達爾文在19世紀30年代就得出了自然選擇機制，但是直到1859年他才發表《物種起源》。因此我們可以稍後再論述他的工作，先來集中看與此同時那些並沒有意識到這種深刻變化的人所作出的發展。其中有些發展直接或間接地為現代進化論奠定了基礎，但是我們在考慮這些發展時，一定要根據這些發展在所處的氛圍中的情況，而不要作為通向達爾文主義的階梯來處理。即使是那些我們知道對達爾文有直接影響的思想，也含有與完整的達爾文主義世界觀不相符的成份。將達爾文主義的先驅追溯到查爾斯·賴爾的均一論地質學，曾經是比較常見的方式，在均一論中，通過可見原因的作用，所有的變化都是逐漸的。人們認為達爾文只不過是簡單地將這種連續性的成份運用到生物界，其作用方式與在物質世界中的方式是一樣的。而賴爾的反對派，「劇變論者」，則常常被貶為反動的思想家，他們使得科學服從宗教，比如他們努力證明《聖經》中的洪水故事的可信性（Gillispie，1951；經典的關於地質學的歷史，見Adams，1938；Geikie，1897；von Zittel，1901）。
我們現在知道，這樣看問題太簡單。達爾文的確從賴爾那裡獲益非淺，然而「均一論原理」建立在穩態的世界圖景之上，無論是達爾文，還是現代進化論者，都不可能接受這種觀點。進化中含有一種發展的成份，賴爾則否定發展，而劇變論者卻接受並擴展了發展的觀點。因此有可能認為，現代的進化觀從劇變論和均一論中都獲得了某些養料，只不過與後者的聯繫更加直接明顯罷了（Hooykaas，1957，1959，1966；Cannon，1960a and b；Rudwick ，1970，1971，1972；Bowler，1976a；Ruse，1979a；Hallam，1983；Gould，1987；Laudan ，1987）。另外一些最近的研究再次強調了19世紀地質學中均一論者－劇變論者之爭的意義（Greene，1982；Rudwick，1985；Secord，1986）。地質學家獨自得出了地球歷史中事件順序的看法，他們在變化速度上無法達成一致。我們因此可以得出結論，強調賴爾與劇變論者之爭代表了一種對19世紀地質學的認識，按照這種認識，我們力圖將這一插曲看作達爾文革命的序幕。
許多後達爾文時代好鬥的作家傾向於認為科學與宗教之間一定存在著自動的敵對（Wh ite，1896）。因此賴爾－達爾文被譽為堅持科學客觀性的表率，而劇變論者對宗教的興趣則被視為是科學發展的障礙。吉利斯皮（Gillispie，1951）指出，其實那時並沒有什麼尖銳的科學與宗教的對立，而是一系列對普遍承認的與科學相關的宗教問題的解決。最近的研究肯定了劇變論者的科學成就。宗教關懷並沒有妨礙他們成為出色的地質學家，只是有個別人屬於例外，比如有的劇變論者就試圖支持《聖經》中大洪水故事的真實性。科學的某些發展的確遵循了劇變論者的思路，尤其是努力將地球的歷史劃分成間斷的時期，這些是我們今天所承認的地質時期。賴爾更加「客觀的」方式也是與他相當非正統的濃厚宗教思想聯繫在一起的。爭論的雙方都將科學與宗教攙和了起來，而每一方都產生了長久的價值。
19世紀早期的許多方面都為達爾文主義的革命鋪墊了道路，然而文化因素卻妨礙了這一時期博物學家的某些視野，從而導致他們需求新的啟發來清理思想。這個時期積極的方面是建立了科學的基本體制框架，達爾文的學說正是在這種框架中爭論的，而且這些體制框架是今天科學組織的先驅。當時科學社會已經建立，並沿著現代的道路進行改革，科學與政府之間也建立了重要的聯繫（Cannon，1978）。法國和德國率先走上了這條道路，而英國則在19世紀中期迎頭趕上，尤其在科學教育方面。
科學當然成了維多利亞文化的一個不可或缺的部分，我們在研究那個時期時發現，那時地質學教科書有時比流行小說還暢銷。當時科學佔據了強有力的優勢地位，然而這種優勢也不是不受限制的。只要科學不破壞當時的宗教信仰和社會習俗，科學就會受到人們的尊敬，這種限定在英國比在歐洲大陸更加明顯。但是這並意味著維多利亞早期的科學家面對《聖經》不能越雷池一步，對他們來說，儘管他們的科學研究要尊敬宗教，但是他們也認識到需要感知的認可，而且需要尋找更加可靠的方式來將他們的工作與他們更廣泛的信念協調起來。然而有些主題仍然是禁區，特別是那些有可能動搖人作為精神實在地位的問題。當許多德國博物學家已經承認轉變是神的特創計劃展示的一種方式時，羅伯特·錢伯斯卻不得不以匿名的方式在他的《自然創造史的痕跡》（Chambers，1842）一書中論述同一思想，以免受到迫害。
雖然19世紀早期的地質學家和博物學家已經能夠描繪出地球歷史進程中生命的發展道路，然而對於他們解釋這個過程為什麼能夠發生，還是存在著限制的。基本的問題是化石證據顯示出來的，化石表明在地質時期相互聯繫的進程中，生命經歷了從最簡單的形態到人的進步式發展。新的群體是如何引入的？為什麼新的群體以這種方式發展了組織構成？只有德國的博物學家還認為是由於一系列的自然發生，這時一般人們都拋棄了這種看法。對於多數科學家來說，在解釋生命全新形態的產生時，顯然必須援引一些超自然的動因來解釋。但是這並不意味著一定要去援引《聖經》中簡單的奇跡看法，因為這時已經知道了有一些普遍法則或趨勢控制著這些動因起作用。在威廉·佩利的影響下，許多英國的博物學家提出造物主已經創造了不斷高等的生物，以適應在地質時期中地球物理環境的改善。適應和神的仁慈解釋了生命的進步。德國的唯心論鼓勵另外一條研究途徑，其實將進步與理性規則圖景的展示聯繫了起來，旨在最終產生出自然中的最高類型：人類。在英語國家中，這種觀點通過路易斯·阿加西的著作得到傳播，他把這種觀點與更傳統的基督教對神的創世信仰結合了起來。
既然承認了這種趨勢的存在，那麼就有可能認為上帝已經建立了一些神學法則，通過這些法則來展示他的計劃。在德國，有些博物學家明確提出，這種法則的作用體現在現存的生命類型向更高級形式的不連續轉變上。錢伯斯在《自然創造史的痕跡》一書中也倡導了這種觀點，這表明，即使在英國，到了19世紀50年代，這種觀點也愈加受到重視。賴爾的自然連續變化的觀點使得這個問題變得更加突出，而且正是出於這個原因，賴爾全盤否定了進步觀，從而使人類能夠清楚地處於穩態的物質宇宙之上。在一件事情上，沒有人願意作出妥協，那就是進化完全是由日常起作用的自然法則產生的，因為這樣的過程太容易背離任何形式的神學。只要基本的解釋是基於超自然原因，而不是自然原因的話，別說發展，甚至轉變都可以接受，但是物種起源這種詳細的問題則被排斥到科學研究範疇之外。
喬治·居維葉：化石與生命的歷史
假如說拉馬克的學說是啟蒙運動時期關於生命起源的最後猜想，那麼他的主要反對者的工作便成了19世紀許多觀點的新開端。喬治·居維葉不喜歡拉馬克，而且他試圖利用他在科學界和法國大革命後在在政治上的地位，來確保革命論無法傳播開（Burkhardt，1970）。然而這種不喜歡並不是出於宗教偏見，因為居維葉非常理性地認識到，他的科學發現不同於轉變論。他對於任何生物之間內在部分的複雜關係有很深的印象，他認為這種細微的平衡不可能導致變化。甚至當他根據化石遺跡重建了滅絕的類型時，居維葉仍堅持認為它們屬於滅絕的物種，與進化沒有關係。
居維葉首先努力研究他在諾曼底海岸採集到軟體動物，恐怖時期他曾在諾曼底避難（Coleman，1964）。當遷到巴黎之後，他在自然博物館安心研究脊椎動物，這個博物館是革命政府在布豐舊的皇家植物園基礎上建立的。在博物館，居維葉鞏固了他的科學和政治地位，在拿破侖崛起和最終失敗期間，他都成功地保全了自己。大約在1800左右，他非常喜歡比較解剖學的技術，描述和比較了他所得到的各種動物的結構（Cuvier，1805）。他通過這些研究，得出了新的動物分類體系（Cuvier，1812a），以及對動物界的新的理解和有用的科學原理的論述（Cuvier，1817；Outram，1986）。
創立新比較解剖學的是布豐的同事道本頓和其他18世紀後期的博物學家。但是居維葉極大地強調了對每一種動物內在結構研究的必要，因此他能夠認識到每一種動物的精妙複雜性，認識到在動物的所有部分之間，肯定存在著精緻的相互作用，這樣才能保持生物的功能。他強調「部分之間的相關性」，認為那是使生物整體產生生命所必須的器官之間的關係。同樣，「存在的條件」在動物個各部分與動物的環境之間建立了必要的聯繫。一旦解剖學家對於不同的動物有了足夠的瞭解，他就可以根據預測建立一個有活性的、結構所需的關係。假如一種類型有尖利的爪子，那麼這種類型一定是食肉動物，而且一定還具有適於捕捉和撕咬獵物的牙齒。據說居維葉對於這些關係的瞭解已經到達相當的程度，以致於他可以根據一塊骨頭，憑借想像，重建完整的動物。
有了關於動物內在結構的良好知識，便會產生出可以用於分類的關於動物相互關係的新見解。居維葉宣稱，在分類時，應該更加重視實質上與動物的感受性和運動能力相關的性狀，而不是表面的特徵，這就是「性狀從屬原則」。按照這種原則，就需更加重視神經系統，而且居維葉認識到，那些與脊柱相關的結構代表了統一林奈系統的哺乳動物、鳥類、爬行動物和魚綱的基本性狀。他因此而創立了脊椎動物的分支或「類型」，並以此作為動物界的基本劃分。到那時，無脊椎動物還很少為博物學家所關注，因為它們被視為動物界的低等部分，但是居維葉在對無脊椎動物的認識中也Cuvier，使用了他的方法，並將其分成三個額外的組織類型。脊椎動物的四種類型代表了一種基本的歸類計劃，動物的結構可能就是建立在這種計劃之上的。無脊椎動物類型比脊椎動物低等，並不是僅僅因為它們缺乏內骨架；而是因為無脊椎動物是建立在三種不同的組織類型之上，這種組織類型無需骨架也能行使功能。
這樣的動物劃分祛除了從舊的存在鏈條繼承下來的對動物的線性排列方式。。博物學家可能憑直覺感到有些動物的組織形式比另外一些動物的高，但是憑借這種直覺還不能令人信服地指導分類。僅僅因為我們是脊椎動物還並不能使我們假定所有的無脊椎動物都是低等類型。一種脊椎動物並不一定比軟體動物高等，只不過是不同，而且這種差異是非常基本的，因此將一種動物排列在另一種動物之上就沒有意義了。居維葉甚至對在脊椎動物類型中再排列出綱也表示懷疑，而他把魚和哺乳動物只是看作適應不同習性的不同種類脊椎動物。經過了幾十年，多數博物學家才能接受這種與舊的階層體系截然決裂的觀點，然而，這種觀點對於進化論興起的作用是巨大的。不再可能去考慮動物界的線性進步的問題；每一種類型可能要被描繪成樹狀發展中的不同枝杈。
當時人們是否認識到，一種類型中所有物種的基本相似，意味著所有物種來自共同的祖先類型？居維葉反對這種看法，反對一種物種可能變成另一種物種。他把每一種物種都看成類型的特定變體，利用其獨特的身體各部分之間和諧的關係適應自己特有的生命方式。身體的相互作用具有一種細微的平衡，任何明顯的變化都會破壞整個身體系統，導致生物喪失活力。環境在物種中產生出明顯變異的能力是有限的，不能導致物種所依賴的基本圖景受到任何明顯的侵害。由此可見，居維葉提出物種固定不變的觀點是出於他對於生物複雜性的實際研究，而且他在著作中也很少表達他對超自然設計者的信奉。然而在英國，公眾認為，科學不應該動搖宗教，從而致使居維葉的追隨者利用他的觀點作為對傳統的設計論據觀的明確證明。蕌脊椎動物具有比背骨的生物：林奈劃分的四個綱，哺乳動物，鳥類，爬行動物，魚類。（這時仍將兩棲動物視為不同的綱，但是在19世紀，通常將兩棲動物包括在爬行動物中。）蕌軟體動物沒有背骨的生物，但是有的具有外殼：牡蠣，蛤等。蕌關節動物具有關節或骨骼片段的生物：昆蟲，蜘蛛，蠕蟲等。蕌放射動物具有放射或環狀板組織的生物：海星，海膽等。
