但在十九世纪前三分之二的时期中，对哲学思想影响最大的是物理科学的成功所造成的一般印象。道尔顿的原子理论，电磁现象归结为数学的定律，光的波动学说与实验相符合，通过光谱分析，揭示出太阳与恒星的组成成分，以构造式解释大群有机物的结构，新化合物甚至新元素的发现，而且在发现前就可以预言它们的存在——这一切成就，以及其它成就，都使人产生一种压倒一切的感觉，觉得人类解释自然与控制自然力的力量在不断地增加。人们很容易忘记，所谓打破一个谜团，其实不过是用另一谜团来解释它。最后分析起来，实在的基本问题仍如往昔，并无进展。但事实上，在十九世纪的前六七十年间，人们往往忘记这一事实，缺乏批判头脑的人最初愈来愈坚信物质与力是最后的解释，后来又愈来愈相信物质与运动是最后的解释。
人们所以在后来形成物质与力支配一切的观念，中间有一些思想上的演变线索，我们应该在这里更加仔细地加以探讨。牛顿本人在创立万有引力的假说时，从来没有承认引力是物质固有的终极本性，也没有把超距作用当作它的物理学上的解释。他说他对引力的原因不能有满意的说明，仅仅疑心它可能起因于以太，这种介质在自由空间内比在物质附近更密，所以能压迫有引力的物体互相接近。牛顿并没有强调这种见解，但是，他显然认为引力尚待解释，其原因须留给后人研究。
但在十八世纪与十九世纪初期，许多哲学家与少数物理学家以为牛顿的体系（伽利略的力的概念的推广）和超距作用有关，在这方面与起源于笛卡尔的另一学派有别。他们想用某种可了解的机械方式来解释物质间的相互作用，例如法国物理学家安培与柯西（Cauchy），根据牛顿的平方反比律用数学方法来研究电力，在英国，法拉第——其后有威廉·汤姆生与麦克斯韦——则研究了中间的介质的效应，企图断定电力所以可以在介质中传播是靠了一种机械作用。
在原子与分子的研究方面也有类似问题。古代的人认为，事实上，伽桑狄与波义耳，也以为原子只能靠冲撞与接触相互作用。他们假设原子有粗糙的表面，甚至有齿与钩，以解释物质的黏着与其他性质。但如果原子的相互作用可以是超距的，那么这些概念就都不必要了。的确，运动说只是在表面上回到原子或分子通过直接冲撞而相互作用的见解那里去。但这个学说必须假定分子在互相接近时才彼此起作用，而且由于它们在冲撞后能够跃回，因此必须把分子看作具有弹性，因而必须有结构，并由更细小的部分所组成。即使原子在实际上不可分割，在想象中却可以对原子作无限的分割，最后就可以得到一个无限小的质点，这个质点因为能影响别的类似的质点，必定是一种力的中心。十八世纪的一个耶稣会士波斯科维奇（Boscovitch）就根据这种推理，认为原子本身是非物质的力的中心；而十九世纪的具有逻辑头脑的法国物理学家，如安培与柯西，则认为，他们时代的原子，经过分析，已经成为没有广延性的力的承载者了，只是没有哲学头脑的人士，才会凭借他们唯物主义的本能，保留把原子看作是刚硬质点的看法。时至今日，原子已经不再是非广延的了，就连电子也表现出有更精微的结构，因此有人把它看作是一种辐射的来源，或一种没有具体形态的波系。当我们注视到电子之外时，我们似乎仍然需要在两种看法中选择其一：一种看法是，把物质的终极单位看作是非广延的力的中心；另一种看法是，把物质看作是一个无限序列的微细的结构，内外相含，愈在内部愈微细。
尽管波斯科维奇、安培和柯西把原子看作仅仅是一个力的中心；牛顿的科学，却是建筑在把物质看作是微粒的看法基础上，拉瓦锡也把类似观念应用到化学上去，这就使许多对于这类东西发生兴趣的人，得到一种相反的哲学，以为硬块的物质，乃是唯一的实在，而硬块物质之间的力则是它们的唯一作用方式。赫尔姆霍茨与其他物理学家，以为把问题归结到物质与力就充分解决了问题。在这方面他们是随牛顿亦步亦趋的。这是一种数学的解答，作为数学的解答是令人满意的，虽然不是物理学上的解释，但是，不熟悉物理学的人，就以为他们把数学上的解答，看作是最后的解释了。
十八世纪时，第五章所叙述过的唯物主义的哲学，在法国复生，十九世纪时，又在德国再起。早期的领袖，如摩莱肖特（Mole－schott），毕希纳（Buchner）与福格特（Vogt）都把他们的哲学建立在科学成果上，特别是生理学与心理学的成果上。毕希纳的书名《力与物质》（Kraft und Stoff，1855）就说明把力与物质看作是最终的实在的观念构成这个唯物主义运动的一个必要部分。在有些玄妙的黑格尔唯心主义盛行半世纪以后，有这样的唯物主义学派，促使人们注意自然科学的明晰成果，其影响究属良好，但是值得注意的是这种唯物主义哲学兴起之时，科学家已经用有确切定义的量“质量”代替了物质，并且指出“力”一词具有“力”或“能量”的双重含义，因此意义非常含混。而且这些德国作家，还把他们的唯物主义同感觉论和怀疑论混为一谈。历史上唯物主义的旧观点复活过来，因为同夸大的达尔文主义吻合无间，就被有些共产主义者看作是经济学和政治学的基础。
能量的理论
物质守恒的原理，经人公认以后，引起一种朴素的唯物主义，已如上节所述。与之对应的能量守恒的原理，也跟着确立起来。哲学上的唯物主义，虽然不能强行利用这一原理来为自己服务，但却可以把它当作哲学上的机械论与决定论的联合理论的证据。
第一，这一原则，使人对流行的生物学上的活力论产生怀疑。这种活力论以为在生物里有一种生命力，可以控制甚至停止物理和化学的定律，使机体适应环境，并决定机体的目的。到这时候，人们已经知道动物也象机器一样，只有在从外面取得能量——取得食物这种燃料以及空气中的氧——的时候，才能够运动和作功，如果有一种生命原质来进行控制，其方式当较以前的假定更为复杂。还可以设想用麦克斯韦假想的“鬼魔”的作用一类东西来规避热力学的第二定律（统计学定律），但是，第一定律（即能量守恒的原则）已经证实对于有生命的与无生命的体系都是有效的。
其次，如果宇宙间的能量有一定限量，我们就要遇到太阳活动有可能停止的问题，以及地球过去的年龄与将来的寿命等问题。人们已经知道，把太阳看作是一个缓慢冷却的热体的旧观念是不正确的；即令它是一团纯炭，它也很快会焚竭热尽，但这些新的物理学原理还证明，当原始的星云逐渐凝结，星云的几个部分聚集在
一起形成太阳时，会有巨大的能量储藏转化为热。而且太阳的不断收缩，如果仍在进行的话，也会继续产生热量，或许会使太阳有充足的时间存在下去。据赫尔姆霍茨在1854年计算，太阳收缩其半径的万分之一所生的热量，足以供其辐射二千多年而有余。
威廉·汤姆生（即凯尔文爵士）根据同样的计算，估算了地球的年龄，用于补充别人根据下面的情况推算出的数字：（1）地壳对于热的传导，（2）使日夜延长的潮汐的摩擦效应。1862年，他估计在不到二亿（2×10[8]）年以前，地球还是一团溶液，1899年，他又把这一年限缩短为二千至四千万年之间。到这时，地质学家与生物学家又都要求把地球与地球上居住者的存在年限大大延长。于是发生一种争论，但物理计算的根据很快就发生问题，最初是因为发现放射物质而得到一种新的热源，后来是因为有了目前新的原子与宇宙的理论。现在人们认为，在太阳与恒星的高温下，物质可以发生擅变，即由一种元素变为另一种元素，物质甚至可以直接化为能量，因此，所供给的能量的储量就远远超过旧有理论的想象。研究宇宙与有机演化的史学家，无论需要如何悠久的时间，现在都不成问题了。
早期计算出的数字，并不重要。无论太阳与地球在过去的年龄如何悠久，能量守恒与散逸的原理，都说明它们是有始有终的，因而也就把这种研究纳于科学范围之内。
威廉·汤姆生还利用热力学的第二原理以另一种方式研究了这个问题。由热量而来的机械功，只有当热量由一热体传到冷体的时候才能得到。这一过程总是倾向于减少温度的差异，这种温差还因为热的传导、摩擦与其他不可逆的过程而减少。在不可逆的体系里，可用的能量总是愈来愈少，而其相反的量（克劳胥斯称之为熵）则总是倾向于达到一个最大值。所以在孤立的体系，以及人们这样设想的宇宙内能量渐渐转化为热，趋于平均分布，不能成为有用之功的来源。当时人们认为，由于这种能的逸散，最后宇宙必将变得静寂而无运动。
汤姆生的研究成果，象牛顿的研究成果一样，被那些把物理科学与机械哲学混为一谈、把我们所制定的自然模型与终结实在混为一谈的人们，加以利用。“宇宙的寂灭”被看作是无神论与哲学上的决定论的另一证据。但根据相反的有神论学说，如果世界是上帝创造出来的，看来就没有充分理由说明为什么上帝在厌恶这个世界的时候不能把它毁灭；而且，如果根据这一假说，人的灵魂是有灵性的和不朽的话，它当然可以对物质世界的更换无动于衷，因为老早就不能把它禁锢在这个物质世界中了。再者，至少根据十九世纪的证据来看，把热力学的原理应用于宇宙理论，其有效性是可疑的。把从这样有限的例证中推出来的结果，应用到宇宙上去，是没有道理的，即令过去利用这些结果去预言有限的独立的或等温的体系的情况很有成效。我们现在知道这个问题比最初提出时人们所了解的要复杂得多。不但如此，即使今天存在的太阳与地球的始末为科学所阐明，我们也必须指出，这一结果对于整个宇宙的起源、意义与目的这一形而上学问题，也没有很大关系。在探究太阳与地球，甚至全银河星系的生命时，我们或许可以从最初的星云起一直探索到最后的寂灭境界。但是，即令是这样，我们也仍然只是探究了宇宙演化历程的几个阶段，和以往一样仍然不能解决这个伟大存在的秘密。
心理学
人们的心灵可以凭理性与经验两种方法去研究。我们可以先接受某种形而上学的宇宙体系，如罗马教会体系或德国唯物主义哲学的体系，然后凭理性推出人的心灵在这个体系内的地位，以及人的心灵和这个体系的关系。另一方面，我们也可以不接受任何这样的体系，而通过经验的观测与实验，研究心灵的现象。这种凭借经验的研究，又可用两种方法进行，即我们自己心里的内省，以及对自己或别人的心灵加以客观地观察与实验。靠了这后一方法，心理学才变成自然科学的一个分支。
十九世纪初叶，理性的心理学是德国所特有的，在大学里，同宇宙论与神学结合成为一门广泛的形而上学的学问。经验的心理学早已在英格兰与苏格兰出现，并且采用内省的方法。这种方法在本世纪三分之二时间内盛行一时，尤其是在詹姆斯·穆勒（James Mill）与贝恩（Alexander Bain）的手中。在法国，人们开始把心理的外在表现当作生理的与病理的问题加以研究，并且开始研究心理的外部符号，如语言、文法与逻辑。
当科学方法推广到产生这种方法的学科以外的学科中去的时候，理性的心理学在各国就很快为经验的心理学所代替了。海尔巴特（Herbart）在德国利用经验的心理学来对抗当时流行的系统的唯心主义哲学，虽然他的心理学不但建立在经验基础上，而且建立在形而上学的基础上；另一方面，特别是在洛采（Lotze）的著作里，它却成为关于唯物主义的假说的讨论的基础，这种讨论比在福格特、摩莱肖特与毕希纳诺人的著作中可以找到的讨论更为深刻。德国人对于这种经验的“无灵魂的心理学”（心理学在德语为See－lcnlehre，原义本为灵魂学）即没有一个须定的形而上学体系的心理学，自不免有所惊异，因自莱布尼茨以来，德国思想界总想在研究宇宙的任何部分以前，就制定出一个关于宇宙的广泛理性理论。但是经验派的心理学，在英国人及苏格兰人的“常识”性的观点看来，是十分自然的。和过去常有的情况一样，他们可以孤立地遵循一条思路，只要它证明在实践上有用，而毫不顾及这种思路对其他学科的明显的逻辑影响。大部分英国心理学家，把神学留给神学家，把形而上学留给形而上学家，即令在他们所用的方法，带有内省的性质（虽然也是经验性）的时候，他们也是这样。当他们所用的方法变为实验的时候，这个态度自更鲜明。在法国，研究心理学的主要是生理学家与医生，因此，法国的心理学在科学实验方法方面自然走在前面，而没有受到形而上学体系的影响的危险。当心理学象自然科学一样变为国际性的时候，法国的贡献大概影响最大。
