论集”中达到了顶点，这是由8部著作组成的系列，是受布里吉沃特伯爵的委托写成的，为的是证明“上帝在创世工作中的力量、智慧和善良。”一些著名的科学家参加了这个系列的撰写，但是有的写的很成功，有的则不然。问题是这种无休止的列举适应的做法无法让人产生神是仁慈的感觉，倒是令读者非常厌烦。
对于古生物学家来说，采用设计的论据很容易来说明他们发现的化石。居维叶的技术完全强调整个生物适应其生活方式。当将他的技术运用到化石物种的重建时，可以自动揭示出每一种类型都自动地适应了它所生活的环境条件。其结果可能被用作设计的证据，佩利就是从生物中轻易地找到了一些例子。甚至灭绝也可以解释成仁慈地擦拭黑板，从而留下了空缺，这样才有可能创造出为适应另一个新纪元不同的环境条件而设计的新一类物种。在反对居维叶的迁移理论中，后来的剧变论者并不在意面对一系列新的创世，每一次创世都适应了以后的地球历史时期。
图15.地质形成顺序
这个图表显示了19世纪中期和今天所确定的形成地层序列。这个地层序列对应于地质时间，最古老的在底下。在任何一个地区都没有发现完整的地层序列，序列的确定所根据的是在不同地区所作观察基础上的推测。生命历史的三大时期——古生代，中生代和新生代——是由约翰·菲利普斯根据无脊椎动物的化石确立的（Philips，1841）。在19世纪中期，通常对时间尚未作出估算，多数剧变论者认为［地球存在的］时间比我们今天认为的要短，而且还不是短几千年。今天人们认为第三系开始于7千万年前，古生代开始于5亿年前（取自Bowler，1976a）。
为什么相继的创世中形状的变化一进步的顺序从无脊椎动物直至变成了哺乳动物？一旦确立了剧变的方向论解释，就可以解答这个问题了，因为适应的要求所确定的物理环境的方向性变化必定使地球上的生物发生相应的变化。假如更早的时期只适合低等的生命类型，那么上帝创造的就只有低等生物。随着环境的改善，他会创造出不断高等的类型，最后是人类及其他现存的适应这个世界的生物。布克兰写作《布里吉沃特论集》中有关地质学的书籍时（Buckland，1836）提出，最早的鱼类身上的甲壳是为了抵御古海洋的高温。在法国，阿道夫·布隆尼亚尔（Brongniart，1828a）根据石炭纪的植物化石提出，那时整个地球为热带气候。他在同一年发表的文章中（Brongniart，1828b）指出，随着二氧化碳固定在煤和泥煤中，大气重的二氧化碳逐渐减少。这或许能够解释后来高等动物的产生，因为以后的空气比较纯净，足以适宜高等动物生存。这种思想说明方向论者的研究已经走向成熟，而且对于英国博物学家来说，这样的趋势正是他们想表示的上帝在地球历史中的控制作用。
而进步则是神的仁慈的象征，进步确保了生物对稳定改善的环境条件的适应。作为基督徒，英国博物学家相信宇宙的最终目的是为人类的原罪和救赎梦想提供一个舞台。上帝一定确保了地球物理环境发展的最后产物是适于人类生存的环境。早期生物类群的创造只不过是为了让我们见识一下造物主的仁慈，并不是为了确证我们在特创计划中位于优越的地位。人的独特性是由其精神特征决定的，对于这一点仅仅根据生物的进步是不能预见的。
剧变论者提出了符合佩利自然神学的、理性的生命历史发展的解释。他们的解释遗留了一个问题：上帝究竟如何在地球历史的适当时期引入新的生命类型？最简单的回答是通过奇迹，剧变论者的特创论不一定保证会想到就是变异（Cannon，1960b，1961a；Ruse，1975d；Gillespie，1979）。新物种的出现当然不是由于日常自然法则的作用。而且，创世活动是不连续的，只发生在每一个地质时期的开始。然而“创世”并不一定就是指严格的《圣经》意义上的奇迹，剧变论者不可能把造物主刻画成白头发老头，急匆匆地在世界各地忙碌，用尘土制造物种。通过生命的进步过程可以发现，创世是一个系统过程，甚至谈论“创世的法则”也是合情合理的；但是由于这些法则中必定含有上帝的智慧，因而不适于科学地分析这些法则。这个过程的细节太模糊了，除非提出生物是从原先存在的类型逐渐转变过来的。
生物学中的唯心论
