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进入19世纪，已经知道大洋是有海底的，但是海底上又有什么？深海海底还会有生物吗？科学界在19世纪一场争论的主题，就是“深海无动物论”。主角是英国动物学领袖人物、皇家学会会员福布斯（Edward Forbes），他根据海底拖网采样的结果推论，认为超过300fm（550m）的深海不会有动物。
事情发生在19世纪上半叶，英国海上探测十分活跃的时期。探测用的都是军舰，达尔文（Charles Darwin）环球航行5年（1831—1836）乘坐的“贝格尔号”（HMS Beagle）就是军舰，条件比较艰苦，达尔文在这5年的许多时间是在岸上度过的。1841年，福布斯也登上了“贝格尔号”到地中海，他的目标是用拖网在海底采集生物（图2.1左）。19世纪早期的海上拖网操作起来是很吃力的：虽然有了蒸汽机，船还是靠风帆航行，而拖网缆绳的绞盘全靠人工推，拖网本身也很笨重，到了海底网里首先塞满淤泥。但是福布斯的船员们采样十分努力，一年半的航次在爱琴海下了100多次拖网，发现生物数量从浅到深逐渐减少：过了百余米的有光带，植物不再出现，动物也越来越少。他们的拖网最深下到420m，拉上来的只是几只海绵和软体动物。按照数量递减的速率推算，550m便是终点，更深的海底动物数量等于零。于是 1843 年福布斯在给学会的报告里，正式提出了他的550m以下“深海无动物论”。
图 2.1 “深海无动物论”之争。左：福布斯自绘的海底拖网漫画；右：1818 年采自加拿大巴芬湾1000多米深海的蛇尾类棘皮动物。
这项“理论”风光一时，得到学术界的推崇，地质学家和生物学家都认为深海高压下不可能有生物。即使有相反的证据，当时的学术界也不予考虑。比如早在1818年，加拿大的巴芬湾在 1000 多米水深处采到过蛇尾类棘皮动物（ Gorgonocephalus arcti cus ）（图2.1右）。就在1843年福布斯报告之前，南极航次在730m深处采到多种无脊椎动物，报告之后又在挪威岸外 500—600m深处采到大量动物，与福布斯的“理论”不符。但这并没有阻止“深海无动物论”在当时的流行。
“深海无动物论”的破灭，是在1860年代末期。英国皇家学会专门组织了航次去验证这项“理论”，结果在西欧岸外水深1200m以内都采到了丰富的动物。福布斯报告之后的各个航次，采集的结果都并不支持他的假设，这才导致“深海无动物论”的寿终正寝。事后有人反问：反对“深海无动物论”的证据早就出现，为什么要等1/4个世纪之后方才证伪呢？这里有人事上的因素：“新发现”反对者的人缘不好，提出的证据甚至得不到同船伙伴的支持；更重要的是理论信念也会干扰科学的观测。“深海无动物论”听起来合情合理，水太深了生物当然会受不了；再说福布斯用采集的数据外推，也符合科学逻辑。于是信念影响了观测，这就是所谓“观测的理论负担”（theory ladenness of observation）。
信念影响深海观测，在19世纪中叶还不止“无动物论”这一例。更为“精彩”的一场误会，是关于生命起源的海洋证据，主角也是一位英国皇家学会会员，他就是著名生物进化论者赫胥黎（Thomas Huxley），严复翻译的《天演论》原作者就是他。
1859年达尔文“进化论”的发表，在欧洲科学界激起了研究生命演化的热潮，德国的海克尔（Ernst Haeckel）和英国的赫胥黎都是他的铁杆支持者，都相信生命起源是从无机物合成有机物，并且渴望找到证据。1866年海克尔研究单细胞生物时，发现黏液状的原生质就是最原始的生命物质。与此同时，赫胥黎在显微镜下分析1857年从大西洋深海采回的软泥时，发现其中就有这种黏液状的结构（图2.2），里面还有细微的颗石（coccolith），也就是今天说的钙质超微化石。于是他得出结论：这种无定形的黏液状物质就是寻觅中的原始生物，其中的颗石就是它的内骨骼，和海绵里有骨针是一个道理。因为产于深海，赫胥黎把这“生物”命名为 Bathybius （希腊文中bathys意指“深”，bios意指“生命”），并且以海克尔的姓氏作为种名 haeckelii ，以示尊敬。
图 2.2 赫胥黎“发现”的“原始生命” Bathybius haeckelii。
海克尔当然高兴，立即将 Bathybius haeckelii 的发现作为证据，在1868年正式提出了生命起源于原始黏液的假说。这项发现产生了巨大的激发效应，科学家们从不同海域找到了深海的 Bathybius haeckelii ，于是认为全世界大洋的底面都被这种原始生命的黏液所覆盖。既然黏液里见到的颗石在地层里也有，足见这种原始生命贯穿了地质历史。原始生命的发现和“深海无动物论”的提出，本身都没有经得住检验，但是在客观上却促使19世纪中叶的科学界进一步去探索深海，从而催生了海洋科学历史上首个最重要的航次：1872—1876年的“挑战者号”环球航行。
英国军舰“挑战者号”是60m长、2300t的三桅帆船，为这次航行还特地拆掉了15门火炮、卸下了弹药安装实验室，从1872年到1876年穿越三大洋，历时1000天、航程109 000km，在362个站位进行全套测量和采样，取回的材料经过23年的分析研究，出版了50卷、29 500页的研究报告，是一次空前的科学壮举。这次全面的深海探索，很容易地回答了前述的两个科学问题。“挑战者号”最深在8000m处采得了动物样品，宣布动物分布并没有深度限制。至于深海的 Bathybius haeckelii ，环球航行的初期就注意采集，但是始终没有找到。反倒是船上的化学家发现：将酒精注入样品时会与海水反应，立即产生出黏液状的物质，但这不是生物而是硫酸钙！通过比较发现：深海软泥凡是注入了酒精的，都会产生这种黏液。于是真相大白：当初赫胥黎发现“原始生命”的软泥，就是好几年前采集、一直保存在酒精里的软泥样品。
“挑战者号”的环球航次，澄清了19世纪中期的深海之谜。赫胥黎不失其学者的大家风度，第一时间就主动承认了错误，结果他在学术界的地位非但不降，反而上升。1883年他当选皇家学会会长，1893年的报告被译成《天演论》，都发生在此之后。其实，黏液与生命起源的关系这一科学问题并没有解决。后来有人怀疑：赫胥黎发现的不见得就是酒精和海水产生的硫酸钙，有可能是“海雪”带来的黏液，所以还是有机物质。近年来发现胞外聚合物（EPS，extracellular polymeric substances）和生物膜的重要性，又将“黏液”重新推到了学术前沿，不禁使人回想起19世纪“原始黏液”的假说。科学发展犹如螺旋，有时候古老的设想也会在更新的背景下再生。