包括生理学与实验生理学在内的物理科学的态度是分析的，它对问题从各个不同角度——机械的、化学的或生理的——陆续加以考察，并且在每一角度都要把研究的题材分析为简单的概念，如细胞、原子、电子与其相互间的关系。但生物学说明每一个生物都是一个有机的整体，而且更显著的是每一个人都对自身存在的统一性有深切的意识。科学所处理的关系，可以由任何有能力的观察者加以验证，但各个人的心理的确只有本人方能完全达到。因此，科学方法无法对这种统一性的意识结于充分的研究。在生理学与实验心理学中，必须假定动物受制于物理学和化学的定律，并可以用这些定律去解释，至于人则必须假设他是一架机器，因为如果根据别的假定，便不能有任何进展。不过当大陆上的伪逻辑学家断言这一有用的假设可以代表实在，而人不过是一架机器时，英国人则凭他们通常的常识见解，以为这一主张虽然与一套事实相合，却与另一套事实相背；他们完全满足于在生理实验室中把人视为机器，在日常事务上把人视为具有自由意志与责任的个人，而在教堂礼拜，则把人视为一个不朽的灵魂。既然每一种看法都是适合它的特殊用途的良好的工作假设，为什么不能在适当的时间与地点，把这些假设一并采用？或许有朝一日按照将来的知识，这些假设可以调和起来，但现时这些假设却各有助于工作的进行。英国人的这种特殊心理态度，不但在牛顿的时代与现代心理学创始之际表现出来，而且也在十九世纪的与其后的许多科学与哲学问题上表现出来。此种态度在大陆的人看来，或许是不合逻辑的，但仍不失为真正科学的态度。他把某些理论当作工作假设，只要它们能产生有用的结果；而且只要它们能产生有用的结果，他们也毫不犹疑地同时采用在当时的知识情况下看起来互相矛盾的两种理论。如果其中之一正明与事实（或与信念）不符，他们可以立刻放弃不用。物理学一向被视为最富于理性的科学，现在却仍旧采用表面上看来有很大矛盾的两种基本理论，这或许可以证明英国人的心理习惯是有道理的。
亚力山大·贝恩（1818－1903年）是首先使用现代科学知识，以内省法对心理过程进行经验的研究的人士之一。他遵循洛克的理论，以为心理现象可以追溯到感觉，同时又采取从休谟到詹姆斯·穆勒的英国作家所主张的“联想心理学”，以为比较高级的和比较复杂的观念是简单元素靠联想所组成的。贝恩从生理学中引来证据，用以证明这些原理，不过他并没有充分领会法国人关于变态心理的研究对正常心理理论所产生的影响，在进化论的时代使人明白遗传与环境两种不同的因素的影响以前，他已经完成了他的主要的工作。
就是在心理学求助于自然科学的时候，在应用方式上，各国的心理学有一时期也各有各的特色。法英两国注重科学的方法——观察，假说，推论的演绎，并且把推论与进一步的观察及实验加以比较。在德国，黑格尔的唯心主义哲学虽然有些威信扫地，不再被人当作基础，心理学家仍然想在一个形而上学的体系的基础上有所建树。这时自然科学正在进展，弥勒与李比希把生理学与化学应用于医学与工业而大著成效，因此，心理学家不但采用了科学的方法，而且采用了科学的概念。他们企图“把自然科学中习用的所谓基本概念，如物质与力，抬高到心理科学的基本原则的地位，甚至抬高到新的信条的地位”。结果人们就“对于心理现象采取一种抽象和简单化的看法，匆遍地得出一些概括的结论，最后则作出一些纯粹言词一的区别”。
但大约就在这时候（十九世纪的中叶），由于采用从各方面借来的物理学方法，心理学中也发生一场革命。说也奇怪，心理物理学竟可以追溯到贝克莱主教。他在《视觉新论》（New Theory ofVision）一书中指出，我对于空间与物质的知觉，归根结蒂来源于触觉。心理学后来的发展是在伽伐尼发见用两种金属接触蛙腿时蛙腿发生痉挛现象的时候开始的。这一发现不但成为伟大的电流科学的肇始，而且在生理学与心理学方面也引起许多怪诞的玄想。没有科学素养的狂热者利用伽伐尼的发现与麦斯美（Mesmer）关于催眠现象的研究（他们说这种现象是“动物的磁性”），把关于电在生理学中的作用的研究庸俗化。直至一代以后，赫尔姆霍茨与杜·博瓦·雷蒙（du Bois Reymond）才重新采用了科学方法。
我们说过加尔关于感觉在大脑中的部位的研究成果，怎样在愚昧无知的人手里变成了荒唐的“骨相学”，而在比较细心的研究者手里，又怎样增进了关于大脑作用的知识。从物理方面研究特殊的感官的，有以下诺人：托马斯·杨修正和改进了牛顿关于色彩视觉有赖于三种原色感觉的理论，赫尔姆霍茨首倡生理声学，阐明了音乐与言语的生理基础；赫尔姆霍茨还研究了生理光学，不但增进了我们对于视觉和色彩感觉的知识，而且帮助分析了我们对于空间的知觉。在他所使用的方法中，就有惠斯通（Sir CharlesWheatstone）在这以前所发明的体视镜。
但现代实验心理学的创始者，当推来比锡的韦伯（E．H．Weber）。他的贡献在于他对于感觉极限的观察。例如，他用二针同时触刺皮肤的不同部分，在我们感觉有两处受到压力的时候，测量两点间的距离。他还研究了刺激必须增加多少，才能使感觉有所增加。在这里，他发现有一种确定的数学关系，即刺激应按每一步骤开始时的强度而增加，换言之，即按几何级数增加。
比较富于哲学头脑的人士，早已认识到这一新的观点。例如贝内克（Beneke）在1833年发表的《自然科学的心理学》（Psycholo－gie als Naturwissenschaft）中就认识到这一点，洛采在1852年承认数学的方法适用于心理学的几个部分，费希纳（Fechner）在1860年首先使用“心理物理学”一词。现代学派在冯特（Wundt）的著作中就已经明显地出现了。他进行了许多测量，如测量了我们对时间的感觉，而且还把许多研究的线索整理成一个条理分明的体系。冯特虽然充分认识到分析方法在特殊问题的研究中的用处，但他绝未忽略内心生活的基本统一性。在这个问题上，达尔文的研究成果也揭开了一个新的纪元。达尔文对于人与动物的情绪表现的研究，是现代比较心理学的先河，这种研究对于认识人的心理有不少的贡献。
十九世纪后期，对于心理学上的问题——即身与心的关系的问题——最富特色的贡献是心理物理学上的心身平行的理论。这个理论的萌芽可上溯到笛卡尔、斯宾诺莎、莱布尼茨、韦伯、洛采、费希纳与冯特。生理的现象与心理的现象显然是平行的，纵然没有联系也属同时。这个理论认为意识是伴随神经系统内虽然复杂却可以研究的变化而产生的外部现象。对心理物理学来说，这就够了，我们不需要追问这一外部现象是否有其独立的存在。但意识的生活具有不断发展的能力，它表现在语言、文学、科学、艺术与一切社会活动上——一个心理价值增长的过程。因此心理学不但和语言、科学、语文学、语音学等联系起来，而且给予这些科学以新的力量，并且通过这些科学由外面的世寻深入内心思想世界。
研究自觉生活的统一性的中心问题，现时还不在精密科学的方法的能力范围以内，因为它仍是形而上学的问题。对于统一性的感觉是一个实在反映吗？内部心灵（或称灵魂）有其独立的存在吗？另一方面，象“联想心理学”后期的学说所设想的那样，这仅仅是一种由感觉、知觉与记忆等组合而成的后天获得的心理状态吗？心灵控制着身体吗？它仅仅是大脑的外部现象吗？还是有某种更高级的统一性呢？卡巴尼斯（Cabanis）以为与思想相联系的大脑的功能，应该和其他身体器官的功能一样来加以研究。福格特更以粗俗的口吻，说大脑分泌思想，正象肝分泌胆汁一样。这种唯物主义的观点，不但浅薄，而且不能令人满意，但它使得人注意到心理学向哲学提出的最大的问题。
生物学与唯物主义
如果说物质与能量守恒原理的发现加上原子论被人当作唯物主义的根据的话，十九世纪前半期生理学与心理学的同时发展，就加强了机械论哲学的地位。当时人们把这种机械论哲学与唯物主义混为一谈，这虽然不合逻辑，却是不能避免的。著有《生理学手册》）（Handbuch der Physiologie，1833）的弥勒与韦伯是在德国首先把科学方法应用于生理学的开路先锋。以后就开始受到法国的影响，特别是在大脑与神经系统的生理学以及建立在大脑和神经系统生理学基础上的精神病的心理学和治疗上。再往后又有奎特勒出来把统计学应用到人的活动上。德国的福格特、摩莱肖特、毕希纳与其他唯物主义者都利用科学向新领域发展的事实来支持他们的形而上学的理论。一百年前在法国流行的论调，这时得到新的物理学、生理学、心理学的帮助，又复活过来，发展起来，在有些大陆国家中，教会的守旧派有效地抑制了这些见解，到后来争取政治自由的斗争就与争取学术自由的斗争结合起来，酿成了1848年的革命。
在后来的几年，在英国早有深入发展的工业改革开始扩张到大陆上来。科学，特别是化学，与日常生活发生密切的关系。在注重实际的英国，这一过程对于宗教信仰影响很小，但在讲究逻辑的法国与崇尚形而上学的德国，这个过程对于机械论哲学与唯物论哲学的方兴未艾的浪潮，肯定起了推波助澜的作用。此外，与唯心主义体系比较，唯物主义具有一种浅薄的简单性。毕希纳在《力与物质》（1855）一书中说：“凡是受过教育的人不能理解的论著，都是枉费纸墨，不值得印刷”，因此，在德国，“唯物主义的争论”就普及到广大阶层中去，这在其它国家是办不到的。正像朗格（Lange）所说：“在世界各国中，只有在德国，药剂师开处方时才不能不意识到他的活动同宇宙结构也是有关系的”。
我们拜读十九世纪中叶自称为唯物主义者的德国人的著作时，不能不注意到，他们的唯物主义并不是和笛卡尔的二元论的一面相象的、彻底的、合乎逻辑的唯物主义。摩莱肖特、福格特与毕希纳总是把唯物主义与自然主义、感觉论、甚至不可知论混淆起来。事实上，唯物主义一词差不多可以包括一切与流行的德国唯心主义和教会正统教义相反的见解。这是一种叛逆的哲学，手边有什么武器，他就使用什么武器，哲学上的唯物主义，认为终极的唯一实在只是成团的死物质。这种哲学不能解释意识，也经不起批判的分析。但在条顿民族的氛雾里与这种唯物主义混淆不分的许多哲学体系却不是一下就可以驳倒的，因此这场讨论就拖了很长时间，而且一般来说，并没有什么结果。
在这一思想领域中，特别是在德国，达尔文的研究成果是一条重要分界线。《物种起源》风行之后，德国哲学家在海克尔的领导下，把达尔文的学说发展成一种哲学信条。在这种达尔文主义基础上，他们建立了一种与唯物主义相关联的新的一元论，从此以后，各国这类争论就围绕着进化概念进行了。
达尔文在自然选择说基础上建立的进化论，经公认以后，不但使直接有关的科学发生深刻的变化，而且也在其它思想领域中引起深刻变化。现在论述于后。
科学与社会学
甚至在十九世纪的上半期，科学就已经开始影响人类的其他活动与哲学了。排除情感的科学研究方法，把观察、逻辑推理与实验有效地结合起来的科学方法，在其他学科中，也极合用。到十九世纪的中叶，人们就开始认识到这种趋势。赫尔姆霍茨说：
我以为我们的时代从物理科学学到不少的教训。绝对地无条件地尊重事实，抱着忠诚的态度来搜集事实，对表面现象表示相当怀疑；在一切情况下都努力探讨因果关系并假定其存在，这一切都是本世纪与以前几个世纪不同的地方，在我看来，都足以说明这样一种影响。
我们如果研究一下到今天为止的政治史，就会感到赫尔姆霍茨未免过于乐观。但是如果和以前的时代比较一下，就可以知道他的话是有相当道理的。在十九世纪人们才知道至少经济学问题有若干部分是适于用数学方法处理的，这种排除感情的专门的研究始终是有益的，其结果有时或不免于谬误，但至少是寻求真理的诚实尝试。
在统计学中，数学方法和物理学方法被明确应用于保险问题与社会学问题。前面讲过数学方法和物理学方法本来是先在人类学中加以应用的。配第与格龙特以及奎特勒先后在十七世纪和1835年以后进行了这番工作。奎特勒证明，在不同程度上具有某种特点——如身长——的人数环绕着一个平均值而分布，因此，可以应用概率理论。他所得的结果，与赌博的机遇或分子速度的分配相似，可以用类似的图解表示。社会统计学在英国由法尔（William Fars，1807－1883年）加以发展。他服务于登记局，对于医药与保险统计的改进颇有贡献，并且把人口统计放置在稳固根基之上。
在十九世纪末期，进化哲学深刻地改变了人们对于人类社会的看法。它在事实上永远摧毁了终极目的论的观念，不论在今天的国家中，或将来的乌托邦里都谈不上有终极的目的。政治制度亦如生物，必须适应其环境。两者都在变化之中，为了社会福利，它们必须按部就班地前进。在一个种族当中有成效的制度，在另一个种族当中可能遭到悲惨的失败。英国式的代议政府不一定适宜于每一国家。身心方面的先天的差异与不同，得到证明以后，就摧毁了从生物学上来说“人人生而平等”的见解。
经济学也发生了同样的变化。科学时代早期的重形式的政治经济学，想要找出一些普遍的、永恒的、超时间与空间、对于一切民族都有效的社会规律。经济学的历史学派早就怀疑有这种绝对定律。他们从各方面证明，每一社会都有它自己特殊的经济规律，而且这种规律的表现形态又随着变动不已的环境而异。