英国的剧变论者确立了发展的地球历史观，并且通过提出随着环境条件的改善，出现了更高等的类型，从而把发展的地球历史观与生命的进步联系了起来。但是已经出现了另一种哲学，提出了完全不同的、发展的世界观，而且不是目的论的观点。这就是19世纪早期德国唯心主义哲学，它的基础是假设物质宇宙是神的精神的展示。这种哲学有助于人们相信自然事物的表面多样性背后隐藏着理性特创计划的统一性。这种哲学的一些极端倡导者直言不讳地提出了一种德国自然哲学的神秘猜想：自然在努力产生像人这样完美的类型（Gode von Aesch，1941；Lenoir，1978）。洛伦兹·奥肯（Oken，英译本，1847）是这一哲学最有影响的代言人。那些有节制的唯心主义者不赞成他的极端观点，他们本着实在的研究道路，探讨生物界的内在统一性。热弗鲁瓦·圣提莱尔先验的解剖学也是这种研究道路的一种体现，而在德国，对目的论和机械论的综合，则支持了生物学中同样雄心勃勃的研究纲领（Lenoir ，1982）。在英国，也出现了一代“哲学博物学家”，他们致力于探讨生物多样性中间所蕴涵的一种理性的规则（Rehbock，1983）。在英国，唯心主义与本国的自然神学传统结合了起来，产生出一种新的关于设计的论据（Bowler，1977a；Ospovat，1978，1981）。
其中，唯心主义哲学最重要的运用就是创立了一种极致的地球上生命历史的发展观。这里，创世的理性计划被赋予一个维度，即是随着时间发展的：特创计划按照一个有目标的方式展示出来，直至一个预定的目的。通过这种模型可以解释为什么19世纪早期的生物学家对胚胎学很着迷；人们认为个体生物的发展是一个完美的例子，说明了自然界中具有方向性的力量。因为胚胎的结构变得不断复杂，所以将胚胎发育过程与阶层体现的分类观起来，并产生出“平行律”，似乎是自然的。有人认为，人类的胚胎发育经历了自然等级的排列，开始是无脊椎动物，然后上升到鱼、爬行动物的层次，最后是哺乳动物（Russell，1916；Mey er，1935，1939，1956；Temkin，1950；Oppenheimer，1967；Gould，1977b）。人类的发展就这样与整个动物界联系了起来。
不久，平行律又与地球上生命的历史联系了起来，从而为“重演论”奠定了基础。按照重演论，人类胚胎经历的动物纲类型被视为是生命在地质时间所经历的历史发展的重复。这成了自然计划普遍性的象征，而且再次证明了人类的出现是自然计划的中心目的。C·F·基尔梅耶（Coleman，1973）暗示过有这种可能，在约翰·弗里德里克·梅克尔1821的著作中，极大地发展了这个理论。最初的时候，重演论只是一种猜想，但是当化石记录证实了动物纲的相继进步式出现时，重演论的思想不可避免地产生了重大的影响。因此这种唯心主义的观点希望广泛传播生物发展的概念，尽管这种概念与达尔文主义的哲学框架有很大的不同。
倡导这种对化石进步作唯心主义解释的领袖是瑞士博物学家路易斯·阿加西（E.C.Agassiz，1885；Marcou，1896；Lurie，1960）。阿加西早期是在德国受的教育，他从奥肯那里汲取了唯心主义的自然哲学。他曾经在巴黎居住过短暂的时间，并接受过居维叶的指导，居维叶教诲他要认识到将广泛的猜想与仔细的观察结合起来的必要性，在居维叶的引导下，他研究了鱼类化石（1833-43），并因此研究而出名。1846年，阿加西到美国旅行，并接受挽留成为哈佛大学的动物学教授。他后来成了美国博物学泰斗，帮助将唯心主义的研究途径传入到英语世界。
阿加西相信，只有将从鱼类到哺乳动物的化石进步与胚胎发育过程比较起来看，才能发现化石进步的真正意义。他已经在依格纳修·多林格尔的指导下研究过胚胎学，而且他终生都对胚胎发育过程着迷。当时，人们认为人类胚胎的发育是定向的过程，从中可以看出生物经历了不同等级的动物纲阶段，直至最终完美。沿着同样预定的路径，低等动物只经历了很少的阶段。博物学家从胚胎发育的这种过程中找到了理解化石记录中同样形态顺序的线索。
从地球的历史中可以看出上帝的作用。地球的历史告诉了我们创世的目的和终点是人类。从最早的有组织物质的出现时起，上帝的作用就开始在自然界中得到体现；整个系列中每一次重要生物的出现，都是通向生物发展预定目的的一个阶段。（Agassiz，1842，p.399）
进步不是对环境条件变化的回应，不是适应上帝更高超的智慧。进步是人类在世界占据独特地位的先验标志，进步向人类表面他是一个精心预定和结构和谐的特创计划中的最终目的。
在阿加西的最后论著中，如1857年出版的《论分类》（Agassiz，1962年版），他明确地接受了平行律，但是他的信念——脊椎动物的历史展示了向着人的发展计划——绝没有发生过动摇。当然没有人可以将所有物种排列成一个线性的序列，但是存在〖HTSS 〗着一个向着人类出现的、将动物纲的等级序列连接起来的主线。生命历史的旁支可以被视为是主要脊椎动物类型的变异，是主线的修饰，就像作曲家用一些其他音调丰富主旋律一样。在阿加西看来，造物主是理性的，而且是很有艺术性的，他所关注的是整个自然计划的结构，而不是个别物种对环境的适应。
