贾思勰是一千四百多年以前，我国南北朝时代北魏一位杰出的农业科学家。他是山东益都人，出生在一个世代务农的书香门第。他的祖上并不只是那种“日出而做，日落而息”的农民，在劳作的同时，还喜欢读书、学习，特别重视农业生产技术知识的学习和研究。
这些都无形之中在贾思勰的脑海里留下深深的烙印。并不十分富裕的家中却拥有大量藏书，使贾思勰能够从中摄取各方面的知识，这些都为他日后编撰《齐民要术》打下了坚实的基础。
成年后的贾思勰，开始走上仕途。他曾经做过高阳郡（今山东临淄）太守等官职，并因此到过山东、河南、河北等许多地方。他每到一处，都非常重视农业生产，认真考察和研究当地的农业生产技术，并虚心向一些有着丰富实践经验的老农请教，从而积累了许多农业生产方面的知识。
中年以后，他又回到了自己的家乡，开始亲自从事养羊、种庄稼等农业生产劳动和放牧活动。在经营农牧业的过程中，他对农业生产也有了亲身体会。在遇到问题时，他还时常到各地向有经验的农夫请教。
有一次，贾思勰养的二百多头羊因为饲料不足，不到一年就饿死了一大半。事后他想，下次我事先种上20亩大豆，这下准备的饲料应该足够多了。这样，他又养了一群羊。可是过了一段时间，羊又死了许多。到底是什么原因呢？就在这时，有人告诉贾思勰，在百里之外有一位养羊的能手，也许能帮助他。贾思勰立刻找到这位老羊倌，向他请教。老羊倌在仔细询问了贾思勰养羊的情况后，找到了羊死亡的原因。原来是因为贾思勰随便把饲料扔在羊圈里，羊在上面踩来踩去，拉屎撒尿也都在上面。羊虽然不会说话，可羊是不肯吃这种饲料的，于是就饿死了。贾思勰又在老羊倌家里住了好多天，认真观察了老羊倌的羊圈，学习了老羊倌一套丰富的养羊经验。回去后，就按照这些养羊的方法去做，效果果然不错。
后来，贾思勰又陆续到过河南、河北、山西、山东等许多地方。每到一处，贾思勰都虚心地向当地有经验的老农请教，学习他们多年积累下来的宝贵生产经验。比如：长着茅草的地要先让牛羊在上面踩过一遍，七月份翻地后，茅草才会死去；长得饱满的、颜色纯正的穗子，一般是首选的种子类型，把它们割下来，高高挂起，等到第二年春天再脱下粒来播种，庄稼长势才好；不同的地理位置，不同的气候环境，要选不同的作物种类。例如风大霜重的山地种谷子，就得选用茎杆坚强的品种；而温暖潮湿的低地种谷子，就得选用生长旺盛产最高的品种。贾思勰在探索、实践中，逐步掌握了许多丰富的生产经验。
贾思勰为什么会对农业生产经验如此感兴趣呢？因为他认识到农业生产和人民的生产生活关系密切，国家能否强盛起来，几乎决定于君主是否重视农业生产。而农业生产要想有发展，就必须依靠提高政府官员和农民的科学技术水平。他亲自进行农业生产活动，总结当时的经验，研究前人的成果。大约在北魏永熙三年（534年）到东魏武定二年（544年）期间，他将自己积累的许多古书上的农业技术资料，请教老农获得的丰富经验，以及他自己亲身实践后的体会，加以分析整理和归纳总结，写成了农业科学技术巨著《齐民要术》。
说《齐民要术》是巨著，是因为该书分为10卷，共92篇，11万字；其中正文约七万字，注释约四万字。另外，书前还各有“自序”、“杂说”各一篇。在“序”中，贾思勰广泛摘录圣明的君主，贤明的宰相以及有识之士等重视农业生产，从而国富民强的事例。《齐民要术》论述的内容相当丰富，涉及面极广，既包括各类农作物、纤维作物、油料作物、染料作物、香料作物、绿肥作物、饲料作物等田间作物，也包括水生植物、蔬菜、瓜果、实用木材等等，就连养猪、养鸡、制造酱醋等农副产品，也都有详细说明。可以说，《齐民要术》是我国最早的一部农业百科全书，为我们研究我国古代农业生产提供了极为真实的详细史料。
《齐民要术》的内容和贾思勰的贡献，可从下面几个方面探讨。
《齐民要术》的最大成就，是使我国的农业科学第一次形成了系统理论，对以实用为特点的农学类目作出了合理的归划。在这部书里，贾思勰对当时各种农作物，从初始的开荒耕种及生产前的各样准备，到生产后的加工、酿造和利用等一系列过程，做了全面而详细的描述。
比如，对农作物进行分类；分析影响农作物生长的多种因素；针对农作物生长的各个阶段，都需要注意哪些问题？如何改善农作物的生长条件？怎样才能提高农作物适应环境的生长能力？同时贾思勰在这本书里还论述了种植学、林学以及多种动物的养殖学。应该说，《齐民要术》内容异常丰富，结构极其严谨，论述有理有据，并与实践紧密结合。贾思勰所提出的这些问题，正是农业科学所要研究的主要方面。这些研究成果，不但促进了当时的农业生产，就是在今天，仍具有非常重要的参考价值。
《齐民要术》提出种子的优劣对作物的产量和质量起着举足轻重的作用。例如书中共记录各类种子八十多个品种，按照成熟期，植株高度和产量、质量，抵抗不良环境的能力等多种特性进行分析比较。同时说明了如何保持种子的纯度，种子播种前的各项准备工作有哪些，如何做，才能保证播种下去的种子能发育完好，并长出茁壮健康的幼苗。更为可贵的是，贾思勰看到了各种事物相互联系这一辩证规律，描述了环境在生物的存活和生长方面所起的作用，以及生物遗传、变异之间的关系；论述了人工杂交，人工选择及定向培育等育种原理。对于种植蔬菜、果树和林木的扦插、压条的嫁接等育苗方法以及幼树抚育方面的技术作了说明。至今，我们仍然采用其中的许多方法。
贾思勰在进行了大量实地调查研究，总结他所生活实践的黄河中下游地区的气候特点是：“春多风旱”。在《齐民要术》中详细探讨了抗旱保墒的问题。在书中，他还规范了耕、耙、耱等基本耕作方式，并与各种技术环节巧妙结合，在理论上说清道理和意义。另外，他还提出以轮换作物品种的办法恢复提高土壤肥力，还出现了绿肥植物的栽培及轮作套种的方式，明确提出农业生产的原理应是因地制宜。
《齐民要术》将动物养殖技术向前推进了一大步。书中用6篇记录了牛、马、鸡、鹅等家畜、家禽的饲养方法。对于畜力的使用，家畜的饲养，雌雄如何搭配才合适等问题，书中也都有描述。书中还有兽医处方48例，涉及外科、内科传染病、寄生虫病等多种疾病，提出早发现、早预防、早治疗、讲究卫生，以及积极配合防病治病等措施，直至今日，有的措施仍在采用。
农产品的加工、酿造、烹调、贮藏等技术也是《齐民要术》涉及的内容之一。从书中记载的酒、醋、酱、糖稀等的制作过程，可以看出当时的人对微生物在生物酿造过程中所起的重要作用已经有了一定的认识和实际经验。书中记载的蔬菜保存方法，至今在我国北方地区仍在使用。
《齐民要术》还具有很高的实用价值，其中记载了许多关于植物生长发育和有关农业技术的观察资料。例如，书中说椒不耐寒，属于温暖季节的作物，因此越冬时要把它包起来。最可贵的是，书中记述了果树开花期于园中堆置乱草、生粪，漫烟防霜的重要经验。书中认为，如果雨过天晴，又刮西北风降温的话，那天晚上一定有霜。根据这一经验，人们可以提早做好预防准备，避免损失。
值得一提的是贾思勰十分重视对农业生产、科学技术与经济效益的综合分析。在当时，他就能在书中把科学技术与农业生产结合起来，依据一定的理论，从科学道理出发，描述多种经营的方法，可以增加经济效益，增加农民的收入。
《齐民要术》是一部总结我国古代农业生产经验的杰出著作，是一部具有高度科学价值的“农业百科全书”。农史学家称赞该书使中国农学第一次形成精耕细作的完整结构体系。经济史学家认为该书也是封建地主经济的经营指南，为增加经济效益提供了实际方法和途径。再有食品史学家认为该书在农产品加工、酿造、烹调、果蔬贮藏等方面也给出了很好的技巧、方法。
贾思勰的《齐民要术》能得到各界史学家的高度评价，取得如此成功，是和他本人严肃认真、一丝不苟的治学态度分不开的。他非常重视吸收前人的经验。在《齐民要术》中，他引用的古书有一百五六十种。这些古书中有不少都失传了，幸亏贾思勰把其中一部分精华摘录下来，比如西汉时期的《胜之书》，《四民月令》等许多农学著作。贾思勰虽然十分重视前人的经验，可是并不迷信古书。例如《胜之书》中说，黍子的种植要稀一点。可贾思勰通过亲自实践发现，如果密植，棵虽然发得小些，但是籽粒匀称饱满，米色比较白，比稀植效果要好。于是在《齐民要术》一书中，他就纠正了《胜之书》的说法。
贾思勰不但吸收书本中的精华，同时还亲自参加农业劳动，积极向群众学习，仔细观察，认真思考，从而获得了大量确切的第一手资料。因此书中很多知识的描述相当精确，如果不是亲自实践，是无法做到这一点的。
贾思勰这种不人云亦云的严谨治学态度是难能可贵的，这和当时社会追求名利，崇尚空谈的作风是迥然不同的。贾思勰在《齐民要术》一书中表达了他济世救民、要求实行变革的政治态度。他认为，只有农业首先得到发展，国家才能富裕起来。他蔑视那些终日吃喝玩乐，不问百姓疾苦的达官贵族。贾思勰很有政治远见，在他看来，如果人民的基本生活无法保障，人们吃不饱，穿不暖，日积月累，达到极点定会引起人们的不满，国家也就难以维持稳定的局面了。
还有一点值得特别提到的是：贾思勰不仅注意总结汉族人民的生产经验，同时还注意学习和吸收各兄弟民族的先进生产经验。例如书中关于畜牧方面的许多好方法，就是从兄弟民族学习来的。
《齐民要术》由于其内容广泛，记述丰富，内容详实，不仅在我国有着深远的影响，而且在国外也有一定的影响。例如日本早在宽平年间（889～897），藤原估世编撰的《日本国见在书目》，其中已收录了《齐民要术》。欧洲学者也翻译出版了英、德文本的《齐民要术》。
总之，贾思勰本人尊重劳动，敬重劳动人民，具有一定的远见卓识，能把富国的根本放在农业上，这是很可贵的见解。他还拥有丰富的知识，通晓多方面的知识和技术，将实践放在很重要的位置上，不只靠空想，还具有实事求是的科学精神。这些优秀品质在他所著的《齐民要术》中得到了充分展示。《齐民要术》反映了我国古代劳动人民无限的聪明才智，为保留我国古代农业生产的宝贵经验，推动我国古代农业生产的发展，都做出了重大贡献。贾思勰所著的《齐民要术》称得上是一部不朽的、具有很高科学价值的农学巨著。
探索微观世界的先驱列文·虎克
列文·虎克（AvanLeenwenhoek，1632～1723）是荷兰科学家。1632年列文·虎克出生于荷兰，虽然他一生从未受到过系统的科学教育，但是，他的一生对于生命科学的发展却有着十分重大的影响和贡献，是一位卓有建树的科学家。也许，很少有人相信列文·虎克最初步入社会的谋生之道，是依靠自己的力量开办了一个杂货店。另外，他还曾经做过当时市政厅的看门人。
很早以前，古代希腊人就知道了用空心的透明玻璃球灌满水做放大镜用。但当时并没有谁把这个技术与研究生物学联系在一起。在17世纪初，人们通过过解剖学和生理学的研究也已经揭示出了动脉、静脉的血流关系，并且预想到极其细小的、被后人称之为毛细血管的结构的存在。然而，由于缺乏得心应手的工具，当时的人们尚无法看到这种想象中的细微结构。
随着海上运输的逐渐发达，荷兰殖民者跨海越洋，从遥远的亚洲、非洲和南美洲把包括宝石在内的各种货物源源不断运回荷兰。同时，在荷兰本土的工匠们之中，逐渐盛行磨制印度金刚石和其他宝石饰品的工艺。这种磨制硬物的工艺，后来又逐渐发展为磨制玻璃透镜、制造望远镜和放大镜等等。再以后又制造出了显微镜。
在这样一个社会环境中走进生活的列文·虎克，从小就是一个好奇心很强的人。他的勤奋好学使他不仅学会了磨制玻璃透镜的方法，还学会了如何组合及装配它们的技术，制造出了功能相当好的显微镜。列文·虎克把制造这种显微镜的手艺深藏于内心，从不传示于他人。虽然他并不是世界上第一个制造出显微镜的人，在他之前罗伯特·胡克已经用自己制造的显微镜看到了软木薄片中的细胞。但是，列文·虎克是第一位成功地制造出了高分辨率的显微镜，并用这台显微镜进行了许多重要生物学研究工作的人。为了制作出功能更好的显微镜，列文·虎克曾先后选用最好的玻璃、水晶做材料，最后甚至还用上了金刚石这种当时十分贵重的材料。列文·虎克十分珍爱自己制作的显微镜，从不允许别人在他的控制以外使用他制作的显微镜。他自己则用显微镜广泛地观察过许多种动物的不同结构和其他材料。其中包括一些甲虫的附肢、蚊子的口器、蜜蜂的蛰针和泡干草的水等等。列文·虎克用自己制作的显微镜看到了许多他和他的前人从未见过的东西，其中大多数都是后来被他称之为“微动物”（animalcula）的微生物。
列文·虎克有一位朋友叫德·格拉夫（Regnier de Graaf）。他是一位医生和解剖学家，还是伦敦皇家学会的通讯会员。德·格拉夫在了解到列文·虎克的开创性工作以后，就建议列文·虎克把他在显微镜下的新奇所见报告给当时在科学研究领域富有权威和影响的伦敦皇家学会；同时，也促使皇家学会请求列文·虎克经常报告这方面的情况。这样，就使列文·虎克的研究工作为更多和更重要的人们所了解。列文·虎克把他在显微镜下所看到的各种活泼物体统称为“狄尔肯”（Dierken）。他认为，它们所进行的前后运动是那样的灵活自如，而沿体轴的转动也是十分优美的。并且，由于每一个个体都十分微小，所以可以想像得到，在每一个粗糙的沙砾表面或者是一滴水中，都可以有成千上万个的“狄尔肯”在生活着，这些地方简直就是它们的快乐家园。
列文·虎克的报告使一些自命不凡的伦敦皇家学会会员感到惊讶。像“狄尔肯”这种具有丰富生命现象的小东西，在一滴水中就会有2 700 000个，甚至更多吗？！面对列文·虎克根据实际观察所作出的大胆推测，伦敦皇家学会专门委派了两名秘书——一位是著名的物理学家、世界上第一台显微镜的发明人罗伯特·胡克，另一位是植物学权威格鲁（Nehemiah Grew）去设法为学会搞一台高质量的显微镜来，以便进一步核实列文·虎克的报告内容。后来，正是德·格拉夫和罗伯特·胡克的支持与赞许，使列文·虎克的观察和研究工作得到了相当高水平的评价。列文·虎克还因此被吸收进入伦敦皇家学会，成为会员。1673年，列文·虎克继施旺·麦丹（Swammerdamk Jan）和马尔比基（Marcello Malpighi）之后，完成了一项对于生理学研究和教学很有意义的工作——他详细记述了鱼类、两栖动物和人以及其他一些哺乳动物的血红细胞，并把这些细胞画成图，呈现在世人面前。
列文·虎克对生命科学的研究，绝不仅仅限于对简单直观的生命现象进行观察和描述。事实上他主要专注于对动物解剖学和动物发育史等方面的探索。三年之后，也就是1676年，当他和学生哈姆（Ludwig von Ham）一起研究了人、狗和兔子的精子时，他更加相信：在活泼运动中的“微动物”——精子中，未来有机体的全部早已经存在于其中了。他的这个观点，复活了生物学界曾经盛极一时的“预成论”理论。
列文·虎克认为，精子中就存在着真正的胚胎，精子就是胚胎发育（生物个体发育）的起点。
在有性生殖过程中，未受精的卵只不过是在胚胎发育中向胚胎提供了营养。列文·虎克在他的这一观点中，对卵在生殖过程中所起的作用的评价，是与当时另一位科学家施旺·麦丹具有明显不同的观点。施旺·麦丹出生于荷兰的阿姆斯特丹，他是一位富有的药剂师的儿子，比列文·虎克要年轻将近五岁。并且，由于施旺·麦丹曾经身患疟疾，他终其一生也只有大约六年时间是较少被疾病折磨，能够把大部分精力和时间用于科学研究的。但是，施旺·麦丹的学术成果，特别是他提出的“卵生论”，却深得一部分持“预成论”观点的学者们的拥护。在施旺·麦丹看来，在整个动物的个体发育过程中，精子所能够起到的作用并不十分关键，而只有卵才是动物个体形态发育的开端。施旺·麦丹是在研究了蜜蜂和蝴蝶等动物的解剖结构和发育过程之后，才用这种“卵生论”的观点，把整个自然界的发展解释为“已有东西的机械增长”的。由于在关于动物发育这样重要的问题上有这么两种对立的观点存在，就使拥护“预成论”观点的人们明显地分成了对立的两派：一派是“卵生论”者，他们坚决支持施旺·麦丹的研究成果；认为卵在整个个体发育中起着重要的和关键性的作用。而另一派“微动物论”者则宁愿相信列文·虎克的理论，认为精子才是幼小动物个体发育的起点。这样两个都持有“预成论”观点的学派一直持续争论了将近一百年。在施旺·麦丹去世近六十年后的1738年，一部《自然界的圣经》才把“卵生论”的观点及其相关的实验观察等和盘托出。列文·虎克与施旺·麦丹的学术之争，使“预成论”又成为了当时和以后近一个世纪的生物学研究热门问题。
列文·虎克是1723年8月27日在代尔伏特去世的。他是继罗伯特·胡克之后，自己制造显微镜，并用之于生物科学研究的科学家。他和罗伯特·胡克、施旺·麦丹以及马尔比基等科学家一起，缔造了显微镜下的生命科学。列文·虎克既是开发生物科学研究工具——显微镜的创造者之一，更是使用这种工具对微观生物界进行观察研究的先驱。他早在1683年就观察到了人牙垢中的细菌，只不过当时的科学界还没有这一概念。列文·虎克也只是用“这些生物几乎像小蛇一样做着优美的蜿蜒运动”来记述他的这又一个新奇发现。
列文·虎克去世以后，他制作和拥有的四百多台显微镜、放大镜被移交给伦敦皇家学会收藏。他的学术著作在1715～1722年间，分七卷在代尔伏特和莱顿出版。
事实上，我们今天所见到并使用着的光学显微镜，比起列文·虎克那个时代来，已经大大改进了。在最近两个多世纪的显微镜发展历史中，下面这些必要的显微镜附属部分都是后来陆续增加的：