圖13.居維葉的四中動物組織類型蕌蕌
這四種類型中的每一種，都代表了動物的一種基本結構，從中又可以分成林奈體系中的綱、目、屬和種。從居維葉的「類型」中產生出現代所謂的「門」，而且仍是最基本的分類單位。但是生物學家已經認識到動物界中不止四個門。對脊椎動物的劃分大致還是一樣，只不過現在將其稱之為「脊索動物」，而且其中還包括了一些只有脊髓而沒有背骨的生物。對於軟體動物的劃分也沒有太大的改變。但是已經將關節動物分成了一些不同的門，昆蟲、蜘蛛等都被分別劃分為獨立的門。放射動物曾經被當作「收容站」，居維葉將無法歸入其他類型的動物都放到了其中，而且也已經被分成不同的門（Winsor，1976）。
更有趣的是，居維葉反對轉變的觀點是出於他對於古生物學的研究，是他首次提出在古生物學中建立在堅實證據基礎上的生命歷史綱要（Theunison，1986）。如果經常發現的只是了一塊不完整的骨骼，那麼比較解剖學技術對於重建化石就很合適。解剖學家根據對於現存動物的瞭解，就能夠研究化石骨骼，並且設想出這些骨骼在完整生物中的什麼位置。據此，他可以嘗試重建該類型的外形。居維葉不久就按照自己的方式研究化石骨骼，而且成了這個領域的著名權威，他的文集（Cuvier，1812a）成了現代脊椎動物古生物學的奠基之作。
18世紀末，化石骨骼的發現引起了人們的廣泛興趣（Greene，1959a；Rudwick，1972；Buffetaut，1986）。從西伯利亞得到了一種最近滅絕的長的像大象不過有毛的生物——猛□，它的骨骼還沒有真正石化，而且在有些情況下冰中還保留著猛□的肉。從美洲得到了一種更強壯的大象——乳齒象的遺跡，它的牙齒很像河馬的牙齒。最初有人提出這些物種可能仍然存在於世界的某個地方，但是隨著勘探的拓展，找到這些物種的機會愈加渺茫。居維葉一旦證實這些物種的確是與今天所知道的生物不太一樣的生物遺跡時，那麼人們就不可避免地要承認滅絕是事實。居維葉已經表明非洲象與印度象之間存在很大的區別，應該把它們分成不同的物種。按照這種方式，他將猛□劃分為象屬中的一個獨立的種。乳齒象則被分成另一個屬，因為乳齒象與現存的大象之間存在很大的區別。對於這些憑猜想重建的生物的成功甄別，加強了人們對化石的興趣，並且導致對更多遺跡的廣泛研究。然而，維爾納主義者已經表明，經過較長時間後，地球上的岩石按照層層疊加的方式形成岩層。猛□采自按照地質標準看距今較近的地表碎石層中，是屬於幾千年前形成的地層；而其他的化石則出自更深的（因而也是更久遠的）地層中，從而形成了與岩石形成的時期相對應的滅絕群體順序的圖景。為了證明這種關係，居維葉與亞利山大·布隆尼亞爾合作，研究了巴黎盆地的地層（Cu vier and Brongniart，1811；新版，1825）。布隆尼亞爾利用海洋無脊椎動物化石，確立了地層順序形成的不同階段，這是在地層學中最早系統利用化石的案例之一。而居維葉則重建了相應的脊椎動物順序。他們確定了一個通過第三紀直到白堊層的順序，白堊層是更古老的第二系的上限。形成的年代越久遠，脊椎動物化石的形狀越奇特，與地球上仍然存在的任何類型都越不想像。居維葉之所以相信化石動物現在已經滅絕，是基於假定它們不能（像拉馬克設想的那樣）進化成現存的生物。據證實，遠古的物種像現存類型一樣具有複雜和平衡的結構，這是對居維葉的每一種物種是依靠整體行使其功能、任何明顯的變異都不能破壞這種功能的信念的支持。無論如何，法國對埃及的遠征代回了上幾年之前的、與現存類型完全相同的木乃伊動物。因此而證明了物種的穩定性，而且遠古類型的滅絕也成了得到證實的事實。應該說明的是，現代進化論者也接受後一種說法。多數化石物種確實消失了，而其中少數成員中很成功的同類則演變成許多後來的類型。蕌
最近的沉積：采自西伯利亞的猛□（Elephas primigenius），采自美洲的乳齒象（Mastodon americanus）和同一屬的其他歐洲種。
第三紀地層：古獸類（Palaeotherium），同一屬的若干種，這種哺乳動物與今天的哺乳動物都不太一樣，但是似乎與貘、犀牛和豬有某些關係。（實際上，該種類生物出自更古老的第三紀沉積，後來賴爾將這個時期命名為始新世。）第二紀地層：采自德國梅斯特裡希特的滄龍（Mososaurus）。（位於上第二紀的白堊紀沉積中。）
圖14.居維葉描述的化石例子及其地質關係蕌
在上面顯示的例子中，距今最近的位於頂端。注意一下，較近時期滅絕的類型，比如猛□，要比更古老的類型，比如古獸類，更像現在的生物。第二紀地層中挖掘出來的幾乎都是魚類和（比較碩大的）爬行動物，如滄龍，所以後來將這一地質時期叫做「爬行動物時代」。
然而為什麼遠古的類型消失了，新的類型是如何引入並取代它們的？居維葉在他的《論地球表面的革命》一書中討論了可能對地球上的生物造成影響的地質事件（Cuvier，1812a，導言；英譯本，1813；新版，1825）。通過對巴黎盆地的研究發現，那裡經歷了從談水到海水的替換，表明相應的陸地和海洋的位置發生過巨大的變化。居維葉傾向於認為，從一種狀態到另一種狀態的變化比較短暫，因為化石群體中存在著突然的間斷。當時在歐洲的一些不太古老的地層中（後來的地質學家將其解釋為屬於最近的冰期末期），也發現了大量的突然變化的證據。無論如何，陸地與海洋的大規模交替一定是由於遠比我們現在觀察到的要劇烈的原因引起的。實際上，居維葉並沒有提出這些事件是突發的，但是他卻為後來被稱作劇變論的地質學思想學派鋪墊了道路。
居維葉認為地質革命是滅絕的原因。海洋對歐洲的侵入將會埋葬所有生活在那裡的動物，除非是遷往他鄉的動物。然而後來的動物是如何遷入的？人們會很容易得出結論，認為居維葉一定提出是由於神奇的創世。然而，他卻認為沒有必要利用新的創世來解釋在某一特定地區生物的重新繁盛，因為他認為，「新」的動物可能已經生活在世界上沒有受到地質革命影響的地方，從那裡遷到曾發生動物滅絕的地方。出於這個原因，居維葉拒絕支持將最近的地質革命與《聖經》中記載的普遍大洪水聯繫起來的做法；他只堅持認為存在著地區性的劇變。他的理論說的是，在更早期的某些時間，發生了大滅絕，活著的生物在世界各地共存，而接下來的連續地質革命又使大量的古代類型滅絕了。通過廣泛的勘探，逐漸發現，在世界的任何地方都不存在現代生物的化石遺跡。因此居維葉的動物遷入遷出理論就顯得不合理了，後來地質學家明確得出結論，在歷史上，新的生命類型是從地球歷史的不同時期引入進來的。
居維葉為超迷信的自然解釋留下的唯一缺口是對第三紀開端的看法，他提出，那時所有的哺乳動物是同時引入的。然而他仍然執拗地反對轉變的觀點。在他的學術生涯即將結束的時候，他參加了有關這個的問題的最後一次爭論，是和埃蒂涅·熱弗魯瓦·聖提萊爾（Is idore Geoffroy Saint Hilaire，1847；Bourdier，1969；Appel，1987）的爭論。對於熱弗魯瓦來說，一種類型中物種機構的統一具有理想的意義。這是物種本身的先驗實在關係，不是自然在建立有活力生命類型時有限選擇出的實際結果。這種信念反而鼓勵他探討，實際上通過轉變，一種生物從同一類型中的不同生物演變來的可能性。他經過對一些滅絕爬行類的研究後，便轉為研究胚胎，以便對這些古代生物可能是如何轉變成它們的現代類型，甚至轉變成鳥類和哺乳類作出解釋（Geoffroy，1833）。大氣的變化可能會影響胚胎的發育，這樣就會發展新的器官。於是後代會表現出新的形狀，表現出一種奇異的特徵，但是如果其器官適應新的環境，那麼也能夠生存下去並且繁衍後代。（用現代的話說）這是一種突變導致的進化，而不是通過逐漸適應產生的進化。居維葉肯定否定這種觀點，就像他反對拉馬克的猜想一樣。他提出，不可能指望一種奇異的類型能夠有生存所需的和諧平衡的結構，因此這種奇異類型不能成為一種新物種的基礎。
常常有人提出，在居維葉的影響下，轉變的思想未能在19世紀初產生真正的影響。但是我們現在知道，他並不能絕對控制法國科學界（Outram，1984）。有些更大膽的思想家繼承了拉馬克的思想（Corsi，1978）。在英國，甚至少數激進者強烈也支持拉馬克主義，以致保守的社會力量要採取積極的行動來反對他們（Desmond，1984，1987）。當時，公眾認為唯物論是有威脅的意識形態，它雖然在19世紀最初的幾十年受到抑制，但是它的態度和價值則保留了下來，並且在後來的進化論的爭論中更加公開地表現了出來。許多歐洲大陸的博物學家，站在了不太激進的立場上，他們追隨熱弗魯瓦，相信個體成長中的突然轉型能夠產生出符合自然基本計劃的新變種（Temkin，1959；Lovejoy，1959a）。
熱弗魯瓦還取得了一個勝利，那就是他對於動物界中類型是如何統一的解釋。對於居維葉來說，利用類型來界定類群成功地解決了自然在建設具有活力的生命形態時所遇到的問題。這並不是神奇的統一，只是實際遇到的事實：有些基本的結構更容易適應由於內部平衡和外部適應產生出的「存在條件」。相反對於熱弗魯瓦來說，類型的統一含有更高的意義。事實上許多趨異類型可以由其結構中的主要特徵聯繫起來就是自然界中基本規則圖景的表現。原型可以許多方式發生變化，以適應環境，但是其特徵卻是清晰可辨的。這種看法與唯心主義聯繫起來，就成為一種有力的思想，激發了19世紀中期的許多博物學家（Ospovat，1981）。這意味著自然界中的個體不是隨意彙集的，形態具有一定的式樣，這種看法鼓勵科學家根據真正的形態類似來探討類群的統一。因此，有人可能提出，是熱弗魯瓦、而不是居維葉的類型概念，激發了有助於達爾文主義形成的形態學和分類學。當初提出的通過共同的內在形態統一類群的思想被達爾文主義者所接受，但是他們並沒有從神奇原型的角度來解釋這種統一，而是解釋為是從單一祖先共同由來的結果。
劇變論與自然神學在英國
在18至19世紀之交，水成論在英國廣受歡迎。普雷費爾對赫頓工作的說明（Playfair ，1802），使得火成論的精神得以殘存，但是支持者甚少，因為火成論太缺乏神學的支持（Gillispie，1951）。運用維爾納的礦物學技術卻取得了巨大的成功，尤其是通過羅伯特·詹姆遜的工作（即Jameson，1804－08）。作為愛丁堡維爾納學會的精神領袖，詹姆遜甚至在赫頓的家鄉降低了赫頓思想的影響。然而，到了19世紀20年代，地質學家開始認識到，有太多的證據顯示地殼的運動在形成我們看到的地表中起到了作用。沒有人準備接受赫頓的穩態觀解釋，因此火成論的原則是逐漸滲入的，沒有發生公開的爭論。甚至詹姆遜也對居維葉的《論地球表明的革命》英譯本加了註釋，這表明他這時也準備承認地球的運動是地質變化的一個因素。在倫敦，1807年創立了地質學會，從表明上看是鼓勵一種經驗探索的精神，這有可能避免捲入激烈的水成論者－火成論者之爭。但是，在這個學會的支持下，產生了一群新的地質學家（Laudan，1977），他們致力於建立一種地球歷史的哲學，最終這種哲學被稱作「劇變論」。
