假如有这么一位时间旅行者，他从16世纪早期一下子进入18世纪，他可能会因不再认得这个世界而迷路。17世纪伟大思想家的多种才华，改变了物理宇宙的面貌。地球不再是宇宙的中心，只不过是围绕太阳旋转的另一颗行星。太阳本身以及整个太阳系都在运动。亚里士多德和托勒密那美好而完善的天球已经远逝。恒星都在动。天文学家说，充满整个天空的似乎是其他星系，所有这些星系都在运动。有人猜测，在那些星系中，还有其他太阳系围绕着它们的太阳旋转。似乎是，每件东西都在运动、永不停息，并且可通过数学进行推算。
只有在博物学这一领域——就是我们今天所谓的生命科学——那位迷路的时间旅游者才能找到熟悉的思想。此时，物理科学家已经把运动，而不是静止或永恒性，当做自己的指导原则。但是对那些研究生命体的人（博物学家）来说，在18世纪之初，一个古老的观念仍然占据着统治地位：存在巨链。这就是18世纪初期统治生物学的至上观念：生命形态是上帝创造的，是固定不变永远同一的，各种生命形式都是一个伟大计划中的一部分，就像梯子上的一条横档，或者链条中的一环。
存在巨链的思想起源于古希腊，被基督教哲学家进一步完善，主张能够存在的每一件东西都早已存在，而且总是存在。也就是说，从无生命的物体到生命体，不管是昆虫还是鱼或者人，都沿着一条由低等向高等逐步排列的链条各就各位，且次序稳定不变。在这一链条中，植物的位置高于岩石，动物又高于植物，其中有些动物比其他动物要高，而人类更高。在许多人心里，这条巨链甚至延伸得更远——越过人类达到天使的等级，再延伸，越来越完美，直至上帝。链条上每一等级都是固定不变的，等级的一头低，另一头高。每种生物的位置都是上帝在创世时安排的，以后就再也不能变动或改变。此外，根据这一观念，自从宇宙的开始，就没有创造任何新的物种，也没有任何物种灭绝。因为不管哪种情况发生，都会改变链条上的等级，而这是不可能的，因为上帝已经在最初就完美地安排好了一切。
林奈就是这种观念的虔诚信奉者。但是，正如科学家中常常发生的情况那样，他的伟大工作推进了人类知识，尽管带来的效果恰与他的信念相悖。存在巨链的观念以及对于永恒不变性的坚持，即使在18世纪，就已临近崩溃，而林奈的主要工作——一个不存在等级的庞大分类体系——以某种方式促成了它的垮台。
林奈：一个逃学者
1707年5月23日，林奈出生于瑞典南部，他是一个穷牧师的儿子，他家屋子附近生长有一棵巨大的菩提树（linden tree），“林奈”此姓由此而来。林奈的父亲原本希望儿子像自林奈为动植物建立了第一套结构完善的命名系统。己一样，以牧师为业，但林奈不是好学生，对神学不感兴趣，他宁可逃学去做自己的事情。他不是没有自己的爱好，而是他的好奇心集中于学校不教授的领域：他爱上了植物学。
这种情况使林奈在家里受到巨大的压力和谴责，大多数孩子在这样的情况下也许会变得消沉。但幸运的是，校长慧眼识珠，不仅借他植物学书籍，还和他成为朋友。物理老师也帮他说话，婉转地向他父亲指出，他的儿子很聪明，对感兴趣的课程学得很快。这位老师还指出，对植物学的兴趣有利于步入医学生涯。物理老师的干预看来使林奈一家有所妥协，他甚至把林奈带回自己家，帮他温习功课，为进入附近的隆德大学作准备。
但是在隆德大学，林奈过得并不顺利。他的确对医学不感兴趣。即便他对医学有兴趣，也会深深地失望，因为这所学校正陷于财政困难，系里只有一位医学老师。他很快又产生厌学情绪，再一次逃学，流连于田野之间。
不过，林奈再次福星高照。他寄宿在系里一位名叫斯托保斯（Kilian Stobaeus，1690—1742）的老师家。一天晚上，斯托保斯发现林奈潜入图书馆偷读教授的植物学书籍。当斯托保斯要求林奈解释时，林奈向主人保证他绝不会造成伤害。在解释的过程中，他显示了如此渊博的植物学知识，以至于斯托保斯允许他在图书馆随意阅读并且还给他鼓励和友谊。