政治制度与经济情况的变化，不象生物学上的变化那样缓慢。然而就是在这种迅速的变化中，也没有办法通过捷径达到下一阶段，或预知下一阶段要把我们引到哪里去。旧时代的残余和新生事物的萌芽同时出现在我们眼前。正如形态学揭示出动物身上存在的有机演化以往阶段中有用的器官的痕迹一样，社会制度的研究也揭示了社会制度过去所经历的各阶段的痕迹。对这种痕迹加以正确的解释，常常可以推知它们的历史与起源。而弄清历史与起源，也就不难了解它们今天的意义和真正的重要性，甚至可以预测将来的前途。
如果人类演变至今所经历的过程与动物一样，人类今天也仍旧要同样地受制于变异与选择。1869年左右，高尔顿根据这一见解研究了人类生理的与心理的特点的遗传，断定必须让选择继续发挥作用，以便不但使种族朝着文明人一致认为是向上的方向前进，而且防止种族的退化。高尔顿把研究人类可遗传的天赋特点和运用这种知识来增进人类福利的学问，叫作优生学。
在现今文明的情况下，自然选择最有力的因素大概是疾病。凡是特别容易感染某种疾病的往往早死而无后，这样就从种族中消除了容易感染这种疾病的遗传特性。但第七章所说的环境变化，不管是法律造成的也好，风俗造成的也好，或经济压力造成的也好，在混合的种族中，必然对于某些特性特别有利，这样就改变了居民的平均生物特性。高尔顿的研究成果，可以帮助人们更清楚地了解社会问题：生物学的知识也适用于政治学、经济学与社会学。但他的见解与十九世纪的平等思想很不调协，一时不易产生很大效果，直到十九世纪末，才得到部分的承认。
至于达尔文的研究成果，对于政治学说的影响，意见很不一致。布尔热（Vacher de Bourget）、阿蒙（Ammon）与尼采（Nietzsche）等人利用适者生存的原理来重新提倡贵族主义的思想。但是，另一方面也有人以为恶劣的特性，在现在的情况下也未尝没有好处；贵族地位稳稳当当，就没有了竞争，因此也就没有了选择；而“机会均等”却是达尔文式进步的本质。社会主义者更指出动物为了互助而组成的社会，要求人们注意这种社会有巨大的生存价值，这样就在蜂与蚁的社会中找到了共产主义社会的论据。但这种社会引向发展的终极，最后结果是停滞不前。人们观察蜂的世界，已有两千年之久了，在这二千年间蜂的世界并没有任何进步的迹象。这种社会是刻板的，功利的和自给自足的——它是把人的欲望和主动性消灭无余的共同生活的模型。由达尔文理论导出的结果这样分歧，至少说明一个事实：把自然选择的原理应用到社会学上，是一个异常复杂的问题，几乎任何思想学派都可以从这里面为自己的特殊学说找到有力的根据。
不论是在研究家族的历史的时候，还是在思考人类的起源的时候，人们都喜欢想象他们的祖先要比自己高贵，不认为他们自己在社会水平上和种族质量上胜过祖先，这是一种奇怪的心理事实。这种对于遗传价值的信仰同其它先入之见一样，自有其价值，大概比十九世纪的人所愿相信的更有价值，我们应该予以尊重。所以在自然与纹章院没有给人们以高贵的祖先的时候，人们就自己给自己找一些高贵的祖先，是完全可以原谅的。原始种族相信自己是神的直系后裔或为神所特造，也和这种情况相仿佛。文明人又何尝不是这样呢？当他们被迫在《创世记》与《物种原始》之间作一决择时，他们最初也是随着迪斯累里（Disraeli）高喊：他是“站在天使方面的”。
但人与动物有亲属关系，证据非常确凿，不久即为有理性的少数人士所信服。正象哥白尼与伽利略把地球从宇宙中心的地位上谪贬下来一样，达尔文也把人类从堕落天使的冰冷而孤独的地位上拉下来，强迫他们认识他们与鸟兽有兄弟的亲属关系。正象牛顿证明地上力学可以应用于天空与宇宙的深处一样，达尔文也要证明我们用来改良家畜的习见的变异与选择方法，也可以说明物种怎样产生出来和人类怎样从低等动物演化出来。达尔文的自然选择假说或许不能说明今天的世界里一个物种到另一物种的变化。但是新近的知识却完全证明了进化的一般概念。有机世界正如无机世界一样，可以从这个观点出发当作一个整体看待，这是人类心灵所得到的崭新而伟大的启示。
进化论与宗教
如果说达尔文对社会学的影响十分巨大，那末他对宗教理论与神学当时为宗教而创立的教义的影响就更深刻了。上帝分别创造万物的粗糙的教义被摧毁了。在现在看来，这虽然是各种结果中最表面的结果，但也是最明显的结果，冲突也是首先在这个问题上展开的。
中世纪，常有人注意推想各种生命的起源。新教改革者注重圣经文义，因此人们对圣经就更加从字面上加以解释了。到十八世纪时，《创世纪》第一章所载的有机创造的细节，就被视为正统的看法。十九世纪，几乎整个基督教人士都有这样的信仰。地质学的研究，必定使人对厄谢尔主教（Archbishop Ussher）的年代学发生怀疑。他以为世界创造于公元前4004年，但是连一位有知识的人，在1857年还真的认为上帝是故意把化石放在岩石之内以考验人类的信仰的。从逻辑上来驳倒这种说法是不可能的；事实上，人们也未尝不可以说世界是上星期创造出来的，一切化石、记录、记忆应有尽有，但虽然如此，这一假说究属不可能。
1859年《物种起源》发表后所引起的争论，开始动摇一般人对于物种分别创造的普遍信仰。进化的证据逐渐增多，自然选择至少是进化的一个因素的证据逐渐增多，引起各国知识界的注意。而且，自然选择的原理似乎给予基督教旧教派的“天意说”以严重的打击。动植物身上表现出来的手段对目的的适应，经过一番自然科学的解释，虽然还不能对问题的奥秘给予完备的说明，至少有助于求得表面上的解决。这样就不再需要假设有一聪明善良的造物主，来说明身体构造的细节，或蝴蝶何以具有保护色了。如果还需要一位造物主的话，看来他早已离开这部巨大的机器，任其循变化的涂辙运转，不复加以注意了。
但是渐渐地人们就可以清楚地看出，进化论把难于成立的信条摧毁，实在是对神学的真正的贡献，不久神学家的领袖和胆怯的教士们，都先后认识到必须把世界的创造看作是一个连续不断的过程，而生命在本质上是一体的，比他们以前所设想的要更加奇妙和神秘。进化论虽然可以说明生物用什么方法从早期的形态进而发展到有复杂的生理与心理特点的物种，但对于生命的起源与基本意义，或意识、意志、道德情绪与审美情绪等现象，却不能有所说明。至于存在的大问题（为什么有物存在或无物存在），那就更没有谈到了。今天还有许多地方——事实上是整个宇宙——使人惊奇敬畏，使人虔诚探讨，使人崇敬不能目见之物。上帝在六日内创造天地万物一类幼稚故事虽然无人相信了，却产生了巨大惊人的“存在”问题。
当赫胥黎、阿盖尔公爵（Duke of Argyll）和主教们为了进化论与《创世纪》展开热烈的争论的时候，比他们所讨论的问题更重要、更根本的变化，却在一旁悄悄发生。我们今天的正统宗教信条与仪节，有一些是从原始的崇拜演变而来的。少数思想家如体谟与赫德（Herder）早有这种见解，但在达尔文的研究成果的推动下，这种看法就成为比较宗教学研究的有效的起点。这种研究最新的结果是二十世纪的事。但在十九世纪结束以前，就已经发现一些惊人的事实。最先进行这种研究的人类学家之一泰罗（Dr E．B Ty－lor），在1871年发表了一部讨论原始文化（Primitive Culture）的：著作。达尔文对于此书有以下的评论：
作者从低级种族的精灵崇拜一直探讨到高级种族的宗教信仰，真是了不起。从此；我就要用另一种眼光来看待宗教——对于灵魂等等的信仰了。
以后还有一些别的人从这面推进了人类学的研究。1887年弗雷泽（J．Frazer）发表了《图腾主义》（Totemism）一书，叙述图腾与婚俗，征引至为渊博。图腾信仰是由精灵崇拜而来的，不过礼节更加繁重，中心观念是图腾，所谓图腾就是一种神圣的动物，与按这种动物命名的部族或个人有密切而神秘的关系。野蛮人的生活异常危险，灾祸不时降临，而神秘不测的恶运更是他们力求避免的。因此，他们就形成一些他们认为可以帮助他们避免灾祸与恶运的风俗，谁违背这种习俗，灾祸就立降其身。
弗雷泽的《金枝集》（Golden Bough）第一版在1890年问世。作者叙述了意大利阿里恰（Aricia）附近奈米（Nemi）地方的礼节。在那里，从很早的时候起，一直到古典时代，始终有一个僧侣执政，俨如君王，然后由另一僧侣杀而代之。各原始或野蛮民族的类似风俗都起源于所谓交感巫术，这种巫术用各种仪式来表演，每年的季节循环的戏剧，包括收获时节万物的死亡，新春时节万物的欢乐复活等，以为这样才可以为人类祈得庄稼的丰收与家畜的兴旺。交感巫术还和对于死者的恐惧和其他因素混合起来，产生超人的神或魔鬼的观念，而膜拜自然的仪式，包括入教与通神的仪式，也就在新的意义下继续存在下去。最先采用进化观念的人类学家发现野蛮人的心理就是这样产生作用的，原始宗教的体系也就是这样形成的。他们的发现与文明种族的宗教早期历史的关系至为明显，但这种关系经过一定时期以后，才为大家所周知。这个问题或许不像万物分别创造的所争论的那样引人注意，但到二十世纪，它的影响却要大得多，今后更是这样。
这样，在自然选择的基础上建立起来的进化论，经人们承认以后，最初虽然在若干方面动摇了宗教的神学体系或教条体系（人们常把这个体系与宗教本身混为一谈），但是，后来又使这个神学体系受益不浅。基督教思想界除愚民主义派以外现已承认进化论，井且已经逐渐接受一般的现代观点。他们被迫重新讨论基督教思想的前提，已经有了一种虔城探讨和思想自由的新精神。宗教家明白了，一套刻板、完备、一劳永逸地传给圣徒的教义，很容易在历史上的发现的冲击下陷于紊乱，于是他们就采取另一种观点，认为宗教观念也在进化之中，上帝在不断地向世人启示，在一定的时候，才有至高无上的表露，但从来没有停止向世人解释神的旨意。不但如此，这种现代精神，还迫使他们在宗教的研究中不能不适当考虑在科学中证明十分必要的观察方法。由于采用这个方法，就不得不考虑各种宗教经验，并承认神秘性的洞察力的价值，因为这种个人经验对于团体崇拜的仪式与维持传统的权威都能有所补充。
在宗教的实际方面（伦理方面）进化观念首先使科学同道德的基础问题发生密切的联系。如果道德律真像圣经所载，是上帝在西乃山雷电中传授给人，而一成不变的话，便无话可说。人有充分理由自定其行为的理想，不但自身履行，并在自己能力范围内迫使他人遵循。
如果我们对圣经上西乃山的说法觉得没有把握，我们就不能不寻找较稳固的立足点。在这方面我们有两条道路可走：要么赞成康德的主张，把我们良心的道德律看作是天赋的一种“无上的命令”，人只能把它视为不可解释、不能怀疑的最后事实而加以接受。要么，我们就必须寻找某种自然科学的解释。
边沁（Bentham）、穆勒与功利主义者，认为谋求“最大多数人的最大幸福”就是这样一种自然科学的基础。他们以为如果从幼稚期开始就进行同类相亲的教育，像进行宗教教育那样，并且尽力给与实施的机会，这种利他行为的推动力的功效是无庸怀疑的。西奇威克（Henry Sidgwick）对直觉学派与功利学派相反的论点，加以批评和调和。他以为道德的过程就是把注意的中心从暂时的与个人的利益转移到比较长远和比较广泛的社会福利上的过程。
但功利主义的伦理，只是在根据进化哲学加以修改以后，才接触到根本原则。首先有系统的尝试修改功利主义伦理学的人是斯宾塞，但是更极端的进化派伦理学则出现在德国的达尔文主义的新发展中。
自然，主要的论点是说，道德的本能是经过自然选择而保存和探化起来的偶然的变异。具有这种本能的家族和种族能够团结一致，互相合作，因此胜过没有这种本能的家族和种族。这样经过遗传，道德的本能就在人类身上发展起来的。
这不过是一种说明而已。这只是根据自然选择的假说，说明道德的本能一旦存在，力量就不断增强。但生存竞争不但在种族之间进行，而且在个人之间进行，而生存竞争所必需的自私性，恰与道德律相反。大多数作家对于这种矛盾，比对于只有经过更深入的分析才能看出的社会团结，印象更深刻一些。他们以为“自然的齿爪上都染着鲜血”，道德成功的机会很小。例如，赫胥黎就以为宇宙的秩序与道德的秩序常在永恒冲突之中，而善良或美德，同可以使人在生存竞争中获得成功的特性，是截然相反的。
有一个时期，关于伦理学的内容，并没有争论。直觉派、功利派与进化派都不反对传统的道德，即基督教的道德，他们只是担心宗教教义这种推动力取消以后，传统道德也要垮台。在伦理学的实际方面，三派的意见完全一致；在思辩领域中则有不少纷争。