1712年，C·赫尔特尔设计出显微镜用的照明镜；
1784年，荷兰人英根霍斯（Jan Ingenhousz）首次使用盖玻片；
1827年，亚米齐（Giovanni Battis Amici）发明了能够消除色差的透镜系统。
再以后，人类又发明了功能更加先进的电子显微镜。不过，这已经不是光学原理的放大工具了。
细胞的发现者胡克
罗伯特·胡克（Robert Hooke，1635～1703）是英国著名的物理学家、生物学家。
胡克于1635年7月18日出生于英格兰怀特岛弗雷什沃特村的一个牧师家庭。幼年时他常常头痛，经常辍学。小时候，他喜欢摆弄钟表和机械玩具，练就了一双巧手。1648年，胡克的父亲去世，威斯敏斯特中学校长巴斯比收留了他。在那里他学习拉丁文、希腊文、希伯来文和数学，同时学习演奏风琴。1653年，胡克从威斯敏斯特中学毕业后移居牛津，当上基督教堂的合唱队员。
1655年，胡克成为威利斯的助手，后为玻意耳的助手。1660年牛津学术团体迁往伦敦，1662年正式命名为英国皇家学会，胡克被任命为该学会的实验管理员。1663年，他获牛津大学文学硕士学位，并被选为英国皇家学会会员。1664年，他任格雷沙姆学院力学讲师，并任英国皇家学会珍宝馆馆长。1665年他担任格雷沙姆学院几何学教授。1666年，伦敦大火后，他担任监督伦敦重建的测量员。1677～1683年他任英国皇家学会秘书。
玻意耳、马略特定律的发现者之一玻意耳曾是胡克的雇主。胡克对玻意耳研究用的空气泵进行了改进，这样玻意耳才得以成功。1662年玻意耳发表的关于空气压力的玻意耳定律中凝集着胡克的智慧。
1658年，胡克提出可以用弹力代替重力使物体振动，即在平衡轮的轴上安一个弹簧，可以代替重力驱动摆轮，这是现代钟表设计的基本原理。根据这个原理制造的确定经度的航海时针到18世纪才出现。1660年，胡克为此申请了专利，但后来又撤回申请。
1662年，胡克担任英国皇家学会的实验管理员，使他的聪明才智充分展示出来。他要为每周的会议提供3～4个有重要意义的实验，同时，还必须随时对会员们提出的想法作出实验验证。
1665年，罗伯特·胡克根据一会员提供的资料设计了结构相当复杂的显微镜。有一次，他切了一块软木薄片，放在自己制造的显微镜下观察，发现软木片是由很多小室构成的，各个小室之间都有壁隔开，像蜂房似的。胡克给这样的小室取名为“细胞”。其实软木是由死细胞构成的，只是细胞壁，没有原生质。
胡克又通过对大量矿物、植物、动物的显微观察，1665年，出版了《显微图集》，向人们提供了许多鲜为人知的显微图画信息，它涉及化学、物理、地质和生物等多个领域。该书是第一本关于显微图画的专著，也是17世纪自然科学领域中的重要文献之一。胡克在书中指出，显微镜在生物学研究中将大有用武之地。
胡克是一位技术精湛的实验员，除了改进空气泵和钟表结构外，他还制造了显微镜和改进了望远镜，人们称胡克是17世纪最伟大的科学仪器发明家和设计者。另外他对天文学的贡献也特别富有价值，胡克首先在望远镜上安装了十字标线瞄准器、可变光栅以及可直接读出望远镜方位的调节旋钮。他是第一个制造格雷果反射望远镜的人，用这台望远镜，1664年，他发现了猎户星座的第五星，第一个提出木星绕轴旋转。他还对火星进行过详细观察并进行描述，这一成果在19世纪被用作确定火星旋转速度的依据，肯定了他在天文学方面的工作。
胡克在《显微图集》中还记录了他对光学的研究。他对云母、肥皂泡以及玻璃片间的空气层等薄且透明的膜中的色彩进行观察，发现颜色的变化呈周期性，随着薄膜厚度的增加，光谱出现重复。为了解释这个现象，他提出了光的波动学说。1672年，他又发现了衍射现象，并用光的波动学说进行解释。胡克是光的波动学说最早的倡导人之一。
胡克对热学和气象学作出过贡献。他曾与惠更斯一起断定在常压下冰的熔点和水的沸点是固定不变的，并建议以水的结冰温度为温度计的零度，即摄氏零度。胡克还提出，热是物质粒子机械运动的结果，一切物质受热均膨胀，空气是由距离较大、相互分开的粒子构成，这些结果都被后人一一证实。胡克发明了轮形气压计，这是一种由绕轴旋转的指针记录压力的仪器。另外他制造的气候钟能将气压、温度、降雨量、温度和风速记录在同一个旋转的记纹鼓上，由此有人称他是科学气象学的奠基人。
1666年，伦敦发生大火，烧掉了许多建筑，胡克提出按矩形格式重建伦敦。这一方案虽然未被采纳，但得到了伦敦市元老会的赏识，被任命为三个负责重建伦敦的测量员之一。当上测量员以后的10年，是胡克科学创造的高峰。在这段时间里，他不仅出色地完成了测量员的工作，而且科学研究硕果累累。1679年，胡克继《显微图集》后另一重要的著作问世，它是胡克在17世纪70年代出版的一组6本系列著作的合订本，取名《卡特勒演讲集》。
在“演讲集”中，至少有两个重要发现。其一是以胡克命名的弹性定律——胡克定律，即“有多大的伸长量，就有多大的力”，也就是说在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比；其二是他通过对简谐振动的研究提出“使物体运动的力的量与它所获得的速度的平方成正比例。”
在“演讲集”中，胡克通过对事物的观察，提出了关于力学的三个基本假定。第一，一切天体都具有倾向其中心的吸引力或重力，这些天体不仅把它们自己的部分吸向中心，以使这些部分不至于从它们中飞离出去，而且还吸引着在它们活动范围内的其他天体，正如我们看到的地球那样。第二，一切天体在未受其他使其倾斜的作用力前保持直线运动不变，在受到这种力的作用后，运动将弯曲成圆形、椭圆形或其他更复杂的曲线。第三，离吸引力中心越近，吸引力越大。胡克的第二个假设具有革命性意义。因为在当时，连牛顿在内的很多学者认为圆周运动与直线运动一样是惯性运动。胡克的观点使他们不得不从另外一个角度看问题。
胡克的第一和第三个假设是关于引力的假定。1679年，胡克在给牛顿的信中进一步指出，重力的改变与距离的平方成反比，从而为牛顿的万有引力定律的提出做出不容忽视的贡献。但因为胡克的数学分析能力有限，他的观点大多是凭其敏锐的洞察力靠直觉得出的，缺乏强有力的证明，所以有关力学的很多问题都由大科学家牛顿最终解决。
胡克除了在生物学、天文学、气象学、热学和力学方面有很大贡献外，还在地质学和结晶学方面有深入的研究。在胡克所处的时代，地质学是一个尚未充分开发的领域。胡克早在《显微图集》中曾收集了对大量矿物进行观察的描述，后来，他对地质方面的研究成果被收集在其遗著中《地震的演讲和讲座》。关于化石的起源问题，胡克指出，应该把“印有图形的石块”即化石分为两类：一类是有生物图形的化石；另一类是有非生物图形的化石。这两类化石的起源不同，不能一概而论，印有生物图形的化石是古生物的遗骸。在远离海洋的陆地上发现海洋生物化石，他认为是地球表面曾经发生过剧烈的隆起和变迁，使原来的海洋变成陆地。至于在化石中可以找到一些现今不存在的生物，他认为这是物种易变性的结果。胡克的这些观点虽然显得肤浅，但无疑体现了灾变论和进化论思想。他的这种灾变论和进化论的思想比居维叶和拉马克早了一百多年。胡克在对具有非生物图形的化石进行显微研究的过程中发现，晶体的多角体形状的形成有一定的规律。三年后，斯蒂诺（N·Steno）提出了晶体的界面角守恒定律。胡克的研究成果无疑是界面角守恒定律的先兆，所以他曾被称为结晶学的始祖。
胡克虽没有取得过很高的学历，没有显赫的地位，但在长期的实验研究中获得丰厚的回报，使我们更加清楚地认识到只要兢兢业业地工作，不论职业好坏，地位高低，均能取得优异成绩，三百六十行，行行出状元。
胡克的经历还提醒我们，知识是重要的，正是因为他的知识根基不深，使得他不能更加深入地研究，胡克在力学方面的工作充分地证明了这一点。但胡克对科学的贡献是巨大的，他不愧为一位伟大的物理学家和生物学家。
实验生理学的奠基人斯巴兰让尼
斯巴兰让尼（Lazzaro Spallanzani，1729～1799）是意大利著名的博物学家、生理学家和实验生理学家。
斯巴兰让尼于1729年1月12日出生于意大利斯坎迪亚诺镇，他的父亲是一位有名的律师，母亲出身富裕之家。斯巴兰让尼15岁中学毕业后进入勒佐——艾米里亚耶稣神学院，在那里他学习了五年，受到很好的语言学和哲学等方面的教育。1749年，他转入著名的波伦亚大学学习法律。他的堂姐芭西是一位杰出的妇女，在波伦亚大学任物理学和数学教授，在她的引导下，斯巴兰让尼对自然科学发生了浓厚兴趣，从而转学自然科学，1753年取得博士学位。此后不久，教会任命他为牧师，1760年成为神父。教会的经济支持，保证了他科学事业的顺利进行。
1761年，他首次外出进行科学考察。他通过研究多重相互联系的因素证明，山间泉水不像笛卡儿所说的那样是由海水变来的，而是如瓦里斯纳里所指出的那样，是雨（雪）水渗入地下后流出来的。这充分展示了斯巴兰让尼严谨的治学态度和逻辑思维能力。就在这一年，瓦里斯纳里把布丰和尼达姆关于自然发生的思想和著作介绍给他，引起了他极大的注意。从1762年开始，他对自然发生问题进行了深入研究，并取得很大的成功。
自然发生说是一种从古代就已流传的关于生物起源的假说，认为生物是由非生命物质发展起来的。从人类文明的最早期直到17世纪，自然发生学说在人们的心目中几乎是普遍存在且又是毫无疑问的信念。亚里士多德是自然发生说的代表人物，他认为晨露同粘液或粪土相结合就会产生萤火虫、蠕虫、蜂类等的幼虫……。赫尔蒙特甚至还提出产生老鼠的方法。1668年意大利医生雷迪（Redi）证明，腐肉所生的蛆虫是由苍蝇产下的卵孵化而来的，从而驳倒了上述荒唐的认识。斯巴兰让尼通过上百次对比实验，发现将浸液放在密封的长颈瓶中煮1小时，就不会再有微生物发生。他指出，浸液中的微生物是由于消毒不彻底或由于来自空气的污染造成的。斯巴兰让尼对自然发生问题的研究具有双重意义：首先，他早于巴斯德近一个世纪，用科学实验批驳微生物自然发生说，并且实验构思相当巧妙，对此巴斯德极为钦佩，他特地请人画了一幅斯巴兰让尼的画像，悬挂在餐厅中，以便天天瞻仰。他由此发明了高温消毒法。第一罐罐头食品就是依据这种方法制成的。当然，由于历史条件，他没能彻底驳倒微生物的自然发生说，也没有回答生命最初的起源问题。斯巴兰让尼于1765年发表了《用显微镜进行观察的实验》论文，总结了他关于自然发生问题的研究。瑞士博物学家博内特（C·Bonnet）看到该论文后非常高兴，开始同斯巴兰让尼建立友谊，并很快成为好朋友。
1765年，斯巴兰让尼开始了动物再生能力的研究。他用蚯蚓做了数千次实验，认识到有利于蚯蚓再生的一些切口的准确位置。他在研究了蛞蝓的触角，蜗牛的头、触角和足，蝾螈的尾巴、四肢和上颚，以及青蛙、蟾蜍的四肢的再生后发现：动物的再生能力，低等动物比高等动物强、年幼动物比成年动物强、体表组织比内部器官强等事实。此外，他还用蜗牛作过异体头部的移植实验获得成功。他将研究成果收集在《略论动物的再生》和《关于陆生蜗牛头部再生的实验结果》两部著作中。
在这一时期，斯巴兰让尼还对动物的血液循环系统进行系统研究。关于血液循环，哈维已将血液循环途径基本研究清楚了。斯巴兰让尼观察了心脏有节律的跳动，从而推动血液流动，他发现，血液在大的动脉血管中同样有节律的跳动式流动，到了小动脉，才开始变得均匀。他还观察到单个红细胞有时会变形，以便通过卷曲的毛细血管。他还首先发现，在恒温动物中，存在着动静脉交织在一起的结构。提出动脉的跳动除心脏产生的压力外，还有血管壁的弹性作用。1768年，他发表了《论心脏的运动》一文，总结了这方面的成果。同年，斯巴兰让尼当选为英国伦敦皇家学会会员。
1777年，斯巴兰让尼开始研究动物的消化生理。当时人们普遍认为动物的胃只能将食物磨碎，不能将食物中的有机物分解，也就是说动物的胃只有物理性消化，没有化学性消化。
1783年，斯巴兰让尼将食物装在打有小孔的金属管或小球中，并让动物吞下装有肉块的小球，这样食物就不受物理性消化的影响，而胃中的液体地可以进入小球中。过一段时间，他把小球取出来，发现球内的肉块消失了，所以，他推断胃中的液体一定有某种物质可以消化食物。他首先引入“消化液”一词，认为消化液中含有某种能分解食物的化学成分，所谓消化就是消化液对食物的分解过程。这同腐败现象有本质区别，他指出消化液是强烈防腐的。他用实验证明消化速度不但同食物的性质和消化液的多少有关，而且还与温度的高低有关，而体温是最适宜的温度。他还指出，小肠的分泌物或许能完成全部消化过程。由于当时的实验条件和实验方法较落后，斯巴兰让尼并没有弄清楚胃液中究竟是什么物质将食物消化了，直到五十多年后，也就是1836年，德国的生理学家施旺从胃液中提取出了消化蛋白质的物质，后来称为“胃蛋白酶”，从而才解开了胃的消化之谜。
1771年～1780年，斯巴兰让尼还进行了受精问题的研究。现在我们知道，进行有性繁殖的生物，其子代个体是通过精子和卵细胞的结合，即受精作用，产生受精卵，而后由受精卵发育形成的。但在18世纪，对于受精过程的认识还相当模糊。1677年，人们发现了精子，而卵子则是人们早已熟知的，但在受精过程中，这两者有什么关系呢？
一种观点认为精子在受精时起重要作用，忽视卵细胞的作用。1677年8月，哈姆（J·Ham）第一个观察到了精子，并得到列文·虎克的认同。后来有的学者认为，在人的精子中包含有非常小的人，在其他的动物的精子中也有极度缩小的该动物，这是精源论者的观点。另一种是卵源论者的观点，他们轻视精子的作用。布丰等人认为精子只不过是精液中的寄生物，即使有的学者承认精液作用，但当时也不清楚到底是精液中的哪一部分起作用。斯巴兰让尼是一名卵源论者，他认为卵中含有极度缩小的该生物个体，如青蛙的卵中已存在着蛙，这样，在卵还没有排出体外时，蝌蚪就已存在于卵中——以某种方式蜷曲和紧密地集聚着，只要有雄性的能使之受精的液体的存在，随时准备展开自身。
尽管斯巴兰让尼的有些观点不正确，但他在受精问题的研究上成绩不斐，他设计了许多精彩的实验，否定了一些错误认识。他在观察青蛙、蝾螈等两栖动物的繁殖时发现了它们是体外受精，从而否认了动物只能体内受精，不可能进行体外受精的错误观点。具体的做法是：他为雄蛙设计了一种特殊的紧紧贴身的塔夫绸“裤子”，穿着这些独特服装的蛙像平时一样企业交配，交配后，虽然雌蛙产下许多卵，但没有一个卵能发育。而当一些卵与保留在裤子上的精液接触后，正常的发育便开始了。后来，他直接从精囊中收集精液并把它小心地“涂”在卵上，这些处理过的卵都能正常地发育成蝌蚪，而没有与精液接触过的卵则解体。这样，斯巴兰让尼就发明了一种人工授精方法。
斯巴兰让尼还利用人工受精的方法，进一步探究了精液中哪些部分具有受精功能，非精液物质到底有没有受精作用问题。他又设计了一系列精巧的实验，他用血液、血液提取物、电流、醋、酒、尿、柠檬汁、油等物质与青蛙卵接触，结果都不能使卵受精和发育，而青蛙精液，即使稀释到原浓度的1/8000，仍然具有受精能力。那么究竟精液中哪种成分具有受精能力呢？有人说是气味，为了检验这个观点，他先把几滴青蛙精液放在一片玻璃上，再将面筋粘在另一片玻璃罩上，面筋上粘着26枚青蛙卵，而后将玻璃罩倒扣在精液上面，使精子和卵细胞不接触。过一段时间，装置中已有一半精液蒸发掉了，此时卵也湿润了，但把卵放入水中后，它们并未发育。为了检查剩余的精液是否有效，他把一些卵与此精液接触，这些卵受精了，并且能发育。通过这个实验，斯巴兰让尼证明了精液的气味不能使卵受精。后来，他又将精液进行过滤，通过过滤把精液分成两部分，没有精子的粘液和含有精子的粘稠物，然后分别用来进行人工授精实验，发现前者没有受精能力，而后者用水稀释后仍有受精能力。事实是显而易见的，但由于斯巴兰让尼原有的知识和信仰，使他认为完成受精作用的是残留在过滤纸上的液体，而不是精子。
另外，斯巴兰让尼还对电鳗的放电现象、蝙蝠飞翔时的定向问题等进行研究。同时，他还是一位不知疲倦的旅行家和无畏的探险家，他使帕维亚自然博物馆成为意大利最著名的博物馆。他还是火山学的奠基者之一。
斯巴兰让尼患有前列腺肥大症和慢性膀胱炎，最后导致无尿症。1799年2月11日与世长辞，终年70岁。斯巴兰让尼把他的一生连同一部分遗体都献给了科学事业，根据他的遗嘱，他有病的膀胱献给了帕维亚自然博物馆。
生物进化学说的首倡者拉马克
拉马克（Jean Baptiste Lamarck，1744～1829）是法国自然科学家，曾先后研究过植物学、无脊椎动物学。在1809年出版的《动物学的哲学》一书中，拉马克以生物进化的观点，成为第一个向当时占绝对统治地位的神创论及其物种不变观点提出挑战的进化论学者。
公元1744年8月1日，拉马克出生于法国的比卡第省乡下的一个没落贵族家庭。他的父亲名叫菲律伯得满耐·拉马克，是一名武士。在这个家庭里，拉马克在十一个兄弟姊妹中是最小的，身材也略显单薄。他的哥哥们大都投身于军旅。其中，他的长兄是在伯威奥普遵战役中阵亡的；其他的哥哥也有几位先后捐躯沙场。为了能让这个最小的儿子比较安稳地生活下去，父母决意送拉马克去读书，将来好做个牧师。所以，年幼的拉马克被父母送进了耶稣教会在亚眠开办的一所学院，开始接受宗教的熏陶。
