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玛丽娅和蝴蝶的秘密

 海派書鄉 2014-07-17

2014-07-17 我爱雨果 科学公园

  1652年,法兰克福诞生了一个小女孩,名叫玛丽娅·西碧拉·梅里安(Maria Sibylla Merian)。她出生于艺术出版世家,父亲是书籍插图版画家,不过在小玛丽娅三岁时就去世了,妈妈带着她改嫁给一个水彩画家。由于两个艺术家庭的熏陶,玛丽娅从小就表现出对绘画的非凡天赋和成为艺术家的强烈渴望。然而那时,女孩子是不允许去学校接受教育的,好在继父非常欣赏玛丽娅的才华,就在家里传授她绘画的基本原理和技能。


  随着玛丽娅的绘画技能越来越娴熟,她又有了另一个不同寻常的爱好:饲养并观察昆虫。玛丽娅的叔叔从事丝绸贸易,因此玛丽娅有机会获得蚕的幼虫。听上去蚕可真不像是一个小姑娘的宠物,但玛丽娅却对这些白色蠕虫变成蛾子的神秘转换过程非常着迷。除了蚕以外,她还从附近的花园里收集一切可以找到的毛毛虫养在室内观察。同时,她还尽可能地阅读所有关于昆虫的出版物。


  中世纪的欧洲把昆虫看做魔鬼生物,认为那是腐烂和肮脏的产物。亚里斯多德说昆虫是“自然发生(spontaneous generation)”的,换句话说,昆虫是没有源头、自发地从泥土中或者腐烂物中萌生出来的。数百年来这种看法没有遭遇挑战,学术界和普通人都认定:昆虫生命周期的不同阶段——幼虫、蛹、成虫——是完全独立的生物个体。到了十七世纪,科学家们开始质疑各种旧的观念,新发明的显微镜使人有机会仔细观察昆虫。


  两个荷兰人(Johannes Goedaert、Jan Swammerdam)发表文章,首次宣称昆虫是从虫卵孵化而来,然后逐渐开始复杂的渐变态过程的。这篇文章对玛丽娅影响非常大,借此,她学会了密切观察和坚持记录的科学研究方法。每当毛毛虫发生变化的时候,玛丽娅就会绘制很多速写草图,同时还去了解每种昆虫会以什么样的植物为食。


  因为不能去上学,玛丽娅不仅可以长时间独自观察花草和昆虫,也没有机会被错误的学术观点和观念洗脑;因此,她会更加相信自己的亲身观察。直到某一时刻,玛丽娅惊奇地发现,毛毛虫、蛹和蝴蝶并不是孤立的,而是同一只昆虫经过一系列变态过程演变出来的。这个重大发现虽从未有人公开过,但她坚信自己的观点是正确的,并准备向世界宣告自己的发现。她写道:“我收集了所有能找到的毛毛虫,以研究它们的变化过程,因此,我将远离社会,全身心投入到这些观察研究中。”她立下这个宏愿的时候才13岁!现在我们都知道真理掌握在玛丽娅的手里,但当时谁会相信一个小女孩能挑战学术权威呢?何况还是个一天学堂都没有上过的小女孩。


  时间一年年过去,玛丽娅成为一名技能卓越的水彩画家和母亲,但她从未停止饲养和观察毛毛虫,并把毛毛虫的整个变态过程忠实地用水彩画完整记录下来。到了1676年,玛丽娅出版了著名的著作《毛毛虫的奇妙变化和神奇的植物供养》(The Wonderful Transformation and Singular Plant Nourishment of Caterpillar)。在这本书中,玛丽娅用精彩逼真的水彩画作,第一次向世人展示了50种昆虫的完整变态过程和它们所食植物的形态。玛丽娅用无可辩驳的证据证明了昆虫变态的存在。