但当注重形而上学的德国与讲究逻辑的法国完全理解了自然选择的观念以后，就有人把生存竞争的教训加以极端化。如果全盘接受进化哲学的话，有利于适者生存的品质，不就是真正合于道德的品质吗？尼采尤其倡导说，基督教的道德是一种奴隶的道德，不但无用，而且过时了，世界应该要求“超人”来启发和管理他们，“超人”会完全摆脱这些桎梏的限制。这一学说为政客和军国主义者所利用，加上1866年与1870年两次战争的成功，就酿成德意志帝国的心理状态，惹出1914年与1939年的浩劫。这种影响在法国只及于个人，而不及于政治；但是“生存竞争”却变成各时代想要找到一个漂亮借口来蔑视传统道德的无耻之徒的口头禅了。
批评这一套特殊的观念是很容易的事情。如果只有暴力与自私才是具有生存价值的品质，那末，按照进化论的假设就无法解释多数人的胸中肯定存在着的道德感或良心；另一方面，如果把道德感的发展解释为人群间自然选择的结果，那也不能使道德感归于无效，只不过在少数人眼中，由于基础从天启宗教的武断戒律移到具有生存价值的社会本能上去，不免使这种道德感变弱一些而已。
自然主义伦理学的完备理论，在英国经许多学者，尤其是华德（James Ward）与索利（W．R．Sorley）加以批判的研究。这两位作家都断言自然主义的拥护者想要单单在进化论的基础上建立一种伦理理论是徒劳无功的，对于宇宙的唯心主义的解释，不但是理性的形而上学所必需的，也是稳当的伦理学所必需的。
达尔文对形而上学的影响，本来很可以在讨论宗教的本书中一并讨论，因为就武断性一面来说，宗教也是一种形而上学，但是由于所牵涉到的问题，有出乎宗教范围以外的，所以整个这个问题最好留在下节中讨论。
进化论与哲学
要想估计进化论的确立对哲学思想的影响，我们须回顾一下以上各节所叙述的历史。
随着人们的思想，从一个时代向另一个时代前进，在怎样解释宇宙的问题上，机械论与唯灵论此起彼伏，轮番更迭，有如脉搏的跳动。到现在为止，这种转换对于认识的建全发展似乎是必需的。每当科学有巨大的进展的时候，每当一新领域被置于自然律之下（人们现在是这样看待这种过程的）的时候，人类心灵由于不可避免地夸大了新方法的力量，总以为马上就可以对宇宙提出完备的机械解释了。希腊原子论者对于物质的构造，作了一种猜度。这种猜测恰好与现代的理论不谋而合，但从科学的观点来看，他们的证据实在薄弱。原子论哲学家在把他们的理论应用于无机世界以后，并不满足，还按照“原子的偶然集合”的观念，对生命和生命现象提出各种说明和解释。他们既不知道无机世界极其复杂，更不知道还需要探讨更多的新现象，然后才谈到去接近他们深信不疑地加以解决的生命问题。但原子论者毕竟有很大贡献，而且他们是在一种唯物主义哲学的启示下作出这种贡献的。他们的证据不足，早为柏拉图与亚里斯多德所指出。但是这两位哲学家也在可疑的基础上，建立了两种唯心主义的哲学，这两种哲学相继被基督教神学所采用，传到中世纪，被看作是足以表现古代希腊特色的思想。
至文艺复兴时代，知识的发展重新开始，见解的自然摆动再度明朗化。哥白尼的胜利，与牛顿解释天体现象的惊人成功，使人们夸大了他们的方法的力量。拉普拉斯以为只要知道组成宇宙的各质量的瞬刻构形与速度，一个头脑精细的人就可以算出宇宙整个过去与将来的历史。科学每前进一步，机械论的力量总是要被人过高估计，这已经成为当代思想的特色。其实当新知识完全消化后，人们就看出旧问题本质上依然未变；而诗人、先知和神秘主义者也就出来重整旗鼓，以新的言语从更优越的地位向人类宣布他们的永恒的启示。
大致说来，达尔文的成功的第一个主要结果就是机械论哲学浪潮的再起。我们不妨说：进化论的确立大大加强了自然界可以了解的感觉，并且增强了那些把他们的生命理论建立在科学基础上的人们的信心，我们这样说是完全正当的，而且毫无夸大之处。可以说进化论的确立，加上生理学与心理学，从生物学方面补充了在当代物理学中出现的一些趋势。这些趋势使人觉得很快就可以用永恒不变的质量及有限的数量和绝对常住不变的能量，来对无机世界给予完满的说明了。
由于可以把质量与能量守恒原理应用于生物现象，人们就产生了一种过分的信心，以为生物机体的各种活动，不论是物理的也好，生理的与心理的也好，都可以解释为分子运动的方式，及机械的或化学的能量的表现。进化论的流行，造成一种错觉，使人以为既然我们已经懂得进化通过什么方法进行，问题也就完全解决了；既然我们已经了解了人类的起源与历史，人的内在精神的性质与从外面所见的人体的结构也就揭露出来了。正是在德国，达尔文主义的这一发展，最为流行。
这种情况，在海克尔的《宇宙之谜》一书中表现得最为明显。达尔文不但证明动物与人的身体的进化，至少一部分可以用自然选择来说明，他并且证明动物的本能，如其它生命的过程一样，也要在选择的影响下发展；而人的心理机能是和动物的本能类似的，也要经历类似的变化。海克尔在达尔文的研究成果的基础上建立了一种完备而不调和的一元论哲学。他认为有机与无机世界是统一的。碳的化学性质是生命的运动的唯一原因，有生命的原形质的最简单的形态必然是从碳与氮的无机化合物，经过自然发全的过程，产生出来的（可惜这个结论并没有直接证据）。心灵的活动不过是一组完全决定于原形质的物质变化的生命现象。每个活的细胞都有心灵的特性，而由单细胞原生动物的简单“细胞心灵”演化而来的人类心灵的最高能力，只不过是脑细胞心灵功能的总和而已。
这种见解可与克利福德的见解比美。克利福德同意贝克莱的意见，也认为心灵是终极实在，但却持有一种唯心主义的一元论，以为意识由“心质”（mind-stuff）的原子所构成。
海克尔声称他自己的完备体系是建立在达尔文的理论基础之上的，而且附带地说明了达尔文直接影响这种类型的哲学的经过。
我们现在完全同意一种对于自然界的一元论的看法，即全宇宙，包括人类在内，作为一个奇妙的统一体，都被永恒不变的定律所支配……我已经努力说明这种纯粹的一元论是根基稳固的，而我们既然承认宇宙为同一进化原理的全能规律所支配，就不能不提出一个单一的最高的定律，即囊括一切的“物质定律”，或质量守恒与能量守恒的联合定律。假使这个真正的“一元哲学家”查理·达尔文当初没有创立用自然选择说明人类起源的学说，为我们铺平道路，并且在他毕生伟大工作之余还把他的学说和自然主义的人类学联系起来的话，我们绝不会达到这一最高的普遍的概念。
达尔文本人大概不会赞同他的有名的德国门生的意见。事实上达尔文本着谦逊的精神，对于他的研究成果的哲学意义，常默然不置一词。人类起源的问题，实在比达尔文的热烈信徒所设想的复杂得多。人的整个本性是一个更困难的问题，它是否可以在将来得到一个自然主义的解决，我们是无法断言的。但有一点是肯定的：这个问题至今尚未得到解决，并且在求得解决以前，还必须波浪式地经历许多回到机械论哲学和离开机械论哲学的反复过程。事实上进化论与十九世纪物理学结合起来所造成的一种特别思潮，已成过去。进化原理本身，就说明思想潮流永久在随时代而变动不已，而且过去的经验表明，这种发展过程不是稳定的和连续的，而是间歇与摆动的。
后期德国的唯物主义者与机械论者，主要是把他们的学说建立在生物学的基础之上。他们的教条受到柏林的生理学家雷蒙兄弟（Emil and Paul du Bois Reymond）的批评。他们说明即使生命的问题可以归结为物理学和化学的问题，物质与力也只是从现象中抽象出的概念，”并没有给与人以最终的解释。他们还断言有些问题是永远超出人类认识之外的。
这种认为人类智力有其限度的观点，与赫胥黎及斯宾塞的不可知论相似。然而毕尔生（Karl Pearson）以为对于认识加以这样的限制是危险的。他在《科学规范》（The Grammar of Science）中以为凡不是用科学方法得到的结果，都不能称为知识，但他引用伽利略的话问道：“谁愿给予人类的智力以限制呀？”他虽然承认尚有许多未知的事物，但却否认这些事物是永远不可知的，是超出科学研究能力之外的。
自然选择的原理，被斯宾塞与毕尔生应用于认识论。我们的基本概念，可以通过自然选择与遗传的过程得到，或至少通过那个过程发展。最适宜于表现和描写由感官得来的经验的各种观念和公理，将在世世代代的过程中确立起来，别的观念和公理却要遭到淘汰。因此，数学的基本概念，对于个人来说可以是“天赋观念”，对于种族来说却是经验材料。这是一个迷人的理论，不过，我们很难看出对于欧几里得几何公理或黎曼几何公理的天生的了解，何以能有很多“生存价值”或很多“配偶选择”的好处。或许他们认为这同其他更有吸引力的特性有关，也未可知。
就某种意义而言，自然选择理论获得公认是弗兰西斯·培根所开始和规划的哲学工作的完成，因为培根以为达到认识自然的唯一的道路是经验的实验方法。达尔文证明大自然自己在动植物世界所用的方法，也是经验的实验方法，正如德谟克利特与卢克莱修所猜测的一样。大自然尝试了一切可能的变异，经过无数试验，才在少数情况下成功地确立了生物与其环境之间的新的和更大的谐和，由此而进化不息。
如果从最充分的意义上加以接受，自然选择是对一切目的论的否定。看不到有什么终极的目的：只有个体与环境的不断的偶然的变化；有时二者之间偶然一致，这时从表面来看，暂时就好象有某种终极目的。
斯宾塞表述自然选择的用语是“适者生存”。孤立起来看这句话实在是一种循环论证：什么叫最适者？回答是：“最适者是指最能适应生存环境而言”。这种最适者可以是一种比以前的类型更高级的类型，也可以是一种较低级的类型。通过自然选择进行的演化，可以是进化，也可以是退化。诚如鲍尔弗伯爵（Earl Balfour）所说，按照极端的选择论哲学，适的证据为存——适者存而存者适。我们也许想打破循环论证说，就全体言，进化创造更高级的类型，人类比他们的猿猴的祖先要高级。但这样，我们就自己负起了权威地宣判，何者为高级，何者为低级的责任，而彻底的选择论者可以回答说，我们的判断本身就是通过自然选择形成的，因此，我们的判断会欣赏那些实际上只是具有生存价值的东西，并把它列为高级的东西——所谓生存价值事实上也就是使我们可以生存下去的东西。从纯粹自然主义的观点来看，出路似乎是没有的。如果我们想要寻找另一种观点，我们就必须接受根据某种别的高低善恶标准所得出的绝对判断。
事实上我们不妨指出，我们为天地万物规定的高低次序大半是一个种族问题和种族的宗教的问题。在东方佛教徒看来，生存便是祸患，意识是更大的祸患。在他们看来，从逻辑上来说，生命的最高形式是藏在沉静的海底的原形质的单细胞，其后，各时代的一切进化实际上都是从这种沉静的理想境界向下堕落，而这种境界同以前的无机物质相比又是一种堕落。
达尔文本人并不认为自然选择说可以充分解释进化的过程。自然选择说也并未涉及变异或突变的原因。这种变异或突变可能是机体内单元成分的偶然结合造成的。正是由于这种偶然的结合，个体才按照概率围绕一个平均数值而分布，如观察所见的。再不然变异或突变就是有其它隐秘的原因。自然选择不能使变异发生，而只能淘汰无用的变异。它也不能说明更深刻的生命问题：如生命为何存在，生命为何到处尽量繁殖，以致达到和超出给养的限度。
从分析生理学及生物物理学与生物化学的观点来看，人可以说是一种机器，为理化的原理所支配：新旧活力论都是没有在身余地的。但当作一个整体来看——如在自然历史中那样——任何机体都表现出一种综合的统一，作为它所特有的生命的表现；人类把在其它动物身上可以看到的特性加以发展而表现出他们的心灵和意识具有更高度的统一，这是生命的一个新方面。进化论把这一综合过程向前推进一步，揭露出整个有机创造的基本一致。生命是宇宙过程的一种表现。原形质单细胞的生命，同塑造得奇妙而惊人的无限复杂的结构——我们所谓的人——之间，在各个部分都有着进化的联系。这构成一个问题，这个问题不能完全用科学的分析方法来研究，因为科学的分析方法总是要连续地从不同角度对它加以研究，而且在每个角度上，都要设法把它归结为它的最简单的成分；这个问题还需要哲学上的综观全局的观点，利用这种观点，我们就可以“凝视生命，看到生命的整体”；我们如果能解答这个问题，其他附属的问题也就迎刃而解，我们也就可以了解真、善、美的内在意义，从而为伦理学、美学与形而上学找到一个稳固的基础。解答这个问题的一个线索，便是用达尔文的自然选择原理加以说明的进化理论。
科学史及其与哲学和宗教的关系--第九章 生物学与人类学的进一步发展
第九章 生物学与人类学的进一步发展
生物学的地位——孟德尔与遗传——遗传的统计研究——人们后来对进化的看法——遗传与社会——生物物理学与生物化学——病毒——免疫——海洋学——遗传学——神经系统——心理学——人是机器吗？——体质人类学——社会人类学