1760年，16岁的少年拉马克承受了父亲去世的悲痛。当时，战争的硝烟已经弥漫在德、法两国之间，男子汉是以参军打仗为荣的。拉马克怀着保卫国家的满腔热情，毅然决定投笔从戎。
他请求母亲给从前认识的几位军官写了推荐信，在家乡中动员了一个儿时的伙伴随行，甚至还弄来了一匹尚可骑乘的老马。可是，当拉马克和他的伙伴匆匆赶到军营驻地面见一位名叫拉斯蒂的上校时，上校觉得瘦小的拉马克远不是打仗的材料。可是，在不久后的一次战斗中，拉马克用以一当十的勇猛作战表现改变了留给长官们的印象，并获准晋升为中尉军官，受到重用。后来，在一次和同伴的嬉闹中，拉马克受伤了。为了治疗伤痛，他来到法国的首都——巴黎。并从此告别了短暂的军旅生活。
其实，仅仅做一个战场上的勇士并非拉马克的追求，他更热衷于采集植物和生物进化科学的研究。在巴黎刚刚开始新生活的拉马克，研究涉猎范围相当广泛。初到巴黎，拉马克研究过气象学；也曾经学习了四年医学；甚至还迫于生计做过一家银行的雇员。
一个偶然的机会，让拉马克在公园散步时见到了当时在法国鼎鼎大名的著名人物卢梭。
几经接触，他们成了亲密的朋友。后来通过卢梭的影响和关系，拉马克全身心地投入到研究植物学的工作中。十年寒窗，拉马克跟随一位名叫堡拿德·许索（Bernard de ussieu）的科学家学习植物学，并于1778年完成了自己的第一部著述《法国植物志》。这部总计三卷的著述，仅最后抄写就用去了拉马克近六个月的时间，其中所记述的植物，一部分是拉马克在皇家植物园的研究对象，也有一些是生长在乡间的野生植物。在当时的社会中，已经相当盛行对于植物花草的探究，以至于植物学成了一门很时髦的科学。所以，拉马克的书出版以后，虽然并没有使作者在经济上发财，却使得他在这个社会中声名鹊起，并由此结识了包括著名学者布封在内的许多科学家。后来，就是经过布封的推荐，拉马克成了法国科学院的植物学院士。
成名之后的拉马克担任了宫廷御花园的植物标本室主任，他被派往周围各国参观考察那里的植物园和博物馆。拉马克还遵从布封的建议，做了布封儿子的导师，带着小布封开始了游历采集生活。其间，拉马克采集了大量的动物、植物和矿物标本，这成为他后来获得累累学术成就的重要前提之一。同时，他的采集工作也使巴黎博物馆的收藏更加丰富起来。在这以后的25年里，拉马克一直致力于植物学的研究领域，但他和他的妻子以及六个子女常常生活在清贫之中。以后，他又完成了为《教学百科全书》编纂植物学词典的工作。其中包括2000个属的植物，完成了900幅植物图版的制作。
1789年，法国爆发了大革命。但新政府并没有为难在前政权的研究机构中从事科学工作的拉马克。随着旧日的皇家植物园更名为国立自然历史博物馆，拉马克的研究范围也从植物学扩展并逐渐转移到了动物学方面，这时的拉马克已经58岁了。这位年近六旬的科学家，不为依然贫困的生活所累，也没有在几乎全新的研究课题面前退却。他勇敢地单独承担起了博物院的动物学研究，并在以后的将近十年里逐渐成就为一名动物学家。他所首创的“生物学”、“有脊（椎）动物”和“无脊（椎）动物”等概念，虽然这些都是提出于林奈分类思想之后的见解，却也一直沿用至今，不失为人类科学史上的重要贡献。
拉马克对于动物学的研究有相当独到的贡献。尤其是在研究现在我们称之为“无脊椎动物”的领域。例如，他对昆虫和软体动物的研究，在林奈之后尚没有人打算去做，几乎是一片空白。因此，拉马克从事的许多研究是没有什么可以参照和借鉴的，他必须独自去面对困难并战胜困难，终于，拉马克渐渐地理出来一些头绪，使种类繁杂的物种间显现出了它们固有的规律性。
1801年，拉马克发表了他从事动物学研究的重要著作《无脊椎动物的分类系统》。在这部著作中，首次记载了拉马克关于生物进化的思想。在拉马克看来，各种各样的生物都不是神创造的，而是由简单、低等的生物进化来的。而简单、低等的生物则来自非生命物质。以后，拉马克又通过自己进一步的研究，形成了更加完整的“自然发生说”和“用进废退说”。
拉马克明确提出：任何生物天生都有向上发展的倾向，都在做着改变自己以适应环境的努力。在这个前提下，可以解释物种是可以变化的，因而导致了“进化”。对拉马克用进废退说的典型解释是“长颈鹿的进化”。按照拉马克的说法，很早以前的长颈鹿并没有现在这样高大。但是，由于长颈鹿总是要努力伸长脖子取食更高处的树叶来填饱肚子，以维持个体的生存和种族的延续；这样，久而久之长颈鹿的脖子被越用越长，四肢，特别是前肢更加发达；并且，这些特征还能够通过繁殖逐代得到积累和加强，于是就有了现在长颈鹿如此高大的躯体。
这样一套理论，在今天看来，特别是把它和达尔文进化论进行比较，我们不难发现其中经不起推敲之处。例如，拉马克主张“亲代会向子代遗传其全部优良特点”的“获得性遗传理论”，就和后来有人做的“老鼠断尾”实验相互矛盾。这个实验并不复杂，就是把实验用的老鼠切去尾巴后饲养起来，让他们繁殖下一代；然后再切去子代的尾巴。这样“切”了很多代以后，生出的幼鼠还是有尾巴的。显然，这个实验结果并不支持拉马克的获得性遗传理论。
也就是说，生物体在生活过程中获得的性状是不遗传的，至少也是不完全遗传的。
但是，拉马克毕竟提出了生物进化的学说。这在当时的社会背景下，在神创论占据着绝对统治地位的社会舆论中，在“物种不变”几乎成为人人信奉的“科学”真理这样的学术氛围里敢于挑战传统观念，实在是要有相当大的胆量和勇气的。事实上，在拉马克提出自己的生物进化观点后，他确实承受了来自多方面的压力、责难和冷嘲热讽。尽管拉马克关于无脊椎动物的研究曾经赢得过人们相当高的评价，但是，对于拉马克提出的生物进化的观点，有人则评价为“牵强附会”、“荒诞无稽”。
面对责难，已经进入老年的拉马克并没有因为自己的学说遭到普遍反对而退缩，也没有苟且偷安于已经取得的学术成果上止步不前。他还要追求科学真理。他在对已有的进化观点进行详细论证和反复推敲后，还是坚持相信自己提出的生物进化学说是科学的。然而，由于多方面的原因，当时的人们还是普遍地对此报以嘲笑，并不赞同他的生物进化观点。现在看来，造成这种局面，既有拉马克生物进化观点自身存在缺陷的原因，也有人们的认识受当时社会和科学发展所局限的原因。但无论怎样，拉马克是在人类科学发展的历史进程中第一个提出生物进化观点的科学家，他是第一位在人类认识自身、认识整个生物界的由来这个领域做出了划时代贡献的科学家。
拉马克的晚年生活是凄凉的。由于年龄增长和体力尤其是视力的逐渐减退，拉马克终于失去了他在国立自然历史博物馆的职位。但是，他仍在女儿科尼力亚的帮助下继续进行科学研究并著书立说。除了以上提到的著述，拉马克还曾先后发表了《关于活体组织的研究》、《无脊椎动物的自然历史》以及33篇关于古生物化石的研究报告等。据记载，拉马克在他生命的最后日子里很喜欢听女儿读小说。他最后的著作也是由他口述，经女儿笔录才得以完成并发表的。
1829年12月29日，拉马克这位科学巨星陨落了。他在这个世界上生活了85年，其中有六十多年献身于人类科学事业。在他去世后大约又过了半个多世纪，才有了较为完备的生物进化学说——达尔文进化论。
研究远古生物的居维叶和圣伊莱尔
居维叶（Georges Cuvier，1769～1832）是法国的生物学家。在19世纪初，他结合自己在解剖学和分类学方面的研究，首次提出了动物体的各个器官的结构和功能是具有相关性的见解。居维叶认为，从器官的形成过程看，这种相关性是与生物对环境的适应有密切联系的。据此，人们可以通过对动物体的某个器官结构以及它的功能的研究，推测出其他器官的结构和功能，甚至可以由此了解整个动物体的结构和功能特点。这就是“器官相关性规律”。
居维叶出身于一个法国军人家庭。他的家乡在法国的蒙特利尔。1769年8月23日居维叶出生时，他的父亲还在军队中服役。儿童时代的居维叶受当时著名的昆虫学家布封的影响，从小就对自然科学十分感兴趣。居维叶曾经专心致志地观察蚂蚁在蚁穴周围堆积“小山”，而被夏日突如其来的雨水浇得透湿；他也曾向长辈提出过人为什么不能像猫一样在黑暗中看得见东西这样的问题。15岁那一年，居维叶进入了斯图加特城的卡尔高级学校学习。4年之后，他以优异的成绩毕业，然后在卡昂（诺曼底）附近的一个贵族家庭中找到了一个家庭教师的职位。从此，居维叶一边工作，一边继续研究他所关心的大自然。他独立地研究了自然史、当地的植物资源和动物分布等方面的情况。1795年春，经过一位动物学家的引荐，居维叶第一次进入了一个正规的科学研究机构——巴黎自然史博物馆。在这里，居维叶担任一位比较解剖学教授的助手，在教授指导下从事科学研究工作。同时兼任动物学教师的工作。7年后，居维叶升任中央高等工业学校的比较解剖学教授。
在学术方面，居维叶认为比较解剖学是进行古脊椎动物学研究的一种十分重要的工具。所以，他一直努力将比较解剖学推向生物学研究的更多领域，使这门科学在不太长的时间里有了很大的发展。到了1802年，居维叶在科学研究和日常教学工作中的成就，使他被法国科学院聘为终身秘书。
在19世纪最初的5年里，居维叶认真总结了自己的研究和讲学工作，撰写出版了《比较解剖学讲义》的上、下两卷。在这部书中，他提出了使自己的一生都熠熠生辉的重要理论——器官相关规律。
在研究脊椎动物比较解剖学的基础上，居维叶还把比较解剖学的研究原理及其方法运用于研究已经绝灭动物的化石方面。他认为，人们可以仅仅根据化石来描绘远古时代动物栩栩如生的形象。例如，居维叶在巴黎附近一个石料场收集到一些古代动物化石，他将这些化石与近代生活的动物进行了比较以后认为，这些化石属于古代生活过的一种“象”。居维叶根据类似这样的一些发现，于1802年把他在这方面的研究成果进行了总结，撰写出了《四蹄动物化石骸骨的研究》一书，居维叶也由此成为“脊椎动物古生物学”的创始人。
居维叶在进行科学研究时特别善于总结他人的经验来丰富自己的研究成果。他在研究了林奈的分类系统以后认为，可以把具有相关特征的生物类群进一步归纳为比纲和目更大的类群——“门”。按照居维叶的这种设想，自然界中的所有动物都可以归入四个门，这就是：脊椎动物门、软体动物门、节肢动物门和辐射动物门。这种把动物的内部结构作为主要依据的分类方法，就是基于这样的认识。即：动物的内部结构较之于外表特征更能准确反映其本质特点。时至今日，当时居维叶所写的关于脊椎动物门（鱼纲）的著作《鱼类史》，仍然是公认的现代鱼类学研究的基础。其中对鱼纲的“目”和“亚目”的分类叙述一直沿用至今，与当代的研究也有相当程度的吻合。当然，居维叶所持的是物种不变观点，所以他始终坚持动物的这四个类群是固定不变的观点，只是承认在类群内部存在一定程度的进化可能。居维叶反对“物种会发生持续的进化”的观点。在他看来，地球上生活着的生物，每隔一定阶段就会遇到一次巨大的灾难，导致生物的大量死亡甚至是物种的灭绝。而每次经过这样的灾难之后，一些生物又会从其他的地方迁移过来，重新生活在这里。1817年，居维叶又发表了《按结构分类的动物》一书，这部书会书总共有5卷，是居维叶关于动物分类的传世之作，书中记载了他的主要学术思想和观点。
在科学事业上的成就，使居维叶的社会声望与日俱增。在拿破仑执政时期，居维叶曾担任过教育总监，并负责创建了新的巴黎大学。1824年，卡尔五世执政时还任命居维叶做法国非天主教教育部长。甚至在复辟时期，居维叶也被封为男爵，做过枢密院的顾问。他在晚年还曾被邀请出任内阁总理职务。不过，当时的居维叶已经垂垂老矣，是60多岁的人了，所以，居维叶并没有赴任。
1832年5月13日，居维叶在巴黎逝世，终年63岁。他在自己的一生中，致力于研究比较解剖学、古生物学和动物分类学等领域的科学问题，对生物学在这些方面的发展和进步做出了不可磨灭的贡献。
与居维叶生活在同一时期的另一位著名学者圣伊莱尔（Saint——Hilaire，Etienne Geoffroy de，1772—1844）也是法国一位杰出的脊椎动物专家。他于1772年4月15日出生在法国的埃当普。青年时期曾参加考察埃及的活动。年仅21岁就担任了巴黎自然博物馆的教授。
圣伊莱尔在1818年发表了《解剖哲学》一书，此后还出版过《动物学哲学的原则》等著作。
他的研究领域几乎与居维叶完全相同，并且和居维叶私交不错，是一对好朋友。然而，圣伊莱尔在比较解剖学、胚胎学和古生物学研究方面所持的观点却和居维叶很不一样。他认为，大自然给所有的动物都配置了相同（功能）的器官，并且数量相等。只是由于大自然同时又大大地改变了这些器官的性状甚至功能，这样才有了多种多样的动物界。圣伊莱尔甚至认为昆虫的腹神经索和脊椎动物的脊髓相当；节肢动物的用来跑动的分节附肢和脊椎动物的分节脊椎是源自一种结构。
圣伊莱尔坚信物种是可以变化的。但是他又并不以拉马克的思想为蓝本来解释物种的可变性。他更看好环境条件对生物体产生变异时的影响。例如，在解释爬行动物是如何进化成鸟类的问题上，他认为当时的大气中二氧化碳的减少和氧气成分的增加是重要原因。在物种可变还是不变这个问题上，圣伊莱尔和居维叶的分歧越来越大，终于发展为公开的论战。
1830年2月15日，在巴黎科学院的一次会议上，圣伊莱尔从为两名青年动物学家的论文进行辩护说起，向居维叶的物种不变论提出了挑战。他认为这篇论文中谈到的脊椎动物具有“同一结构”的观点，是与自己的一贯见解相符合的。因为，此时圣伊莱尔已经开始使用“同功器官”这个概念。并且这个概念和现在通行的“同源器官”概念当时在使用上确有一定的联系。
在巴黎科学院的这次论战最终还是以居维叶取胜而告终。1830年2月22日，居维叶明确否定了动物具有“统一结构的设想”，认为仅仅是一个抽象的推论，不足为据，当然也就不能证明生物是可变的。
圣伊莱尔的生物可变观点虽然没有占据上风，但在他之后又有许多科学家发表了生物可变的论著，他们对于生物进化思想的形成和发展都是有贡献的。
植物学家吴其浚
吴其浚，字瀹斋，河南省固始县人。生于1789年，卒于1847年。是我国清代有名的植物学家。
吴家是当地的官宦人家，好几代人都当朝做官。在当时“万般皆下品，唯有读书高”的思想指导下，这样的人家都藏有相当数量的图书，这也为吴其浚从小就能接受良好的教育提供了条件。加上吴其浚的聪明伶俐，好学好问，学习这些古诗词倒也并不费多大力气。
孩子的天性是与大自然接触，与大自然成为好朋友，吴其浚也是如此。他喜爱大自然中的红花绿草和苍松翠柏。吴其浚是一个有心人，在游玩的同时，对见到的动植物，特别是植物，经过自己的观察，总要提出一些自己不能解释的问题来，而且总要追根究底。他十几岁时，父亲在湖北当楚北学使（管教育的官）。有一次，一位远方来的客人，带来了一种大家都没见过的水果，外形好似鸭蛋，可味道却是酸酸甜甜的橘子味，十分可口好吃。高兴之后，吴其浚开始仔细端详起这个奇怪的水果。“这个水果叫什么名字啊？”他好奇地问来客，可客人说这水果也是别人送他的，他也不知道水果的名称。吴其浚转而又问自己的父母和家人，却没有一个人能回答这个问题。吴其浚想：“世界上有多少种花草树木啊！就连人们吃的一些水果，也有大人不知道名字的。我要是能把见过的各式各样的植物分类，整理一下，应该是多有意义的事！”也就从这个时候起，那种不知名的水果在吴其浚的脑海里留下了一个大大的问号，使他幼小的心灵里萌生了要从事植物学研究的念头，从此，他步入了一个五彩缤纷的植物王国。
吴其浚对于研究植物兴趣极高，往往会耽误了他背诵《四书》、《五经》的时间。这可惹恼了世代官员出身的父亲。父母受封建思想的影响根深蒂固，一心指望儿子能够走仕途之路，光宗耀祖。因此对吴其浚的管教十分严格，自然会对他研究植物很不满意，认为是“玩花弄草，不务正业”，要求吴其浚专心读书，好参加科举考试，求取功名。好在吴其浚是孝子，又非常聪明，并不惧怕学习背诵那些枯燥无味的八股文章。嘉庆年间的1810年，21岁的吴其浚参加全省大会考名列前茅，成为举人。又过了7年，他进京参加了全国的殿试，并且金榜题名中了状元，随即被任命为翰林院管修撰的官。这下让他的父母吃了一颗定心丸，不再干涉他研究植物了。吴其浚也就趁此机会，或骑马或坐船，一路尽情观赏祖国的大好河山，每当他遇到没见过的奇花异草，总会停下来认真观察，详细记录。
吴其浚别号雩娄农。雩娄是他家乡河南固始的古称，这个别号的意思就是固始的一个农民。这大概也是他在向世人表明自己立志研究植物的志向。
吴其浚在北京只当了两年官，就又被任命为广东的正考官。后来，官位越做越大，先后当过总督和巡抚，到过河北、山西、湖北、湖南、浙江、江西、贵州、福建、云南等许多地方，大半个中国都留下了他的足迹。可无论在哪里做官儿，或是从一地到另一地，吴其浚从来没有放松过他的植物学研究。也正是在全国许多地方的周游，才使吴其浚见到了更多奇花异草。他走到哪里，就研究和搜集那里的植物。由于公务繁杂，他就专门找了一些擅长绘图的人作随从，让他们把植物标本绘成图。只要他一有空，就会自己动手整理标本、绘图、研究。