  这本书本该让玛丽娅在自然科学领域中获得显赫的声誉,的确,不少人确实被这些惊奇但真实的观点所打动。但是学术界依然不承认玛丽娅的成果,其中一个理由居然说玛丽娅的著作不是用拉丁语写成的!这让玛丽娅非常失望和沮丧,她带着女儿多萝西娅(Dorothea,后来成为她的助手和学术继承人)来到阿姆斯特丹寻求别的机会。阿姆斯特丹是个港口,和外部世界有着很多交流。一次偶然的机会,玛丽娅发现了一个标本匣子,里面有好多种来自美洲的奇妙昆虫和动物标本。作为一个资深昆虫学家,玛丽娅认识到,这些死去的昆虫标本,仅能满足一下浅薄的好奇心,只有深入这些动物的生存环境中研究它们,才能有更伟大的发现。于是在1699年,玛丽娅变卖了所有的画作和大部分财产凑集路费,带着女儿多萝西娅、画笔和颜料等,前往南美洲的苏里南。这也是人类历史上第一次有女科学家为科学研究踏上这片土地。


  从一进入苏里南帕拉马里博的新家开始,玛丽娅就注意到室内外的几十种昆虫。这些昆虫都是她这辈子第一次见到,这让她大开眼界。她收集各种各样的昆虫并养在家里的盆盆罐罐里。慢慢地,整个社区传遍了这位奇怪妇女的奇怪爱好。仅仅在家里养殖和观察还是不够的,这对母女进入热带雨林深处进行科学考察。试想一下:在没有驱蚊水和GPS的时代,两个包裹在十七世纪裙装和胸衣里的孤独女性,身处随时可因脱水而休克的赤道地带,勇敢地在热带雨林深处进行着不为世人所知的研究该有多么的艰辛和困难!一件轶事可以说明些问题:有的昆虫栖息在高大树木的树冠上,观察和研究实在不方便,母女二人就一斧头一斧头地把这棵树放倒!


  玛丽娅原计划要在苏里南呆上五年,但到了第三年时,由于罹患疟疾得不到有效治疗,只能带着所有的笔记和昆虫标本,踏上通往阿姆斯特丹的归途。回来后,玛丽娅花了四年时间精心整理素材和资料,于1705年(这时候她已经58岁了)出版了伟大的拉丁文著作《苏里南的昆虫变态》(Metamorphosis Insectorum Surinamensium)。


  


  这是一本结合严谨科学和精湛艺术的经典之作,书中的60幅插图都是玛丽娅在其水彩画的基础上摹刻成铜板印刷,然后手工加上彩色的,每个物种都配有详细的习性描述。她创造性地改变了一种标本一幅图的模式,而是在每幅画作中描绘出昆虫全过程的变态模样,和昆虫采食的植物品种及形态:金色菠萝上空盘旋着蝴蝶,菠萝的叶尖则是这种蝴蝶的幼虫;红色的甲虫在爬行;木薯不慎裸露出长长的块茎,上面趴着几只满身条纹的毛毛虫。她的画作基于写实但又充满了戏剧性,能更好地表现出昆虫的完整生态过程和生物界相互利用生存的多样性。


  


  这本书让玛丽娅再也无法默默无闻了,科学界承认了这是昆虫史上的重大发现。不久之后,整个欧洲都知道蝴蝶不是来自泥土,而是来自毛毛虫了。现在,我们把动物身体的这种变化称为“变态”(metamorphosis,是transform的拉丁语)。它广泛地发生在蝴蝶、蛾子、甲虫、螃蟹和青蛙的生命周期中。我们能了解这个事实,得感谢玛丽娅·西碧拉·梅里安的科学素养、艺术水平和最重要的——不畏困难和不懈努力的求真精神。1717年,玛丽娅因中风而去世。三百年来,她的求新精神鼓舞着后代科学探索者继往开来,发现了更多更伟大的科学事实,促进了人类社会摆脱愚昧腐朽的束缚。玛丽娅的荣耀永恒地记录在她的研究成果和画作上。迄今,有两种甲虫和九种蝴蝶以她的名字命名;在德国马克还没有变成欧元的时候,她的肖像还出现在500马克的纸币上。

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