生物学的地位
自十九世纪末以来，关于生命与其现象的知识大有进展，但指导人们取得这些进展的主要观念，却是在1901年以前形成的。二十世纪的数学与物理学，摆脱了牛顿的体系，在思想上引起一场实质上的革命，现在正在深刻地影响着哲学。二十世纪的生物学
仍然遵循着上一世纪所奠定的主要路线前进。
十九世纪末生物学家接受了达尔文的研究成果，奉为定论，差不多放弃了足以表现达尔文的特色的实验方法——对育种和遗传进行实验的方法。自然选择式的进化论，被人当作确定不移的科学原理加以接受，甚至可说是成了科学信条。当时以为进化的进一步细节，最好在胚胎学中去寻求。这个信念的根据是梅克尔与海克尔的一个假说：个体的历史乃是种的历史的重演。
自然也有例外。德·弗里斯那时已经在进行变异的实验，1890年贝特森（William Bateson，1861-1926年）批评了海克尔的所谓定律的证据的逻辑基础，提倡回到达尔文的方法。贝特森于是计划并进行了变异与遗传的实验，后来很有成就。当时流行的达尔文学说，在物种起源问题上遇到很多困难，以下列二点最为严重：
第一个困难是变异大到什么程度才发生新种。讨论进化论的较老的著作中，总是假定（虽然有时没有明白地说出）积累起来形成新种的变异是很小的。但如果变异很小，这种变异对于生物怎么能够具有充分的有用性以致使具有这种变异的生物优于它们的同类呢？这就是所谓变异太小的困难或起初的变异的困难。
第二个困难大略相似。假定有变异发生，而且假定这种变异能够存留持久并由此形成长久存在的新种，那么怎样才能使它们长久存在下去呢？变异的个体与其不变异的同类交配时，是否会把变异消灭掉？这第二个困难常称为“杂交的淹没效应”。
贝特森跟着指出，每一个植物或动物育种者都知道，与常态不同的小变异虽属常见，大的变异也是屡见不鲜之事。德·弗里斯与贝特森到1900年已经对于这个问题进行了不少的科学研究，足以证明大而不连续的突变绝非罕见，而且至少有一部分突变完整地传给后代。所以，新的品种可以很容易地迅速地确立起来，即令新的种还不能这样。当时还没有证据可以说明变异的原因；人们只是把变异的存在当做冷酷的事实接受下来。但是如果承认变异的存在的话，它们的不连续的现象，似乎很可以减少达尔文进化论的困难。而且就在同年（1900）又有一些新的事实（或者说久已遗忘的旧事实）被人发现出来。
孟德尔与遗传
与达尔文后期的工作同时（1865年），有人在布吕恩（Brunn）修道院进行了一系列研究。假使达尔文当初知道这件事，他的假说的历史可能就大不一样了。奥地利的西里西亚人、奥古斯丁教派的僧侣、最后担任康尼格克洛斯特（Konigskloster）修道院院长的孟德尔（G．J．Mendel），不相信单单达尔文自然选择的理论就足以说明新种的形成。他进行了一系列的豌豆杂交实验。他的研究成果在当地科学学会的丛书中发表，湮没无闻至四十年之久，1900年经德·弗里斯、科伦斯（Correns）与切玛克（Tschermak）等重新发现，并由这些生物学家以及贝特森等加以证实和扩充，才开始了现代遗传学的研究，使这门学问发展为精确的实验和实用科学。
孟德尔的发现的本质在于它揭示出，在遗传里，有某些特征可以看做是不可分割的和显然不变的单元，这样就把原子或量子的概念带到生物学中来。一个机体总是要么具有，要么不具有这些单元之一。具有或不具有这些单元构成一对相反的特征。例如以高茎或矮茎的豌豆和同类交配，则其后代也保存其特征。但如果使它们互相杂交，其后代杂种仍具高茎，貌似具有高茎的亲体。于是高茎称为“显性”特征，而矮茎称为“隐性”特征。但如果使这些高茎杂种以通常方式互相交配，它们的遗传情况却和它们所貌似的亲体有所不同。它们后代不是纯种，而是互相不同，3／4有高茎，1／4有矮茎。矮茎的仍产纯种，但高茎的只有1／3产高茎纯种，其余2／3，在下一代中重演第一代杂种的现象，又再产生具有纯的矮茎、纯的高茎与混种高茎三类。
如果我们假定原祖植物的生殖细胞各具有高茎和矮茎两相反特征之一，则上面所说的关系不难解释。高的与矮的杂交以后，所有的杂种虽外貌与高的亲休、即具有显性特征的亲体相似，但其生殖细胞有一半具有高茎特征，另一半具有潜伏的矮茎特征。每一个生殖细胞只有高或矮一种特征，而不能同时有两种特征。因此，当这些杂种的雄雌二细胞偶然配合产生新个体时，就高与矮两个特征而言，同类或异类细胞相配合的机遇相等；若为同类，则具有高茎特征的细胞互相配合的机遇和具有矮茎特征的细胞互相配合的机遇也是相等的。故第二代当有1／4为高的纯种，1／4为矮的纯种，其余一半则为杂种。但因高茎特征是显性，这些杂种在外貌上都和高的纯种相似，效就外貌而言，3／4是高茎的。
从物理学近来的趋势来看，这是饶富兴趣的事，因为这一理论把生物的特性简化为原子式的单元，而且这些单元的出现与组合又为概率定律所支配。单个机体内孟德尔单元的出现，正如单个原子或电子的运动，是我们不能预测的。但我们可以计算其所具的概率，因此，按大数目平均来说，我们的预言可以得到证实的。
我们以后还要说明在显性特征的情况下和在隐性特征的情况下，遗传方法有所不同。虽然某一个体在它本身具有某一显性特征时只能把这一显性特征传给它的后代，但在其世系里，可以料想不到地有一隐性特征出现。如果交配的两个个体在它们的生殖细胞内各具有表面上看不见的隐性特征，通常在它们的后代中大约有1／4表现这个特征。可是在多数情形下，遗传的条件，远比以上所说的豌豆里两个简单对照的特征复杂得多。例如特征之为显性或隐性，可因性别而异；特征也可相连成对，有的必须联袂出现，有的互不相容，从不同时出现。
在动植物中，有许多孟德尔式的特征已经发现出来；同时，人们运用这种方法来实际指导育种也收到很大成效，既可以设法把某些符合需要的特性聚集在一个新品种内，又可以把具有有害倾向的特性淘汰掉。动植物的育种者采用这些原理，已经用科学部分地代替了纯经验方法。例如比芬（Biffen）就以选种法得到一个优良的小麦新种，既能不患锈病，又能有很高的产量，而且还具有某些烘烤特性，这几种优点所以同具于一个新种之内，是根据孟德尔的遗传定律，经过长期实验得来的结果。
在孟德尔的研究成果重新发现的时候，人们在研究细胞构造的时候已经发现每一细胞核内有一定数目的丝状体，称为“染色体”。两个生殖细胞结合时，在最简单的情况下，受精的孕卵所含的染色体数目加倍，每种染色体都成双数，各从父母的细胞而来。孕卵分裂时，每个染色体复分为二，两个子细胞各有其一半。即每个新细胞从原来的每个染色体接收一个染色体。这种情形在每次分裂时都照样进行，所以植物或动物的每一细胞，各具有一组成双的染色体，相等地从父母两方而来。
生殖细胞起初也有一组成双的染色体，但在其变化为精子细胞或卵细胞的后期，染色体相联成对。那时的分殖法不同：染色体不分裂，而是每对的两成员互相分开，每一成员进入一个子细胞之中。因此每一成熟的生殖细胞接受每对染色体的一个成员，染色体数目减少一半。
细胞现象与孟德尔式的遗传事实之间的相似性引起好些人的注意。但最先对这个关系给予明确表述，而为人接受的是萨顿（Sutton）。他指出染色体与遗传因子都在分裂，在每一情况下，都是由各对遗传因子或染色体自行分裂，不与他对相干。
但由于遗传因子的数目比染色体的对数要多得多，按理应该有几个遗传因子与一个染色体相联系，从而结合在一起。1906年，贝特森与庞尼特（Punnett）在豌豆内发现这种相联的现象，例如颜色与花粉的形态等某些因子总是在一道遗传。洛克（Lock）说明了这一发现对于染色体理论的关系。
自1910年以来，摩尔根（T．H．Morgan）与其纽约同事，用繁殖迅速每十天一代的果蝇，对这些关系作了更详尽的研究。他们发现可遗传的特性的群数与染色体的对数，两者之间实在有数上的对应，即都是4。在通常的情况下，这个数字较大；豌豆为7，小麦8，鼠20，人24。
就是在有20对染色体的情况下，也可能有一百万种以上的生殖细胞，这样的两套可能的组合数目当更为巨大。由此我们很容易明白为什么在混种中没有两个个体完全相同。
遗传的统计研究
与孟德尔的研究同时，还有人按大数字进行统计，来研究遗传问题。奎特勒与高尔顿将概率理论与误差的统计定律应用于人体的变异。在二十世纪仍然有人继续进行这样的研究，特别是毕尔生和他的伦敦同事。
通常，只要对大数目进行一次统计就可以求得误差的常态曲线，或诸如此类的曲线，但德·弗里斯关于月见草的研究说明使用这种曲线有某些危险性。图10表示三个品种的果实长度的变化。横标代表长度，纵标代表具有某长度的个体的数目。A与C两品种具有特有的平均大小，其曲线与常态分配密切相似。但B曲线说明至少可以分为两群。如果将三个品种的种子放在一道测量，这三个曲线重合为一，而接近于常态形式。根据粗略数据常常很难判断材料究竟属于一类还是象在这个例子中一样由两群或多群所合成。
约翰森（Johannsen）发现：如果以一个单颗豆种作为一个自交世系的始祖，则这一“纯种”个体的变异（如种子的重量），准确地遵循误差定律。但这种变异不能遗传；如果将重的种子选出加以培植，后代的种子并不比平均值重。
除去这种同祖的纯系以外，通常的混种都有由于祖先特性混合而产生的变异，这种变异是可以遗传的。选择双方都具有某种特性的亲体，如快速的跑马，常能得到一种品种，使所需要的性质高于平均值。高尔顿指出，身材高的父母所生的子女平均来说，即使不象父母那样高，常常也比种族内的平均高度要高一些。毕尔生等对这现象作了更详密的研究。如一个种族的男人平均身材为5呎8时，则6呎的人较平均值高4时。按大数目平均来说，6呎高的人的儿子，其平均身材约为5呎10时，即较平均值高2时，而较其父矮2时。这一结果可以用统计术语即所谓“相关系数”来表达，为一半，或0．5。如果子与父身材同高，则此系数为1；如果儿子的身材回到其种族的一般高度，则无所谓关系，此系数为0。再如儿子的身材反较其种族的一般高度为矮，则此系数为负。植物与动物的他种特性都有与此相似的关系，而且就任一特性而言，亲子间的相关系数常在0．4与0．6之间。法国一位世代选种者德·维莫兰（R．L．de Vilmorin）继续进行了变异和遗传的研究。他的工作像孟德尔的工作一样，当时并没有引起生物学家的注意。他证明，在育种时，要想得到最好的结果，并不在于选择个别的单体作为亲体，而在于选择平均表现良好的一种植物世系。这个结果不能证明达尔文关于微小变异的遗传的看法。
有一时期，孟德尔派与根据达尔文的概念、使用了统计方法的“生物测量派”之间，颇有争执。其实在关于遗传的任何完备的研究中，这两派似乎都是需要的。
人们后来对进化的看法
随着古生物学上的证据愈积愈多，进化论作为对地上生命过程的一般说明，也愈巩固。例如，事实证明石碳纪并无被子植物，新种与新类的生物是后来才在地球上出现的。
有些生物学家仍然以为对小的变异起作用的自然选择如果时间延续很久，足可以解释进化。另一些生物学家以为在孟德尔的变异中肯定可以产生新的品种，所以新的物种是在孟德尔的变异中形成的。更有一些学者，其中还有一些现代思想界的领袖半信半疑，甚至抱怀疑的态度。例如贝特森在1922年说：
就其大体的轮廓而言，进化是很明显的。就事实而言，是必然的结论。但进化论中同物种的起源和本性有关的那一具体的根本的部分，仍然十分神秘。
系统论者仍然承认有界限分明的物种，无论达尔文的变异还是在遗传学的实验中所应用的孟德尔的突变，好象都不能说明物种的根本差异。也许早期的生物机体的可塑性较大，现在已经固定下来，因此仅仅有发生表面上的变化的可能。我们有证据表明就是在眼前，物种偶尔也有可能进入突变的阶段；人们认为，德·弗里斯所研究的月见草就发生了这种情况。
第七章所叙述的后天获得性能否遗传的问题，仍在争论之中，人们还没有普遍承认为了证明这种遗传而引证的事例是确凿无疑的。在动物身上发现的那种体细胞分裂而为生殖细胞的过程，在植物体内不能发生在那样早的阶段，所以后天性质的遗传，在植物内比较可能。关于最新的证据，我们可以提到鲍尔（F．O Bower）所搜集的一些证据。这些证据似乎说明长久连续存在的不同的环境可以在羊齿植物身上造成能够遗传的特性。
这里又产生了另外一个困难。变异的发生好象是由于失去一些因子而不是由于增加一些因子。贝特森说：