有时，为了搞清一种植物的生活习性，他会向一些有经验的农民和江湖郎中请教问题。
我国的中草药历史悠久，中草药里的知识内容博大精深。可当时并没有一部权威性的植物分类学专著，植物的命名相当混乱。比如同一种植物，在不同的地区可能就有好几种叫法；而有时不同地方说的同一个名字，在不同地区却是指不同的植物。江湖郎中游走各地，有时就会出现问题，不是当地没有药，就是用错了药。吃错了药不但不能治病，严重时还会丧命。
吴其浚看到这些情况，决心用毕生的精力编一部最全最准确的植物学专著。
吴其浚有一种实事求是的科学研究精神。他很喜欢读书，只要看到书里记载的有关植物的内容，都会一字不差地记录下来，留作资料。他尊重前人的研究成果，可并不迷信前人。他每到一地，都会花费相当大的精力采集各式各样的植物标本。无论水里生的，还是土里长的，只要是以前没见过的，都会仔细研究，观察它的根、茎、叶、花、果实和种子。最后趁它还没有枯萎时，照原样一丝不苟地画成图，再附上详细的文字说明，保存起来，成为第一手资料。
吴其浚虽然做了大官，周游了许多地方，见过许多珍贵的植物，可是小时候吃过的那种不知名的水果，他却始终记忆犹新。二十多年以后，皇太后赐给他一筐水果，筐外面写着“蜜罗”两个大字。“蜜罗是个什么样的水果呢？”吴其浚一边心里想着，一边打开水果筐。没想到一打开，发现这里面的水果正好是他小时候吃过的那种不知名的水果。当时正是隆冬季节，吴其浚用温水浸泡那些已经冻成冰疙瘩的水果，化冻后，切开放在盘中，满屋飘香。吴其浚很是高兴：他终于知道了二十多年前，在家乡吃的一种不知名的水果名称了。可是他并不满足，因为还不知道蜜罗到底是产自哪里？他的生长有何特性？后来仔细打听，得知是福建的地方官给皇帝进贡的。以后，他被派往湖北做官，当地有人请客。在宴会上，他发现席上有蜜罗，又听说附近就有蜜罗树，立即让人带他去看个仔细，还叫人准备纸笔，认真画起图来。至于赴宴之事，早已忘到九霄云外了。
以后在江西、云南、贵州等地，吴其浚也见到了这种果树，并了解到蜜罗在云南被称为蜜筒，在贵州又被称为香橼，而实际上它们都是柑橘类水果的一种。这样，在吴其浚心里几十年的一个疑团终于被解开了。
吴其浚就这样一面为朝廷做事，一面进行自己的植物学研究。经过几十年辛勤的工作，他收集的资料装了满满几大箱。他开始准备着手系统地整理这些资料，并把它们编成一部大书。
他白天处理公事，晚上伏案写作。长期的辛苦工作，使他得了重病。当时他在山西太原作巡抚，为了能在有生之年完成这本书，他给皇帝上书，请求辞官，皇帝同意了他的要求。从此吴其浚更是一心一意、集中精力写作了。吴其浚要做的事太多了，有些植物，自己从未见到过实物，没有亲自观察过、闻过、摸过，只能从别的书里转绘下来。可是他的病却越来越严重，临终前，看着凝聚着自己一辈子心血，却没有时间写完的书稿，他满含热泪地对家人说：“这是我毕生的心血，一定要设法把它整理出来，这样我在九泉之下也就瞑目了……”这位具有严谨科学态度的杰出的植物学家，就这样充满遗憾地永远闭上了双眼，离开了他如此热爱的大自然，如此向往的五光十色的植物世界！这时他才58岁。
吴其浚辞世后，云南蒙自人陆应谷继任山西巡抚。对于吴其浚的才学和志向很是敬佩，他决心完成吴其浚的遗愿，承担起整理遗稿的重任。两年后，他终于实现了吴其浚的愿望，一部中国19世纪重要的植物学专著出版了。此书分为两部分，一部分名叫《植物名实图考长编》，共22卷，收集植物838种，分谷类、蔬菜、山草、石草、隰草、蔓草、芸草、水草、毒草、果类、木类等11类。主要编辑整理了经史子集四部中有关植物的文献，搜罗宏富，并引录了陆羽的《茶经》、欧阳修的《洛阳牡丹记》等文献资料八百多种，是我国古代历史文献中有关植物论述的摘要和汇总。
另一部分是《植物名实图考》，共38卷，所载植物的分布涉及中国的19个省。其中所载每种植物，大半根据吴其浚亲自观察和访问所得，附绘精图，并择要记载了植物的形色、性味、产地、用途等；对于植物的药用价值，以及同物异名或同名异物的考订特别详细，纠正了前人的不少错误。大部分植物图依据新鲜植物绘制，且图形精确逼真，能真实反映植物的特征，至今仍是研究我国植物种属及其固有名称的重要参考资料。现在许多植物定名也常常要参考它，比如八角枫、小二仙草、马甲子等植物名称，都源于这部书。《植物名实图考》是全书的核心和精华，是一部具有世界影响的植物学巨著。许多国家研究植物学和药物学的专家都十分重视这部书。德国一位植物学家曾评价它“刻绘尤极精审”。1919年，当再次重印这部书时，许多外国人争相购买和从事研究。这部书不仅让我们中国人，也让外国人看到了中华民族对世界植物学所做的重大贡献。
举止古怪的植物学家施莱登
施莱登（Matthias Jacob Schleiden，1804～1881）是19世纪德国著名的植物学家，细胞学说的奠基人之一。
施莱登于1804年4月5日出生于德国汉堡的一个医生家庭。中学毕业后，于1824～1827年在海德堡大学攻读法律学并获得博士学位。之后，他回到家乡汉堡从事法庭律师工作。他傲慢、暴躁、反复无常，工作使他感到厌倦、不顺心，精神长期处于忧郁状态，因而在1831年企图自杀，但没能成功。他决定放弃这个令他苦恼的律师职业。1833年进入哥廷根大学学习医学，而后又对植物学发生了浓厚的兴趣，从而又进入柏林大学学习植物学，开始了对自然科学的研究。那时，施莱登的叔父，一位著名的植物生理学家赫克尔（J·Horkel）和“布朗运动”的发现者罗伯特·布朗（R·Brown）正好都在柏林逗留，他们两人都很关心施莱登，希望他在植物胚胎学方面进行深入研究，这对施莱登一生的科学活动起了决定性影响。
1837年，施莱登完成了他的第一篇论文《论显花植物胚株的发育史》。他认为，只有对植物发育史进行研究才能获得对植物正确的认识，也只有这样才能揭示植物内在的规律性。施莱登猛烈抨击了林耐的信徒们的那些陈腐的系统植物学，反对他们只是单纯地从事植物的采集、分类、鉴定、命名，而忽视对植物结构、功能、受精、发育和生活史的考察与研究。他把植物学重新定义为是一种综合性的科学，其中应包括植物化学和植物生理学。
1838年，在布朗的影响下，施莱登从事植物细胞的形成和作用的研究，这是他对细胞学说进行的初步探索。同年，他发表了他的代表作《植物发生论》，在这个基础上，施莱登提出了植物细胞学说。
在《植物发生论》一文中，他引用了布朗关于细胞核是细胞的组成部分的观点。施莱登通过对早期花粉细胞、胚株和柱头组织的观察，发现这些胚胎细胞中都有细胞核。他进一步研究了细胞核在细胞发育中的作用，认识到细胞核对细胞的形成和发育起着重要作用。施莱登把注意力集中在细胞核的功能和作用上来，使他走上了正确的研究轨道。不久，他认为细胞核是植物细胞中普遍存在的基本结构。在此基础上，他进行了理论概括，提出了植物细胞学说。
施莱登的植物细胞学说认为：无论多么复杂的植物体都是由细胞构成，细胞是植物体的基本单位。最简单的植物是由一个细胞构成的，多数复杂的植物是由细胞和细胞的变态构成的。
施莱登认为，在复杂的植物体内，细胞的生命现象有两重性：一是独立性，即细胞具有独立维持自身生长和发育的重要特性；二是附属性，即细胞属于植物整体的一个组成部分，这是次要的特性。细胞生命现象的这种两重属性是自然界“成形力量”的表现。
1838年10月，在一次聚会上，施莱登把未公开发表的《植物发生论》中有关植物细胞结构的情况和细胞核在细胞发育中的重要作用的基本知识告诉了施旺，施旺很感兴趣并大受启发，为其最终创立细胞学说奠定了基础。这样，实际上施莱登已经把他的细胞学说的范围从植物界扩大到了动物界。
1840年，施莱登被任命为耶拿大学植物学副教授。1842年，他出版了植物学教科书《植物学概论》，从1845年第二版开始又加上了一个副标题《作为归纳科学的植物学》。在这本书中，他提出了一些新的生物学方法论。他主张植物学研究必须利用显微镜进行仔细观察并进行生理学实验，观察和实验是生物科学研究的工作基础，多利用归纳的方法和因果分析的方法，这样才能有效地揭示科学内在的规律性。施莱登的这本教科书在整体结构上基本上是全新的，他从植物中物质元素的研究写起，接着用很大篇幅介绍植物细胞学说，然后论述形态学和组织学。不少评论者认为，施莱登的这本教科书充满生气和富于新思想，是植物学进展的一个转折点。这本教材激发了人们的热情并吸引着年轻人投身于植物学研究。这是施莱登在植物学研究上的一个重要贡献。
1848年，施莱登写出了《植物及其生活》。这是一本科普性读物，内容简单、有趣，使更多的人获得了植物学知识。这本小册子广泛流传，是人们最喜欢的科普性读物之一，他也因此成为那个时代最成功的科普工作者之一。但耶拿大学负责人认为，撰写科普著作不应该是施莱登这样的学者所为，他应专心从事教学和科学研究。施莱登坚持自己的作法，因而与校方发生了分歧和争论，并于1862年愤然辞职。从此，他开始过着漂泊不定的生活。
施莱登是一位才思敏捷、能力过人、具有独创精神的科学家，他用新颖的学说和革新的技术推动着植物科学的复兴和改革。但他性格乖戾、孤僻、傲慢，在思想方法上主观武断，不愿意用批评的眼光看待自己的观点，这种性格使他有时陷入错误并顽固地坚持这些错误的境地。正是因为这样的性格，导致施莱登一直处于与当时许多著名科学家和思想家的辩论和争吵之中。施莱登做事不计后果，行为古怪。1877年，也就是在他企图自杀和脱离法律工作后45年，他还访问了海德堡大学，庆祝他获得法学博士50周年，这是一个很好的例证。
在人才历史上，像施莱登这样一个精神和感情上的“跛子”，居然能够成为一名杰出的科学家，这实在是不可思议。从各个方面来看，施莱登都是最稀奇古怪的科学名人之一。
生物进化论的奠基人达尔文
“教士头盖骨的隆起发达得足以敌得上十个牧师。”这是德国心理学会以达尔文的头部形状为题举行讨论会做出的结论。
查理斯·罗伯特·达尔文（Charles Robert Darwin，1809～1882）。年轻时的达尔文长得很英俊，浓重的眉毛、乌黑亮泽的头发。最与众不同的还是他高而突出的前额和有点儿翘起的鼻子。不到22岁时，他的脑袋就非常惹人注目了。所以德国心理学会写信给达尔文向他要了一张照片，于是有了前面所提的讨论和结论。
这个人的头脑适于做一个牧师。英国的骨相家也对达尔文的头像做出过这样的评语。
就是这样一个被德国、英国骨相学家一致认为适合做牧师的人却没有去做牧师。他不仅脑袋的形状“特别”，而且他脑袋里的思维活动更“特别”。他乐于观察，喜欢探索，善于独立思考，不断提出新的问题，敢于向既定的惯例或传统观念挑战。
酷爱大自然的童年在英国士鲁巴利镇的最高处，坐落着一幢红砖房。它的四周有果园、温室和花房，金合欢、山毛榉等许多绿树环抱在它的周围。这是一个富有的世代名医家庭的居住地。
1809年2月12日，整个庭院沉浸在欢乐之中，喜庆着又一个孩子——查理斯·达尔文的诞生。
达尔文的祖父是当地的名医，又是一个博物学家。他不仅医术高明，而且对生物学也很有研究，曾发表过一部名为《动物生理学》的著作，提倡生物进化的观念，是一个早期的生物进化论者。
达尔文的父亲罗伯特·瓦尔宁·达尔文继承了父业，从21岁起行医，也是当地著名的医生。
他喜爱花木，在花园里种植了许多观赏树和灌木，工作之余便以照顾小花园为乐事。
达尔文的母亲苏珊娜也喜欢栽培花卉和果树，她常教孩子们通过花瓣识别不同的花卉。
幼小的达尔文和兄弟姐妹们整天在万绿丛中玩耍，采花扑蝶。尤其是一株生得离奇古怪的西班牙栗树，更博得了幼年达尔文的喜爱。在这种有趣的小“花匠”活动中，他对各种各样的树木花卉产生了深厚的感情。
在树木葱绿，花朵绚丽，彩蝶飞舞的环境中，在家庭成员的影响下，幼年的达尔文和大自然结下了不解之缘。
少年的达尔文是一个天真活泼，对大自然抱有强烈的好奇心，充满了幻想的孩子。
他曾经把带色的液体浇在西洋樱草和报春花上，期望它们开出更加色彩斑斓的花朵。
他试着为植物定名，采集贝壳、矿物等各种各样的东西，还经常被大人们嫁接果树、变异花卉的工作所吸引。
10岁那年，在威尔士海滨，他第一次尝试了三个星期的独立生活。五颜六色的蛾类和昆虫在那里飞翔，人们都被广袤的海洋吸引住了，没有人注意这些虫子。但达尔文却翻来覆去想个没完：“怎么和我在城里看到的昆虫、飞蛾都不一样呢？”
有一次，达尔文借到了一本名为《世界奇观》的书，他读了一遍又一遍，爱不释手，幻想着有一天能到书里描绘的实地去进行考察。14岁的时候，他又骑马到威尔士边境旅行了一次。
少年时期对大自然的好奇、幻想，正是达尔文日后观察、思考、创新的源泉。
叛逆与执著的学生时代8岁的达尔文进了镇上的小学——凯斯牧师主持的一所小学校。第二年，他转入布特勒博士学校。入学的第一天，达尔文兴奋极了，盼望能学到更多的知识。可是不久他就失望了。布特勒博士学校是一所严格的旧式学校。教的是难懂的经文，枯燥无味地讲授古代的地理和历史，没有自然科学方面的课程。达尔文给这个学校的评语说：“最有害于我的思想发展的，无过于布特勒博士学校了”，“这个学校对于我的教育，简直是一个空洞的场所。”
于是，他把精力和感情都倾注在课外活动中，而考试成绩却越来越差。这种“不务正业”的行为，遭到了学校和家长的一致反对，校长布特勒博士把达尔文召去，公开地斥责他是一个“二流子”；父亲气愤地责骂他：“你除了打猎、养狗、捉老鼠外，什么都不操心，将来会丢你自己的脸，也会丢全家的脸。”
1825年，父亲将13岁的达尔文和他的哥哥一起，都送到了爱丁堡大学学医，希望他们成为和祖父一样的名医。然而，灌授式的课堂教学方法，很快使达尔文感到讨厌，他不想当医生，而对自然科学兴趣十足。
父亲对于儿子的“游手好闲”很担心，对于这个童年丧母的儿子既恼火，又心疼，见他无意学医，就想培养他成为一个“尊贵的牧师”。
1828年秋，达尔文被送进了剑桥大学学神学。开始，达尔文也有喜欢做一个乡村牧师的想法，并认真阅读了英国教会的教义和有关神学的书籍，一点也不怀疑圣经上的每一个字都是真理，“确信我们的教义一定是可以全部接受的”。在神学的考试中，他成绩优良，名列前茅。
但是，古典的课程，枯燥的神学，很快使达尔文感到厌烦。所以，课余时间达尔文又常常去找自然科学家，和他们一起谈心、散步、做实验，讨论他真正关心的科学问题。
达尔文对刻板的教学制度、陈腐的教学思想极为厌倦，也对它的束缚进行了坚决的反抗。他是旧传统的叛逆者。而他对自然科学的追求却是那样的执著，即使面对学校、家庭、同学的谴责和讥笑，都未曾动摇和放弃过。
还是在布特勒博士学校时，他就常常去捕捉昆虫，寻找矿石，拾拣贝壳，采集动植物标本……并听人讲解晴雨表上游标的原理，跟一位校外老师学习几何学知识。在布特勒博士学校学习的最后一年，他的哥哥置办了一套化学仪器，在花园的工具房里，布置了一间实验室，努力进行化学上的研究。达尔文尽管一天的学习和活动已经十分劳累了，可他仍然跑步回家，赶着去当哥哥化学实验室的助手。达尔文一边帮助哥哥做实验。一边看书。后来，就学着动手独自操作，很快就掌握了制作几种化合物的方法。他把和哥哥一起进行化学实验看成是“受到的最好教学”。
在医学院学习期间，达尔文曾结识了一些爱好自然科学尤其是生物学的青年朋友，其中一个是比他高几年级的葛兰特。在一次散步时，葛兰特热情地给达尔文介绍了拉马克的进化观点。虽然达尔文曾读过祖父写的《动物生理学》一书，但对拉马克的进化观点还是表示了极大的惊讶。葛兰特是研究水生动物的，达尔文经常跟着他到潮水涨落的沙滩上捕捉动物，并尽最大努力进行解剖。在这期间，他们还和渔民一道撒网捕鱼，捕捞牡蛤，并且制成各种标本，带回来分析研究。
有一次，达尔文利用简陋的显微镜，进行了两小时的观察分析之后，发现了一种名叫板枝蚧的动物，所产生的具有鞭毛并能运动的幼虫，而过去却被研究家们错误地认为是板枝蚧的卵。还有一次，他又通过显微镜观察到类似蠕虫的海蛭的卵衣，而过去曾被人们认为是墨角藻幼龄阶段的球状体。他把这两项发现写成论文，在当时爱丁堡大学学生自己成立的、以古罗马博物学家普林尼命名的学会上进行了宣读，获得了大家的好评，这使年轻的达尔文受到了极大的鼓舞。
达尔文还非常虚心好学。当他听说一位黑人擅长剥制鸟类标本，就立即前往拜访和请教。他从黑人老师那里学会了制作标本的技术，彼此还建立了深厚的感情。
学校放假之后，达尔文就和朋友或姐姐一起，进行远足旅行、打猎。有时与猎场的看守人一起，整天跋涉在丛林蔓草之中；有时还登上积雪的高山，常常累得喘不过气来，可心情却格外舒畅，他和朋友们捕获和采制了很多不常见的鸟雀和植物标本，学会了观察和搜集动植物的方法。
在剑桥，达尔文仍然以大量的时间进行郊游，阅读各种自然地理著作和搜集昆虫、植物等活动。
长期的实践活动，使年轻的达尔文更加精明能干，他发明了两种新的采集方法。一种方法是在冬季刮下老树上的附着物；另一种方法是采集船底下的附积物。这样，他便得到了一些别人得不到的罕见物种，并收在斯蒂芬编的《不列颠的昆虫图解》中。