然而，尽管有了斯托保斯的友谊，林奈在隆德还是不愉快。由于学业不佳，他转学来到离斯德哥尔摩40英里的乌普萨拉大学，他被那儿著名的植物园所吸引，但是他再次失望。乌普萨拉大学曾经是一所值得骄傲的学校，但那时和隆德大学一样，财政上陷入困境。植物园难以维系，至于医学系，更是连自己的实验室都没有，沦落到只能在药店里开设化学课的境地。
当时的林奈贫困潦倒，不幸又患上了坏血病、头痛病和营养不良症，如果不是幸运地又有一位老教师与他相遇，也许他只好中途从乌普萨拉退学。一天他又逃学（老毛病又犯了），在植物园里研究花的构造，不期然撞上了对植物学有强烈业余爱好的神学家摄尔修斯（Olaf Celsius，1760—1756）。于是重演在隆德的幸遇，他的逃学行为非但没有受到规劝和训斥，反而得到允许，使用摄尔修斯藏书丰富的植物学图书馆。
林奈与摄尔修斯相遇的结果，是这位老人邀请林奈和他住在一起。林奈开始给其他学生辅导植物学，由此赚取一点报酬。在乌普萨拉的教师中，林奈因其植物学知识而逐渐获得声望。
在读了一篇有关植物性别的论文之后，林奈开始了自己的研究，尤其针对植物的雄蕊和雌蕊。研究结果写成了一篇短文，作为新年礼物送给摄尔修斯。摄尔修斯被深深打动，抄了几份，广为流传。其中有一份在瑞典皇家科学院宣读，科学院意识到其价值所在，决定以科学院的名义正式出版。这是林奈第一次体验到成功的滋味。
从那时起，林奈时来运转。他很快被任命为植物园的植物学讲师。
他的生涯开始出现转机，但他被这一从天而降的幸运冲昏了头脑。由于他向来具有个人主义情结，因此他变得越来越古怪和自我中心主义了。他的虔诚（尽管并不打算成为牧师）也令他变得自以为是和道貌岸然。还有，他的野心一发而不可收。多年来，他一直在证明自己以及对别人的要求是正确的，最终，他以正统植物学家的地位被人们接受。
成功的味道是甜蜜的，如此之甜蜜，以致他决定要以惊人的业绩来进一步巩固自己的成功，他要让自己从贫困潦倒的乌普萨拉大学中脱颖而出，远远领先于他的对手们，甚至那些具有更高声望的对手。
拉普兰的旅程
1732年，由于瑞典政府提供一笔小额资助，林奈前往拉普兰进行野外探险，研究崎岖地形中的植物生长。拉普兰位于斯堪的纳维亚的极北地区，就在北极圈内。这段经历是他一生中最为惊心动魄的事件，每次写自传，他都要带上一笔（他写过四篇不同的自传，每一篇都与前面有所不同）。探险活动历时5个月，他所能带上的装备相当简单（全部资助费用仅100美元）。一路上，他首先要设法应付恶劣的自然环境。在徒步穿行荒凉的北方地区时，随时进行记录并采集植物标本。大多数时候，他总是依靠步行，裹着兽皮睡觉，同时也用兽皮当外套以御寒。他沿着博蒂尼亚湾的河谷盆地艰苦跋涉，向着北方缓慢挺进，一路上，要穿越水深过膝的寒冷的沼泽地，在丛林中披荆斩棘，还要翻山越岭。
在斯堪的纳维亚北部地区，林奈总共探测了4600平方英里，大多数时候是在北方寒冷的土地上步行，返回时带回了可观的收集物，其中有100多个新物种。他还带回一套色彩鲜艳的拉普兰人服装，在公开或正式场合，他都会穿上这套服装，好让所有人都记起他的那次探险活动。
回到乌普萨拉以后，他的声望如日中天，但是他的钱包仍然空空。于是，他继续开设讲座，听众和崇拜者自然是越来越多。幸运的是，他爱上了一位富裕医生的女儿，这位医生不仅由衷赞赏这位富有冒险精神且对事业高度投入的植物学家，而且还给了他足够的钱，把他送到荷兰的一个小型大学，去完成医学学位。这并没有费很大的劲，因为几个月内他就拿到学位返回。无论如何，学位使他有所依靠，如果他的植物学生涯难以维系的话。