就是在果蝇身上，在数百个遗传因子中，很少发现新的显性特征，即新增加的正的因子，而且我相信这些特征没有一个属于在自然情况下可以存在下去的一类。……但我们并不是怀疑进化的实在性或真实性，而是怀疑物种的起源，这是一个技术的，甚至可以说是驯化的问题。这个秘密随时都可以解快。近二十五年的发现，使我们第一次有可能合理地在事实的基础上来讨论这个问题。综合将随分析而来，这是我们不怀疑、也不能怀疑的事。
同时古生物学家，特别是美国的古生物学家，搜集了许多成套的有机体的化石遗迹，数目远远超过以前，而且包括许多地质时期，证明生命以各种生命形态连绵不断；有几种生命的形态，似乎表明进化是遵循着一定路线进行的。这个问题的复杂与困难远远超过五十年前想象的程度。进化的大体趋势已经明瞭，但是要对进化的详细情况加以新的描述，还有待于更多的知识。
遗传与社会
遗传与变异的知识在人类身上的应用由于孟德尔的研究而大大扩大。许多缺乏病与疾病，如色盲，内特尔希普（Nettleship）所研究的先天白内障以及血友病，都是按孟德尔定律遗传的。有一种常态特性（眼中的棕色素），经赫斯特（C．C．Hurst）研究，肯定证明遵循孟德尔定律，但也有不少迹象说明，人身的许多其他可遗传的特征，也蒙许多植物与动物的可遗传的特征一样是孟德尔单元。事实上，男孩与女孩的出生数目几乎完全相等极其有力地说明性别也是这种单元特性。如果所有的雌性细胞都具雌性，而雄性细胞中半具雌性半具雄性，这一现象便可解释。
我们知道在动物与植物身上，常有成对的单元特性相连出现，不可分离；或彼此相斥，不能同时出现。在人类身上，实验既不可能，而观察所及，也仅限于数代。但研究的能力若能扩大，我们无疑地会发现人类也是许多单元特性的结合体；这些单元特性由双亲而来，互相有关，而且与内分泌腺体倾注于血浆内的各种分泌物的化学性质有关。这些孟德尔特性，究竟是构成人的基本结构呢，还是仅只是建筑在更深入的非孟德尔下层结构上面的表面型式，那就是一个有待将来研究的问题了。
1909年，有人企图使高尔顿的意见与1869年高尔顿发表他的著作以后积累的知识相适应。高尔顿本来十分重视遗传，孟德尔派的研究者，如赫斯特、内特尔希普等人的研究以及毕尔生与其门人的数学工作也都说明遗传十分重要，毕尔生和他的门生还把高尔顿的生物测量方法大加扩充。当时所有的证据似乎说明这样一个假定是值得研究的：现代国家里的混杂居民必然包含有一些具有各种不同先天特性的混合世系，它们受到了法律、社会、经济因素与变革所控制的自然选择的不断作用。因而居民里的各种世系的相对数目常在变化之中。虽然环境、训练与教育能使先天性格发展，并给予表现的机会，但却不能创造这种性格。有才能的人或天才是生就的，而不是造就的，一个民族所蓄的能力实在为自然所限制。
既然适者生存，如果适者的子孙不占很大的数目，则适者对于种族并无多大好处。因此人们就想到应该研究一下一个社会中各阶级的家庭的大小。根据有人对档案进行的统计研究，英国两代以上的世袭贵族，每一对可以生育的夫妇，自1830至1841年，平均生产7．1个子女，但自1881至1890年，这个数字已经降为3．13。其他能在《名人录》占，位置的有声望的人在1870年以前，每一对可生育的夫妇平均有5．2子女，但1870年以后，这个数字仪为3．08。在教士的家庭里与此相当的数字为4．99与4．2。就大尉以上的军人而言，这个数字为4．98与2．07。至于其他职业的人，详情虽有差别，但都有同样的趋势，有地产的阶级，自由职业者阶级，以及高等商人阶级的子女的生产数减少一半以上。根据技术工人所组织的友谊会的统计，他们所生育的子女数目的减少也大略相等。事实上每对可生育的配偶，平均须有子女四人始能维持人口的数目，可见就是在1909年，社会中最有效的部分，已经相对地与绝对地减少了。另一方面，信奉天主教的家庭、矿工、无技术的工人（更可惊的）低能的人们，仍维持其子女的出生数，而没有减少。
这种差别的后果的严重性，只要计算一下就可以看出。如果勤俭的家庭，每对可生育的配偶仅有子女3人，而1，000人中的死亡率为15，则在100年后原有的1，000人将变为687个后裔。另一方面，在奢惰的1，000人中，如果他们的出生率为33，而死亡率为20，则100年后将有3，600个后裔。假使在1870年出生率开始有显著差异时，双方人数相同，则到1970年，勤俭者仅存其原数的1／6，到了2070年，仅存1／30。这样，勤俭者就淹没在大量繁殖的奢惰者的大海中了。
在人们进行了这一研究以后的二十年间，出现两个较有希望的征象：“制裁低能的立法”，对于精神不健全者的出生，已稍加以控制（虽然还不够）。其次，伍兹（F．A．Woods）指出英美的上等社会中对社会作出贡献的人士，比较“隋富”有更多的子女，其平均数字的比率为2．44与1．95。这一结果也许说明了节制生育的好效果。凡是想要躲避生育几个孩子的责任、花费与烦恼的人，是自绝于其种族之外。1909年，英国政府宣告，生育许多子女是健
康、贤良公民的责任，希望人人能够履行。
可是目前，展望仍然令人不安。在现今世界上，不断的进步，事实上还有一般生活标准的维持全靠了知识分子的工作。从事这种工作的一向只有少数人。他们大部分都出身于子孙日益减少的阶级，虽然他们的子女现在还没有减少到最低的水平。奖学金与其他、从各阶级选拔贤能的方法也许能暂时弥补这一缺陷，但一国的才智有限，而且愈到下层社会愈稀少。这些人既变为知识分子，其生育率又再降低，最后遗留的只是无知识的无产阶级而已。这样，国家的优秀分子将逐渐被淘汰，文明前途亦日益危险。由国家控制大部分生产工具的社会主义的政府，在一个独裁或官僚统治的帝国里，也许能行之有效，即令不能给人民带来幸福，但在民主主义的国家则将失败。社会主义与民主主义在流行的政治术语方面虽然比较接近，但在实践上却难相容。近来某些国家里所实行的独裁制共产主义，证明这一种看法是正确的。
出生率的不同，不是现时起作用的唯一选择因素，我们还可以找出许多别的因素。疾病大概仍然可以消灭易感染者，而保留免疫者。有些法律，虽然是为了他种目的而制订的，却也常常产生选择的效果：如遗产税就使有产的旧家族迅速地被淘汰，而这些家族却是国家赖以维持地方公益事业以及教会、海陆军中的公益事业的。英奇（Inge）认为近来的立法有毁灭中等知识阶级的趋势。由于纺织工厂有雇用女工的习惯，纺织工人的出生率总是很低，而矿工都是男子，其出生率仍高。至少在1925年不景气以前是这样的。我们必须放弃十九世纪的观念，以为国家是许许多多有同等潜在能力的个人，只等待受教育，只等待机会。我们应该把国家看做是具有各种天赋遗传特性的家系的交织网，这些家系在性格和价值上有很深刻的差别，它们的出现或消失决定于自然的选择或人为的选择。任何行动，不论是社会的、经济的或立法的，都要有利于其中某些家系而不利于其他家系，因而改变国家的平均生物特性。
这些一般的观念得到有名生物学家贝特森在1812与1919年所发表的论文的有力的证实。如果旧的出生率与新的死亡率同时并存，则数百年后地球上将充塞人口而无立足之地。因此，限制出生数是必要的，但是更重要的是限制一国内的低劣的家系，而不是限制优秀的家系。不但如此，竞争不但存在于个人之间，也存在于社会之间。既有劣等的家族，也有劣等的种族。贝特森说：
哲学家宣布人人生而平等。生物学家都知道这句话是不正确的。无论测量人的体力或智力，我们都发现有极端的差别。而且我们知道文明进步纯出于少数杰出者的工作，其余的人只不过是摹仿与劳动而已。这里所说的文明，不一定指社会的理想，而是指人类在控制自然方面的进步。国家之间也如个人之间，有同样的差别。……各国间名人分配的不均，是生物学上的一个事实。法、英、意、德与其他几个小国，自文艺复兴以来产生了许多学术界的闻人。在特殊的艺术与科学，如绘画、音乐、文学、天文、物理、化学、生物学或工程方面，他们各有千秋；但从大处看，这些国家并无优劣之分。
贝特森指出另外一些国家产生的大人物比较少；他把这一事实归因于它们的生物学特征。可是这个困难问题不能看做业已解决。有些国家所以貌似劣等可能是由于它们还没有工业化；它们之所以贫穷可能是因为没有得到历史发展的机会，目前又没有机会使有才能的人出现。环境不能创造才能，而却可以很容易地摧残才能。总之，迄今为止，生物学的因素，社会学家研究得过少，而政治家简直不予过问。
遗传学研究的结果说明，人类社会，如果愿意的话，是可以控制自己的成分的。这件事做起来并不象从前所想象的那样困难。我们可以采取措施来除去那些属于人口中不良成分的家系。
将来的希望在于种族中优秀分子的责任感。如果他们能多生子女（伍兹的研究结果告诉我们的，这正是眼前的趋势），则世界各国可以挽回近七十年来的不良选择的趋势，而逐渐提高他们的健康、美丽与才能的平均水平。
生物物理学与生物化学
二十世纪初的生理学的最显著的特色，是运用物理与化学的方法来研究生理的问题。事实上，差不多可以说生理学已经分成为生物物理学与生物化学两个分支。
胶体的物理学与化学对于生物学异常重要，因为组成生活细胞的内容的原形质是胶体，其核心较其他部分略为坚实。胶体对于农业科学也变得重要起来，因为过去以为土壤是岩石风化出来的固体粒子和腐败的动植物质料混合而成的，今天则认为土壤是有机体与无机胶体的复杂结构，其中的微生物也起了重要的作用。我们脚下的土地是活的，而不是死的；土壤与其中众多生物的功能在于分解其中所含的或从外界得来的原料，使之变为土壤上面的植物的食料。
格雷厄姆在1850年已经认识到晶体与胶体的区别，后来又认识到二者性质上的差异，至少有一个原因是胶体的分子比晶体的分子更大。晶体如糖或盐的溶液是均匀体，但胶体的溶液是双相系，在二相间有一个确定的分界面，而且有足够大的面积，显示出表面张力的现象。
有些胶体分子颇大，在显微镜里也可以看见。这些分子的奇异而不规则的振动，在1828年经布朗（Robert Brown）观测过，1908年贝兰（Perrin）证明这种布朗运动是邻近分子的碰撞造成的。如果是这样，胶体粒子应该和这些分子具有相同的功能。根据这些粒子的分布与运动，用三种方法求得的数字，同根据贝兰的假设所得的推论完全相合。
1903年西登托夫（Siedentopf）与席格蒙迪（Zsigmondy）发明“超显微镜”以后，就促进了对小的胶体粒子的性质的研究。可见光的波长在400与700毫微米（一毫微米即百万分之一毫米）之间，比这一波长更小的粒子无法清晰地看见。但是如果将一束强光射在这些粒子上，使发生散射现象，在观测者通过镜轴与光线正交的显微镜来看这些粒子时，粒子的大小和波长大致相等，粒子就在布朗运动中形成一些明亮的光轮；如果粒子大小比波长小得多，粒子就呈现一片朦胧不清的现象。先进的电子显微镜将在后面再加叙述。
胶体理论，由于研究了胶体的电荷性质而大有进步。胶体粒子在电力场里东奔西驰，说明这些粒子带有正的电荷或负的电荷，大概是由于对离子的选择吸附的缘故。哈迪（W．B Hardy）爵士发现当周围的液体慢慢变化，由略带酸性而至略带硷性时，某些肢体的电荷发生逆转。在电荷为中性的“等电点”上，体系便不稳定，胶体即由溶液中沉淀而出。
由是可见粒子所带的电荷在胶体粒子的溶解中起了某种重要作用。试举一个大家所知道的例子：当牛乳变酸时，其中的乳酪即凝结。法拉第早已发现盐可以使胶体黄金的溶液凝结，格雷厄姆也研究过这个现象。1882年舒尔茨（Schultze）注意到凝结力随盐的离子的化学价而不同。1895年林德（Linder）与皮克顿（Picton）发现一、二、三价离子的平均凝结力之比，约为1：35：1023。1900年哈迪证明活跃的离子所具的电性与肢体粒子所具的电性相反。1899年，本书作者根据概率的理论研究了这个问题，当时是根据这样的假定：要中和胶体粒子所带的异性电荷，使其凝结，需要把最低限度数目的单位电荷同时带到一定空间之内。离子所带的电荷与其化学价成正比，所以必须使两个三份的、或三个两价的、或六个单价的离子结合起来，而后才能具相同的电荷。根据数学计算，凝结力之比应为1：x：x2，这里x是一未知数，视系统的性质而不同。设x＝32，则得1：32：1024，与上面说的观测的数值接近。这只是一个近似的理论，因为它把反号离子的稳定作用及其他扰乱因素都略而未论。但所用的方法似乎可以扩大应用于相似的现象，事实上还可以扩大应用于化学化合本身，类似的概率的考虑，现在也应用于化学的热力学，成为量子物理学的基础。