有一次，达尔文发现一棵老树上有一片坏死的皮，凭多年经验，他马上感到今天要有收获了。他小心翼翼地剥下老树皮，一眼看到了两只罕见的甲虫。达尔文兴奋极了，他极为熟练地一手捉了一只，心里乐开了花。他刚想仔细看看这两个可爱的小家伙时，又发现了第三只更为罕见的甲虫。怎么办？虽然寒风刺骨，达尔文却急出了汗。绝不能让它逃走，达尔文顾不得多想，把左手上的那只放在嘴里，正想腾出手捉第三只，他感到嘴里的小家伙一动，喷出一种液体。顿时感到嘴里又麻又痛又烫。他赶快把它吐了出来，那只狡猾的小家伙便欢蹦乱跳地逃跑了。等再想抓第三只时，却懊丧地发现它也不知道什么时候溜走了了。这个小故事却生动地反映了达尔文珍惜每一次科学实践的机会，热衷于生物学研究的心态。达尔文在阅读了大量自然科学书籍后，受到很大鼓舞，尤其是波堡德的《南美旅行记》和赫夏尔的《自然哲学的初步研究》，更激励了青年达尔文的雄心，使他强烈地希望自己也能为自然科学的大厦增添一砖一瓦。
在剑桥大学三年的大学生活中，他结识了许多地质学家、动物学家和植物学家。其中对达尔文影响最大的是汉斯罗教授。
汉斯罗是老一辈的自然科学家，在植物学、昆虫学、化学、矿物学、地质学方面有着丰富的知识。达尔文经常去听汉斯罗讲课，并被他生动的讲演所倾倒，汉斯罗见达尔文对自然科学兴趣浓厚，经常热情地关心、帮助他，1830年初，在汉斯罗的鼓励下，达尔文开始了对地质学的研究、考察了几个地方。同年8月在汉斯罗的介绍下，达尔文与地质学家汉威克教授一起，去北威尔进行古岩层的地质考查。这一次爬山越岭的地质考察，使达尔文得到了很大收获。知道了怎样调查研究一处的地质，还学会了检验岩石层，采集化石等本领，为以后的环球旅行奠定了良好的基础。
达尔文热心于生物学的研究，但是由于神学思想的长期熏陶，“神创论”留下了很深的烙印，对拉马克的进化观点还不能正确理解，究竟谁是谁非？达尔文有着对生物学的极大兴趣，带着“神创论”与“进化论”的矛盾结束了大学生活，走出了剑桥大学的校门。
《物种起源》
1831年12月2日，22岁的达尔文在汉斯罗教授的推荐下以博物学者的身份登上了“贝格尔”舰，开始了五年的航行考察生活。
首先他在船尾布置了一张网，捕获各种各样的水生动物，然后将它们逐一鉴定，解剖登记入册。
正当达尔文愉快地忙碌的时候，突然天空阴暗起来，海面上风浪狂起，船只剧烈地颠簸着，他顿时感到天旋地转，无法站立，一个劲地呕吐起来。水手们见到这种情形，不禁担心地说：“这可怎么办？还刚刚开始呢，今后的远航……”达尔文坚定地回答：“不要紧，我一定会战胜它！”话音刚落，“哇——”又吐了起来。大家赶紧把他扶到舱里的吊床上休息，达尔文对水手们说：“谢谢你们了，请放心，如果这次航行半途而废的话，那么，我将来在坟墓中也绝不会安息的。”追求科学真理的理想激励着达尔文，他充满了战胜困难的坚强信念。晕船的痛苦算得了什么！水手们一走，他又开始工作了。
达尔文实践了自己的诺言，坚持不懈地工作着。他把每天所观察到的各种现象都准确、详细地写进了航海日记和考察笔记。并且一遇到机会，就把它们寄回英国。这个工作持续了将近5年，直到航程结束。即使旅途中发烧不退，病了两个多月，日记也从未间断过。
在达尔文的航海日记中，记载着极其丰富生动的考察事实。
1832年2月16日，“贝格尔”号到了佛得角群岛，达尔文入丛林，攀悬崖，涉草地，搜集各种珍贵的动植物标本，挖掘古生物化石，“没有偷闲过半个小时。”群岛上铺满大地的奇花异草，千种彩蝶，万类昆虫，常常让达尔文乐而忘返；千差万别的珍禽奇兽，古怪的化石兽迹，又常常使达尔文处在“非常惊奇”之中。是什么力量把大自然装饰得这样锦绣多娇？是什么缘故使得很多动植物种类，古代的和今天的，虽近似但又不同呢？难道真像神学院的老师在讲述《圣经》的时候所说的，形形色色的生物都是上帝创造出来的吗？他还记得自己不久前给船上水手们复述这些说教时，水手们捧腹大笑的情景。是啊，见闻广博的水手为什么觉得可笑呢？达尔文决心找到答案。
在航行考察中，达尔文除了采集标本、化石外，还很重视向当地劳动群众学习求教。
有一次，一位高侨人对他说：“我们这里的雌鸵鸟总是成群地把蛋下在同一个巢里，等到有20到40个蛋的时候就让雄鸟孵化，而雌鸟又集体到另一个巢下蛋去了。”
达尔文听了将信将疑，便亲自做了实地调查。原来雌鸵鸟每隔三天才下一个蛋，假如一只雌鸟把每次排卵期的十几个蛋全部下完再自己孵化，那么，先下的蛋在高温环境里早就变坏了。此地鸵鸟的这个习性正是对当地炎热气候的一种适应表现。
达尔文还从居住在不同地域的居民口中知道了很多的事例，使他感到动物和自然界之间存在着一种密切的关系。
1833年8月，达尔文在朋塔阿耳塔进行化石的挖掘工作。有一天，人们挖到了一种剑齿兽的化石，它的身体像大象，牙齿却小得像老鼠，眼睛、耳朵和鼻孔又像水中的海牛。达尔文看到这个“怪化石”感到十分惊奇。
“为什么现代不同类型动物的特征，集中在古代同一种动物身上呢？”难道，现在不同的动物是从古代某种动物演变来的？可是，《圣经》上谈的却是万物不变，他不能不怀疑上帝创造万物的说法了。
1835年9月，“贝格尔”号来到了加拉帕格斯群岛。这个群岛共有大小10个相邻很近的岛屿，岛上小鸟甚多，一下子把达尔文吸引住了。他观察了岛上所有的26种小鸟，发现都与大陆上的鸟类相仿，但由于岛屿的不同而各有差异。他仔细观察确认，这26种小鸟，有25种是变种，这些岛上原来没有鸟类，后来，有人从外地带来了一种，在各岛上不断繁殖变异，形成了现在的各个种类。
群岛上的植物没有美丽的花朵，所有的昆虫也都和植物一样，呈现着沙漠生物的色彩。达尔文认为，这是由于这样的生存条件适宜这种样子。
几年的爬山涉水考察，达尔文耳闻目睹了生物界大量变异的事实，他终于抛弃了《圣经》上关于物种不变的论调，提出了“物种是逐渐变化的”观点。
1835年底，“贝格尔”号驶离了加拉帕格斯群岛，穿过太平洋，经过澳洲南沿，越过印度洋，绕过好望角，胜利返航了。
1836年10月2日，达尔文激动地跳下了带给他丰硕成果和崭新思想的“贝格尔”号军舰，登上了阔别五年的祖国大地。
“物种是可变的！”这是达尔文经过航海实践得出的结论，也是他艰苦卓绝的劳动结晶。
达尔文虽然在航行期间形成了物种可变的科学见解，但物种为什么会变化，各种生物之间有什么联系，还没有形成清晰的认识。
于是达尔文在醉心研究五年中搜集到的化石、标本，整理“旅行日记”的同时，他访问老农、育种家、园艺家，倾听他们介绍人工选育良种的经验，并亲自参加实践，养了许多鸽子，研究家鸽品种起源问题。
达尔文注意到，家鸽的品种不同，外形差异很大，但内脏和骨骼的构造基本上相同。他进一步调查和研究了家鸽的饲养史。原来，不同种类的家鸽的祖先都是岩鸽。岩鸽由野生转为家养后因生活环境的改变，经过长期的人工选育，才形成了各种各样的鸽子。
他又对不同品种的金鱼的形成进行了研究：在中国的宋朝，有人把一种带朱红色鳞的鲫鱼放在缸里饲养，由于环境的改变，鱼就渐渐表现出形态上的差异，人们把形态不同的鱼分缸饲养，结果变化越来越大，经过近千年人类的不断选择，终于培养出现在多个品种的金鱼。
通过走访、观察，达尔文形成了对人工选择作用的认识：具有各种不同特征的动植物品种，可以起源于共同的祖先，它们在人为的干预下，积累和发展了对人有利的变异，逐渐形成了人们所需要的新品种。
那么，生存在自然条件下的更大量的物种有没有类似人工选择的过程呢？
达尔文想到了北大西洋马德拉岛上的昆虫。它们当中大部分翅膀退化，不能飞；而少数能飞的昆虫翅膀特别发达。为什么会这样呢？经过分析，达尔文明白了：马德拉岛上经常刮大风，会飞的昆虫，大部分被大风刮到海里淹死了。只有少数翅膀特别发达和爬在地上不善于飞行的昆虫侥幸存活下来。经过许多年，一般会飞的昆虫灭绝了。于是，岛上只有翅膀特别发达和不会飞的昆虫了。
他研究了大量类似的例子，得出了结论：在自然界，的确存在着类似人工选择的过程，只不过起选择作用的不再是人，而是大自然，也就是说：一种生物产生的后代，能适应环境的就生存下来，不适应环境的就被淘汰。这就是“自然选择”。他认为，现代生存的各种各样的生物都是由少数原始生物，经过漫长的时间变异、遗传和自然选择的过程，从简单到复杂，从低级到高级，逐渐进化来的，绝不是上帝创造的。他把这个思想告诉了他的朋友赖尔和虎克以及他们的哥哥，并说“我要写一本《物种起源》”。
达尔文开始写书了，他克服了一个又一个的困难和意外事件带来的悲伤，怀着把毕生精力献给科学事业的信念，顽强地工作着。
1858年夏，正当达尔文整理总结、奋笔疾书之际，收到了住在马来群岛从事考察研究的另一位英国生物学家华莱士的一篇论文。这篇题为《论变种无限地离开其原始模式的倾向》的论文，其内容跟达尔文正在总结写作的理论“惊人地相似”！
华莱士要求达尔文看完他的文章后，能交给赖尔审阅发表。开始，达尔文为了避免华莱士误会，想放弃自己二十年来的研究成果，单独发表华莱士的论文。但是，熟知达尔文研究成果的赖尔和虎克都不同意。在他们的建议和鼓励下，达尔文就把自己的原稿提纲和华莱士的论文，在“林奈学会”上宣读了。当时会场上反响强烈。许多进步的自然科学家满怀喜悦地聆听了这种崭新的进化论学说，而持“神创”观点的人，尽管感到厌恶，也只有窃窃私语，不敢出来反对。
1858年9月，在赖尔和虎克的一再敦促下，达尔文重新拿起笔杆，又经过一年多的努力，1859年11月24日，凝集了达尔文二十多年心血的科学巨著——《物种起源》终于出版了。
孜孜以求
《物种起源》出版后，在整个欧洲掀起了一阵滔天巨浪。真理是不可战胜的，经过了“牛津大论战”、“猴子案件”等等斗争以后，进化学说所代表的科学真理终于胜利了。恩格斯将达尔文的进化学说誉为19世纪世界的三大发现（细胞的发现、能量守恒和能量转换定律、生物学中的进化论）之一。《物种起源》发表后，达尔文感到身上的责任更重了，他又投入了紧张的工作。
从1860年起，达尔文开始写作第二部著作《动物和植物在家养下的变异》，进一步阐述了野生动植物在家养的条件下经过人工驯养，栽培和选择，变异成现在种类的道理。此时，达尔文的身体一直很差，但是，他以顽强的毅力，克服病魔的纠缠，坚持不懈地从事这一巨著的写作。经过长期的辛勤劳动，1868年11月30日《动物和植物在家养下的变异》一书出版了。
接着，他又用了三年时间完成了他的第三部著作《人类起源和性选择》。这以后，他又持续不断地写出了《兰科植物和授粉》、《攀缘植物》、《人类和动物的表情》等许多著作。晚年的达尔文身体越来越差，但他仍然进一步研究进化学说，虚心地向别人讨教不懂的问题，继续写出了《异花授粉和自花授粉的效果》、《植物的运动能力》等著作。在逝世的前两天，他还替他的儿子记录实验进展情况。
1882年4月19日凌晨四时，伟大的科学家达尔文的心脏停止了跳动。人们怀着巨大的悲痛把他安葬在伦敦威斯敏斯特寺院的牛顿墓旁，使达尔文享受了自然科学家最高的荣誉。
达尔文的一生，为人类作出了划时代的贡献，他不仅将《物种起源》等一系列的科学硕果献给了人类，而且将他追求真理、勇于探索、不畏困难、坚持不懈的精神和作风留给了世人。
细胞学之父施旺
施旺（Theodor Schwann，1810～1882）是19世纪德国著名的动物学家，细胞学说的奠基人之一，杰出的生理学家，被誉为细胞学之父。
生平事迹
施旺于1810年11月7日生于德国诺伊斯，父亲是一名金匠。少年时代的施旺品行良好，学习勤奋，各门功课常常名列前茅，尤其是数学和物理成绩更好。1826年，施旺告别家乡，进入科隆著名的耶稣教会学院。中学毕业后，父母希望他学神学，将来能成为一名牧师，但施旺执意要去学医。1829年，施旺进入德国波恩大学，在那里他读完了医学预科的全部课程。1831年，他获得医学学士学位。在读大学期间，他不仅听了著名科学家约翰内斯·弥勒（J·P·Muller）的生理学课程，而且在弥勒实验室暂时当助手。1831年秋天，施旺到了维尔茨堡学习临床医学。1833年4月，施旺又回到了柏林大学专门听弥勒讲授解剖生理学。1834年5月31日，施旺获得医学博士学位，同年7月26日通过国家级考试，正式成为弥勒的助手。施旺在弥勒的指导下，对很多学术领域发生兴趣，他曾研究过组织学、生理学、微生物学，作出了不少贡献。
在柏林，施旺有幸结识了施莱登。尽管两个人性格不同，宗教信仰也有差异，但他们在某些科学观点上完全一致，使他们成为好朋友。1838年10月，施莱登向好友施旺讲述了有关植物细胞结构和细胞核在细胞发育中的重要作用的基本知识，使施旺大受启发。1839年，施旺发表了《关于动植物的结构和生长一致性的显微研究》的论文，从而奠定了他和施莱登共同创建细胞学说的基础。
1839年，施旺离开柏林前往比利时吕温天主教大学担任解剖学教授。1844年，他通过实验来研究胆汁对人体的作用。1848年，他又到了比利时的列日大学任解剖学教授。1852年，他发表了《人体解剖学》著作。1858年又担任列日大学生理学教授。1882年1月11日，施旺因中风在德国的科隆逝世。
生理学方面的成就
施旺是一位杰出的生理学家。在1834年～1839年间，他在柏林弥勒的实验室从事动物生理学方面的研究，并取得很大成绩。
1835年，施旺研究组织器官的生理特性及其在物理测量上的关系。他对不同负载下的肌肉给以同样刺激，然后测量其在收缩时的长度，从而得出肌肉在收缩时的强度。这个“量肌”实验虽然很简单，但对生理学的影响非常深刻，这是人类第一次把生命现象中的力，运用物理测量方法加以分析和检验，并定量揭示其运动规律的实验。
在进行“量肌”实验的同时，施旺还对胃的消化液进行探索与研究。1836年，他发现了胃蛋白酶。他在论文中写到：“胃酸有助于另一种基本消化物质的形成，这种物质一旦形成，就能独立地进行消化。”他把这种消化物质正式命名为胃蛋白酶。现在我们知道，胃蛋白酶是胃液中最主要的消化酶，它由胃腺的主细胞合成，以胃蛋白酶原的形式释放，在胃腔中被盐酸激活成胃蛋白酶，在它的催化作用下，可以将蛋白质水解成多肽。
施旺在研究脊椎动物如蝌蚪神经时发现，脑神经和脊神经中的有些神经外面有髓鞘细胞。髓鞘细胞经过多次缠绕神经，可在神经外面形成鞘，即髓鞘。为纪念这一伟大的发现，人们又将髓鞘细胞称为施旺氏细胞，髓鞘称为施旺氏鞘。施旺氏鞘在神经冲动的传导过程中起着重要作用。现代研究发现，施旺氏鞘具有良好的绝缘作用，使神经冲动的传导速度大大加快，同时节约了大约5000倍的能量。
1836年，施旺还详细地描述了酵母菌的增殖。他第一次公开宣布酒的发酵同酵母菌生活周期之间存在着某种密切的关系。他指出酒精发酵是在生物体细胞内进行的，细胞是代谢的基本单位。现在看来，这个观点相当正确，但在当时却遭到了许多知名学者的反对。施旺性格内向、胆怯，过于虔诚、温文尔雅，不愿与别人争论，也不适宜争论。在激烈的学术争吵中，他在心理上被压垮了，并将微生物这一领域留给了法国著名的科学家巴斯德去保卫、去占领。巴斯德是一位从不放下武器，一直战斗到所有敌人都被征服为止的人物。
施旺在早期还曾写过一篇《论空气对鸟卵孵化的必要性》的论文，颇受弥勒的好评，在这篇论文中，他发现鸟在胚胎发育过程中需要氧气这一事实。
1839年～1848年，施旺在吕温天主教大学期间，曾发明利用胆汁瘘研究胆汁在消化系统中的作用，并推断出胆汁分泌不足将有碍于健康的观点，但胆汁究竟有什么作用，他并未对此进行深入研究。1844年，他发表的关于胆汁瘘的论文是他最后几篇生理学论文之一。
建立细胞学说
施旺最大的贡献是与施莱登一起创立了细胞学说。早在1665年，英国物理学家、生物学家罗伯特·虎克（R·Hooke）就提出了细胞的概念。他在自制的能放大40～140倍的显微镜下发现中空的小室结构，并称为细胞。虎克发现细胞后，使生物学研究进入了细胞这个微观领域。同一时期，意大利科学家马尔比基（M·Malpighi）用显微镜证实了虎克的观察，并把活细胞称为“小泡”。1675～1683年，荷兰的列文·虎克（A·Leenwenhoek）制造了能放大270倍的显微镜，并首次描绘出骨细胞和肌肉的细胞图。直到18世纪末19世纪初，对细胞的研究再度升温，贝尔（C·Mirbel），法国著名的植物学家，他把显微镜的观察与对植物结构特点的推测结合在一起，强调指出细胞是植物界所有结构的基础。后来德国博物学家奥肯（L·Oken）又拓宽了人们对细胞的理解。1828年，英国植物学家罗伯特·布朗发现了细胞里的分子运动，后来人称“布朗运动”。1831年，他又在兰科植物表皮细胞里发现了细胞核。1837年，捷克的科学家普金叶（J·E·Purkinje）用显微镜发现了神经细胞和小脑神经节细胞，提出了原生质的概念，并认为原生质在细胞中占有重要的地位。后来，他又在动物脾脏和淋巴腺细胞中发现了细胞核，提出动物细胞与植物细胞具有相似性。从以上我们不难看出，细胞学说的建立凝集着许多科学研究者的智慧，正是有了这些知识，才使得施旺和施莱登创建细胞学说成为可能。