在這個階段，多數地質學家根本不能相信常見的地震就可以抬升出整個一座山梁，即使經歷了很長時間也不可能。他們也不能接受一條河流能夠逐漸地侵蝕出一個巨大河谷的看法。因此劇變論者假設在過去發生過大規模的地球運動，其程度非我們今天所能知曉。這些劇烈的變化會在短時間內使山峰隆起，會產生出能導致大規模侵蝕作用的巨大波濤。有確鑿的證據表明，一場大洪水曾經席捲整個不列顛。在一些地方還留有一些巨大的圓石，這些石頭與當地的石頭不太一樣。顯然是波濤推動著這些石頭離開了原來的地方，沿著地表，到達現在的位置。到了19世紀40年代，確實產生出根據最近一次冰期末期大範圍的冰河作出的解釋。其間，有人提出的「洪水說」，即假設在不太遠的過去發生過巨大的洪水，這種觀點是對這種古怪大園石的一種比較合理的解釋。由於這種觀點不是純粹的宗教猜想，所以對它的捍衛和攻擊就僅限於科學界（Page，1969）。危險的是，這種思想可能太容易被那些決心使科學服從宗教的人與《聖經》中講到的大洪水聯繫起來了。當時「神學地質學」在英國比較流行，儘管這種地質學的熱心支持者不是專業地質學家。許多牧師認為洪水論還不算太離譜；他們打算使整個形勢退回到人們能夠接受《創世紀》中的解釋是確實可信的。
英國的地質學家像他們歐洲大陸的同仁一樣，意圖建立一門自主的科學。但是他們不得不收斂他們的科學興趣，以避免他們的科學對宗教構成挑戰。一些地質學家對《創世紀》中的看法所作出的有限讓步這一事實，使一些史學家誤認為劇變論只不過是神學地質學的運動。當我們留意一下牛津地質學教師、有趣而古怪的威廉·布克蘭提出了純粹科學的關於洪水真實性的解釋（Rupke，1983）時，我們就會發現，史學家的設想是多麼短淺。布克蘭在就職的開幕式上，發表了一份講演（Buckland，1820），反對有人對地質學的指責，認為地質學並沒有企圖動搖宗教。然而只是在有限的領域，他的神學才影響了他的科學工作。布克蘭並不想證明《聖經》中的創世故事句句真實，只是表明地質學證明了挪亞故事中所提到的洪水的確發生過。他發現他在約克郡得到的東西是支持他立場的最好證據，工人在那裡發現了一個洞穴，裡面有很多淤泥，已經干化；在這些乾泥中埋著一些動物的骨骼，這些動物與英國現存的動物不一樣。布克蘭表明，這個洞穴曾經是土狼窩，有不少獵物曾經被拖到洞中吃掉。他在《洪水遺跡》（Buckland，1823）一書中提出，大洪水結束了土狼在英格蘭的生存，那時，淤泥充填了土狼的巢穴，而且當地的環境條件變得更適於現存生物的生存。在世界的其他地方也找到了類似的洞穴，因而有可能認為整個地球大概曾經被水覆蓋，就像《聖經》中所說的那樣。
即使當時人們接受了根據洪水論對這些的洞穴的解釋，那麼就一定會認為整個全世界都曾經發生過劇變嗎？居維葉曾經反對這樣看，不久其他人也發現，在這個問題上布克蘭有失科學的謹慎，放任了宗教傾向。到了19世紀20年代末，人們普遍認識到，來自世界不同地方的證據不能聯繫在一個事件中。極端的劇變論洪水觀遭到擯棄，這種理論的支持者也開始降低他們所提到的劇變程度。洪水論的衰落清楚地表明將科學與《聖經》故事聯繫得太密切是危險的。如果將來的研究表明這種聯繫是荒謬的，那麼對於宗教來說，隨之而來爭論可能要比從未作過這種聯繫嘗試損失更大。
即使在洪水的案例中，一些嚴肅的地質學家並沒有打算提出神奇的力量曾經起過作用。所有人都深信地球的歷史是由非凡的上帝決定的，萬能的上帝能夠通過運用他在宇宙中建立的法則來保證達到他的目的（Hooykaas，1959）。到了1830年，劇變論有了一個比較自恰的方向論框架，其中利用地球冷卻理論對於地質作用的逐漸降低作出了科學的解釋（Rudwic k，1971）。如果過去的地球比起今天的地球來，地球的中心更熱，固體地殼更薄的話，那麼我們就應該認為過去地球運動的規模要比今天的地震規模更大。在法國，埃裡·德·博蒙特提出了一個劇變論的造山理論，按照這個理論，隨著地球的變冷，地殼會出現「皺褶」。這個思想為劇變論奠定了一個有說服力的概念基礎，，從而受到了廣泛的歡迎。甚至布克蘭最終也接受了這種地球冷卻的解釋，而且承認他過去高估了最近一次大洪水的規模（Buckla nd，1836）。
根據這種理論框架，劇變論者繼續完成了這個世紀中的一些非常有意義的工作。在19世紀30年代，大致搞清楚了我們今天所瞭解的地質形成順序。居維葉和布隆尼亞爾已經確定了第三紀的地層，但是這時更古老的第二系和過渡系地層卻被分成了單獨的地層，我們今天仍使用當時確定的名稱。每一地層代表了一種複雜的、相互之間本質上相似的岩層，一般說來，地層的上下界限比較容易區分。根據維爾納學派建立的地層學原理，有人提出，每一地層是在地球歷史的特定時期形成的，越深的地層越古老。地質學家通過確立岩層順序，刻畫了地球的歷史發展圖景。
這時，化石已經成為確定地層順序的關鍵依據。維爾納學派建立了地層學原理，但是卻提出根據地層中礦物質的特徵就可以確立地層的順序。這時已經認識到，同樣類型的岩石可能是在地球歷史的不同時期形成的。只有通過化石才能得到地層順序的清晰線索，因為每一個時期一定生活著獨特的生物群體。對這種新技術的最有力倡導者是地質學的「英國」學派。一般認為，這個學派是由「英國地質學之父」威廉·史密斯創建的，他在繪製英國地質圖時（Smith，1815）創立了這項技術（Eyles，1969）。史密斯是渠道建設者，他開始研究化石純粹是出於實用目的，但是他的追隨者卻是紳士－科學家，他們對於經濟地質學不感興趣（Porter，1973，1977）。實際上，之所以援引史密斯的名字，或許是因為阻止有人宣稱這項新的地層學的真正先驅是法國人。最近的研究強調了關於地質動力學爭論的程度，均一論者和劇變論者都參與了這場爭論，而繪製地層圖的工作卻與這場爭論無涉（Rudwick，1985；Secord，1986）。
最不清楚的是最古老的岩石，因為由於地球的運動，這些岩石已經發生了很大的變化。在英國，可以在威爾士找到這樣的岩石樣本，發現這種岩石的故事是地質學歷史上的一個著名的插曲。兩個參與者都是劇變論者，他們把岩石之間的區別看成是在這種岩石形成期間環境條件突然變化的證據。他們倆人差別很大：亞當·塞治威克雖然對地質學一竅不通，但是卻被選為劍橋的地質學教授，而路德裡克·英培·默奇遜原先是個軍人，他對地質學感興趣是因為要取代獵狐的愛好（Clark and Hughes，1890；Geikie，1875，1879）。他們倆人都掌握他們所研究領域中的技術，並且在19世紀30年代在威爾士應用了這項技術，默奇遜研究的是威爾士南部的古來岩石，而塞治威克研究的則是威爾士北部更古老的岩石，他們研究了志留紀和寒武紀（Murchison，1839）。雖然他們曾經因為過渡地層的問題發生了爭吵，但是這時確立了更古老的含有化石的岩石，為此沒有發生爭論（Secord，1986）。
人們終於開始搞清楚了地殼中散亂的部分，這樣也就搞清楚了地球的歷史。許多人贊同塞治威克和默奇遜，是因為新的圖景證實了劇變論－方向論的地球發展觀。地層之間的突然簡單似乎表明，這些岩石形成時的環境條件發生過同樣突然的變化。更值得關注的，是在聯繫地層中的化石群體的變化。在史密斯的技術中用到的化石一般是無脊椎動物的化石，然而，即使從無脊椎動物化石中也可以發現隨著時間的明顯變化。更令人驚奇的則是脊椎動物的發展。隨著運用居維葉的方法來重建不斷增多的化石生物，可以明確地證明穩態的地球歷史觀是錯的。當時已經有了明確的證據表明，在連續的地質時期中，生命的歷史經歷了系統的發展。
居維葉已經知道，在第三紀地層下幾乎沒有哺乳動物的遺跡，但是這時已經清楚，在第二代有大量奇異的爬行動物。1824年，布克蘭描述了所知道的第一種恐龍，一種巨大的食肉類型，他稱之為斑龍（Megalosaurus）。實際上，「恐龍」這個詞是著名解剖學家理查德·歐文與1841年發明的，自那時起，在公眾心裡這些動物就成了史前自然界中奇異生物的象徵（Swinton，1970；Colbert，1971；Delair and Sarjeant，1975；Desmond，1976，1979，1982）。然而，在更低的地層，即使爬行動物也很缺乏，唯一的脊椎動物類型是奇特的甲殼魚（Miller，1841）。在整個地層順序的更底層，塞治威克研究的寒武紀，甚至連魚都沒有。在這一遠古時期，惟有像三葉蟲那樣的無脊椎動物。這樣就清楚了地球上生命歷史的大致輪廓。開始時是無脊椎動物時代，接下來就是魚、爬行動物的相繼引入，最後出現了哺乳動物。
儘管居維葉不願意接受對生物按照階層體系分類，但是多數博物學家都相信創世的順序是進步式的，向著更高的生命類型攀升。開始時是低等的無脊椎動物，隨後是不斷高等的組織類型，沿著脊椎動物綱的階層體系，直至出現哺乳動物。當然人是最高等的生命類型，人既有發達的體制結構，又有一種新的精神特徵。人類化石的缺乏似乎更突出地表明這種最高等的創造物是最近才產生出來的。然而，上帝創造出直至人類出現的整個生物群體順序的目的是什麼？埃斯利（Eiseley，1958）論述過劇變論者的「先驗、以人為中心的進步論」，但是有人會提出，存在過兩種不同的對化石序列的解釋（Bowler，1976a）。唯心論者實際上會將化石序列的進步看作先驗計劃的展示，按照這種計劃，人位於創世的頂端。但是英國的劇變論者一般並不是唯心論者；他們對國內的功利主義傳統更熟悉，而且能夠將功利主義運用到他們自己的進步解釋中。
威廉·佩利的經典著作《自然神學》（1802）再次重申了早先雷所提出的從功利主義證明設計的論據的觀點（Edmund Paley，1825；Le Mahieu，1976）。動物的每一部分對於它的生命模式來說是有用的，而這種結構對功能的普遍適應證明了上帝的智慧和仁慈，證明了上帝關懷他所創造的生物。就如同從手錶精緻的結構中可以看出鐘表匠的靈巧一樣，從生物令人歎為觀止的複雜中可以看出生物設計者的力量。根據這種傳統，每一種適應都被認為是獨特的，而且這種論點得到大量例子的有力佐證。這種運動在19世紀30年代出版的「布裡吉沃特論集」中達到了頂點，這是由8部著作組成的系列，是受布裡吉沃特伯爵的委託寫成的，為的是證明「上帝在創世工作中的力量、智慧和善良。」一些著名的科學家參加了這個系列的撰寫，但是有的寫的很成功，有的則不然。問題是這種無休止的列舉適應的做法無法讓人產生神是仁慈的感覺，倒是令讀者非常厭煩。
對於古生物學家來說，採用設計的論據很容易來說明他們發現的化石。居維葉的技術完全強調整個生物適應其生活方式。當將他的技術運用到化石物種的重建時，可以自動揭示出每一種類型都自動地適應了它所生活的環境條件。其結果可能被用作設計的證據，佩利就是從生物中輕易地找到了一些例子。甚至滅絕也可以解釋成仁慈地擦拭黑板，從而留下了空缺，這樣才有可能創造出為適應另一個新紀元不同的環境條件而設計的新一類物種。在反對居維葉的遷移理論中，後來的劇變論者並不在意面對一系列新的創世，每一次創世都適應了以後的地球歷史時期。