粘土内胶体的集合状况，决定重土壤的物理性质；当土壤的柔软成份凝聚时，这种土壤才能变得多孔而肥沃。而且由于原形厨具有胶体的结构，胶体的带电性与其他性质，对于生物学也有很大的关系。例如，化学价关系在生理学上的重要性，可以从迈因斯（Mines）在1912年所发现的一个例子中看出来：角鲛的心脏对于各种三价离子的作用的敏感度比对于二价离子（如镁）的作用的敏感度约强万倍。胶体凝结时通常会把包含这种胶体的组织毁坏，幸又可以设法保护这些胶体不受电解质的作用。
法拉第已经知道加入一点“胶冻”就可以防止盐类对于胶体黄金的沉淀效应。目那时以后，迈因斯（1912）与其他生理学家研究过许多这类自身形成乳胶的保护性的肢体。这种乳胶质似乎形成一种薄膜，覆蔽着胶状质点，不让它们与活动离子接触。
水的纯度经过反复蒸馏而增加，其导电度降落到一个极限值与每公升内大约10[-7]克分子的氢（H+）与羟（OH-）离子的浓度相当。如果在水里加酸，氢离子浓度自然增加，测量一种介质的酸度，常用这个量，不但在物理化学中常用，在土壤科学与生理学中尤其常用。例如在物理化学上，蔗糖的反转率（由葡萄糖变为果糖的变率）就与氢离子的浓度有关。在农业上，土壤的酸性程度乃是土壤是否需要用石灰处理的尺度。在生理学上，人血内适合于生命的氢离子浓度的最大范围似乎在10[－7.8]与10－[7.9]之间，常态界限为10[-7.5]与10[－7.3]。由常态反应改变到包含最大可能度的酸，只不过等于在五千万份水中加入一份盐酸而已。
动物体内包含有复杂的机制，以保持生命所必需的确切的调整。例如，霍尔丹（Haldane）与普利斯特列证明（1905年），呼吸神经中枢对于血内二氧化碳的稀微增加，感觉异常锐敏，这时呼吸作用骤然迅速，而排出多余的二氧化碳。后来更证明起控制作用的因素是受溶解的碳酸影响的血内氢离子浓度。此外还有直接的化学控制。血液与细胞组织内各种物质，如重碳酸盐、磷酸盐、氨基酸及蛋白质等与各种酸反应，而成中性的盐。这样，这些物质就保护细胞组织，免受酸的作用，而维持近似的中性，所以这些物质叫做“缓冲剂”。
营养问题的研究，在二十世纪头二十五年大有进步，特别是发现有一种饮食虽然足以供给所需要的全部能量却不能使发育保持下去。1902年，霍普金斯（Frederick Gowland Hopkins）爵士进行了他的标准的实验。他证明，如果饲以化学上纯净的食物，幼鼠停止发育，但如果加入少许新鲜牛奶，则发育又复开始。所以新鲜牛奶包含有霍普金斯所谓的“附属的食物因素”。这种因素是发育与健康所必需的。后来的研究者把这些物体分为几类，通常称为维生素。维生素A与D主要包含在动物脂肪，如乳酪与鱼肝油及绿色植物之内，但两者的分布略有不同。维生素A能防止感染，并能防止一种眼病，后来知道它与维生素D是两种东西。维生素D是正在成长的动物骨骼的钙化所必需的。以后又发现一种惊人的结果，证明：将紫外线照射于儿童身体或其食物之上，在避免佝偻病方面，效果与维生素D相同。1927年，有几个独立的研究者从食物中提取出可以造成这种效果的化合物，并研究了它怎样在紫外线的影响下变成维生素。这是一种复杂的醇类，叫做麦角醇，很快就从酵母中制造出来，能发光，从而提供一种“盛在瓶内的日光”。维生素B存在于各种谷类的外皮与酵母之内，可以防治神经炎和一种脚气病。东方吃精米的人多患这种病。维生素C存在于新鲜绿邑植物的组织和几种水果（特别是柠檬）内，可以防治坏血症。在美国近来还发现有第五种维生素，与维持生殖有关。差不多所有的维生素，只要有极少量，就可以产生特殊效果。这些维生素中有几种已经再分为两种或多种，因而增加了已知的维生素的总数。
内分泌器官对于动物机体的重要性，已经证明远远超出前人想象之上。除分泌肉眼可见的分泌物的腺体，如唾液腺之外，还有多种腺体倾注其分泌物于血液之内，向人体各部供应它们的健康与生长所必需的物质。
这些内分泌腺的机制与功能，一向视为神秘。1902年，贝利斯（Bayliss）与斯塔林（Starling）发现前人以为是神经反射作用造成的胰脏分泌是肠内酸质作用所产生、又由血液输送到胰脏的一种化合物诱导出来的。这种物质被他们命名为内分泌刺激物，平常是当胃内的酸性物进入肠内，需要胰液的作用时，才在消化过程中产生出来的。这一内分泌刺激物的发现，引起人们对于其他类似的内分泌物的注意。每一种内分泌物都在一个器官内产生，由血液输送至其它部分以显其功效。哈迪提议给予这些物质以“激素”的总名称。这个名称后来为贝利斯与斯塔林所采用，现在已经成为生理学上常用的名词了。
1922年初，班廷（Banting）与贝斯特（Best）从羊的胰脏中提取出一种物质，注射到割掉胰脏而患糖尿病的狗身上，可使其血液中糖的浓度减少，而恢复对于糖的消化能力。这种提取物是一种激素，名叫胰岛素。现时大量制造，用来减轻糖尿病，很有成效。
甲状腺激素对于身体与精神的健康都是必需的。幼年人缺少这种激素，发育便迟缓下来，而且可以形成一种叫做克汀病的白痴。患者的面貌呈特殊的形象。成年人缺少甲状腺激素，则发生所谓粘液性水肿。这种病可用甲状腺提取物医治，第七章内已经讲过了。另一方面，如果激素过多，则发生所谓格雷夫斯病，即突眼性甲状腺肿。甲状腺内的有效成分，叫做甲状腺素，1919年经肯德尔（Kendall）分析出来，其化学构造则在1926年经哈林顿（Ha－rington）测定。他还在实验室中把甲状腺素合成出来。甲状腺素含有大量的碘，食物中缺乏碘质可使人患病，只需服用碘盐，其效果有时与甲状腺提取物相同。饲养牛羊和其他牲畜的实验已经证明，动物的机体也需要碘和食物中的其他矿物质。
几百年来，人们已经知道割去性腺的某些效果，但直到近年才有人对这个问题进行精密的研究。这种工作可以说开始于1910年斯坦纳赫（Steinach）的实验。他证明阉割后的蛙所缺乏的特征，可以用注射别的青蛙睾丸物质的办法加以恢复。其后更有实验证明把生殖腺移植到阉割或衰老的动物身上，至少可暂时恢复青春的力量。
我们还可以举出一些别的例子来说明内分泌的作用。大脑垂体虽小，在过分活跃时，却可以使身体异常高大，容貌反常，称为肢端肥大病；另一方面，如果缺乏这种内分泌物，则身材矮小，而患侏儒症。还有一种激素名肾上腺素，藏于肾上腺中，当惊悸及失却知觉之时，便会分泌，注入血液，刺激所谓内脏神经。反之，如果注射肾上腺素，就会引起通常在激动或恐惧时发生的那些生理现象。这种激素已经分离出来，其化学构造也于1901年经日本人高峰（Takamine）测定。
过去生理学多研究生物化学方面的问题而少研究生物物理学方面的问题，今天物理学方法的使用则日益广泛。例如有人用测量渗透压和沉淀率的方法，来估算蛋白质的分子量（参看256与431页）。
布拉格爵士父子（Sir William and Sir Lawrence Bragg）研究晶体结构的方法（这个问题将在后一章内叙述），已经应用于纤维素、丝蛋白、发角质与肌凝蛋白等丝状体。阿斯特伯里（Astbury）等人发现，根据X射线的照相图，可以用分子来解释这些东西的丝状性质以及在延伸时肌蛋白与角质的可逆变化。兰格缪尔（Lang－muir）用有机物的结构式去说明它们的物理性质。这一方法又由亚当（N．K．Adam）加以发展。他发现原子在空间的排列足以说明表皮膜的各种分子的情况。
唐南（F．G．Donnan）在1911年发表了关于平衡膜的理论。他用薄膜将一个电解溶液系统分开，而这薄膜是离子中的一种——通常是一种胶体——渗透不过去的。根据这一理论，薄膜两边常有可扩散的离子作不均匀的分布，因而在两边的溶液之间，产生电位与渗透压的差异。这一理论在生物学上有许多应用。1924年，洛布（Loeb）用这一理论成功地说明了蛋白质的胶体性行，此后范·斯莱克（Van Slyke）与其合作者解释了血流里的离子事实。
血液的化学过程与物理过程近来更加明白。血红蛋白分子中的非蛋白部分（或血红素）经证明具有四个吡咯环，为一个铁原子联接，是许多生物的呼吸物质中所共有的。在许多脊椎动物和某些其他动物的血液里，它与血球蛋白相合，成为运载氧气的血红蛋白质。差不多在所有的活细胞里，它都出现在所谓细胞色素的呼吸酶系里。维尔斯塔特（Willstatter）证明，在植物里，叶绿素分子的核基本上与血红素相似，只是以镁原子代替了铁。他发现了两种成份稍微不同的叶绿素，1934年他写出其结构式。其他金属也可进入呼吸物质中；例如多肽类的铜化合物存在于软体动物与甲壳动物之内，而钒蛋白化合物存在于被囊类海生动物体内。
在研究血液里氧运输问题的同时，人们还研究了组织里氧化问题。这些变化的复杂程度各不相同，但每一变化部包合酶对于底物分子的作用，使氢分子可以脱离出来。维兰德（Wieland）查明这个过程受到许多存在于一切活组织中的特殊酶，即脱氢酶的影响。最简单的情形是一个分子受到一个脱氢酶的作用，放出氢，与氧直接化合。在这一过程里，通常有一个或多个氢载体参加进来。这些物质可以还原，又可以氧化，因而它们可以接收并传递氢
原子。这些物质里有瓦尔堡（Otto Warburg）的组织氧化酶，与“黄酶”（这是维生素B2与蛋白质的化合物），还有辅脱氢酶，森特-乔尔吉（Szent－Gyorgyi）的琥珀酸（丁二酸），霍普金斯的谷胱甘肽与抗坏血酸（维生素C）等。
呼吸酶研究方面的主要进展，通常是在发现某种特殊毒物对于某种酶的作用的时候取得的。例如氰化物使氧化酶不起作用，麻醉剂使脱氢酶失效，而玻珀酸的氧化遇胡萝卜酸（丙二酸）则受到阻遏。
除了食物分子由于不断地脱氧而氧化之外，组织里还发生水解作用，这就要求分解时增加水分并要求氨基分裂。克雷布斯（Krehs）近来对这些化合物经过怎样的过程成为尿素被排除出去的问题，进行了研究。一向认为尿素是氨和二氧化碳简单凝结而成的。他发现这里实际存在着一个复杂的化学反应循环。至于经过这些过程剩下来的小碎块怎样氧化而产生其余可用的能量，还不明白。细胞里二氧化碳的产生好象是由于羧化酶把它们从-C－COOH群里释放出来的缘故；它们的活动需要有辅羧化酶（维生素B1的磷酸盐）在场。二氧化碳在血液里是作为重碳酸盐输送的。梅尔德伦（Meldrum）与拉夫顿（Rouzhton）从血红蛋白里分出碳酸酐酶，这种酶使肺内含重碳酸盐的血迅速地放出二氧化碳。
细胞可以不经过氧化，而靠了发酵——即分子的无氧分解——获得能量。巴斯德发现在酵母细胞里这两个过程是互相对抗的：发酵在无氧时发生，氧化出现时就停止。肌肉内糖原分解为乳酸的过程也是这一类型的反应。肌肉的收缩就是由这一过程造成的。这一情况是1907年霍普金斯与弗莱彻（Fletcher）两位爵士发现的。近年来这个过程被分析为八个化学阶段，需要有两种物质在场作为磷酸盐的载体，而且至少为十种酶所催化。迈耶霍夫（Meyerhof）、埃姆登（Embden）与帕纳斯（Parnas）是这一领域中的主要研究者。人们还研究了淀粉通过酵母的作用变为酒精的同样复杂的发酵过程，发现其中某些阶段与肌肉反应是一致的。
在呼吸载体与细胞酶当中；我们已经提到过维生素。这些物质当中某些物质的化学结构以及它们在细胞代谢的复杂过程中所起的作用，在1939年的战争以前，由于许多国家的许多研究者的辛勤工作，已经逐渐明白了。不过在发现这些维生素以后，有一个时期，只查明一种维生素的化学结构，那就是抗佝偻病的维生素D；至于这种维生素怎样发挥调节钙和磷的代谢的功能，仍然弄不清楚。冯·欧勒在1929年发现维生素A与植物里的葫萝卜色素有密切的关系。这是一种复杂的不饱和醇类，是维持某些组织，如中枢神经系、视网膜与皮肤的健康所必需的。夜盲是维生素A缺乏病的早期症状。瓦耳德（Wald）已经阐明了这种维生素通过怎样的化学反应造成视网膜的感光色蛋白。同哺乳动物的繁殖有关的维生素E的化学结构以及可以使血液凝结，防止出血的维生素K的化学结构也查明了；它们都是醌的衍生物。
“维生素B”已经证明是许多物质的混合体。维生素B1，也称抗神经炎素，存在于酵母和植物种子之内，许多研究者都分离出它的结晶，而认为它是嘧啶-噻唑类的化合物。上面讲过，它是脱羧酶的一部分，可以分解部分氧化了的碳水化合物。正是由于这些化合物在缺乏这种维生素的情况下累积起来，才产生多发性神经炎和脚气病的特有症状。有些病人需要纯化的B1，才能治愈。维生素B2在化学上叫做核黄素，对于细胞的氧化很有关系。复式维生素B的另外一个成分是烟草酸，很多年来即知其存在于烟草之内，是辅脱氢酶的一个组成部分，可以防治吃玉蜀黍的人常患的一种名叫陪拉格拉病（pellagra，亦名糙皮病）的缺乏症。一种吡啶化合物，维生素B6可以防治老鼠常患的类似陪拉格拉病的皮炎。还有B3、B4和B5尚在研究之中，一件有趣的物种差别是：雀鸟需要B3而哺乳动物却需要B4。