施莱登在1838年发表的《植物发生论》中指出，植物是由细胞构成的，细胞核在细胞生长、发育过程中起着重要作用，即提出了植物的细胞学说。施旺在施莱登的启发下，进一步研究，于1839年发表了《关于动植物的结构和生长一致性的显微研究》的论文，提出了他的细胞理论。这篇论文共有三部分内容：第一部分，描述蛙的幼体蝌蚪内有脊索和各种不同来源的软骨的结构和生长；第二部分，提出证据，论证了一切动物组织，无论特化到什么程度，其结构的基础还是细胞；第三部分，详细阐明了细胞学说。
施旺对蝌蚪的脊索和软骨所作的仔细观察表明：“它们的结构和发生的最重要的现象与施莱登所描述的植物相一致。”第一部分研究的主要结论是：某些动物组织确实起源于细胞，这种细胞在所有方面都与植物细胞相似。施旺写道：“现在我们已推倒了分隔动物界和植物界的巨大屏障，这就是生物体结构的多样性。”
施旺论文的第二部分是对特化程度很高的各种组织进行研究。他想证明多数或全部动物组织均源于细胞。但要想证明这些，难度很大，因为有的细胞个体相当微小，并且细胞膜很嫩很薄，细胞膜和细胞的内含物折光能力相似，即使用放大400倍～500倍的显微镜也很难看清楚。在施莱登的“细胞核在植物细胞发生中起着重要作用”的观点影响下，施旺指出：有无细胞核的存在是有无细胞存在的最重要、最充足的根据。这一观点在现代生物学研究中仍有指导意义。为了证明所有动物组织均是由细胞构成的，施旺做了大量的工作，他用显微镜观察了动物上皮、蹄、羽毛、晶状体、软骨、骨、牙齿、肌肉、脂肪、神经等多种组织，最后证明它们都是由细胞分化生成的，从而显示了动物整体是由细胞或细胞产物组成的，如同施莱登描述的植物那样。
在第三部分，施旺总结了他的全部研究成果后指出：细胞是一切动物体所共同具有的结构特征。动物和植物结构上是统一的，他认为不论是动物还是植物，它们的组织都是由细胞构成的，细胞是生物体结构的共同特征。同时，他还用物理学的某些观点解释了生命现象，他提出“有机体是通过细胞分化而发展的”这一有价值的观点。虽然在施旺的细胞理论中有些概念还很模糊，甚至有些观点还是错误的，但是他的理论主流是正确的、积极的，不完善甚至错误的地方有待人们去研究、去修改、去完善。
1838～1839年，施莱登和施旺分别发表了对植物细胞和动物细胞基本认识的论著，他们两人取得了完全一致的看法，都认为细胞是构成植物组织和动物组织的基本结构单位，从而导致了两人共同建立细胞学说。
细胞学说阐明了有机体发展和分化规律，无论是植物界还是动物界都具有普遍的有效性，这充分的表明了动植物结构的统一性。
细胞学说的建立，激发了人们探索细胞秘密的激情，使得越来越多的科学工作者投入到细胞这个微观领域。人们对自然的认识更深刻，在研究层次上从宏观的个体水平上升到微观的细胞水平，大大促进了生物学的发展。在以后几十年中，很多有关细胞的研究成果问世，从而构建了一门新的生物学科——细胞生物学。为了表彰施旺在这一领域中的突出贡献，人们称他为“细胞学之父”。
施旺和施莱登的细胞学说使得千变万化的生物界通过细胞统一起来，这样有力地证明了生物之间彼此存在着或远或近的亲缘关系，从而为达尔文的进化论奠定了唯物主义基础。恩格斯对细胞学说给予高度评价，他在《自然辩证法》中写道：“施旺和施莱登发现的有机体细胞，它是这样一种单一有机体，除最低级以外，都是从它的繁殖和分化中产生和成长起来的。
有了这个发现，对有机体的、有生命的自然产物的研究——比较解剖学、生理学、胚胎学才获得了巩固的基础。有机体产生、成长和构造的秘密被揭开了，从前不可理解的奇迹，现在已经表现为一个过程，这个过程是依据一切多细胞的机体本质上按共同的规律进行的。”恩格斯同时认为细胞学说、进化论、能量守恒和转化定律是19世纪自然科学的三大发现。
内向、虔诚、温文尔雅的施旺虽然没有勇气和别人唇枪舌战，但他勤奋、严谨、求真、创新的科学态度和巨大的科学贡献，仍使他在竞争激烈的科学界占有一席之地。
微生物学之父巴斯德
路易·巴斯德（Louis Pasteur，1822～1895）是法国著名的微生物学家。
巴斯德曾任里尔大学、巴黎师范大学教授和巴斯德研究所所长。在他的一生中，曾对同分异构现象、发酵、细菌培养和疫苗等研究取得重大成就，从而奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础，并开创了微生物生理学，被后人誉为“微生物学之父”。
“化学家”
巴斯德是一位法国制革工人、拿破仑军队的退伍军人的儿子，小时候家境贫困。巴斯德勤奋好学，再加上聪明伶俐，颇具艺术天分，很有可能成为一名画家。然而，他19岁时放弃绘画，而一心投入到科学事业中。
巴斯德最早是从事化学方面的研究工作——关于酒石酸的光学性质。他通过实验制备了19种不同的酒石酸盐和外消旋酒石酸盐的晶体。在显微镜下检查时，他发现，这些晶体能用机械的方法分作两类——左旋和右旋晶体，它们具有旋光数值相同，但旋光方向相反的偏振光特性，从而揭示了酒石酸的“同分异构现象”。
巴斯德在化学领域的杰出成就，受到人们的重视并获得了荣誉。然而，他并未将自己的视线仅仅停留在化学领域，而是将实验化学的原理、技能等广泛地应用于发酵问题，从而开辟了人类科学历史的新纪元。
微生物工程学之父
巴斯德从化学研究转入生物学研究，发现微生物对酸的选择作用。在研究酒质变酸问题过程中，明确指出发酵是微生物的作用，不同的微生物会引起不同的发酵过程。改变了以往认为微生物是发酵的产物，发酵是一个纯粹的化学变化过程的错误观点。同时，巴斯德通过大量实验提出：环境、温度、pH值和基质的成分等因素的改变，以及有毒物质都以特有的方式影响着不同的微生物。例如酵母菌发酵产生酒精的最佳pH值为酸性，而乳酸杆菌却喜欢pH值为中性的环境条件。
巴斯德把微生物发酵原理广泛应用于指导工业生产，开创了“微生物工程”，被人们尊称为“微生物工程学之父”。
巴斯德在发酵问题的研究中，确立了他的学术地位，但他并不满足，仍然奋斗在科学实验的前沿阵地上，因为他坚信“科学实验”可以解决许多问题，是最有力的证据之一。1868年10月，他患上脑溢血，使他的身体左侧刺痛、麻木，最后失去活动能力。在这期间，他仍然口述一份备忘录，论述他富有独创性的实验——如何检查发现刚刚开始感染到疾病的蚕卵，最终实验获得成功，使纯净的“种子”（即蚕卵）得以传遍整个欧洲和日本。正是有了这种精神，才使他成为伟大的微生物学家。
伟大的贡献
（一）巴斯德否定了微生物的自然发生说
新鲜的食品在空气中放久了，会腐败变质，并发现其中有微生物。这些微生物从何而来？当时有一种观点认为，微生物是来自食品和溶液中的无生命物质，是自然发生的——自然发生说。巴斯德通过自己精巧的实验给持有这种观点的人以有力的反驳。
巴斯德设计了一个鹅劲瓶（曲颈瓶），现称巴斯德烧瓶。烧瓶有一个弯曲的长管与外界空气相通。瓶内的溶液加热至沸点，冷却后，空气可以重新进入，但因为有向下弯曲的长管，空气中的尘埃和微生物不能与溶液接触，使溶液保持无菌状态，溶液可以较长时间不腐败。如果瓶颈破裂，溶液就会很快腐败变质，并有大量的微生物出现。实验得到了令人信服的结论：
腐败物质中的微生物是来自空气中的微生物，这个实验也导致了巴斯德创造了一种有效的灭菌方法——巴氏灭菌法。
巴氏灭菌法又称低温灭菌法，先将要求灭菌的物质加热到65℃30分钟或72℃15分钟，随后迅速冷却到10℃以下。这样既不破坏营养成分，又能杀死细菌的营养体，巴斯德发明的这种方法解决了酒质变酸的问题，拯救了法国酿酒业。现代的食品工业多采取间歇低温灭菌法进行灭菌。可见，巴斯德的功绩有多大。
（二）巴斯德和疾病的病菌说
巴斯德从研究蚕病开始，逐步解开了较高等动物疾病之迷，即由病菌引起的疾病，最后征服了长期威胁人类的狂犬病。
1865～1870年，他把全部的精力都集中到蚕病的研究上。这个研究牵涉到两种病原微生物。
在搞清蚕病起因后，巴斯德提出了合理可行的防治措施，从而使法国的丝绸工业摆脱了困境。
而后，巴斯德又专心研究动物的炭疽病，他成功地从炭疽病的动物（如牛、羊）的血液中分离出一种病菌并进行纯化，证实就是这种病菌使动物感染致病而亡。这就是动物感染疾病的病菌说观点。但是，当时的内科医生和兽医们却普遍认为疾病是在动物体内产生的，由疾病产生了某种有毒物质，然后，也许是，由这些有毒物变成了微生物的错误观点。后来巴斯德又研究妇科疾病产褥热。他认为这种病是由于护理和医务人员把已感染此病的妇女身上的微生物带到健康妇女身上，而她他们得病。
由此可见，巴斯德虽不是一名医生，但他对医学的贡献也是无法估量的，他为医学生物学奠定了基础。
（三）巴斯德与免疫学
巴斯德除了研究炭疽病外，还研究了鸡的霍乱病。这种病使鸡群的死亡率高达90%以上。巴斯德经过多次尝试后发现，这种致病的微生物能在鸡软骨做成的培养基上很好地生长。一小滴新鲜的培养物能迅速杀死一只鸡。
巴斯德在研究此病过程中最值得庆幸的是：当某鸡用老的、不新鲜的培养物接种时，它们几乎都只有些轻微的症状，并很快恢复健康。再用新鲜的、有毒力的培养物接种时，这些鸡对这种病的抵抗力非常强，这样巴斯德就使自己的实验用鸡产生了对鸡霍乱病的获得性免疫能力了。这可以同琴纳（E·Jenner）使用牛痘对人的天花病产生免疫能力相媲美。
巴斯德在成功地研究出防止鸡霍乱病的方法后，又着手研究对付炭疽病的方法。他把炭疽病的病菌培养在温度为42～43℃的鸡汤中。这样，此病菌不形成孢子，从而选择出没有毒性的菌株作为疫苗进行接种。
巴斯德是世界上最早地成功研制出炭疽病减毒活性疫苗的人，从而使畜牧业免受灭顶之灾。
研制狂犬病疫苗
巴斯德晚年对狂犬病疫苗的研究是他事业的光辉顶点。
狂犬病虽不是一种常见病，但当时的死亡率为100%。1881年，巴斯德组成一个三人小组开始研制狂犬病疫苗。在寻找病原体的过程中，虽然经历了许多困难与失败，最后还是在患狂犬病的动物脑和脊髓中发现一种毒性很强的病原体（现经电子显微镜观察是直径25～800纳米，形状像一颗子弹似的棒状病毒）。
为了得到这种病毒，巴斯德经常冒着生命危险从患病动物体内提取。一次，巴斯德为了收集一条疯狗的唾液，竟然跪在狂犬的脚下耐心等待。
巴斯德把分离得到的病毒连续接种到家兔的脑中使之传代，经过100次兔脑传代的狂犬病毒给健康狗注射时，奇迹发生了，狗居然没有得病，这只狗具有了免疫力。
巴斯德把多次传代的狂犬病毒随免脊髓一起取出，悬挂在干燥的、消毒过的小屋内，使之自然干燥14天减毒，然后把脊髓研成乳化剂，用生理盐水稀释，制成原始的巴斯德狂犬病疫苗。
1885年7月6日，一个9岁的小孩梅斯特被狂犬咬伤14处，医生诊断后宣布他生存无望。然而，巴斯德每天给他注射一支狂犬病疫苗。两周后，小孩转危为安。巴斯德成为世界上第一个能从狂犬病中挽救生命的人。1888年，为表彰他的杰出贡献，法国政府成立了巴斯德研究所，任命他为所长。
巴斯德为微生物学、免疫学、医学，尤其是为微生物学，做出了不朽贡献，“微生物学之父”的美誉当之无愧。巴斯德严谨的、科学的实验设计，他淡漠名利的高尚情操，他为追求真理而不顾个人安危的献身精神将永远留在我们的心中。
实验植物生理学的奠基人萨克斯
萨克斯（Julius von Sachs，1832～1897）是实验植物生理学的奠基人。他于1832年10月3日出生在波兰一个贫困的艺人家庭。在萨克斯小的时候，他父亲在一家工厂里做雕刻师，虽然这位雕刻师颇具艺术天才，可是挣到手的钱却难以保障全家人的衣食需要。几年之中，萨克斯他们八个兄弟姊妹有五个相继夭折。贫困忧愁的父母把希望和未来全都寄托在活着的孩子们身上。少年的萨克斯在父亲的熏陶和影响下，逐渐显现出来一点儿绘画的天赋。他还对大自然怀有浓厚的兴趣。但是，由于家里很穷，上学很晚。后来，总算通过自己的努力取得了优异的学习成绩，少年萨克斯才得以进入伊丽莎白中学学习。可是，命运好像总是捉弄不幸的孩子。不久，萨克斯因为父母双亡的家庭变故，刚刚年满17岁就成了一个贫困的孤儿。只读到高中一年级的萨克斯从此失学了。
住在萨克斯家附近的邻居中，有一位研究生理问题的学者，他名叫普金叶（J·E·Purkyne）。
萨克斯从小就与普金叶的孩子们有过许多的交往。他们经常在一起玩耍，一起观察和研究自然，收集生物标本。普金叶的孩子们还带着萨克斯到家里去看父亲的实验室，鼓励萨克斯学习自然科学。这一方面使得萨克斯接触到了实验生理学，另一方面也让普金叶了解到了年轻的萨克斯在绘画上的天赋和对大自然的浓厚兴趣。
1850年，普金叶在布拉格担任教授之后不久，就把孤苦无依而又聪明好学的萨克斯带到布拉格，留在身边做自己的科学绘画师和研究工作的助手。萨克斯非常珍惜这个机会，他在与普金叶很好合作的六年当中，通过自己的努力逐渐补上了中学的课程，并且进入大学学习。1856年，萨克斯通过了博士学位的考试。这无疑为他后来的科学研究活动铺平了道路。在此后的三年中，初涉科学殿堂的萨克斯成了全世界研究植物生理学专业的第一位讲师。他还先后写出了18篇主要涉及形态学方面的论文，发表在普金叶主办的《生命》杂志上。
在人类科学的发展历史中，早在17世纪至18世纪，就有人提出过要研究植物生理学方面的问题。当时人们把主要的注意力集中在关于植物的营养、性别和向性以及植物是如何生长这些方面。在研究方法上，科学家们已经可以将物理学和化学的手段运用于植物学方面的研究，定量的和比较精确的实验观察，正在逐渐成为推动这个学科发展的主要动力。但是，由于已有的一些错误观点的干扰（如：亚里士多德认为，植物吸收的营养全都来自土壤之中；植物没有性别差异等），和当时仪器设备的水平十分有限，使得有关的研究难以在物理学、尤其是在化学方面更加深入。就是在这样一个大的时代背景下，萨克斯首创了水培植物来研究和测量植物新陈代谢的方法。运用这种方法，萨克斯了解到植物离开了土壤也可以在营养液中充分地生长和发育。因为，有实验证明植物是依靠吸收土壤中溶于水的营养成分来生活的。
这就证实了英格豪斯（Ingenhousz）等人提出的关于“二氧化碳能够形成植物体中有机物”的认识。萨克斯的这个水培实验，有力地证明植物中的含碳化合物是来自空气中的二氧化碳，而并非来自土壤有机质。同时，萨克斯的这项工作也引起了塔朗特林学院的学者施特克哈尔特的注意。于是，他聘请萨克斯来学院做生理学助教，萨克斯在这里一干就是三年。
在塔朗特林学院工作了三年以后，萨克斯借助于自己在植物营养学和其他方面的研究成果，为自己在波恩附近的波贝斯多夫农学院又找到了一个做教师的职位。从1861年～1865年，他在波贝斯多夫农学院一边教学，一边完成了自己在塔朗特林学院时就开始写作的《植物实验生理学手册》。这本书后来于1865年在莱比锡出版，它使萨克斯一举成为实验植物生理学的奠基人。
1866年，萨克斯应聘担任了布赖斯高弗赖堡大学的教授。又过了两年以后，萨克斯被聘为维尔茨堡大学教授。在维尔茨堡大学，萨克斯全面展开了他的植物生理学研究工作。他的研究领域涉及植物胚胎学、植物营养学、光和黑暗条件对植物的影响以及植物的生长形态和水在植物体中是如何运动的等等许多问题。他要为植物生理学这个新兴的学科描绘出一个蓝图，为今后这方面的研究指明方向，也为今后这方面的研究在方法和设备上做了更充足的准备。
在萨克斯关于实验方法和器械设备方面的贡献中，有他发明的“气泡计量法”。这是一种通过统计植物光合作用产生气泡的体积，来测量光合作用强度的实验方法。萨克斯还发明了称量半片叶子在光合作用前后的干重之差，用来测算干物质积累情况的“半叶法”。他设计了把一块玻璃安放在装满泥土的木箱中，种上植物来观察根在生长过程中表现出来的向地性的装置；他还研制过一种手持的分光镜和能够获得稳定温度的恒温器等实验设备。
在为后人指明植物生理学的主要研究方向这方面，萨克斯思考问题的范围十分广泛。他不仅已经考虑到要从植物与温度的关系、植物与光以及植物与土壤等方面入手，去研究植物的生活。还注意到了在不同生长时期植物与自然界各种生物和非生物因素之间的微妙关系。例如，他曾经钻研过交替出现的光亮环境和黑暗环境对于植物花的形成有哪些影响。应当指出，近百年来人类在自然科学方面确实取得了值得骄傲的巨大成就，然而，萨克斯当年关于植物叶片在光下产生“形成花的物质”这个猜测，至今还没有令人信服的准确答案。
萨克斯还在18世纪60年代做过这样一个有关植物叶片的实验：他首先将照过光的植物绿叶用酒精煮一会儿，以除去叶绿素。然后把煮成乳白色的叶子用清水洗过，再滴上碘酒。这时，叶子就显现出蓝色。因为淀粉遇到碘会变蓝，所以，这个实验证了光合作用能够产生淀粉。
萨克斯通过孜孜不倦、勤奋努力的工作，为现代实验植物生理学的起步和发展做出了卓越的贡献。他精确地在这个研究领域阐明的同化作用、膨压和土壤蓄水力等许多基本概念，仍然是今天一些相关学科进行教学和科学研究工作的重要基石。
萨克斯不仅是一位杰出的科学家，也是一位桃李满天下的导师。他培养了一大批优秀的学生，后来这些学生在许多国家的植物生理学研究领域都取得了令人瞩目的成就。在他们中间有：
法兰士·达尔文（Francis Darwin），这位查理斯·达尔文的儿子，是剑桥大学教授，在刺激生理学和研究蒸腾作用方面作出了贡献；