圖15.地質形成順序
這個圖表顯示了19世紀中期和今天所確定的形成地層序列。這個地層序列對應於地質時間，最古老的在底下。在任何一個地區都沒有發現完整的地層序列，序列的確定所根據的是在不同地區所作觀察基礎上的推測。生命歷史的三大時期——古生代，中生代和新生代——是由約翰·菲利普斯根據無脊椎動物的化石確立的（Philips，1841）。在19世紀中期，通常對時間尚未作出估算，多數劇變論者認為〔地球存在的〕時間比我們今天認為的要短，而且還不是短几千年。今天人們認為第三系開始於7千萬年前，古生代開始於5億年前（取自Bowler，1976a）。
為什麼相繼的創世中形狀的變化一進步的順序從無脊椎動物直至變成了哺乳動物？一旦確立了劇變的方向論解釋，就可以解答這個問題了，因為適應的要求所確定的物理環境的方向性變化必定使地球上的生物發生相應的變化。假如更早的時期只適合低等的生命類型，那麼上帝創造的就只有低等生物。隨著環境的改善，他會創造出不斷高等的類型，最後是人類及其他現存的適應這個世界的生物。布克蘭寫作《布裡吉沃特論集》中有關地質學的書籍時（Buckland，1836）提出，最早的魚類身上的甲殼是為了抵禦古海洋的高溫。在法國，阿道夫·布隆尼亞爾（Brongniart，1828a）根據石炭紀的植物化石提出，那時整個地球為熱帶氣候。他在同一年發表的文章中（Brongniart，1828b）指出，隨著二氧化碳固定在煤和泥煤中，大氣重的二氧化碳逐漸減少。這或許能夠解釋後來高等動物的產生，因為以後的空氣比較純淨，足以適宜高等動物生存。這種思想說明方向論者的研究已經走向成熟，而且對於英國博物學家來說，這樣的趨勢正是他們想表示的上帝在地球歷史中的控制作用。
而進步則是神的仁慈的象徵，進步確保了生物對穩定改善的環境條件的適應。作為基督徒，英國博物學家相信宇宙的最終目的是為人類的原罪和救贖夢想提供一個舞台。上帝一定確保了地球物理環境發展的最後產物是適於人類生存的環境。早期生物類群的創造只不過是為了讓我們見識一下造物主的仁慈，並不是為了確證我們在特創計劃中位於優越的地位。人的獨特性是由其精神特徵決定的，對於這一點僅僅根據生物的進步是不能預見的。
劇變論者提出了符合佩利自然神學的、理性的生命歷史發展的解釋。他們的解釋遺留了一個問題：上帝究竟如何在地球歷史的適當時期引入新的生命類型？最簡單的回答是通過奇跡，劇變論者的特創論不一定保證會想到就是變異（Cannon，1960b，1961a；Ruse，1975d；Gillespie，1979）。新物種的出現當然不是由於日常自然法則的作用。而且，創世活動是不連續的，只發生在每一個地質時期的開始。然而「創世」並不一定就是指嚴格的《聖經》意義上的奇跡，劇變論者不可能把造物主刻畫成白頭髮老頭，急匆匆地在世界各地忙碌，用塵土製造物種。通過生命的進步過程可以發現，創世是一個系統過程，甚至談論「創世的法則」也是合情合理的；但是由於這些法則中必定含有上帝的智慧，因而不適於科學地分析這些法則。這個過程的細節太模糊了，除非提出生物是從原先存在的類型逐漸轉變過來的。
生物學中的唯心論
英國的劇變論者確立了發展的地球歷史觀，並且通過提出隨著環境條件的改善，出現了更高等的類型，從而把發展的地球歷史觀與生命的進步聯繫了起來。但是已經出現了另一種哲學，提出了完全不同的、發展的世界觀，而且不是目的論的觀點。這就是19世紀早期德國唯心主義哲學，它的基礎是假設物質宇宙是神的精神的展示。這種哲學有助於人們相信自然事物的表面多樣性背後隱藏著理性特創計劃的統一性。這種哲學的一些極端倡導者直言不諱地提出了一種德國自然哲學的神秘猜想：自然在努力產生像人這樣完美的類型（Gode von Aesch，1941；Lenoir，1978）。洛倫茲·奧肯（Oken，英譯本，1847）是這一哲學最有影響的代言人。那些有節制的唯心主義者不贊成他的極端觀點，他們本著實在的研究道路，探討生物界的內在統一性。熱弗魯瓦·聖提萊爾先驗的解剖學也是這種研究道路的一種體現，而在德國，對目的論和機械論的綜合，則支持了生物學中同樣雄心勃勃的研究綱領（Lenoir ，1982）。在英國，也出現了一代「哲學博物學家」，他們致力於探討生物多樣性中間所蘊涵的一種理性的規則（Rehbock，1983）。在英國，唯心主義與本國的自然神學傳統結合了起來，產生出一種新的關於設計的論據（Bowler，1977a；Ospovat，1978，1981）。
其中，唯心主義哲學最重要的運用就是創立了一種極致的地球上生命歷史的發展觀。這裡，創世的理性計劃被賦予一個維度，即是隨著時間發展的：特創計劃按照一個有目標的方式展示出來，直至一個預定的目的。通過這種模型可以解釋為什麼19世紀早期的生物學家對胚胎學很著迷；人們認為個體生物的發展是一個完美的例子，說明了自然界中具有方向性的力量。因為胚胎的結構變得不斷複雜，所以將胚胎發育過程與階層體現的分類觀起來，並產生出「平行律」，似乎是自然的。有人認為，人類的胚胎發育經歷了自然等級的排列，開始是無脊椎動物，然後上升到魚、爬行動物的層次，最後是哺乳動物（Russell，1916；Mey er，1935，1939，1956；Temkin，1950；Oppenheimer，1967；Gould，1977b）。人類的發展就這樣與整個動物界聯繫了起來。
不久，平行律又與地球上生命的歷史聯繫了起來，從而為「重演論」奠定了基礎。按照重演論，人類胚胎經歷的動物綱類型被視為是生命在地質時間所經歷的歷史發展的重複。這成了自然計劃普遍性的象徵，而且再次證明了人類的出現是自然計劃的中心目的。C·F·基爾梅耶（Coleman，1973）暗示過有這種可能，在約翰·弗裡德裡克·梅克爾1821的著作中，極大地發展了這個理論。最初的時候，重演論只是一種猜想，但是當化石記錄證實了動物綱的相繼進步式出現時，重演論的思想不可避免地產生了重大的影響。因此這種唯心主義的觀點希望廣泛傳播生物發展的概念，儘管這種概念與達爾文主義的哲學框架有很大的不同。
倡導這種對化石進步作唯心主義解釋的領袖是瑞士博物學家路易斯·阿加西（E.C.Agassiz，1885；Marcou，1896；Lurie，1960）。阿加西早期是在德國受的教育，他從奧肯那裡汲取了唯心主義的自然哲學。他曾經在巴黎居住過短暫的時間，並接受過居維葉的指導，居維葉教誨他要認識到將廣泛的猜想與仔細的觀察結合起來的必要性，在居維葉的引導下，他研究了魚類化石（1833-43），並因此研究而出名。1846年，阿加西到美國旅行，並接受挽留成為哈佛大學的動物學教授。他後來成了美國博物學泰斗，幫助將唯心主義的研究途徑傳入到英語世界。
阿加西相信，只有將從魚類到哺乳動物的化石進步與胚胎發育過程比較起來看，才能發現化石進步的真正意義。他已經在依格納修·多林格爾的指導下研究過胚胎學，而且他終生都對胚胎發育過程著迷。當時，人們認為人類胚胎的發育是定向的過程，從中可以看出生物經歷了不同等級的動物綱階段，直至最終完美。沿著同樣預定的路徑，低等動物只經歷了很少的階段。博物學家從胚胎發育的這種過程中找到了理解化石記錄中同樣形態順序的線索。蕌
從地球的歷史中可以看出上帝的作用。地球的歷史告訴了我們創世的目的和終點是人類。從最早的有組織物質的出現時起，上帝的作用就開始在自然界中得到體現；整個系列中每一次重要生物的出現，都是通向生物發展預定目的的一個階段。（Agassiz，1842，p.399）蕌蕌
進步不是對環境條件變化的回應，不是適應上帝更高超的智慧。進步是人類在世界佔據獨特地位的先驗標誌，進步向人類表面他是一個精心預定和結構和諧的特創計劃中的最終目的。
在阿加西的最後論著中，如1857年出版的《論分類》（Agassiz，1962年版），他明確地接受了平行律，但是他的信念——脊椎動物的歷史展示了向著人的發展計劃——絕沒有發生過動搖。當然沒有人可以將所有物種排列成一個線性的序列，但是存在【HTSS 】著一個向著人類出現的、將動物綱的等級序列連接起來的主線。生命歷史的旁支可以被視為是主要脊椎動物類型的變異，是主線的修飾，就像作曲家用一些其他音調豐富主旋律一樣。在阿加西看來，造物主是理性的，而且是很有藝術性的，他所關注的是整個自然計劃的結構，而不是個別物種對環境的適應。
阿加西通過將生物的發展圖景解釋為神的特創計劃，提出了一種英語世界所接受的對進步的唯心論解釋。修·米勒的《舊紅沙石》（Miller，1841）在公眾中普及了這種思想。然而，阿加西和米勒都相信，通過不連續的超自然起源階段，生命發生了進步。他們相信，相繼出現的動物類群是由於地質上的劇變而滅絕的。阿加西甚至加了一種地質劇變——冰期（Agassiz，英譯本，1967）。阿加西認為，物種是絕對固定不變的，只能有物種的神奇起源。邁爾（Mayr，1959a）指出，類型學物種觀的真正根源是與唯心主義哲學的聯繫。按照這種唯心主義的解釋，個體生物僅僅是理念類型的物質表現，理念類型代表了物種的本質。自然變異不能使理念類型發生改變，因此只有造物主的意願才是新的特定類型的唯一源泉。其他唯心論者也能接受不連續或突然的轉變觀，而且溫澤（Winsor，1979）指出，阿加西之所以反對進化論是受到對物種固定不變觀察的影響，加上他相信每一個分類層次形成了可供智力分析的一個明確階元，這是博物學家在研究自然時不得不牢記在心的。這種自然階元與造物主心裡想的層次相平行，而且是固定永恆的。在阿加西自然發展觀形成過程中，唯心主義起到了更重要的作用，它比起物種的類型學思想來，是更本質的思想。
阿加西在堅持每一種新的動物綱的出現代表著邁向一個全新世界的階段中，引入了更深層次的生命進步不連續觀點。按照這種觀點，在原先占主導地位的動物綱的最後成員，與新的動物綱中最早出現成員之間，不存在相互連續的關係，只有在每一個動物綱中，才能發現連續的圖景。這就證實了需要援引超自然的創造來解釋每一個新的動物綱的起源。然而，事實上在每一個動物綱中所能看到的物種聯繫趨勢，可能很容易被視為類似進化的連續發展。這是唯心主義發展觀中的一個著名的悖論。雖然阿加西作了很多努力來強調不連續性和非進化的生命計劃如何展示，但是生命計劃連續性的事實有助於人們相信這種計劃可能是逐漸展示的。假如能夠想到這樣一種連續性的發展是由於預定的一種類型向另一種類型的轉變，那麼就會形成一種進化論。儘管這種解釋與達爾文主義相去甚遠，但是它在普及基本的連續性發展思想方面卻起到了關鍵作用。
羅伯特·錢伯斯在《自然創造史的痕跡》（Chambers，1844）一書中就擴展了這種唯心主義的自然哲學，雖然這部引起很大爭議的書幫助傳播了轉變的思想，但是書中只不過提出了存在神的計劃的解釋，認為是神控制著轉變的整個過程。錢伯斯採用了平行律，認為生命的進步本質上是通向人的線性發展。甚至阿加西也認為這樣看不太合適，因為每一個動物綱中發展出來的分支顯然並不一定會通向下一個更高的類型。事實上，這時，線性發展觀的整個基礎開始坍塌了，從而使人們更加注重分支發展的思想。在這場革命中，一種更加成熟的唯心主義自然觀發揮了重要的作用，這種唯心主義以微妙的但是重要的方式為進化論的發展作出了貢獻。。從表面上看，這種新的分支發展的思想與達爾文提出的觀點相似，而且這種有利於這種思想的證據後來也被達爾文主義所利用。然而，對於唯心主義者來說，他們所強調的發展的複雜過程仍然被視為神的計劃緩慢展示的一個部分。
