19世纪最引人注目的两个科学成就，以其各自发表的时间来说，前后相差几乎仅仅10年，而酝酿，讨论，从杂芜的事实材料发展到深刻的概念，则各自经历了几十年的过程。博收远绍，锤炼精致，这或者就是培根所谓的概念体系的“蜜蜂式”构造方式。

 

 

　　先是，达尔文作为“自然学者”参加了英国海军对南美和南太平洋的考察，他后来说这是决定他一辈子学术走向的“最最重要的”一段经历。在长达近5年的航行中，他对所经过的岛屿海岸的地质结构和生物形态作了极为细致的观察和数量惊人的记录，制作标本，收集资料，不断地寄往剑桥的研究中心，与当时英国自然研究的领军人物保持着密切的接触。他本来就深深服膺于莱尔的地层变化学说，这一考察更使他渐渐产生了物种变迁，乃至“无限离开原型”的概念。但是“为什么物种会变化”，或者物种变迁的原因和动力何在，则整整困扰了他15个月，直到1838年10月，他“为了消遣”阅读了马尔萨斯关于人口数量和维持人的生命所需要的食物数量的平衡关系的论述，得到直接的启发。原来过度繁殖造成了生活资源的短缺，这就导致了个体为争夺这些对于生存必需资源的斗争，而在这种竞争中，个体形状的微小差异对结果可能发生决定性的影响。这种在竞争中占优势的微小差异经过自然淘汰被肯定下来，通过世代遗传被扩大，直至“无限离开原型”从而形成新的物种。1859年，在无数事实例证的支持下，以“物竞天择”为核心概念的《物种起源》出版，“进化”概念进入了一般公众的视野。

 

 

元素周期律

 

 

　　后10年，1869年3月，俄国化学学会年会宣读了门捷列夫的论文“按照原子量和化学亲和力建立一种元素系统的试尝”，这就是后来为人所熟知的“周期律”。当时已知的元素有63种，性质各异，但有些元素在化学性质上更为相近，如氟氯溴碘，似乎自成一组，也是不争的事实。英国人纽兰德，德国人梅耶尔，都曾尝试以此对元素分类，但其中规律若有若无，如捕风系影，令人难以琢磨。门捷列夫最初追随法国人格尔哈特，按化合价分类划分元素组，如一价的锂、钠、钾、铷、铯显然形成一组。是年3月1日，门氏又注意到，这些元素的原子量有规律地递增且稳定不变，这就更突出了其作为主要参数的地位，理论也相应修正为“元素性质和原子量的关系”。一旦诸多元素以此原子量为主要参数排列，化学性质的周期性即自然呈现出来。根据这种周期性，门氏又反过来修正了若干个元素的原子量及其在周期表中的位置，以使周期律能兼顾各个元素的化学性质。他为此甚至在元素排列中留出空格，并预言了这些“理应在此”但尚不为人知的元素的性质，使得周期律更臻严整完备。4年后，法国人列科尔发现元素镓，并几乎立即确定这就是门捷列夫预言的幽灵元素“埃卡铝”。尽管“有言在先”，门氏预言的准确性仍引起了相当的震动，“周期律”的概念由是确立。

　　进化论和周期律，毫无疑问无愧于“革命”之名，却都不出现于“反常、危机”之时，也不能纳入库恩的“反常-危机-改变规范的革命-常规科学”的模式，反而表现为一种更近于惠尔的“渐进累积到归纳推理”的认识过程。19世纪60年代，欧陆各国工业化渐次完成，使得大规模地收集资料既为可能，也为必要。达尔文的环球考察肇始于海军对于水文资料的需求；大量元素的发现，则得益于戴维的电化学和本生的光谱分析术。由此得到的海量的事实材料，是进化论和周期律的必不可少的基础。

 

　　但是如此大量的资料也为研究构成了问题。达尔文当时面对的生物地层，形态各异，光怪陆离。作为进化论的基础和例证的笔记和研究报告，多达好几十册。门捷列夫要处理的63种元素及其化合物，五光十色，纷然杂陈，要考虑照顾的实验数据，何止百千。他们的困难，如福尔摩斯在《海军协定》里说的，不是没有线索，而是事实材料过多，纷繁杂乱，令人无法分辨主次，使人无所适从。对达尔文来说，是细微的个体差异在生存竞争中的决定性作用；对门捷列夫而言，是原子量而不是令人眼花缭乱的化学性质，带领他们走出迷宫的路标、构造理论的主要线索。

 

　　从理论验证上说，门捷列夫比达尔文幸运：镓的发现补足了“观察-假说-验证”认识模式的最后一环，1875年以降，周期律即成了科学界的共识，研究的出发点。进化论的理论结构则不同于周期律。在当时尚无精密科学手段为化石断代的情况下，以化石的空间分布倒推出生物演化的时间序列，需要高深的地质学生物学的知识；而结论赖以建立的有限的观察资料，不管多么丰富，从认识论上看，也还不能归入“假说验证”模式，终究是一种归纳推理的结论。尽管先达尔文20年有惠尔的大力鼓噪，要理解这种论证方式，需要有对例证的沉着比对和对推理的细致分析。加之进化论所讨论的，直指基督教教义的核心，是西洋文化百千年来所认定的、不可讨论的主题。这个理论在向非科学人群传播时所面临的困难，在科学史上，或者只有日心学说差强可比；而以一般民众的反应论，甚至更有过之，直至60多年以后还有“斯库比案”。种种质疑诘难，对于“缺失环节”的寻求至今不息，则似乎是进化论独自面对的问题了。