B1对于动物与植物同属必需之物，尤其储藏于植物种子之内。植物能自己制造B1，有些细菌、酵母与真菌，和动物一样，需从外面吸取B1。维生素C即抗坏血酸，好象在大多数动物体内都能合成。据现在所知，只有人、猴和豚鼠缺少了这种维生素才会患环血病。就化学结构论，C是最简单的一种维生素，极不稳定，具有高度还原能力的化合物，在结构上与精相关，结构式为C6H8O6（见253页），在细胞代谢里中大概充当氢递体。它在叶绿素和发芽种子里的胡萝卜素形成以前便形成了，因而维生素C可能是综合这些基本物质的机制的一个部分。在动物体内它大量存在于两种内分泌腺里，即垂体与肾上腺皮质里。
人们一向把维生素叫做是必需的微量食物。我们也可以把它们看做是机体不能自己制造的激素，因为激素与维生素相同，也是人体各部分健康与发育必需的微量物质。关于内分泌腺所制造的分泌物或激素的研究已经成为一种专门的学科，叫做内分泌学，是界于生理学与病理学之间的一种边沿学科。
我们对于性激素的了解近年来进步很快。在早期关于睾丸激素的研究（337页）之后，阿伦（Alien）与多伊西（Doisy）又发现了一些新方法，证明对割掉卵巢的老鼠注射卵巢提取物可以恢复其雌性周期。1927年，阿舍姆（Aschheim）与宗德克（Zondek）发现怀孕动物的尿是雌性激素的一种方便来源。人们已经把四种密切关联的雌激素分离出来，而且定出它们的化学的结构，还从卵巢提出第五种最活跃的雌二醇。在黄体内发现一种相关的物质，名叫孕酮，排卵后就在卵巢之内形成与妊娠的准备和维持有关。人们还定出四种化学性质类似的雄激素的结构。1930年，马里安（Marrian）指出，不论在雄性动物体内或雌性动物体内，雄雌两种激素都有，而且这种激素还存在于植物内；一种物质既可以充当雌性的激素，也可以充当雄性的激素，观条件而定。这些性激素都是甾醇，即菲的碳氢化合物的衍生物，与略带雌激素性质的维生素D有密切的关系，而且与肯纳韦（Kennaway）等人从煤焦油提出的致癌物质有关。但是甾醇结构并不是增进雌性性欲的活动所必需的，因为多兹（Dodds）和他的同事已经从一种简单得多的碳氢化合物合成了一些能够大大增进雌性性欲的物质。
性激素和脑垂体分泌的研究使我们了解到雌性周期的复杂的激素模式，因而开辟了有价值的治疗方法。有很大用处的妊娠试验就是靠在尿中寻找胎盘释放到血液里去的激素物质。
肾上腺皮质的激素近来被人制成很有效的药物，肯德尔发现这种药物是若干类似甾醇的物质混合而成的，皮质好象是这些物质的工厂与储蓄库。肾上腺皮质缺乏病叫做爱迪生病，如果在实验中将皮质割掉，几天后就会有死亡现象。
1924年，科利普（Collip）首先提出副甲状腺激素的有效成分，并发现它表面上具有蛋白质的性质。它调节钙与磷的代谢。如果缺少这种激素，血钙就会降低，而出现手足搐搦的现象，即神经系统的过度兴奋，肌肉痉挛的发作；在施行手术割除生病的甲状腺时，由于同时割掉了不认识的副甲状腺，常常发生这种痉挛现象。
激素研究方面最有兴趣的一件事也许就是人们认识到垂体具有控制与统一调节作用。垂体激素负责刺激性激素的分泌和黄体的形成，这样就决定了青春期的开始，女性的月经周期的维持和妊娠的过程。垂体主宰授乳的开始，我们可以在没有卵巢的雌性动物（甚至雄性动物）的乳腺上来证明它的作用。垂体分泌物还影响甲状腺与肾上腺皮质。垂体提取物（垂体素），往往能促进身体的代谢，增长脂肪的氧化，而降低碳水化合物的消耗。垂体激素的化学结构还不明白，但它们似乎具有蛋白的性质。
有些作者把激素类扩大到另一类所谓“神经分泌”的物质。它们以化学反应方式把刺激从神经末梢传到起反应的细胞。1867年便发现一种这样的物质，名叫乙酰胆碱。1906年更发现乙酰胆碱注入血循环内，能暂时扩张小动脉，所以有显著而短暂的降低血压作用。乙酰胆碱的这一和其他反应，与刺激迷走神经或副交感系统其他神经所引起的反应相仿。因此，洛伊（Loewi）与纳夫腊迪耳（Navratil）断定乙酰胆碱可能是神经冲动的化学传导物。由于一种特殊水解酶的作用，乙酰胆碱在组织里的时间异常短暂，长期不能从动物身上提取出来，到1929年，戴尔（Dale）与达德利（Dudley）才从脾内取得。正如乙酰胆碱似乎是从副交感神经系的末梢释放出来一样，刺激交感神经系统也能产生一种传导物质。对这方面的研究成果有很大贡献的坎农（Cannon）把这种物质命名为“交感素”。许多方面，它和肾上腺素（即肾上腺的髓质所分泌的激素）相象，例如升高血压与心率，但是人们以为这两种物质并不是一种物质，只不过彼此协作而已。
现代生理学和生物化学正在慢慢地闯入医学中。临床医学也不但提出问题，而且还为基础科学提供情报。我们可以以消化现象为例。现在我们对消化现象的了解，实在应归功于博蒙特（Willam Beaumont）对于一位胃上受了枪伤的人的消化过程所作的观察（1833），伯纳德（Bernard）关于消化道的研究以及巴甫洛夫后来关于消化腺的实验，这样就把生理学、病理学和治疗学结合在一起。由于放射学的出现，由于1897年坎农使用一种含钡的不透光食物，临床医学家现在已经能够观察消化道，这是从前所不能办到的事。
哈佛的迈诺特（Minot）的研究成果说明饮食具有治疗作用。他发现让病人食肝或注射肝提取物就可以洽愈从前认为不治的贫血症或阻止其继续发展。1928年，卡斯尔（Castle）发现用正常的胃制成的肉类产品也有类似的作用。1935年梅伦格拉奇（Melen－gracht）证明猪胃的幽门腺也包含有这种防治贫血的物质，这种物质在正常情况下是在胃里形成，从肠里吸收，而储蓄在肝内的。实践医学与理论生理学相互促进的另一个例子，是矿工痉挛病。在高温下从事沉重劳动的人出汗过多，由汗里失去过多的盐；如果他们只喝淡水，体液过度稀释，便发生痉挛而不能工作。矿工、火夫与冶炼工人自然爱吃重盐食物。近来根据生理学家的建议，发现让这些人饮用盐水，代替淡水，就可以避免这种痉挛病。
病毒
本书前几版发行以来，超显微镜的病毒研究大有进展。许多疾病如天花、麻疹、黄热病、流行性感冒和普通感冒经过长期研究，现在已经认识到都是由于病毒所致。牲畜的口蹄疫，大瘟热，植物的郁金香折断病，马铃薯卷叶病，烟草斑纹病等就是现在发现起因于病毒的感染的几个尽人皆知的例子。
用未涂釉的磁器或压实的浸溃的泥土过滤有细菌存在的液体，可以把细菌过滤出来，但病毒却能随液体通过这些滤器。1892年伊凡诺夫斯基（Ivanovski）用烟草斑纹病证明了这个事实，七年后贝兹林克（Beizerinck）又重新发现了这个事实。莱夫勒（Loeffler）与弗罗施（Frosch）证明口蹄疫也有同样的现象。不过，现在我们可以用火棉胶片制成特种滤器。这种胶片是用硝化纤维经过戊醇和丙酮处理后制成的，胶片上面有大小规律的微孔；微孔的大小可由水流穿过胶片上的一定面积的流速测定。
利用这种胶片我们就可以估计病毒粒子的大小，可是由于病毒形状不同，如有的是棒形，有的是球形，仍然有困难。别的几种方法是照相、紫外显微镜、高速离心机或让磁场对真空里的电子射线起作用的电子显微镜。用这些方法所得的结果大致相合。病毒的大小不等，大的接近小的细菌（300毫微米），小的如口蹄疫病毒仅10毫微米，而一毫微米是一毫米的百万分之一。
我们所面临的主要问题是病毒的本质。它是微小的生物抑或较大的化学分子？美国普林斯顿（Princeton）的斯坦利（Stanley用化学方法从烟草斑纹病病毒的悬浮液中得到一种高分子量的蛋白质，具有病毒的一切性质。这种蛋白质有晶体的亲合力，而有些病毒是有规则的晶体。同时它们又具有生物的某些性质；病毒所造成的病有传染性。病毒粒子可以在新寄主身上繁殖。戈特纳（Gortner）与莱德劳（Laidlaw）都主张病毒是寄生物的一种高度分化的形态。我们或许可以把病毒看做是一种利用寄主的原形质的无包被之核。
病毒的化学说和生物说都满有道理，因此，我们或许可以跟着肯尼思·斯密斯（Kenneth Smith）说：“现在还没有生物的确切定义或生命的确切衡量标准。在这里我们也只能引证一下亚里斯多德在二千多年前说过的一句话：‘从无生命王国到有生命王国，大自然是逐渐过渡的，其间的界限是不清晰的和暧昧的。’”现在让我们暂时放下这个未解决的问题，至少在还没有得到更多的证据以前，把病毒看做是介乎生命与无生命之间的模棱两可的实体吧。
病毒转移的方法有多种。在动物寄主身上病毒可以通过血液、神经或淋巴转移，视病毒的种类而定。至于由一个寄主身上转移到他一个寄主身上的方式，那常常是一个复杂的过程。要研究这个问题，可能就得进行大量实验，有时还会毫无结果。有些病毒在水中生活，有些在空气中生活。流行性感冒病毒浮悬在空气中的水滴里的时候，还可以保持其传染性达一小时之久。烟草斑纹病的病毒就是在空气内生活的一个例子。有时新寄主身上要有伤口，如动物身上的抓伤，植物根毛上的裂缝，病毒才能进去。有些病毒以昆虫为媒介，如靠吃玫瑰生活的蚜虫。大多数带病毒的昆虫都是在吸取花液时通过它们长长的吸嘴感染毒素的。番茄与观赏植物的病毒是靠牧草虫传播的，绵羊的狂跃病病毒和牲畜的红孢子病病毒，是由蜱传播的。斯密斯发现一种植物病，要有两种病毒才能引起这种疾病，其中一种由昆虫传播，另一种用别的方式传播。这里只举了几个例子说明其间的关系是怎样复杂而多样。
有许多动植物的疾病的传染方式还不清楚。口蹄疫向我们提出的问题尤其困难。某些传染病的一次流行与另一次流行之间似乎没有什么机械的联系。普通昆虫似乎不是媒介。病毒可以逆风传染，因此，病毒大概不是由风媒传染的。某些动物，如兔、鼠或猬有时可能是祸患的根源。也有人认为病毒是一种名叫欧椋的候鸟群，由大陆带到英国去的。有一事实是为佐证，那就是，这种候鸟不去的苏格兰，很少发生那些突如其来的流行病。
免疫
有关病毒的性质与其传播方式的实验，使人们能够更有效地防治和控制它们的危害，虽然某些早期的经验方法也是有成效的。本书第七章内已经讲过，天花病毒的移植和以后的牛痘的接种，是首先由杰斯提加以试验，后来又由詹纳加以更充分的研究的。人们常常发现病人得过一种传染病以后，就可以不再感染这种疾病。詹纳所用的牛痘或疫苗是一种微弱的天花病毒，可以引起一种和缓的局部病害，其所以能帮助身体抵抗病毒的感染，大概是由于形成了保护性的“抗体”（或“免疫体”），这种抗体和得过天花以后体内所产生的抗体一样。同样地，巴斯德利用感染狂犬病的家兔的脊髓制出了狂犬病的弱化病毒。如果将这些弱化病毒注射在刚得病的病人身上，在有毒的病毒还来不及分生的时候，病人身上就产生了防护性的抗体。
这种名叫“免疫”的复杂过程的性质还不很明白。1890年贝林（Behring），北里柴三郎（Kitasato）在打破伤风有免疫性的动物血清里发现了“抗毒素”，不久又通过观察了解到动物有制造抗毒素的能力，而且这是一个极普遍的现象。
化学家兼细菌学家欧立希（P．Ehrlich）对早期的免疫学有很多贡献。他在1891年证明植物蛋白，如蓖麻子和相思豆，注射在动物体内以后，都会促成特殊的抗毒素的产生。
十九世纪末，人们才认识到在细菌和许多蛋白性的物质注射体内后，身体的反应是产生一些新化合物，去中和注入体内的物质。这些出现在血液或组织里的新物质叫做“抗体”，而激发产生抗体的物质叫做“抗原”。
近来，兰德斯太纳（Landsteiner）又阐明了抗原的特殊性质的化学基础。他把重氮化的芳香胺与蛋白配合起来，制成了人造抗原，并且证明，这一特异性是重氮化胺造成的，而不是分子的蛋白部分造成的（1917）。1923年海德尔伯格（Heidelberger）与艾弗里（Avery）又前进一步。他们发现肺炎球菌的“可溶物”有抗原作用，按其化学结构来说是无氮的多糖。
抗原与抗体之间的反应还难于说明；至于免疫反应，有人说这是带相反电荷的胶体质点的组合，也有人说这是一种吸附现象。欧立希认为抗原与抗体按一定的比例而生化学变化。以后海德尔伯格与肯德尔的研究（1935）提供了有力的证据，说明抗原与抗体按倍数比例化合，因而海德尔伯格说这些化学反应很可能遵照经典的化学定律。
