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Koch）人类起源馆在2010 年3 月17 日宣告向公众开放，这一天正值该博物馆成立100 周年。这本书按计划用于充当戴维·科克人类起源馆的参观手册。没有那些慷慨无私的朋友们的帮助，尤其是戴维·科克和彼得·巴克的帮助，这一展览和这本书都绝无实现的可能。这些对科学、教育以及我们人类起源研究项目热诚奉献的学者足以成为每一个人的榜样。 我相信这本书会帮助大家更好地理解600 万年来人类在面对变化的世界时所走过的旅程。欢迎你们在不久的将来亲自参观史密森尼学会的戴维·科克人类起源馆。 克里斯蒂安·桑佩尔 美国国家自然历史博物馆 馆长 导言 | 生命起源的意义 生而为人，意义何在？面对着从世界各地来参观人类起源展览的观众，里克·波茨时常问起这个问题。观众们的答案五花八门，其中有一些答案令人惊讶。例如 ：人类可以创造并欣赏美 ；我们可以选择破坏周遭世界，但也可以选择去关爱它 ；我们有操作遥控装置的能力 ；我们的体毛很少——除了我认识的个别人 ；我能意识到上帝爱我 ；我们有大拇指，多么神奇的大拇指 ；人类可以怀念祖先，憧憬未来……其实所有这些答案都证明，大家对于自己是谁、从何而来，各自有着自己的思索和体会。与此同时，科学家们正在将有关人类演化的证据拼接在一起。 人类起源的问题触及人类未解之谜的根本。千百年来，世界各地的宗教、神话塑造着人们对于自身从何而来以及人类身份的认知。然而，人类起源的新发现却对此提出了挑战。一门足以改变人类对自身起源以及对自我的认知的科学，既有可能获得热情的拥护，也有可能因为彻底改变了人类有关自身与世界的定位等核心信仰而被无视，甚至遭到嘲笑。 尽管在查尔斯·达尔文（Charles Darwin）之前便有其他学者提出过进化思想，但是达尔文关于物种起源提出的综合论据受到了公众程度的关注，同时，也遭到了规模的抵制。达尔文将他细致入微的观察和实验结果融入以下这一假说：物种是在漫长的自然演变中形成的。反对者认为所有物种都是上帝创造的，达尔文直面了这些反对的声音。他提出，随时间的推移，地球上的生物会逐渐适应周边环境，这一过程被他称为自然选择。自然选择推动了新物种的形成，造就了当今世界的生物多样性。进化论这一“大创见”（big idea） 认为所有的有机生物在某种程度上彼此关联，回溯时间长河，它们有着共同的祖先。生命像一棵巨大的亲缘关系树，而并非各自独立形成的物种阵列。达尔文还意识到进化的过程包含灭绝，某些生命形式终将走向末路。也就是说，生命之树的枝条会在地球上的各个生命时期被加以修剪。 1882 年，当达尔文去世时，支持他的假说的证据依然很少，其中一大难题是缺少相应的化石证据。物种间的过渡型，尤其是主要的生物类群之间的过渡型更是罕见。《物种起源》出版 30 多年之后，人们仍然不知道地球的历史到底有多长，是否足以允许进化发生。当时著名的物理学家开尔文勋爵（Lord Kelvin） 根据地球的冷却速率估算，认为地球从熔融状态冷却到现在的温度耗时不会超过数千万年。这一估算对达尔文的理论来说是致命的，因为达尔文认为地球上的生物要逐渐演化成如今的模样，至少需要几亿年。 在 1882 年，人们对 DNA（脱氧核糖核酸）这种包含着生命有机体遗传密码的大分子仍一无所知，当然，更不会有人知道 DNA 可以成为检测生物间亲缘关系的强大工具。根据对豌豆进行的实验，奥古斯丁修道院的修道士格雷戈尔·孟德尔（Gregor Mendel）在其很大程度上被大众忽略的论文《植物杂交实验》（Experiments with Plant Hybrids）中，描述了遗传学的基本规律。但是，达尔文与其他学者都没有意识到基因的存在，更不清楚基因的化学构成如何在代与代之间建立起蕴含大量变异的基因池。