這種新方向的第一步發生在胚胎學中，卡爾·恩斯特·馮·貝爾在他的《動物發生史》（von Baer，1828；英譯本見Henfrey and Huxley，1853）第五條註釋中抨擊了平行律。馮·貝爾堅持認為，在奧肯、梅克爾及其他人通過與人的發育進行類比所作的統一自然的努力中，他們誇大了人類胚胎的早期階段與低等動物綱成體階段的相似性。哺乳動物的胚胎與任何低等動物的成體之間，並不存在真正的相似，人類的胚胎並沒有經歷先是魚類再是爬行動物的階段。真正的情況是，對於博物學家來說，很難區分人和（比如）爬行動物胚胎發育的早期階段，然而這只是類似爬行動物的胚胎，而不是爬行動物的成體，與原先聲稱的人類胚胎經歷了爬行動物階段更是相去甚遠。人類胚胎的早期胚胎分化得並不充分，無法辨認出成體動物綱的特徵。在動物的胚胎發育的後期，它們特徵才會表現出來，應該認為動物的胚胎的發育路徑是不同的。只是在人類胚胎發育比較晚的時期，才表現出與其他哺乳動物物種截然不同的特徵。
在馮·貝爾看來，發育是一個特化的過程，並不是沿著線性等級向人的上升過程。任何物種的胚胎在開始時都是簡單的，結構沒有特化，然後通過增加特化器官，不斷達到更高程度的複雜性，最終達到了物種的成體狀態。這就是為什麼不同的類型胚胎早期相似而它們在形成各自的成體特徵時不一定經歷同等程度特化的原因。馮·貝爾已經表明，不可能通過把動物視為單一進步計劃的展示來同一生物。自然界遠比平行律所揭示的更複雜，雖然這並不意味著整個自然界不是受更複雜的圖景控制的。存在著定向的驅動力使胚胎向著其最終目標發育，但是每一個物種的目標並不一樣，在瞭解自然的計劃時必須考慮到這一點。
因為低等動物並非人類的不成熟類型，因此人類的胚胎不可能重演地球上生物的歷史。馮·貝爾的確認識到，他的體系動搖了各種進步思想賴以成立的階層體系自然觀。進步論者曾經提出，存在著一個貫穿所有類型和物種、直到人類的清晰的階層體系。在居維葉的分類學中的確含有這種所謂連續性觀點，它得到了平行律的證實，因為沒有人能夠否認人類胚胎發育的最後階段比最初階段「高等」。而這時馮·貝爾則表明，這種努力試圖堅持以人類為中心的階層體系觀會誤導人。通過衡量人類與不同生物之間的相似程度，不可能確定組織等級。人類只是諸多胚胎特化產物中的一種，與其他類型不同，但不一定優越。馮·貝爾仍然相信在複雜的自然類型的圖景中存在一個目的，由於這個原因，他不能接受達爾文的自然選擇學說。儘管如此，有人可能還會認為，馮·貝爾的系統在為現代進化論的可能出現提供世界觀方面起到了重要的作用。通過從根本上摧毀了線性的存在巨大鏈條的概念，馮·貝爾補充了居維葉的工作，並為後來趨異進化理論的產生奠定了基礎。
馮·貝爾的分支發展概念是不是為理解化石記錄中的生命史提供了更好的模型？W·B ·卡朋特（Carpenter，1851）最早按照這種思想提出了一些設想，理查德·歐文沿著這個思路作了進一步的探索（Ospovat，1976，1981）。在英國博物學家當中，歐文受唯心主義思想的影響最深。不過他將動物界統一起來的嘗試使他與舊的線性模式決裂了，他提出了一種可塑性的系統，這個系統與馮·貝爾的發展概念並不矛盾。在歐文看來，不能通過以其他動物與人類作比較，而是要通過探討生命類型多樣性背後的統一性，才有可能證明自然計劃的合理性。他探討可以用模型來表示的所有生命類型、至少是所有脊椎動物依據的「原型」或基本的計劃。原型是理念化的最簡單生命結構類型的觀點，原型的觀念使解剖學家剝去了真正的生物所具有的所有特化器官來看生物。在德國浪漫主義的鼎盛時期，歌德探討過植物的原型，並猜測過自然發展的可能性（Wells，1967）。在法國，熱弗魯瓦·聖提萊爾反對過居維葉的實用分類學，熱弗魯瓦提出生物之間的相似性具有先驗的意義（Saint Hilaire ，1818-22；Isidore Geoffroy Saint Hilaire，1847；Cahn，1962；Bourdier，1969；Ap pel，1987）。現在歐文又根據自己的解剖學實踐捍衛同樣的研究路徑。
圖16.平行律與馮·貝爾定律
按照平行律（左圖），胚胎生長的階段對應於設想中動物綱上升直至人的構造線性序列。這些線代表了沿著同樣等級平行發展的不同胚胎的生長，不過相應的低等動物綱在這個過程的早期階段就結束了。在馮·貝爾的發育律中（右圖），不存在線性的序列。所有的無脊椎動物胚胎的開始點相同，但是正是由於不同綱中的分化，它們分出不同的生長路徑。在目、屬和種中，存在著相應的進一步分支化。人並不是動物發展的頂點，魚和爬行動物並非只是人類的不成熟發育階段。如果界定一個綱比另一個綱「高等」，那只是意味著其胚胎發育階段進一步超越了更簡單的發育階段，如同這裡所畫的更長的哺乳動物線所顯示的那樣。𣿅
歐文在《脊椎動物骨骼的原型與同源性》（Owen，1848）中描述了他將最簡單脊椎動物類型理念化的觀點，他提出一種想像的生物具有本質類型本質，而不具備任何生物所具有的特異性變化。他以這種方式試圖強調類型之間先驗統一原理的實質，統一性存在於客觀實在的最深處，而不是物質世界的表象中。然而這樣的結果並不是對唯心論無聊的引申，因為這種思路幫助歐文形成了重要的同源概念。他認識到，要仔細區分開他所稱作的「同功」與「同源」。同功是指在不同的動物中不同的結構碰巧具有相似的功能。這種表面的相似適應對於分類來說沒有意義，因為它們並不是由於結構的相同。相反，同源是指不同的生物的同一結構具有不同的用途。因此在蝙蝠的翼和鯨的鰭狀肢中存在著與人的手上的骨骼幾乎相同的對應部分。儘管人手、蝙蝠翼和鯨的鰭狀肢的功能不同，但它們之間卻存在真正的關聯，表明這三種動物都屬於同一個綱，哺乳動物綱。
在歐文看來，許多差異的類型可以通過同源聯繫起來，整個類型通過原型聯繫起來，從而揭示出特創計劃的內在統一。在《論肢的性質》（Owen，1849）一書中，他將唯心主義與英國的自然神學傳統結合了起來，提出了一種新的、更加精緻的關於設計論據的觀點。佩利的追隨者分別研究每一種類型，以求發現結構對功能的適應，好作為證明上帝仁慈的證據。而這時歐文卻指出，雖然適應的結構存在很大的差異，但是對於脊椎動物來說，這些結構是建立在同一結構計劃上的。他堅持認為，這種根本的統一不可能是偶然形成的：這肯定表明造物主是理性的，他力圖向我們證明他創造的是一個邏輯的圖景（Bowler，1977a）。
歐文對同源的理解使他能夠接受分支發展的概念，反對線性發展的思想。同源就是同樣基本計劃的不同表現，因此不一定要援引線性的、直至人類的階層體系。為什麼要在鯨和蝙蝠中區分出高等和低等，難道僅僅因為一個適應水中的生活另一個適應空中的生活？於是，對於馮·貝爾提出的胚胎發育是沿著不同方向的特化過程的觀點，歐文可以認識到其中的含義。作為一名古生物學家，他自然聯想到利用同樣的原則也可以探討化石記錄中所顯現的趨勢。生命歷史所經歷的最重要過程恐怕不是貫穿各個動物綱的線性上升，而是每一個綱內的類型自其開始因為尋找不同的適應可能所發生的分支過程（Bowler，1976a；Ospovat，1976，1981；Desmond，1982）。
歐文這時已經認識到特化的程度，而佩利的追隨者則忽視了這一點，他們努力要表明每一個物種都同樣證明了上帝的完美創造。一個動物綱的有些成員高度特化，適應很窄的生命方式，而有些成員的結構則不太特化，適應的生命方式也更寬泛。歐文具有豐富的化石經驗，使得他能夠發現化石記錄中的任何動物綱的早期成員通常具有不太特化的結構。在動物綱的歷史中並不存在向著「更高」成員的線性序列，而是通向不同發展路徑的輻射圖景，每一個路徑都導致特化程度的提高（Owen，1851，1860）。動物綱的歷史與我們根據馮·貝爾系統所描述的該綱現代成員胚胎發育相比，具有類似的圖景。動物綱的發展無需單一的目標，只需具備進步的「特化」，這種觀點與舊的以人為中心的先驗論不一樣。
1860年，歐文不得不承認他關於特化的工作支持了達爾文新近發表的自然選擇學說，按照這個學說，根據適應的驅動力，可以預期在化石記錄中會存在同樣的圖景。然而歐文並不接受自然選擇學說，而且他寫過措辭嚴厲的批評《物種起源》的評論，以致於史學家將他看作進化論的突出反對者。歐文觀點的真正地位仍是一個有爭議的問題。顯然，他早期致力於攻擊轉變觀，因為那些觀點顯然含有唯物主義（Desmond，1985）。到了19世紀50年代，他開始認識到，神的計劃的展示過程中有可能經過了含有轉變的自然過程（MacLeod，1965；E.Richards，1987；相反的觀點見Brooke，1977）。早在1849年，他在《論肢的性質》一書中就提到過新的生命類型的產生是由於「直接的原因」或「法則」。這意味著他已經拋棄了神奇創世的觀點，並且把上帝視為自然中一些力量和原因的化身。生命歷史的趨勢代表了神的自然計劃的展示，所以，「創世法則」中可能蘊涵了造物主的智慧和遠見。利用隨機變異和選擇無法解釋自然中存在的這種創造性的定向力量，因此達爾文的學說根本說不過去。儘管歐文和達爾文在對化石記錄的看法表面上相似，但是歐文的「原因」是自然中主動力量的唯心主義概念根本不同於達爾文的自然主義的、建立在經驗基礎上的選擇機制。
均一論原理
我們所討論的所有理論都基於生物隨著時間發展這一基本前提上。無論發展是由特創計劃的先天進步引起的，還是僅僅由於相應地球歷史上物理環境變化的結果，但是通過脊椎動物綱的依次引入，發展的過程還是清晰地表現出一定的方向性。正是對曾經流行的方向論概念的挑戰，在19世紀30年代引發了地質學中熱烈的爭論。賴爾為了堅持建立在逐漸變化基礎上的「均一論」方法，發現有必要恢復赫頓早期提出的穩態世界觀。賴爾強調漸變，認為那是基於觀察到的原因，他抨擊了劇變的觀點，因而人們讚譽他建立了現代地質學的基石。現代最積極倡導這種觀點的人（Wilson，1967，1969，1972，1980）指出，近代一些史學家對劇變論「恢復名譽」的努力做過了頭。賴爾利用盡可能觀察到的原因的做法顯然是向前邁進了一大步，因為所有的劇變論者太經常地傾向於引用過去的奇跡作為原因，而不是努力尋找自然的解釋。然而現代的地質學家卻無法相信和接受穩態觀。賴爾的方法對達爾文同樣有很大的影響，不過現代的進化論中卻依然包含了賴爾的反對者提出的發展概念。均一論原理無疑是19世紀科學的重大發展，但是一些關於賴爾的現代文獻表明，我們在評價他的影響時要非常謹慎（Hooykaas，1957，1959，1966；Cannon，1960a，1961b；Rudwick，1970，1971；Fox，ed.，1976）。