不过现在，林奈确信他不太需要这种依靠。
让多样性井然有序
林奈在拉普兰的探险，令他感受到植物生命的多样性，于是，他不得不面对其他博物学家也曾面对的一个最古老和最令人困惑的问题。但是林奈已经找到了一种解决方法。当他再次返回乌普萨拉时，他开始写一本早在计划中的小册子，他相信这本书可以永久确立他的植物学声望。
他是对的。1735年出版的题名为《自然系统》（Systema naturae）的小册子，建立了一套独特的生物分类体系，并且还使他成为瑞典最著名的科学家，近代分类学的奠基人。经过许多年的不断修改和进一步补充，他的书终于为植物学家和博物学家处理这一最为棘手和困惑的问题铺平了道路：如何为世界上各种生命形式进行命名和分类。因为只要人们一直在观察并且记录有关自然界的一切，他们必定就会设法去命名对象并且揭示它们之间的相互关系。例如，同样的植物在世界各地不同的地区发现，很可能在每个地区有不同的名称。研究这种植物的自然科学家和学者必须找到一种方法来识别它，这就是说，当他们在交流时必须用同一个名字。在理想情况下，该名字还应当表达该对象的某些特征性的和有用的信息，以便研究者可林奈在拉普兰的探险经历了寒冷的天气和危险的地形，但是他收集的样本足以使他在生命科学领域光芒四躲。以把类似的对象集中在一起研究它们的异同。例如，狗和鲸明显不同：鲸生活在水里，而狗不是。但是狗和猫又有什么不同呢？它们都生活在陆地上，都有皮毛和四条腿。仅把生物分成生活在水里和生活在陆地这两类还远远不够。分类单位太大，很容易误导。事实上，在林奈时代就有一位著名的科学家正是沿着这一思路，把海狸和鱼分在一类，因为它们都是生活在水里。无须说，这绝对是一种误导性的分类方法，其程度之严重，以致于有一段时间基督教会允许在斋戒日吃海狸（那天不允许吃肉，只能吃鱼）！
17世纪末，英国博物学家约翰·雷在解决分类问题上有所进展。但是随着探险家和商人不断向外扩张，新的动植物品种如潮水般涌来，显然寻找某种新的命名和分类体系已是刻不容缓。仅当此时，针对这些激动人心的新发现，才需要投入严肃的科学研究。
林奈知道，他所提出的系统不是“自然的”，也不是自然的根本计划，更没有反映存在巨链的最终轮廓。他的主要目的只是创造一种既实用又方便的命名系统。他取得了如此的成功，以致于他的系统的大部分在200多年以后的今天仍然在使用。林奈把植物和动物分成小的分类单位，他称之为属，这些属再细分为物种。他还用了科学家喜欢称之为双名法的命名法，用一个两分法的系统来命名。由于拉丁文当时是国际上通行的科学语言，所以他的命名都以拉丁文表示。这一传统一直延续到了今天。每一个双名前面是属（更大些，包括下面的单位），后面是种（更小，更专一化的分类单元）。他把有某一共同点的动物或植物归为一属，（例如这种共同点通常表现为一种结构、体型或某种特定的繁殖方式）例如，斑马和马显然有相似性，而马和狗的共同之处就少多了。所以，林奈把马和斑马分在同一属［马属（Equus）］中。相反，狗分在狗属（Canis）中（顺便提及，同一属中还有狼）。共享的属名表示在属这一单元上有相似性，但斑马和马还是有区别的。所以斑马就叫做马属斑马林奈总是穿着拉普兰人的服装，即使回到家里。（Equus zebra），而马取名为马属家马（Equus caballus），名字的第二部分表示种，强调的是属中不同成员的独特方面。林奈承认，命名过程颇费心思。关键在于是什么构成一个物种：能够互相繁殖的生物体吗？不能繁殖的生物体，例如骡子，怎么办呢？林奈写道：“智慧的第一步，是了解这些物种本身。这一概念在于对物体有确切了解，系统地将其分类，给予它们适当的名字才能区分和了解物体。分类和命名将是我们这门科学的基础。”在很大程度上他是对的。毫无疑问，他的系统给生物学研究带来了一种方法。随着《自然系统》的发表，林奈随即名闻遐迩。最后对于大多数人来说，分类的僵局似乎就是被这位瑞典博物学家打破的。林奈成了民族英雄，成了植物学界的王子，当时有许多人就这样称呼他。