阿加西通过将生物的发展图景解释为神的特创计划，提出了一种英语世界所接受的对进步的唯心论解释。修·米勒的《旧红沙石》（Miller，1841）在公众中普及了这种思想。然而，阿加西和米勒都相信，通过不连续的超自然起源阶段，生命发生了进步。他们相信，相继出现的动物类群是由于地质上的剧变而灭绝的。阿加西甚至加了一种地质剧变——冰期（Agassiz，英译本，1967）。阿加西认为，物种是绝对固定不变的，只能有物种的神奇起源。迈尔（Mayr，1959a）指出，类型学物种观的真正根源是与唯心主义哲学的联系。按照这种唯心主义的解释，个体生物仅仅是理念类型的物质表现，理念类型代表了物种的本质。自然变异不能使理念类型发生改变，因此只有造物主的意愿才是新的特定类型的唯一源泉。其他唯心论者也能接受不连续或突然的转变观，而且温泽（Winsor，1979）指出，阿加西之所以反对进化论是受到对物种固定不变观察的影响，加上他相信每一个分类层次形成了可供智力分析的一个明确阶元，这是博物学家在研究自然时不得不牢记在心的。这种自然阶元与造物主心里想的层次相平行，而且是固定永恒的。在阿加西自然发展观形成过程中，唯心主义起到了更重要的作用，它比起物种的类型学思想来，是更本质的思想。
阿加西在坚持每一种新的动物纲的出现代表着迈向一个全新世界的阶段中，引入了更深层次的生命进步不连续观点。按照这种观点，在原先占主导地位的动物纲的最后成员，与新的动物纲中最早出现成员之间，不存在相互连续的关系，只有在每一个动物纲中，才能发现连续的图景。这就证实了需要援引超自然的创造来解释每一个新的动物纲的起源。然而，事实上在每一个动物纲中所能看到的物种联系趋势，可能很容易被视为类似进化的连续发展。这是唯心主义发展观中的一个著名的悖论。虽然阿加西作了很多努力来强调不连续性和非进化的生命计划如何展示，但是生命计划连续性的事实有助于人们相信这种计划可能是逐渐展示的。假如能够想到这样一种连续性的发展是由于预定的一种类型向另一种类型的转变，那么就会形成一种进化论。尽管这种解释与达尔文主义相去甚远，但是它在普及基本的连续性发展思想方面却起到了关键作用。
罗伯特·钱伯斯在《自然创造史的痕迹》（Chambers，1844）一书中就扩展了这种唯心主义的自然哲学，虽然这部引起很大争议的书帮助传播了转变的思想，但是书中只不过提出了存在神的计划的解释，认为是神控制着转变的整个过程。钱伯斯采用了平行律，认为生命的进步本质上是通向人的线性发展。甚至阿加西也认为这样看不太合适，因为每一个动物纲中发展出来的分支显然并不一定会通向下一个更高的类型。事实上，这时，线性发展观的整个基础开始坍塌了，从而使人们更加注重分支发展的思想。在这场革命中，一种更加成熟的唯心主义自然观发挥了重要的作用，这种唯心主义以微妙的但是重要的方式为进化论的发展作出了贡献。。从表面上看，这种新的分支发展的思想与达尔文提出的观点相似，而且这种有利于这种思想的证据后来也被达尔文主义所利用。然而，对于唯心主义者来说，他们所强调的发展的复杂过程仍然被视为神的计划缓慢展示的一个部分。
这种新方向的第一步发生在胚胎学中，卡尔·恩斯特·冯·贝尔在他的《动物发生史》（von Baer，1828；英译本见Henfrey and Huxley，1853）第五条注释中抨击了平行律。冯·贝尔坚持认为，在奥肯、梅克尔及其他人通过与人的发育进行类比所作的统一自然的努力中，他们夸大了人类胚胎的早期阶段与低等动物纲成体阶段的相似性。哺乳动物的胚胎与任何低等动物的成体之间，并不存在真正的相似，人类的胚胎并没有经历先是鱼类再是爬行动物的阶段。真正的情况是，对于博物学家来说，很难区分人和（比如）爬行动物胚胎发育的早期阶段，然而这只是类似爬行动物的胚胎，而不是爬行动物的成体，与原先声称的人类胚胎经历了爬行动物阶段更是相去甚远。人类胚胎的早期胚胎分化得并不充分，无法辨认出成体动物纲的特征。在动物的胚胎发育的后期，它们特征才会表现出来，应该认为动物的胚胎的发育路径是不同的。只是在人类胚胎发育比较晚的时期，才表现出与其他哺乳动物物种截然不同的特征。
在冯·贝尔看来，发育是一个特化的过程，并不是沿着线性等级向人的上升过程。任何物种的胚胎在开始时都是简单的，结构没有特化，然后通过增加特化器官，不断达到更高程度的复杂性，最终达到了物种的成体状态。这就是为什么不同的类型胚胎早期相似而它们在形成各自的成体特征时不一定经历同等程度特化的原因。冯·贝尔已经表明，不可能通过把动物视为单一进步计划的展示来同一生物。自然界远比平行律所揭示的更复杂，虽然这并不意味着整个自然界不是受更复杂的图景控制的。存在着定向的驱动力使胚胎向着其最终目标发育，但是每一个物种的目标并不一样，在了解自然的计划时必须考虑到这一点。
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