賴爾出生於一個富有的蘇格蘭家庭，最初學習的是法律。在19世紀20年代，他開始對地質學感興趣，而且反對布克蘭極端的洪水論。到了20年代末，他的經驗使他形成了一個完整的均一論學說。當時喬治·波萊特·斯科羅普關於火山的著作（Scrope，1827；Rudwick，1974a）具有重要的影響。斯科羅普不是一位均一論者，因為他接受地球冷卻學說，但是他在反駁洪水論者時，採用了「現實論」的立場。現實論宣稱，我們依據從地球現在狀態中可以觀察到的原因，足以解釋地球過去的歷史。按照這種觀點的一種極端說法，只需觀察到的現在強度的原因，就足夠了，這是均一論的基本方法。斯科羅普發現，法國中部的一些（現在已經死寂）火山，在很長時間，像現在的一些火山一樣，偶爾會噴發。更重要的是，火山熔岩的流動已經留下了證據，表明山下的山谷受到過逐漸的侵蝕——而不是像洪水論者所宣稱的那樣，受過巨大波濤的突然侵蝕。當然這種火山侵蝕需要大量的時間，而賴爾從斯科羅普那裡所學到的正是這點：如果日常的原因能夠長時間起作用的話，那麼就能造成巨大的影響。
為了檢驗這個假說，賴爾來到了西西里，研究埃特納火山。他在那裡發現了證據，經過長時間小規模的侵蝕，逐漸形成了巨大的火山錐形體，而這種侵蝕在歷史時間中沒有記錄。整個錐形體的結構一定很古老；而埃特納火山所在的沉積岩，按照地質標準看，則屬於年代比較近的，因為其中所含的化石軟體動物與現在生活在地中海的軟體動物幾乎相同。在這個島嶼的其他地方，同一底層已經隆起為一些山丘。明確了這座火山的年代後，賴爾得出結論，由於普通的地震，而不是由於單一的、劇烈的造山運動，這些隆起的山丘已經消失了。而且假如這些只是最近的沉積岩，整個地質記錄所跨越的時間一定長的超出人們的想像。如果能想到這一步，那麼對於那些曾經用作大規模地質變化原因的劇變事件，就能作出合理的解釋。賴爾確信這種觀點站的住腳後，會到英國，開始撰寫他的經典著作《地質學原理》（Lyell，1830-33）。
賴爾有意地改革了地質學的科學方法論（Laudan，1982）。《地質學原理》一書中充滿了詳細的論據，表明建立在可觀察原因基礎上的假說，比起那些建立在劇變基礎上的假說，能更好地解釋現象。在這部書的導言中，賴爾說明了他探討地質史的真正目的。在這裡，他認定他的研究方法是科學地質學的必然目的，因而也是唯一真正研究地球的科學途徑。由於沒有根據那些在今天可以觀察到的原因去進行猜想，地質學一直停滯不前，而賴爾認為劇變論是依然存在的解釋地球過去時援引超自然事件的元兇。這很不公正，因為，事實上劇變論者提出了根據地球冷卻學說的很自然的機制。從他們的觀點出發，劇變論者會讚賞賴爾出色地表明利用地震和侵蝕如何解釋現在地表的特徵，但是他們不能接受將自然的變化人為地限制在人類相對較短的歷史中所觀察到強度內。所有人都承認自然法則的均一性原理是清除超自然觀點的手段，但是賴爾錯誤地認為，利用同樣的原理就可以解釋決定地表的複雜作用。地質動因與物理規律不一樣。因為地質動因還受某一時期地球特定的結構的控制。自然規律並不變化，但是受這些規律控制的力量在地球結構中可能會引起不同的變化，而且將會引起地球活動的水平發生變化，如地球冷卻假說所表明的那樣。
如果我們充分把握賴爾方法論的含義，我們就會知道均一論與劇變論爭議的關鍵所在。曾經被認為是地質學中唯一真正的科學的途徑，卻要求一種與劇變論的方向論完全相反的穩態世界觀作前提。如果這種極端的現實主義方法是可用的，我們必然會提出，在地殼任何部分法相的岩石都位於與今天的環境條件相同的底層中。賴爾捍衛這種觀點的唯一方法就是提出一種可以覆蓋地質學家所能接觸到的所有時間的穩態圖景。即使那些所能研究的最古老的岩石也一定是在與今天的環境相同的條件下形成的。完全是出於實用的目的，這種觀點意味著地球不可能發生明顯的變化。一定要把地球當作一個自我調解的系統，在所有的時間裡能都保持絕對不變，這樣我們的研究才有意義。
賴爾通過提出在創造力和毀壞力的完美平衡下地球保持了一種動態的平衡，復活了赫頓的穩態系統。陸地表面由於風吹雨打和水流不斷沖刷產生的侵蝕，形成了沉積物，當這些沉積物在湖底或洋底固化後，便形成了新的地層。地震是一種額外的力量，使得山脈和新的乾涸陸地隆起，取代了那些由於侵蝕而降低的地表，這樣通過時間的流逝，保持了一種完美的平衡。賴爾是一神論教徒，而不是正統的基督教徒，在他看來，這種不含歷史因素的世界觀，比起方向論的觀點，能更好地證明造物主的力量和仁慈。通過祛除《聖經》創世故事中所認定的始端觀點，那麼就可以把造物主想像成一個完美的工匠，他會設計出一個自我保持的系統，整個系統可以一直作為生物的生居場所。
穩態的理論並不意味地球在地球歷史的任何時期都完全一樣，只不過任何變化都具有循環的特徵，即變化只是在中間值上下的波動。賴爾準備接受阿道夫·布隆尼亞爾從古植物學中得到的證據，這個證據表明，在石炭紀時，整個地球都是熱帶氣候；但這只是暫時的情況，並不表明地球一直從原初的熔化狀態冷卻下來。均一論者所指的變化類型是能夠輕易產生氣候波動的變化，因為地質力可以改變陸地和海洋的相對位置，但不能改變二者的實際比例（Ospovat，1977；Lawrence，1978）。假如某一時期整個大陸碰巧集中在赤道周圍，那麼比起大陸均勻地分佈在極地與赤道之間，世界的整個氣候要熱得多。陸地位置的不斷變動會導致氣候發生變化，但是這種變化不會按照一定的方向積累。
史學家就什麼是賴爾的基本觀點的看法上一直存在著爭議：是現實主義的方法論，還是穩態的宇宙論。當然，在他的著作中，方法起到了重要的作用，而且毫無疑問，賴爾感到真是需要通過更加堅定地採用可以觀察到的原因來使革新地質學。如果認為這是他最重要的意圖，那麼就會認為他並沒有堅持穩態的世界觀，他只不過採用穩態的世界觀作為奠定他的方法論基礎的唯一方式。他的穩態世界觀並不認為在與今天的環境不同的情況下，地球上不可能發生生命的起源，只不過認為猜測地球的早期狀況不會有什麼成果，因此認真的科學家不應該考慮這個問題。然而，一定要強調，在賴爾的系統中，有些部分似乎更堅持穩態的宇宙論，其中也含有真正的不含歷史因素的自然觀。
賴爾設想，是地球中心的熱力導致了新的山脈和乾燥陸地的隆起。然而，他似乎完全忘記了地球冷卻學說的邏輯：熱的地球一定會向空間散發熱能，因此地球便冷卻下來。假如地球現在是熱的，那麼它在過去一定更熱，除非你能假設存在一種能源可以補充地球內部的熱量，從而與冷卻的趨勢達到平衡。這種能源應該是持久地起作用，但是賴爾當然想不出地球不停運動的機制。因此根據冷卻法則和熱力動力學原理就可以攻擊他的系統。從這個角度批評他的系統的觀點姍姍來遲，因為在19世紀30年代，熱力動力學科學尚處在萌芽狀態。到了19世紀60年代，物理學家在這個領域取得了很大的進展，1868年，開爾文勳爵對穩態系統進行了攻擊，這種攻擊雖然來的遲了一些，但是有效（Burchfield，1975）。開爾文指出，還不知道有什麼機制能保證不斷地為地球補充新的能源，是行星就必定會冷卻。他試圖估算出要經過多長時間地球才能從最初的熔化狀態達到它現在的狀態。賴爾沒有盡什麼努力利用他的系統提供有關地質時間跨度的堅實依據，但是按照開爾文的估計，地球的歷史短得不足以通過逐漸變化產生出我們今天所見到的結果，這樣便動搖了均一論的方法論本身。
一些著名的劇變論者一直反對賴爾的均一論，而這時他們的立場得到了支持。在19世紀後期，大多數地質學家認清了開爾文論點的邏輯，他們再一次將地球的歷史壓縮到很短的時限內。的確，開爾文論點的邏輯是站的住腳的，因而證明了賴爾穩態假說的武斷。現在的科學家都不承認地球會無限地保持與今天相同的同樣狀態。開爾文的結論只是事實依據錯了：他極大地低估了地球的年齡，因為他沒有認識到有一種因素能夠保證真正長期提供新的能源。在20世紀早期，發現一些因素的放射性能夠保持地球中心的熱量，並能使地球保持幾十億年的穩定。自那時起，地質學家再次感到可以自由地設想緩慢的過程在很長的時間起作用。
賴爾的均一論終於又復活了，並成為現代地質學中的範式。20世紀在對地球的認識上，與19世紀地質學家的看法相比，已經發生了革命性的變化（Hallam，1973.1983；Wood，1985）。舊的理論只認識到地殼的垂直運動，但是現代地質學家已經證實地球發生過巨大的水平運動。板塊構造理論證實了魏格納的大陸漂移猜想，至少到了20世紀30年代末，地質學家還認為這個猜想是滑稽可笑的。據認為，這樣大規模的地殼運動當然是非常緩慢的。從這個意義上說，又維護了均一論，當然，在內容上這種均一論與賴爾原先提出的均一論有很大的不同。現代的理論限制了用穩態變化模式說明過去的範圍。我們現在相信大陸乃至地球都有起源階段，而且那時的環境條件與近期的地質環境條件有很大的不同。我們甚至可以估計出地球起源的時間（45億年前），賴爾會認為這麼遙遠的過去超出了科學研究的範疇。
更重要的是要研究賴爾的穩態觀在研究生命史中的應用。對於劇變論者來說，生命向著人的進步式發展最清楚地表明地球並非一直保持著穩定的狀態。他們相信這種進步一定表徵了地球物理條件的一種不可逆的發展。因此賴爾有必要拿出對化石證據的另一種解釋，以符合他提出的不存在這種定向趨勢的觀點。他從兩個方面發起了進攻。他一方面指出，他的氣候波動變化理論也可以解釋不同時期動植物的變化。石炭紀的確可能是熱帶氣候時期，地球上佈滿了沼澤，在這種環境條件下，造物主可能認定主要由爬行動物組成的動物群要比哺乳動物占主導的動物群更適合。因此「爬行動物時代」也許是環境條件暫時性波動的結果，並非整個進步序列的一個組成部分。將來也許爬行動物時代還會重現，那時地球的大陸再現了與爬行動物時代類似的環境條件（Rudwick，1975）！
另一方面，他對於支持進步觀的化石證據提出質疑。賴爾指出，至少在所謂的爬行動物時代，在曾經是動物生活的中心地帶，發現了少量哺乳動物化石。在曾經首次發現過斑龍的同一鮞粒石床中，發現了原始的、opposumlike哺乳動物。在經歷了一場爭論後，這個證據被大致接受了，並且明確在爬行動物時代至少存在著少數哺乳動物。因此賴爾可以提出，就像他的氣候變化理論所預見的那樣，只存在兩種動物綱之間比例的變化，不存在從爬行動物到哺乳動物的絕對進步。如果承認了這一點，我們怎麼能確定在魚類的時代沒有少數爬行動物和哺乳動物生存？化石記錄的缺失使得賴爾的這種觀點無法得到證實或反駁，因為賴爾可能會提出在那些尚未探索過的地方有望找到證據。因此他率先提出了化石記錄不能完全表現生命歷史以及由於缺乏證據我們無法發現歷史中一些重要問題的觀點。雖然賴爾誇大了化石缺失的程度，但是他所提出的合理觀點對於解釋連續變化缺乏證據支持是至關重要的。達爾文以完全不同的方式發展了賴爾的論點。
按照賴爾的穩態的生命史觀，所有動物綱，無論高等還是低等，至少有少數，存在於每一個地質時期。當初，一些新的證據似乎這種過激的觀點。不斷挖掘出中生代的哺乳動物，而且在古生代早期的地層中也發現了爬行動物。1851年，賴爾在倫敦地質學會的講演中還能夠捍衛他的觀點，但是除了中生代的哺乳動物，他的其他得意證據已經被證實是由於錯誤的鑒定所致。1863年，賴爾不得不承認錯了，他開始接受進步是一個因素，可以使達爾文正在傳播的新的進化論具有意義。