与17和18世纪的许多其他科学革命不同，林奈的伟大突破似乎给人这样一种错觉，即它并不带来意识形态的反叛。不像哥白尼和伽利略，他并没有让太阳系颠倒，也没有威胁已有的宗教思想。相反，他似乎只是沿着亚当的足迹，给上帝的创造物取名。他建立的只是尘世间的秩序，而不破坏宗教的秩序。存在巨链仍然完好无损。他的研究和分类使他相信，根据上帝的计划，物种的不变性乃是自然的法则。每种创造物，在链条上有其确定位置，那是由创世主亲自设计的。尽管有证据表明，林奈后来就新物种的起源问题，看法稍有改变，但他的意图，他最著名和最有影响的工作，依然强烈支持这一传统观点，即物种不变和上帝在创世中的独特作用。
他写道：“不存在新的物种，（1）因为同类个体总是代代繁衍；（2）因为每一物种中的成员总是其后代的源头；（3）因此必须把这种血缘上的一脉相承性归于某个全能全知的存在，也就是上帝，他的工作就叫创世。每一个生命体的机制、定律、原理、构造和感觉都证明了这一点。”
尽管他拒绝步父亲的后尘加入牧师的行列，但他相信，他的工作允许他追踪一条更重要的途径，正如他后来所写，这条途径见证了“创世主的真正脚印”。由于性格中向来充满各种矛盾，林奈从未放弃过他的傲慢，也没有放弃他的虔诚追求。
所以，对于大多数人来说，林奈新系统的问世就像是智力奇迹。从瑞典一所穷困潦倒的大学里突然冒出希望，最终居然解决了长期以来就存在的分类难题。林奈为辨认极其多样的生命体带来了秩序和方法。几乎同时，他的系统还在世界范围里引发一场收集标本的热潮。林奈本人也指导许多热心的学生们周游世界，寻找新的发现。这是危险的工作。有人估计，林奈的学生中有三分之一死于这种探险过程中。但是，神秘的新物种再也不会被冷落在角落里，遗忘在储藏室里或者秘藏于博物馆了。现在每一种植物或动物都可以被标记或者“辨认”，每一个新发现都可以找到它的适当位置，为迅速扩展的自然地图增添有用的新知识。
由于库克船长等人的远航，物种的数字迅速猛增。林奈知道并且给予科学名字的有4200种动物和7700种植物。今天已经逐渐扩展到350000种植物和100万种以上动物。对于一名主要靠自学成才的博物学家来说，林奈的体系确实是一巨大成就。1738年，他一返回瑞典就参加医学实习，1741年被指定为医学主任。一年后，他搬到乌普萨拉任植物学教授。1761年，林奈，这位瑞典穷牧师的儿子，被任命为瑞典贵族院议员，并且册封为卡尔·冯·林奈。他1778年去世，把一个传奇般的受人尊敬的形象留给了他的祖国。
但是，并不是每个人都认同林奈的工作，既然其中有着明显的错误和缺点。在倡导理性批判和怀疑主义的18世纪，许多科学家和哲学家对于其中的矛盾深感不安。其中有些批评在接下来的19世纪形成了一场生物学中的革命，这场革命甚至比17世纪伟大的哥白尼革命更要波澜壮阔。这就是进化论。
林奈总在反对任何进化思想，但它已初现端倪了。他相信，所有物种都是在最初被分别创造，他确信，在创世之后没有形成过新物种，也没有任何物种灭绝。
林奈的工作被他的追随者稍加改动，其中就有居维叶。居维叶改动了一些细节，使命名系统因注重相互关系而更贴近自然。但居维叶和林奈都未曾预料的是，这一由严格保守的瑞典植物学家建立的命名系统，在下一个世纪里，却因达尔文及其进化理论的出现而无情地被抛弃。
布丰和自然界的多样性