达尔文所知道的仅仅是他的理论关键在于新的类型或变异，现在我们知道这其实是基因的突变和重组。达尔文的设想如果是正确的，那么一定存在着某种方式，能够创造极为丰富的原材料，以此作为通过自然选择形塑有机生物不同特征的起始点，并终演化出地球上种类繁多的生物物种。尽管达尔文对新的变异进行了实验和描述，期望证明某些变异使有机体更易存活和繁衍，但人们仍不能通过田野调查来证明自然选择在野生环境中的重要性。 任何变数都有可能推翻他的理论。不过，达尔文对于生物学的贡献已经扬名天下，因为来自物理学、化学、古生物学、基因组学等学科的发现，为生物适应环境的过程、所有生物体间的相关性、各个物种起源与灭绝的历史以及由此而来的生物多样性的起落提供了不容辩驳的证据。科学就是一个批判性修正的过程，20世纪对达尔文进化论的检验已经将其初的版本升华到新的高度。 在达尔文逝世的那个时期，人们除发现了一些尼安德特人（Neanderthals）化石以外，没有发现其他任何有关人类演化的化石证据。而如今，我们已经发现了超过 6 000 具早期人类的化石，从独立的牙齿到近乎完整的整具人体骨架，这些化石的时间跨度长达 600 万年。对任何大型哺乳动物种群来说，这些化石都足以建立极有价值的化石库。该领域的研究者可以借此追踪人类大脑、体型、颅骨形状的许多关键转变，以及牙齿细微结构与骨骼的变化。我们可以通过计算机断层扫描术（computer tomography，CT）和扫描电子显微镜（scanning electron microscope，SEM）等先进的医学技术来深入研究化石的内部及表面细节。这些进步给我们带来了一些新的见解，例如早期人类婴儿要用多长的时间长大成人，以及不同的饮食习惯在我们祖先的牙齿上形成了何种特定的划痕与凹坑。 此外，遗留在成千上万座考古遗址中的难以计数的工具及其他人工制品，向我们揭示了我们的祖先如何发展出各类技术，到哪里去采集用来制作工具的石料，如何获取足够的食物，以及从什么时候开始学会用火。原始石器为我们了解人类起源的地理分布以及这些祖先的生存环境提供了丰富的线索。早期人类留下的雕像、岩画、贝壳项链则揭示出抽象行为成为人类生活的关键构成及人类社群出现分化与互动的具体时点。 随着科学家对地质形成的物理学与化学原理的逐步理解，地球生命经历了 40 亿年演化的观点取代了以前达尔文提出的生物多样性的进化需要数亿年的假说。至于人类起源的时间，我们已经掌握了 10 多种技术，可以对含有化石的岩层或化石本身进行年代测定以及数据对比。相比于 19 世纪科学家们的想象，我们现在对人类起源时间的判定的精确性已经大为提高。 人类直到 20 世纪 50 年代才发现了 DNA 的双螺旋结构及其功能，从而为检测个体乃至种群之间的基因关联开辟出一条道路。达尔文对基因学一无所知，但是根据进化原理，他预测人类与其他灵长类动物共同的祖先将在非洲猿类栖居的非洲大陆上被发现。人们原本以为非洲猿类的基因接近于狐猴或其他与人类亲缘关系较远的灵长类动物。实际上，在所有哺乳动物之中，黑猩猩和大猩猩的基因与人类是相似的。 通过化石猎人在各个大陆数十年的搜寻，我们现在知道早的人类化石几乎全部来自非洲。因此，非洲又被称为“人类的摇篮”。新的发现让我们能够愈加深入地审视 800 万～ 600万年前的一次物种分化，根据 DNA 研究，当时黑猩猩与人类的进化路径出现了分岔，分化中人类这一支的骨骼化石与猿类非常接近。随着古生物学家不断发现陆生哺乳动物与鲸类、鱼类与高等脊椎动物、“恐怖的蜥蜴”恐龙与鸟类之间过渡型的化石，研究者在人类进化之路上也补充了越来越多的过渡型。

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