賴爾熱心承認的一個進步階段是人類的首次出現。他的宗教信仰使得他根本無法接受我們的精神特徵可能只是來自於冷冰冰的物質世界（Bartholomew，1973）。因此有必要將人類的出現視為近代具有獨特特徵的事件。賴爾並不情願將人類的出現貶低為只是動物進步的最後階段，他認為，從體質上看，我們人類不一定是最高等的生命形式，我們的優越之處體現在我們具有心智和道德能力，而不體現在我們的身體結構上。他通過否定一般的進步思想，又可以加強人類與動物之間的鴻溝，因為如果在早期階段沒有真正的進展，那麼就不可能將人類的最終出現與生命史的早期階段聯繫起來。
賴爾對這個問題很在意，因為他否定了劇變的存在，進而也否定了那種明顯捍衛通過直接的創世作用產生所有新物種的觀點。劇變論者假定，繼大規模的滅絕之後，新物種的大量產生只能是超自然作用的結果；但是在賴爾的系統中不存在劇變，因此滅絕並沒有成為正常自然過程的組成部分。隨著環境條件的逐漸變化，物種會遷往他鄉，或者，如果有地理障礙的話，隨著物種逐漸地越來越難以適應新的環境條件，物種慢慢地滅絕。在一個穩態系統中，隨時都會發生這樣的滅絕。
從哪裡來的新物種才能取代滅絕的物種呢？如果滅絕是一個逐漸的過程，那麼就要求不時地創造出替代物種。有人認為，地質學中的均一論迫切需要生物學中的進化論：如果物理條件緩慢地變化，為什麼不能設想至少有一些物種能夠發生相應的改變？這正是達爾文得出的結論，在這種結論的引導下，達爾文尋找出建立在自然原因基礎上的機制，以此來解釋生物變化的過程。但是賴爾則沿著不同的道路來運用他的現實主義方法。他在經過了仔細的考察後，否定了他所知道的一種自然轉變理論，拉馬克的理論。所有來自於家養動植物變種的證據表明，即使人為地增強，自然原因也只能產生有限的變化。從現存物種中不能觀察到進化現象，因而也不應該設想在過去發生過大規模的進化。結果，賴爾解釋了傳統的觀念：每一個物種都具有細微平衡的結構，這種平衡不能遭到重大的干擾（筆記，Lyell，1970；C oleman，1962）。為了衝破這一障礙，達爾文不得不提出（賴爾在地質學中也持這種觀點），自然過程非常緩慢，以致於我們在有生之年無法觀察到任何明顯的變化。
賴爾自己在新物種起源的看法上，借用了前達爾文時期典型的、非常含混不清的創世思想。當然，他將連續性引入到創世過程中，提出在規則的自然進程中，新物種的出現是漸次的。1836年，他在給天文學家J·F·W·赫歇爾勳爵的信中宣稱，他支持在新物種的起源中存在「中間原因」（K.M.Lyell，1981，I，p.467）。這個意思是說，存在著類似法則的過程，這種過程不同於「第一因」——即造物主——的直接干擾。然而賴爾已經認定自然原因不能使物種發生改變，此外，他確信每一物種對其生居環境的適應反映出造物主的智慧和仁慈。按照現代的話說，賴爾的觀點表明他在腳踩兩隻船：新物種的創造不是一個奇跡的過程，然而這個過程的發生又是明顯的具體設計的結果。賴爾顯然已經暗示，造物主已經將自己的力量注入到自然界中，雖然這些力量會表現在一系列與一般的自然法則無關的不連續事件中，但是即使他不直接干涉，自然界也會滿足他的願望。在今天看來，像「創世法則」這種含糊不清的觀點似乎沒有什麼意義，但是對於19世紀中期希望不通過奇跡來解釋物種起源的許多博物學家看來，卻是必須持有的觀點。
按照賴爾的觀點，人類的出現超出了創造新物種的特殊力量所及的範圍。但是因為這時創造新物種的過程已經被視為規則而漸次的自然過程，因此如果再結合進步特創計劃的思想，就會有潛在的危險。那些不願意將人類與動物聯繫在一起的人，可能會把連續性與進步的觀點結合起來，提出一種系統，其中人類只是不斷進步的最後階段，而不是一個完全獨立的創造產物。賴爾的立場安然無恙，因為他否認了進步，在我們現在看來，他這樣做是很重要的，因為已經明確，連續創造過程的目的地並不是人類。相反，劇變論者承認進步，但是否認在創世系列中存在連續性。因為無法指責任何一方暗示人類就是最高等的動物，這樣就能夠以溫和的方式討論這個問題，而且也沒有質疑賴爾背離正統信仰的行徑。不過，到了19世紀40年代，阿加西唯心主義進步觀開始傳播了人類是進步最後目標的觀點。阿加西本人堅持生物的上升是不連續的觀點，而且他認為獨立的創造發生在任何層次。在連續性與進步因素結合之前，只用了很短的時間，就消除了人類是獨特的觀點，而這正是賴爾所害怕的。
創造的痕跡
這部綜合了連續性與進步觀且引起很大爭論的書的作者是羅伯特·錢伯斯，他是愛丁堡一家著名出版社的合夥人。錢伯斯對於科學有著濃厚的興趣，而且他感到專業科學家過於沉湎於細節，根本不能得出真正綜合的理論。他試圖進行一次龐大的綜合，其中包括整個地質學、博物學和道德科學。最終，他找到了進行這種綜合的鑰匙，他就是相信自然界中的任何事物都在向著更高等的狀態進步，在生物學中，他認為這種進步就是生物的轉變。1844年，錢伯斯以匿名的形式發表了《自然創造史的痕跡》，其中就含有他的系統。這部書算不上是科學論著，但是銷路很好，而且人們對於該書的作者作出了種種猜測。為了反擊一些人的攻擊，錢伯斯對該書作出重大的修改，並且寫了一部續集《解釋》。整個事件使得以人類為進化目的的基本思想引起了公眾的注意，這比達爾文的《物種起源》問世早15年（Lovejoy，1959c；Millhauser，1959；Yeo，1984）。
雖然錢伯斯的書傳播了基本的進化思想，但是他提出的進化過程如何發生的概念無論如何不是達爾文主義的先聲（Hodge，1972）。達爾文提供了一個基於自然原因的機制來解釋物種如何適應變化的環境。錢伯斯試圖根據包容一切的進步概念將整個自然哲學聯繫起來，而在生物學中他卻退回到含糊的創造法則觀點上。按照他的描繪，宇宙徑直向著預定的目標發展，並且符合造物主確立的法則。他在書的開頭，從星雲假說的角度解釋了地球的起源（Ogilvie，1975），籍此，他進入了主題：發展是自然法則的結果。事實上，在那些倡導發展的進化模型的19世紀思想家手裡，星雲假說是一個有力的工具（Numbers，1977）。然後，錢伯斯提出，地球的物理環境隨著時間發生穩定的變化。他顯然並不贊成賴爾的穩態宇宙論。然而，與劇變論者不同的是，他並沒有將他的方向論轉換成宣稱地球經歷過重大劇變的震盪。為了倡導逐漸進化的觀點，他設想環境條件是逐漸變化的，並從賴爾那裡採納了連續變化（而不是不變）的思想。
〔錢伯斯認為〕甚至最初生命的出現都是純粹的自然過程。錢伯斯恢復了古老的自然發生思想，他還引用了一些早就沒人相信的實驗作證據，其中有一個實驗，一些小昆蟲看起來像是由於電的作用產生的。按照進步法則，必須存在一定的環境條件，在這種條件下，可以從非生物產生出生物。因為他的這種觀點，同時代的多數人把他看作唯物論者，而且希望就勢把他指控為宣稱廢黜造物主在自然中作用的無神論者。這種指控難以成立，雖然錢伯斯關於設計的論點的看法不太正統。錢伯斯認為，存在這從最簡單的生物向著更高等的生物的進步，而通過對錢伯斯解釋的研究發現，他把這個過程看成是神的計劃逐漸展示的過程。
化石記錄揭示出生命的逐漸進步。錢伯斯用他的書的第三章論述古生物學，他的描述帶有一種傾向，使得生物的發展進可能地像是一個連續的過程。他提出，每一個綱中最先出現的是最低等的類型（即那些與更早出現的綱相關的類型），逐漸地產生出最高等的類型（即那些與即將出現的綱相關的類型）。最早的原始脊椎動物是魚類，表皮含有甲殼，體內有一個由軟骨而不是真骨構成的脊柱。這表明了魚類與進化成魚類的無脊椎動物之間的關聯。爬行動物的的地質史不太清楚，因而不能很好地用這個圖景來套，但是最早的哺乳動物則是中生代原始的有袋類（賴爾對此很感興趣），而哺乳動物最終上升為最高等的類型：人類。通過設想在地質記錄存在很多不完備之處，錢伯斯提出生命史表現出一種逐漸進步的趨勢，其中每一種新類型經過小的變化由略低等的類型進化而來。
這種生命史的圖景基於已知每一地質記錄中的高等類型呈現出一個序列，而且是一個通向人類的線性圖景。這很像阿加西的唯心主義系統，不同的是，錢伯斯認為，整個過程是一個明顯的漸變過程。生命沿著一定的方向發展，直至預定的目標，當然，錢伯斯猜想，除了通向人類之外，還通向比人更高的類型。在論述W·S·麥克利分類的「循環」系統的整個章節中，也體現了錢伯斯思想中的唯心主義成份，麥克利的系統試圖表明，自然界幾乎是按照數學規則建立的。錢伯斯將適應問題擱置起來，詳細解釋了將所有生命類型連接成一個揭示出隨著時間創世的理性計劃的統一原理。
錢伯斯首先關注的是向著更高類型的上升，因而留下了大量未決的問題。為什麼現在仍然生活著這麼多形式各異的高等和低等的生物？達爾文解決這個問題的方法是將進化描繪成一個分支的過程，不存在一個中心的進步主幹；但是錢伯斯卻沉湎於線性進步，他在書的第一版中甚至沒有涉及到多樣性問題。在後來的幾版中，他承認一定存在著一些不同的發展路線，但是他卻沒有將這種發展路線描繪成分支歧化的過程，他設想這些路線是以不同的速度，沿著同樣的階層等級平行發展的。於是他設想出一些奇怪的進化聯繫，尤其是他這時已經堅持認為動物綱中的每一條發展路線開始時一定是「低等」的水生類型。例如，據認為狗來源於海豹，這種看法對於現代進化論者來說是不可想像的。
錢伯斯像阿加西一樣，將自己的生命史觀點建立在與平行律描述的胚胎發育類比的基礎上。他相信人的胚胎在達到哺乳動物階段以及最終成為人之前，相繼經歷了魚類和爬行動物的階段。他認為可以在化石記錄中看到定向進步過程的影像。然而與阿加西不同的是，錢伯斯認為，兩個發展領域之間不止是符號的聯繫，而且具有實質性的關聯。生命的歷史像胚胎的生長一樣，是一個連續的進步過程，實際上，生命的歷史是經過胚胎生長過程的擴展，展示出進步的。具有特定層次組織的物種都有自然的妊娠期，在這期間，胚胎沿著發育的等級發展到某一合適點。如果有什麼東西可以在延長胚胎的生長過程，胚胎就會略進一步的發展，那麼出生時就會像另一個更高物種中的成員。因此進化的過程含有一系列妊娠期的略微延長，每一次延長都使生命沿著複雜性的等級更進了一步。這樣就解釋了為什麼在胚胎生長過程和整個生命史中都存在階層體現的圖景。
在錢伯斯看來，轉變是可以導致新物種突然出現的一些顯著事件。物種的變化並不是由於微小變異的逐漸積累所致。事實上，儘管有這樣的變異存在，物種的遺傳不變，直至胚胎的生長延長到使得新一代的成員成為另一種高等類型。錢伯斯暗示，外界條件可能會催化這些突然的突變，然而，這些變化顯然並非是對新的環境條件的適應性回應。關鍵的問題是：在不斷延長的妊娠期中，是什麼指導著胚胎的生長？沒有人提出自然的指導力量是什麼，從而使得我們設想變化也許是預定的。在這個宇宙中或許只有一種組織的階層體現，因此進化的每一步一定揭示出計劃中一個以上的時期。因為對於為什麼存在這種線性圖景，沒有人拿的出自然的解釋，因此我們可以將錢伯斯的理論視為是對設計論點的一種貢獻。從一開始造物主就制定好了規則的自然發展計劃。錢伯斯與阿加西的主要分歧在於堅持認為沒有必要將計劃的展示看成一系列奇跡的過程一個理性的上帝的確不會介入創世的所有瑣細事物——這裡應該有一隻昆蟲，那裡應該有一個蠕蟲，等等。假使我們承認他確立了影響自然的手段，而不是通過不斷地監督管理，來滿足他的意願，那麼我們對於他的圖景不會更加讚賞嗎？