格贝尔（Karl Gobel），在器官学和实验形态学等方面建树颇多；是罗斯托克、马尔堡和慕尼黑大学的教授；
德·弗里斯（Hugo de Vries），阿姆斯特丹大学的教授，是研究细胞生理学和遗传学、突变论的学者。
萨克斯的一生都是在不断地进行科学探索中度过的。紧张的工作安排使他无暇顾及家人和朋友，也从来没有时间去度假和休养。他也无法用更多时间去研究哲学和关心政治问题。但他始终认为，自己所从事的科学研究工作就是人类生活的一个重要部分。
萨克斯是一位态度谨慎的自然科学家，更是一位坚定的唯物主义者。在他看来，所有的宗教都是和科学格格不入的，应当坚决予以反对。
萨克斯在1897年逝世，终年65岁。他为我们开创了一个崭新和重要的自然科学学科——实验植物生理学。
生物发生律的发现者海克尔
海克尔（Ernst Heinrich Haeckle，1834～1919）是德国动物学家和哲学家。在19世纪中叶，他提出了著名的“生物发生律”，揭示了生物在个体发育过程中会重演物种系统演化大致过程的规律。这个规律不仅对于人类认识自然界中的生物演化是十分重要的，而且为唯物主义生物史观的确立提供了有力的支持。因为，在解释自然界中为什么会有如此众多的物种这个问题上，生物发生律所支持的进化论，比上帝创造万物的“神创论”和当时的其他解释，拥有更能令人信服的东西——实验证据。
海克尔出生于1834年2月16日。他的父亲卡尔·海克尔是一个官员，当时任德意志邦联梅泽堡的宗教和教育机关首席顾问，他的外祖父则是柏林枢密院的成员。海克尔在这样一个良好的家庭环境中度过了他愉快的儿童和少年时代。海克尔从小就受到了良好的教育和培养。虽然当时的学校教育并不重视自然科学，但是，海克尔在家庭教师的悉心指导下，利用假期和课余时间投入到大自然的怀抱之中。他用了十多年时间观察自然、采集标本和绘图记录，分类整理了万余件植物标本，建立起一个有相当规模的植物标本室。海克尔尤其喜欢看植物学和科学探险方面的书籍。他对达尔文乘贝格尔号考察船环球旅行的游记、著名植物学家施莱登教授所著《植物及其生存》等著述心驰神往，总想着将来长大以后能追随施莱登教授，成为一个在热带森林里考察和研究植物学的科学工作者。
然而，父母还是想把海克尔培养成一个有相当社会地位的医生。1852年，海克尔只好遵从父母的意见，从梅泽堡京纳休姆中学升入大学学医。在六年的大学学习生活中，海克尔先后到过维尔茨堡大学、柏林大学和维也纳大学。但是，海克尔还是念念不忘他所喜欢的植物学，而始终对学习医学兴趣不高。
海克尔在维尔茨堡大学医学院度过了他进入大学的最初两年。在这两年中，他学习了比较解剖学和胚胎学等课程，熟悉了显微镜的使用技术。1854年，他参加了对当时新兴学科海洋动物学的研究工作，在解剖学和生理学教授弥勒的指导下，他到北海的黑尔格兰岛考察低等海洋动物。1856年，海克尔22岁时，被聘任为维尔茨堡大学医学院的助教，并开始攻读博士学位。大约一年以后，他的博士论文《论河虾的组织》在柏林大学通过答辩，并获得医学博士学位。海克尔从此有了从业行医的资格。
导师的教诲对海克尔的影响是深远的，此时的海克尔并不打算做一个仅仅给人治病的医生。
而是又回到了弥勒教授麾下，继续做关于比较解剖学和动物学方面的研究。然而不久，弥勒教授于1858年4月去世了。这一变故，导致海克尔只好再回到维尔茨堡，挂牌行医。虽然如此，海克尔还是舍不得离开自己所钟爱的科学研究工作。这一年的夏天，他到耶鲁大学去看望了那里的动物学教授盖根鲍尔。并在这位教授的提议下，首先设法得到了父亲的同意和支持，然后满怀信心地前往意大利的西西里岛，进行了一次很有收获的考察。在这次历时近两年的考察活动中，海克尔采集到了包括144个放射虫新种在内的大量标本。后来，海克尔把这些被他称为“纯洁而美丽的海雪花”的动物标本带回意大利进行了分类和命名。在野外考察的间隙中，他还阅读了达尔文写的《物种起源》一书，使进化论的思想成为自己后来思考和研究生物学问题的基础。也奠定了海克尔后来成为达尔文主义捍卫者和传播者的基础。
1861年3月，海克尔发表了他用进化论思想研究动物学的一篇论文——《论根足类动物的界和目》。这篇论文使海克尔得以进入著名植物学家施莱登领导的耶拿大学医学院任教，成为这所大学的比较解剖学讲师。一年后，他升任哲学系动物学副教授，并主管了动物博物馆的工作。海克尔在教学中从来不把传授知识作为惟一的目的，而是更加注重向学生介绍研究自然科学的方法。在上课时，他还时常用一些随手画就的图形来帮助学生们学习和理解他所讲授的内容，使他的课深受学生们的欢迎。
这一年，海克尔28岁，他娶了聪明美丽的表妹安娜塞思为妻。可是很不幸，两年后他的这位妻子就因病去世了。1867年，形单影只的海克尔再次结婚。他的第二位妻子叫阿格尼丝，是德国解剖学家胡希克的女儿。
海克尔的勤奋工作，换来了学术上的累累硕果。1865年，海克尔再次获得晋升，成为教授和动物博物馆馆长；又过了一年后，他发表了自己的学术巨著《普通生物形态学》。
海克尔是十分崇拜达尔文的，他也是达尔文自然选择学说的坚定捍卫者和积极传播者。海克尔曾经以自己大量的著述和在讲坛上一次又一次的演讲，向公众宣传达尔文的自然选择理论，为此，他在公众中享有很高的声誉。海克尔还发表过《人类发展史》、《生命的奇迹》和《作为宗教和科学之间的纽带的一元论》等一系列融入进化论观点的生物学专著。此外，他写的《宇宙之谜》曾遭到唯心主义哲学家和神学家的猛烈攻击，但是，这本书从1899年初版以来，至今已经被翻译成30多种不同语言的版本，先后发行了几十万册。虽然这本书并不只是研究生物学的，它只是以生物学理论为基础的一本哲学能俗读物，可是，在这本书中海克尔提出了“上帝”和“自然”其实是同一个事物或实体，物质和精神都是这个事物不可或缺的两个属性。这本书对“一元论”的哲学思想进行了系统和通俗的总结，是海克尔完整学术思想的重要组成部分。
海克尔既具有科学家的严谨，也具有艺术家的浪漫。他从小热爱大自然，一生中所创作的风景画就不下千余幅。而在科学研究中，他既注重事实，也善于推理。在他被聘为耶拿大学教授以后，他先后到过许多地方亲自进行科学考察。从大西洋的加纳利群岛、锡兰岛，到红海、印度尼西亚的爪哇，到处都留下了他辛勤的汗水和足迹。他研究过海洋中的原生动物、海绵动物、腔肠动物、软体动物、棘皮动物和一些脊椎动物等广泛的动物类群。他在对四千多种海洋动物的全面观察、科学分类和胚胎发育等方面研究的基础上，首创了生物分界的“三界说”。并指出，在动物界、植物界和原生生物界之内，每“界”是由许多“门”组成的。
起初，海克尔研究动物的个体发生是分门别类逐一进行的。他观察过动物的受精卵是如何经历卵裂、形成囊胚、原肠胚再发育成幼体的；也曾将不同类型动物的发育过程进行过比较。
后来，他在研究家畜中猪的个体发育时，发现这种家养动物的个体发育和种系发生有许多相似之处：个体发育的起点是单细胞的受精卵，而系统发育理论认为多细胞生物就是由单细胞起源的；猪的早期胚胎具有鳃裂，而系统发育理论认为猪的祖先应是水生动物；猪在陆地上生活，而系统发育理论则认为陆生动物起源于水生环境，这些难道都是巧合吗？为了进一步弄清这个问题，海克尔查找文献资料，发现在大约半个世界前一位叫做梅克尔的解剖学家的奇妙猜想：一个物种可以从另一个物种演化而成，在高等动物的胚胎发育中，会在解剖结构和生理上重显该物种的进化发展过程。然而，另一位叫做贝尔的动物胚胎学家又否定过海克尔的猜想。贝尔在他的著作《论动物的发育史·观察与回顾》中指出：深入观察脊椎动物发育史，就会看到各种胚胎无论在整体还是局部上都相似。贝尔通过深入的研究，归纳出了以下结论：
（1）在每个较大类群的动物胚胎发育中，通常是先出现脊索、鳃裂等一般性状，后出现各类群独有的特殊性状；（2）在不同的动物类之间，胚胎发育中所表现出来的“差异”是早期较小，后来逐渐扩大的；（3）高等动物的胚胎发育在早期会经历一段与低等动物发育相当类似的过程。
以后，达尔文也知道了贝尔的观点，并认为陆生动物早期胚胎发育中出现鳃裂的现象，“完全与祖先（对于生活环境）的适应有关，是重演了祖先发育过程的一个形象”。1864年，德国的一位博物学家F·弥勒也在《关于达尔文》一书中阐述了对这个问题的看法。他认为：“个体发生是种系发生的简缩与重演”。
海克尔则在这些已有论述的基础上，又进行了大量的深入研究和仔细比较后认为，无论高等的陆生脊椎动物还是低等的水生无脊椎动物，它们的个体发生（个体发育）和种系发生（系统进化）都是既相互独立、又密切相关的。个体发生是种系发生的简单而迅速的重演。海克尔将他的这个研究结论写进了《普通生物形态学》，并命名为“生物发生律”，也叫做“生物重演律”。
探索和研究光合作用的卡尔文
卡尔文（Melvin Calvin，1911～1995）是美国生物化学家。从1945年～1955年，他和本森（A.A.Benson）、巴沙姆（J.A.Basshau）等人合作，经过10年的艰苦努力，推论出在植物的光合作用过程中，二氧化碳形成糖（6-磷酸果糖）的步骤，明确了二氧化碳的同化途径。1961年，卡尔文因研究光合作用的重大成就而荣获该年度诺贝尔化学奖。
1911年4月8日，卡尔文出生于美国明尼苏达州圣保罗的一个俄国移民家庭。当时，他的父亲在底特律的一家汽车厂做技术修理工，母亲在家种田。卡尔文从小就很勤奋，刚刚10岁就到一家食品店做了学徒工，后来他上了学。
由于卡尔文平时学习十分努力，又善于思考，所以学习成绩一直名列前茅。到中学毕业时，他借助自己所获得的助学金进入密执安矿业技术学院，学习了化学专业，从此，他与化学打了一辈子的交道，并借助于这方面的才华，在前辈科学家的工作基础上，成功地敲开了人类认识光合作用原理的大门。1931年，卡尔文大学毕业，取得了理学学士学位。此后，他又在明尼苏达大学继续攻读化学专业，研究催化方面的问题。4年后，卡尔文又取得了化学博士学位。后来，还是在奖学金的资助下，卡尔文又来到英国的曼彻斯特，在维多利亚大学迈克尔·波拉尼（M·Polanyi）教授的指导下，研究学习了两年。在这一段学习生活中，卡尔文逐渐对研究光合作用产生了浓厚的兴趣。
1937年，卡尔文接受了美国物理化学家刘易斯（G·N·Lewis）的邀请，回到美国，进入加利福尼亚大学的伯克利分校任教，并开始着手研究光合作用中的催化问题。但是，这项研究很快就被第二次世界大战的炮声打断了。
在1937年以后的大约8年中，全世界都卷入了一次空前的战火——第二次世界大战。当二战的硝烟在珍珠港升起之后，卡尔文也不得不和美国其他许多科学界同行一样，终止或改变自己的科学研究工作，受命参加研究与战争有关的科学问题。例如，卡尔文在二战当中，曾经花了4年时间研究合成出一种含有钻的络合物，这种物质和血红蛋白一样能够在血液里运输氧，可以在医疗手术和抢救伤员时做血浆的代用品。他还试验成功了分离“铀”和“钚”以及提纯“钚”的方法，这一成果后来被美国原子能委员会用于研究和制造原子弹的“曼哈顿”计划。
在近代“络合物化学”领域，卡尔文进行过一系列的研究，有十分重要的贡献。他在研究一种叫做“酞菁”的有机物时，发现这种物质在空间结构上与植物的叶绿素和动物血红素很相似。而酞菁的化学性质却比叶绿素和血红素都稳定得多。1952年，卡尔文出版了《金属络合物的化学》一书，这部书被誉为近代对络合物研究的权威性著作。
卡尔文在生物学方面的一个重要贡献，是他提出了在光合作用过程中，二氧化碳转化为糖的途径。1945年，第二次世界大战结束后，卡尔文和他的合作者将主要精力用于研究光合作用。他们运用同位素示踪和纸层析分离等实验方法和技术，推论出了光合作用过程中，从二氧化碳到六碳糖的各主要反应步骤，并将这个发现总结为“光合碳循环”。后人为了纪念卡尔文这位伟大的发现者，也把光合碳循环称为“卡尔文循环”。
其实，关于植物光合作用的研究，早在17世纪初就开始了。当时，有一位名叫赫尔蒙特的比利时医生就做过这样一个有趣的试验。他把十分容易生根成活的一段柳树枝条种植在一个大瓦盆里。在种植之前，他称量了柳树枝条的质量（2.27kg）和瓦盆中干燥沙土的质量（90.8kg）。此后，只向盆中浇雨水，不再添加其他东西。5年以后，当赫尔蒙特再次进行称量时，柳枝枝条已经长成重达76.86kg的柳树，而瓦盆中干燥沙土的质量仅仅减少了千分之一左右。柳树增加的质量远远大于土壤减少的质量。所以，根据这个试验，赫尔蒙特认为，使柳树生长并增加质量的物质，主要来源于雨水，而不是土壤，这个结论在今天看来虽然并不十分科学和严谨，但是，它开创了人们使用定量的方法来研究生物学的先例，是对生物学研究的一个重要贡献。
另外，还有几位学者也从事过这方面的研究。例如，1727年，英国牧师黑尔斯在他的著作《植物静力学》中就曾经提出了与赫尔蒙特不同的观点。黑尔斯在这部书中说，植物体在生活过程中所形成并积累的固体物质，是植物叶子从空气中所吸收的养分变化而来的。以后，又过了40多年，另一位英国牧师、化学家普利斯特里在1771年为了验证自己提出的在自然界中有“好空气”和“坏空气”之说，也做了一个有趣的试验。普利斯特里同时将两只老鼠分别放在两个密封的钟罩内，其中一个钟罩里还放进了一株生长旺盛的植物。不久，没有植物陪伴的老鼠渐渐减少了活动，很快就死去了；而在放有绿色植物的另一个钟罩内，老鼠依然可以进行正常的活动，并且持续生活了好几天。普利斯特里还把燃烧着的蜡烛与旺盛生长的薄荷放在一起，蜡烛居然也久久没有熄灭。根据这些试验，普利斯特里得出了植物能够把坏空气变成好空气的结论，而动物的呼吸和蜡烛的燃烧则将好空气变成坏空气。后来，普利斯特里写了一本书，名字就叫《各种气体的实验和观察》。
科学应当能够经受得住时间和实践的检验。当别人按照这本书中所提供的方法去重复普利斯特里所得出的实验结论时，有些时候看到的结果却恰恰相反：是绿色植物的生命活动才把好空气变成坏空气的。这种奇怪的现象，又将一位荷兰医生英格豪斯的注意力吸引到这个研究领域中来。1779年夏天，英格豪斯来到英国伦敦，也开始进行这方面的研究。他用漏斗把新鲜水草扣在装满水的大烧杯里，再用装满水的试管罩在漏斗颈部一端的开口上，然后给水草光照，并用试管收集水草接受光照后所产生的气体。一段时间以后，水草在光照下产生的小气泡在倒扣的试管底部越聚越多。英格豪斯慢慢地将试管从水中取出，再把点燃的蜡烛逐渐靠近试管口，只听“砰”的一声，蜡烛的火焰窜起老高。这个结果用当时人们已经掌握的化学知识，可以解释为是氧气的助燃现象。英格豪斯同时还做了不给水草照光的对比试验，结果很长时间以后也没有看到小气泡产生出来。
为了让试验的结果更加可靠，英格豪斯并不忙于下最后的结论。他又用了将近3个月的时间，选择不同的植物反复进行了总计500多次实验，终于找到了好空气与坏空气互变的关键原因是“光”。英格豪斯所得出的结论是：在光照下，植物会把坏空气变成好空气，没有光的时候则相反。
此后，在1782年，瑞士牧师塞尼比尔（Jean Senebier）用化学分析证明，绿色植物能吸收老鼠呼吸产生的“坏空气”（二氧化碳），同时向老鼠提供“好空气”（氧气）；1804年，瑞士化学家索绪尔（Nicholes·Th·de·Saussare）又发现了植物在光照下吸收二氧化碳与产生氧气的数量差异，进一步推论出水参与了光照下植物积累有机物的生命活动，水分和二氧化碳都是光合作用的原料。
1864年，萨克斯发现了光合作用的产物中有淀粉。直到1897年，科学家们才归纳出了光合作用的反应式：
二氧化碳+水+光氧+有机物+化学能
1897年，在人类开始探索植物生命活动原理的一百多年以后，一位名叫佩弗的法国科学家，为植物体在光照下的这种重要的合成代谢起了一个贴切而又响亮的名字——“光合作用”。
在人类探索植物光合作用的漫漫历史长河中，还有一位科学家我们不应当忘记，他就是英国剑桥大学的植物生理学家希尔（R·Hill）。是他在1939年用实验证明了植物细胞中的叶绿体在吸收光能以后，可以从水分子中释放出氧气。这个结论后来还在1951～1955年间，在美国和波兰等不同的国家被科学工作者多次验证过。通过以上这些科学家们的共同努力，到20世纪中叶，人类对于植物光合作用的认识，已经从宏观向微观前进了一大步。有关这方面的研究，也从细胞水平转入了更接近于生命物质运动本质的大分子水平。
地球上的生命现象，说到底就是一种物质运动形式，而光合作用则是生命这种物质运动形式的重要基础。没有植物的光合作用，地球上的生命将失去获得光能来推动生命物质运动的能量来源。所以，探索和揭开光合作用的奥秘，是人类探索大自然奥秘的一个里程碑，也将有益于我们更科学地认识人类与环境之间的关系，尤其是认识植物在自然界中的重要地位和作用。
杂交水稻之父袁隆平
1979年4月，地处热带雨林的菲律宾首都马尼拉远郊的洛斯巴洛斯镇，这个国际水稻研究所所在地，正在准备召开一次重要的水稻科研会议。中国的水稻专家袁隆平因杂交稻研究成功而有特殊贡献，被邀请在会上作学术报告。