圖17.錢伯斯的線性發展系統
按照達爾文的體系，所有的哺乳動物，無論是現存的還是滅絕的，都來自一種（或頂多少數幾種）爬行動物祖先。相反，按照錢伯斯的體系，哺乳動物之間沒有直接的關係，哺乳動物中包括了一系列分別的線系，而且這些線繫在發展程度上處於幾乎一樣的構造水平上。這種思想與拉馬克的進步概念比較相似，只不過錢伯斯並不清楚為什麼有些線系的發展落後於其他線系。錢伯斯並不承認根據不同的適應趨向便可以解釋生命習性的多樣性。相反，他固守自己的基本等級觀點，簡單地認為水生哺乳動物類型更原始，是發展階梯上先出現的類型。而沒有解釋水生哺乳動物怎麼來自於爬行動物的。
如果進化真是設計好了的過程，那麼上帝在宇宙中所確立的指導力量的性質是什麼？錢伯斯有時暗示，可以認為這種力量控制著日常的自然過程，例如，他引用過一個流行的迷信，假如將燕麥種在地裡並使其過冬，來年就可以生長出裸麥。但是他對這個問題的詳細討論意味著這種建設性力量是不可觀察的。在轉變過程中，有更高級的力量介入，並且產生出在一般觀察基礎上無法預見的變化。因為這種變化遵循了造物主的意願，於是人們便會將「機制」僅僅當作一系列不明顯的奇跡。然而，錢伯斯卻提出，應當將這類時間的建立當作在自然界建立的「更高級」法則的顯示，而且，這種法則能夠隨時干涉我們日常所觀察到的法則。
在查爾斯·巴貝奇非正式的《布裡吉沃特論集九》（Babbage，1838）中，有對這個問題的權威論述，錢伯斯詳細引述了巴貝奇的看法。巴貝奇早就提出，表象上的奇跡事實上可能是一些更高法則的產物，而不是純粹的超自然作用。巴貝奇發明過現代計算機的前身——「計算機器」，並且提到他可以設定這種機器，使它的運行根據預定計劃變化。上帝可能確實在宇宙中建立了這種預定圖景，從而使得日常的自然法則不斷地以某種方式發生改變，這樣在觀察因果關係的人看來像是奇跡出現，錢伯斯提到的一系列轉變很適合這樣的解釋；通過個體的作用使之彼此適應，從而產生出一個合理的圖景。錢伯斯採納了巴貝奇的觀點，轉而將上帝視為偉大的程序員，他在宇宙中建立了進步的法則，通過一系列諸如生殖等日常法則的變化，便能顯示出進步。科學家無法分析這種變化的原因。他只能看到整個圖景，並將其稱之為「進步的法則」，但是科學家無法理解程序已定的機制本身。
既然《自然創造史的痕跡》只不過提出了一種猜想，認為造物主是通過一些神奇的發展法則而不是通過奇跡起作用，那麼這種觀點應該被當時的一些刻板的思想家所接受。但是錢伯斯拒絕隱瞞這種猜想的進一步含義，從而遭到多數同代人的憎恨。因為，既然創世的法則是進步的，那麼人類就應該是進步過程中的最後一個階段，是動物界中最高等的產物。錢伯斯明目張膽地提出，人類的特徵並不是來源於他的精神特性，所以人與動物是有聯繫的，人類來源於進化過程中正在發展的特性的擴展。人類並不位於自然法則之上，因為他也是受法則控制的宇宙產物和成員。他之所以有出眾的智力，是腦量增加的結果，是動物組織普通進步的必然結果。為了提出腦是思維的器官，錢伯斯利用了「骨相學」的思想，骨相學在19世紀早期很流行（Young，1970a，Cooter，1985）。像喬治·庫姆這樣的骨相學家就曾提出，腦決定了思維，而且有可能研究出腦的哪個部分決定了哪中心智特徵。到了世紀年代，骨相學的系統已經退化成一種猜謎遊戲，一個人的特徵是根據他的顱骨的表面凸起來描述的，這種方法根據錯誤的假設，即認為凸起表示相應部分的腦發育良好。儘管如此，錢伯斯還是利用骨相學的基本概念證明他的人與動物相關的唯物主義含義。
《自然創造史的痕跡》一書銷路很好，向很多人傳播了作者的異端學說，但是科學界和宗教界卻對這部書普遍持有異議。許多雜誌上都發表了評論，貶斥這部書中粗糙的唯物主義，試圖在這部書動搖宗教和社會規則的基礎之前，就扼殺它。塞治威克在《愛丁堡評論》（Sedgwick，1845）上發表了一篇長達85頁的批評文章，宣稱需要保護「我們嫻淑的少女和主婦」，使她們免受這種邪惡思想的毒害。已經在其《舊紅砂岩》一書中向「發展假說」發出過挑戰的修·米勒，在《創造的足跡》（Miller，新版，1861）中，否定了這一新近出現的異端觀點。人類的地位顯然是真正的障礙。甚至米勒也宣稱，他可能會接受上帝通過法則而不是奇跡起作用的觀點，前提是這種觀點並非一定導致將人與動物聯繫起來。人類一定是獨特的造物，任何旨在顛覆人類特殊地位的理論自然是真正宗教的敵人。
《自然創造史的痕跡》的第一版很容易受到攻訐，因為書中存在明顯的科學錯誤，而且過於簡單，但是對於進化論的歷史來說，反對這部書的科學論點所依據的嚴肅觀點卻有著重要的意義。錢伯斯為了創立他的連續發展圖景，極大地歪曲了19世紀40年代所知的化石記錄。反對他人指出，表現出的生命進步是不連續的，給人的印象是新的動物綱是在某一特定時刻突然出現的。並不存在新綱中最初成員從略低等綱進化所經歷的中間階段的跡象。組織層次之所以發生這樣的突然跳躍，至少有一些特殊的創造力在起作用。史學家有時將這種觀點視為宗教狂妄的產物，好像一旦生命史的基本脈絡清楚了，每個人都顯然應該知道整個進步中間的空缺是由於地質記錄不完備。但是，這樣看待當時的情況是過於簡單化了（Bowler ，1976a）。今天化石記錄中也存在著很多空缺，現代的特創論者當然因此而欣喜，但是這種化石記錄的不連續在19世紀40年代並不顯得突出，而反對《自然創造史的痕跡》的人只需描述一下他們所知的化石記錄不完備這個事實，以便談論他們關心的問題。達爾文仔細注意了塞治威克的攻擊，因為他的攻擊指出了轉變論據中的弱點（Egerton，1970b）。後來成為達爾文主要支持者的T·H·赫胥黎針對《自然創造史的痕跡》後來的一個版本寫了一篇批評性的評論（Huxley，1854），他反對了模糊的「創造法則」的觀點，但是也指出了化石記錄中存在的困難。化石記錄確實不連續，這並不是自然神學家想像的產物。
到了19世紀50年代，隨著新的化石的發現，情況有了明顯的改觀。部分是由於化石證據的結果，雖然還沒有人公開提出轉變的觀點，但是創世可能是連續過程的觀點得到了普及。我們已經提到，到了1849年，理查德·歐文寫下了發展法則連續起作用的觀點。牛津大學的幾何學教授、著名的科學與宗教評論家巴登·鮑威爾嘲笑了奇妙特創的思想，並且倡導按照法則的發展觀點是對造物主力量的最好說明（Powell，1855）。連續發展有可能成立的觀點，作為反對唯心主義哲學、要求更現實地理解自然，在德國也站住了腳（Lovejoy，1959d ；Temkin，1959）。然而人們仍然不接受人類也是進化的，但是這時公眾已經廣泛地知道了發展受類似法則的東西控制，而且科學界也越來越接受這種觀點。
然而，這時在生命史中已經認出了這種發展的一個重要的變化。錢伯斯根據平行律，基於過時的線性發展模式，率先提出了轉變的思想，但是古生物學家開始發現，新的發現並不符合線性模式。可能要去發現其他新的法則才能描述這時在化石記錄中所觀察到的複雜趨勢。我們已經論述過，歐文采納了馮·貝爾的特化概念作為生命史的模型。在德國，著名古生物學家H·G·布勞恩也提出過類似的解釋（Bronn，1858；英文節譯本，1859）。根據這種新的思路，生命的發展是一個分支化的過程，每條線系都經過了特化，以適應環境。因此沒有哪個現代類型可以被當作整個過程的目的，看不出特創計劃是一個和諧的圖景。
人們也許會輕易地將這些發展看成是為達爾文主義鋪墊了道路。從某一點上說，他們的所為確實起到了這個作用，但是我們務必不要認為達爾文主義「唾手可得」，會在19世紀50年代的普通科學活動中露出頭腳。這時還沒有哪個著名的人物願意承認逐漸發展的可能性，更不用說是經過某種形式的轉變，轉變的思想超越了過去的系列特創的思想。許多學識淵博的博物學家已經認識到，發展的圖景是複雜和分支狀的，而且沒有固定的目的。而多數人則持有著共同的信念，認為特創法則揭示出造物主的目的。特創法則的模糊觀點非常適合人們持續接受的來自設計的論點，沒有人擔心特創法則的觀點未能詳細說明生命是如何進化的。這正是達爾文所攻擊的態度。他開闢了一個全新的方向，試圖利用日常自然法則的盲目作用來解釋適應過程。自然選擇機制拋棄了宇宙發展的最終產物是某種擬人化力量控制的結果的觀點。這就是為什麼他的著作的出版在科學界和一般公眾當中引起轟動的原因。這部書提出了一種全新水平的唯物主義，動搖了自然神學的大廈，這座大廈曾經受過敲擊，但是從未受過嚴重的轟擊。
現在我們轉而研究達爾文對這個問題的不同以往的新的研究途徑。但是在這樣做時，我們應該自問，是否我們這種安排人為地強調達爾文自然選擇的發現所起的作用（Bowler，1988）。許多情況下，人們是從錢伯斯已經普及了的發展世界觀的角度來解釋《物種起源》的。無論這種發展模型是線性的還是分支狀的，許多博物學家仍然認為，具有目的性的個體生物的發展，對於理解地球上生物的歷史提供了一個很好的類比。正如我們在討論後達爾文時期爭論時將要看到的那樣（第七—九章），即使在達爾文使科學界轉而接受轉變論後很長一段時期內，這種思想依然存在。因此有可能認為，達爾文理論的出版激發了而不是糾正了非達爾文主義的發展思想。他的激進的見解預先提出了現代進化論者所使用的一些概念，但是在他那個時代，他的這些見解被普遍偏愛目的論發展模型的人所淹沒。
《物種起源》促使許多科學家相信進化論，因為該書打破了妨礙發展觀進一步細化的障礙所造成的僵局。在達爾文之前努力建立的逐漸發展理論或受法則控制的發展理論都逃避了一個物種怎麼能夠突然地轉變成另一個物種這一關鍵的問題。保守的思想家支持「依照法則的特創」這種模糊不清的思想，而像赫胥黎這樣的激進人士則認為根據能夠接受的自然轉變理論——拉馬克的獲得性遺傳的理論，看不出未來的跡象。哲學家赫伯特·斯賓塞在19世紀50年代開始倡導拉馬克主義，以支持他的社會進化論，但是重要的是，他並不能使生物學家對社會進化論感興趣。如果要使科學家在自然發展的哲學上取得共識，就需要創造一些新的思想。達爾文的理論就是這種新創造的思想，從而使得赫胥黎等激進分子也承認自然進化完全是可能的——即使他們並不能完全真正接受達爾文整個的唯物主義觀點。
因此有可能將「達爾文主義革命」重新解釋成主要是在濃厚的非達爾文主義概念傳統中使人們轉而信奉進化論。在我們試圖分析選擇學說的起源時，我們很容易忽視達爾文之前與之後進步論的延續。按照19世紀後期許多否定自然選擇的博物學家的看法，「現代」的達爾文思想只不過是令人不快的啟迪，促使他們接受發展的進化模型，以便保持自然是經過設計要實現一個有意義的目的的傳統觀點。達爾文遠未使人們相信唯物論的世界觀，他只不過促使人們普遍接受了錢伯斯、斯賓塞及其他達爾文之前的思想家率先提出的發展的世界觀。只是到了孟德爾的遺傳學摧毀了這種發展模型之後，達爾文理論中基本成分才獲得廣泛接受，達爾文曾經試圖擊毀這種發展模型，但是沒有成功。
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