宣读完论文后，袁隆平即席答辩，有专家提问：“中国杂交稻制种的异交率高，是通过什么措施提高异交率的？”袁隆平不仅听懂了那位专家用英语所提出的问题，而且用英语清楚准确地作出如下回答：“第一，割叶，扫除传播花粉的障碍；第二，进行人工辅助授粉。”
中国专家的论文和即席答辩，令所有外国专家不得不表示满意和敬佩。大家一致公认，中国杂交水稻研究和推广应用居世界领先地位。
1982年，在菲律宾国际水稻所召开的学术讨论会上，幻灯不寻常地打出“杂交水稻之父袁隆平”的字幕和他的头像，会场为之欢声雷动，不分民族，不分肤色，到会的世界各国专家学者都一致起立，向袁隆平鼓掌致意！
从此，这位享有“杂交水稻之父”的中国人，不断地被世界各国的报刊杂志介绍。连一些著名的国际水稻研究单位，也都纷纷要求袁隆平前去讲学，传授技术，进行合作研究。袁隆平和他的杂交水稻就这样从中国走向了世界。
袁隆平，祖籍江西省德安县，1930年9月1日出生于北京协和医院。
抗日战争的爆发，迫使全家向后方逃难。童年的袁隆平看到日军的飞机，看到死伤的中国百姓，原本爱游泳的他，再也无心下河戏水了。他憎恨日本强盗，为什么中国百姓如此被人欺侮，任人宰割？为什么外国强盗能在中国如此横行霸道？在父亲的影响下，一颗爱国心深深植根于这个幼小男孩的心灵深处。
学生时代的袁隆平从不死记硬背，他喜欢思索，爱提问。在思索中加深对一些基本原理的理解，勤于用脑，善于思索，学业成绩优异；强烈的求知欲，又使他学到了不少书本上学不到的东西。袁隆平不是一个死读书的学生，他兴趣爱好广泛，还积极参加体育锻炼，尤其是游泳。1947年，17岁的袁隆平参加湖北省男子自由泳比赛获得第二名的好成绩。“干任何一件事，都需要有决心和毅力，游泳也毫不例外。”袁隆平也正是常年坚持游泳，以磨练意志和锻炼身体。在游泳中他还曾救过溺水人。
有一次，大家一起参观园艺场，袁隆平对花、草、果、木和大自然的蓬勃生机，对春华秋实的自然规律，都产生了极大兴趣。19岁的袁隆平，义无反顾地报考并考取了重庆湘辉学院的农学系，高高兴兴地跳进了“龙门”。
1953年临近毕业，袁隆平多少次梦里梦见他留在重庆，高高兴兴地到重庆某农业科研单位去报到。最后，他却不能不响应国家的号召，党的号召：到基层去，到农村去，到最艰苦的地方去，到祖国最需要的地方去。袁隆平服从组织分配，到偏僻的湘西雪峰山麓的安口农校去教书。
第一学期，学校缺俄语教师，他就教俄语，不备好课绝不上讲台。与此同时，他还在自学英语。第二年，进入遗传育种教研组，担任植物学、作物栽培、遗传育种等农业基础课和专业课的教学。在教学中，袁隆平教一门，钻一门，爱一门，在实践中锻炼了自己，做到教学相长。
1960年，罕见的天灾人祸造成了严重的粮食饥荒。袁隆平也同样无力走路，没法安睡，他不能忘记路旁饿死者的尸体，饥荒在威胁着中国，也威胁着人类。“天下兴亡，匹夫有责”，袁隆平从小在这种爱国思想熏陶下，要做一个忧国忧民、热爱祖国、有益于社会的人。在这场遍布神州大地，来势凶猛的大饥荒中，这位农业科研工作者为这沉痛的现实感到深深不安。他从此萌发坚定信念，必须要充分发挥自己的才智，用学过的专业知识，尽快育出亩产过400千克、500千克、1000千克的水稻新品种，让粮食大幅度增产，用农业科学技术战胜饥饿。
20世纪50年代初期，米丘林、李森科的遗传学说在中国很盛行。袁隆平在这些无性杂交、嫁接培养、环境影响等理论指导下，培育出一批有价值的农作物新品种。比如把西红柿嫁接在马铃薯上，地上结了西红柿，地下长出马铃薯。人们对袁隆平的这些试验成果，大加赞赏，记者争相报道，他本人还出席了20世纪60年代初全国农民育种专家现场会议。
正当别人赞扬他的时候，袁隆平却对自己的“无性杂种”研究提出了疑问。这些年的试验，虽然当年结出了一些奇花异果，但不能遗传给后代。比如把月光花嫁接到红薯苗上，经过短日照处理，月光花红薯“无性杂种”苗茁壮成长，地下果然长出了红薯王，最大的一蔸重达13.5千克；地上结出了种子。将这些种子适时播种，地上依然长出月光花，可地下却再也见不到红薯王的奇迹了。从遗传学角度考察这些实验产生的变异，是丝毫没有意义的，它不能遗传给后代。
袁隆平认为：科学是老老实实的学问，是就是是，非就是非，来不得半点马虎和虚假，既不能被别人的赞扬所迷惑，更不能自己哄自己！
通过多年的科学实践，袁隆平对米丘林、李森科的遗传学说中的某些观点提出了怀疑，决定放弃从事多年的无性杂交试验，大胆地去探索新路子。
当时，孟德尔和摩尔根的遗传学说在中国被扣上“资产阶级反动生物学理论”之类的大帽子，受到围攻，袁隆平却认为：对于科学学派之争，不能简单化归为政治问题。他独立思考，相信事实，而不迷信权威。美国遗传学家摩尔根关于染色体变化规律的研究成果，已被科学实践和生产实践证明是符合客观事实的，特别是在指导作物育种方面，实际效果明显。袁隆平被孟德尔、摩尔根的遗传理论深深吸引着，他很想按照其理论去进行新的尝试，去闯一条自己研究水稻高产的路。
1960年7月的一天，下课铃声响过之后，袁隆平来到早稻试验田边，观察着这些正在茁壮生长的早稻。突然他发现了一株形态特异“鹤立鸡群”的水稻植株。这些植株株型优异，穗大粒多，袁隆平几乎兴奋地快要喊出声来，他认为这可以成为好的育种材料。他如获至宝般照管着这株禾苗，等到收获季节收回了一把金灿灿的种子。
第二年春天，袁隆平满怀希望地将这些种子播撒、耕种，可是结果却令人失望：秧苗高矮不齐，禾苗抽穗、扬花、灌浆、成熟期很不一致，没有一株性状超过它们的亲代。
袁隆平很懊丧，可他赞成这样一个公式：知识+汗水+灵感+机遇=成功。坐在这些分离退化植株的旁边，袁隆平没有被这个失败的实验吓退，他决定再等待机遇，再去找新的材料培育。
正要准备离开这些植株时，他突然意识到这些植株可以断定是“天然杂交稻”的杂种第一代！
“机遇宠爱有心人”，袁隆平高兴得像孩子似地跳了起来。他返回田间，再一次仔细分析，调查这些植株的部分性状，详细记载，回到宿舍反复统计运算，证明完全符合孟德尔的分离规律。
善于思考的袁隆平死死抓住“天然杂交稻”这个金子般的宝贵概念不放，追根究底，为自己的研究课题寻找契机。
袁隆平经过反复思考，加之借鉴先进国家的经验技术，选择了一道世界公认的难题去解决。
他经过周密、严格的思考，设计了世界上第一个“三系法”杂交水稻的理论，并决定付诸实践。经过长期辛苦的实验研究，袁隆平终于在杂交稻研究中做出特殊贡献，获得“杂交水稻之父”的称号。
从1979年起，随着中美关系大门的打开，袁隆平与杂交水稻的消息迅速传到了美国。袁隆平开始了多次赴美传授、转让他的杂交水稻技术。他被美国专家评价为“把西方国家抛到后面，成为世界上第一个成功利用了水稻杂种优势的伟大科学家”。为了促使两国杂交稻研究的深入发展，1994年9月10日，中华人民共和国农业部和美国得克萨斯州水稻技术公司正式签定并批准了共同开发研究杂交水稻的协议。从此，杂交水稻走向世界又迈出了新的步伐。
1981年，袁隆平因籼型杂交水稻，获国内第一个特等发明奖。
1985年10月15日，在中国北京，袁隆平获联合国世界知识产权组织颁发的发明和创造金质奖章和荣誉证书，被誉为“杰出发明家”。
1987年11月13日，在法国巴黎，袁隆平获联合国教科文组织1986年～1987年度科学奖。这是中国专家首次获得的等级最高的世界性嘉奖。
1988年3月14日，在英国伦敦，袁隆平获国际让克奖的奖章、证书和奖金2万英镑。这项奖励两三年颁发一次，奖给在粮食食品和光学研究方面有突出贡献的世界各国科学家。
1993年4月14日，袁隆平因为解决全人类饥饿问题所作出的杰出贡献，获美国菲因斯特“拯救饥饿奖”，奖金一万美元。
1995年10月，袁隆平获联合国粮农组织设立的“粮食安全保障荣誉奖章”。这是联合国成立50周年之际，世界粮食组织奖励为世界粮食生产作出突出贡献的科学家而设的奖励，全世界获此殊荣的仅6人，袁隆平成为亚洲的惟一获奖者。
随着杂交水稻在世界各国的试验育种，杂交稻已引起世界范围的关注，袁隆平也因此获得了许多的大奖。可是他并没有被这些荣誉淹没，仍然在他的研究所里，一步一个脚印地、实事求是地继续进行着他的杂交水稻研究，继续为解决人类的饥饿问题奉献着自己的力量。
中性学说的创始人木村资生木村资生（Kimura Motoo，1924～）是日本群体遗传学家、进化生物学家。
生平事迹
1924年11月13日，木村资生出生在日本爱知县的罔崎市。他的父亲是个喜欢种花养草的商人，木村是家中长子，深受父亲的影响，从小喜欢养植物。读中学时，由于一次严重的食物中毒，木村不得不在家休息几个星期。在这段时间中，他努力学习几何学，做完几何课本中的所有习题，表现出极高的数学天赋，数学老师建议他专攻数学，但另一位优秀教师鼓励他学习植物学。
1942年，木村从五年制中学毕业后，考取竞争激烈的名古屋第八国立高等学校理科班，在植物形态学教授熊泽的指导下学习植物学。在这期间，他深受遗传学家木原均的影响，兴趣开始转向植物细胞遗传学。
1944年，木村进入京都大学。为了能免除兵役，木村在理学院熊泽的细胞学实验室学习，但他大部分时间却用在学习遗传学，还常常去农学院遗传学系木原均的实验室参加讨论。木村对生物统计学、概率论、数理统计和热力学很感兴趣，他立志成为一名理论遗传学家，把遗传学和生物统计学结合起来。
1947年，木村从京都大学毕业，获得理学硕士学位。毕业后，木村在木原教授的实验室里工作了两年。受赖特（S·Wright）1931年论文的影响，开始了他的群体遗传学研究。1949年，经木原均推荐，木村进入在三岛郡刚建立的日本国家遗传学研究所工作。四年后，也就是1953年夏天，他就读于美国衣阿华州立学院研究生院。1954年初夏，又进入美国威斯康星大学，在遗传学系教授克劳（Crow）的指导下学习和研究。1956年6月，木村获威斯康星大学哲学博士学位，同年7月回国继续在日本国家遗传学研究所从事群体遗传学和进化生物学研究。1957年10月～1964年6月，担任该所实验室主任；1964年7月～1988年3月，担任该所群体遗传学部主任，从1984年4月任该所教授；1988年6月退休。现在，木村资生是该所的荣誉教授。
突出贡献大学毕业后，木村就开始了他的遗传学中的理论工作。当时，木原均正在进行核质关系的研究。通过多次回交实验，一个品种中的染色体能够被另一品种中的染色体取代。木原均让木村研究一下经过一定次数的回交，母本中的染色体还能留下多少？木村的数学天赋再次展示出来，他构造了一个有限微分－积分方程，并得到了世代数与染色体留存数的概率分布关系，后来这一结果发表在《细胞学》杂志上，这是木村的第一篇论文。
1947年，木村从京都大学硕士毕业后，在木原教授实验室工作期间，他读到了赖特1931年发表的长达60多页的论文《孟德尔群体的进化》后得知可以用数学方法处理小群体中的随机漂变问题。但因数学理论性太强，木村读不懂这篇论文，这激发了他的学习欲望，木村旁听了一些数学系开设的课程，并常向数学教授请教，同时还找了很多数学专著自学。经过大约一年多的时间，他才读懂了赖特论文中的主要部分，当木村1949年进入国家遗传学研究所后，又读到赖特1945年和1949年发表的两篇论文，在其论文中，赖特用一简洁的偏微分方程——“福克－普朗克方程”处理有限群体中的随机漂变问题，这比他1931年的复杂积分方程漂亮多了。
以后，木村不断学习高等数学，继续追随赖特的足迹。赖特曾提出过群体剖分时的“海岛模型”。他认为，在进化中起作用的是个别被删除的突变而不是联合的有利突变，在某些小群体中，有利基因的联合是由随机取样而固定的。整个大群体构成种群基因库，对于每个小群体而言，每一世代迁移的效果好比从整个基因库中随机取样。木村认为应该考虑地理距离的影响，迁移只发生在相邻的小群体间，木村地模型为“脚踏石模型”。他的这一模型的后期工作是他与韦斯共同完成的。
在1954～1956年，木村与克劳博士合作期间，是他学术生涯中最幸福、最富有成果的一段时间。他给出了有限群里中性等位基因随机漂变过程的完全解，得到了有限群体里具有任意显性度的突变等位基因的最终固定概率公式等。在此基础上，他写出了博士论文《群体遗传学中的扩散模型》。
在取得博士学位回国后，木村完成了两本群体遗传学专著，其中与克劳克著的《群体遗传学理论导论》是一本学术价值很高的参考书。以后木村又陆续发表了多篇很有价值的论文。但在1967年以前，他的论文数学性特别强，不太容易读懂。当时，大多数学者认为，中性等位基因即使存在也是少得可怜；木村认为，一旦基因频率变化的随机处理变得重要起来，那么他的工作就会有价值，就会对遗传学产生重大意义。
木村于1955年认识美国辐射遗传学创始人马勒，从此对分子遗传学的成果颇感兴趣，木村希望能把群体遗传学的理论引入到分子遗传学的研究中去。1967年，一位数学功底很深的女学者太田明子加入木村的研究小组，最终实现了木村的愿望。木村要太田阅读《演化中的基因和蛋白质》一书，并对进化过程中氨基酸的替换速率作出估计，太田的工作令木村很满意。
当木村从氨基酸替换速率推算哺乳动物基因组的碱基替换速率时，惊奇地发现，从整个基因组来看，碱基替换大约每两年发生一次。而霍尔丹根据自然选择代价概念得出，每发生一次突变替换平均约需300个世代，两者差距上百倍。木村向来崇拜霍尔丹，深信对于适应性进化来说，自然选择代价概念，可用来估计被自然选择所淘汰的个体数量。后来，木村把自然选择代价称为替换负荷。然而，一旦用它来推算分子水平上发生的进化后果，则个体淘汰量将大得不合情理。显然，在分子水平上大部分因碱基替换产生的突变并没有被自然选择淘汰，它们对自然选择呈中性。而中性等位基因的维持是通过突变输入和随机删除之间的平衡来实现的。这样，木村早年与克劳一起完成的关于有限群体所能维持的等位基因数目的研究在分子进化中找到了事实根据，随机过程理论为分子进化研究提供了数学手段。
中性突变——随机漂变假说木村的分子进化理论的“中性突变——随机漂变假说”即中性学说的主要内容有：在分子水平上，大多数进化演化和物种内的大多数变异，不是由自然选择引起的，而是通过那些对选择呈中性或近中性的突变等位基因的遗传漂变引起的。从中性学说出发，可以得出进化速率保持每年每个位置恒定的结论。同源蛋白质如同工酶所具有的丰富的多态性表明，这些生物大分子具有同样的高级结构，都能很好地完成其生物功能，它们之中哪一个也不比别的分子更优越。也就是说，在分子水平上，不考虑有利突变。假基因是一些失去功能的基因，完全不受自然选择淘汰，事实证明，假基因的碱基替换确实不受限制，其进化速率等于分子的突变率。
分子进化有五大特征：（1）对每种生物大分子而言，只要分子的三级结构与功能基本不变，那么各进化路线，以突变替代表示的进化速率大致保持每年在每个位置上恒定。（2）机能较次要的分子或分子片段的进化速率，高于机能较重要的分子或分子片段的进化速率。（3）在分子进化进程中，使分子现存结构和功能破坏较小的突变比破坏较大的突变有更高的替换率。（4）基因重复通常发生在一个具有新功能的基因出现之前。（5）明显有害的选择清除和选择上呈中性的或稍有害的突变随机固定，比明显有利突变的正达尔文选择更为频繁。以上五个特征中（1）和（5）是最基本的特征。1983年，木村对中性学说进行了一次全面总结，写成一本专著《分子进化的中性学说》。
中性学说以其敢于和达尔文的自然选择学说相抗衡而引起学术界的一片骚动，其影响远远超出了群体遗传学，甚至进化生物学范围。随着分子遗传学的发展，中性学说越来越显示它的正确、有效。它打破了综合进行论在群体遗传学领域里一统天下的局面，也使木村登上了一个新高度，从一个偏重数学的群体遗传学家上升为一个有理论建树的进化生物学家。
誉满全球木村资生于1947年在日本京都大学毕业获理学硕士学位；1956年6月获美国威斯康星大学哲学博士学位；同年又被大阪大学授予理学博士学位；1978年和1986年分别被芝加哥大学和威斯康星大学授予理学博士学位。
木村曾是1963年海牙第十一届国际遗传学会议副主席；从1973年起任美国国家科学院的国外院士；1976年起任法国特鲁露斯科学、铭文与文艺学院的国外通讯院士；从1978年起为美国艺术和科学学院的国外荣誉院士；1980—1984年，任日本遗传学会主席；1982年起为日本科学院院士。
木村在1959年获日本遗传学会授予的“遗传学会奖”；1965年获牛津大学的“韦尔登纪念奖”；1968年获“日本科学院奖”；1970年获“日本人类遗传学会奖”；1976年获日本天皇授予的“文化勋章”；从1977年起为罔崎市的荣誉市民；1986年获法国政府授予的“国家功勋骑士勋章”；1987年获美国国家科学院授予的“科学进步约翰·J·卡蒂奖”；从1987年起为大不列颠遗传学会名誉会员。
木村在数学、群体遗传学和进化生物学方面做出了杰出贡献，他的分子进化的中性学说是自达尔文提出自然选择学说以后出现的一个最有创造性、最重要的理论，在进化生物学领域占有一席之地。
聚合中文网 阅读好时光 www.juhezwn.com
小提示:漏章、缺章、错字过多试试导航栏右上角的源