布丰在蒂简附近他自己的蒙特巴庄园里，用了好几个夏天研究自然和读书、写作。在那些对林奈及其新命名系统抱怀疑态度的人中间，最严厉和最有影响的是布丰伯爵。布丰和林奈同一年出生，布丰出生于法国，他在许多方面与林奈正好相反。林奈出身贫寒，大半生得为钱而奋斗；布丰却拥有富裕并受过良好教育的双亲。林奈对宗教虔诚（他的批评者常常说他写得就像他亲历创世现场一样），而布丰则是一位怀疑论者。林奈工作严谨，富有条理；而布丰却以直觉和思辨为主。林奈的对手称其乏味、严格、自以为是，而布丰的对手则称其为纨绔子弟、花花公子。
然而，除了社会地位和个人性格，两人还有更根本的差别。对于林奈来说，世界是上帝壮丽和完美的作品。在这一完美的作品中，他自己只是扮演了“谦恭的”角色。但林奈相信，他的所做要比“谦恭”更多些，因为他在完成亚当未竟的事业——通过辨认和命名，有助于我们理解上帝所创造的宇宙的奇妙、秩序和目的。
布丰的世界则不受神意所控制，它仅受“定律要素和力的相互结合”所控制，是牛顿式的世界，按照自然定律行事，有自己的目的，而不是按照神的目的或计划。在牛顿看来，这是一个运动和连续的世界。
和他的同代人伏尔泰一样，布丰在英国度过了一段时期，之所以离开法国，是因为年轻气盛，参加决斗而被放逐。也像伏尔泰那样，他立即被牛顿学说那严谨的逻辑和巨大的成功所吸引。为了更好地掌握英文，他把牛顿的一本微积分著作翻译成了法文，并且还熟读英文书籍，首先是物理学方面的，这是他早期的兴趣，后来转向植物学书籍。当他返回法国时，他不仅大致掌握了牛顿力学的概念和典范，而且还大致领略了英语的习惯用法和风格。
布丰决心向世人呈献他自己的综合性的宇宙观，对于一个从前的花花公子来说，这不啻为是一种雄心勃勃的计划。幸运的是，他的工作在1739年得到了法国科学院的承认，他被选为预备院士，32岁那年被任命为皇家植物园（Jardin du Roi）主任。在这个岗位上他能够采集大量标本，并使这座植物园成为一流的研究中心。
自然历史的百科全书
皇家植物园为布丰提供了一个充分发挥才干的舞台，他不仅才华横溢、文笔生辉，而且还有足够的自知之明，懂得自己还需要更多的训练。他在巴黎过冬，不过夏天总在蒂简附近他自己的庄园蒙特巴度过，在那里他为自己制定了一个斯巴达式的作息时间，每天早上6时起床。因为知道自己有赖床习惯，他就另付小费，要贴身男仆按时叫他起床，每天的工作仅仅中断两次：整理头发，搽粉。这个习惯坚持了50年。杰弗逊在当美国驻法大使时，曾经被邀请到蒙特巴庄园吃饭，他回忆说：
“这正是布丰的习惯，除了吃饭时间，他都在工作，并且决不会客，无论客人以什么理由。但是，他家的大门总是敞开，包括花园。有一个仆人非常周到地引导参观，并且邀请所有的生人和朋友留下来吃饭。我们看见布丰在园子里，但是会尽量避开他。不过当我们在一起吃饭时，这时的他，就像平时那样，是一位非常健谈的人。”
布丰于1745年开始写他的百科全书式的《自然史》（Histoire naturelle）。最早的三卷在1749年出版，立即获得了巨大成功。尽管他原先计划只用几年时间出上个若干卷，但事实上这个工程却花费了他大半生的时间，最后在他生前有36卷问世（在其他人的帮助下），另有8卷在他死后出版。
尽管布丰在写作时间上有着严格的规定，但是他并不是一个训练有素的科学家。尽管他倾心于牛顿革命，但在实际研究中，他并不遵守脚踏实地的观察、实验和数学分析这一套科学工作的基本准则。布丰试图建立一套宇宙的总体图景，在此过程中，他要利用牛顿力学的概念和新机械观，来考察宇宙的每一个细节，并对它的组成及其由来提出思辨性的看法。
尽管巨著本身具有现代性，但这一令人兴奋的努力却在许多方面把当代读者引向古人，布丰指出，古人都是“……伟大的人物，并不局限于单一领域的研究。他们有崇高的胸怀、宽广而深厚的知识以及广阔的视野”。仿佛是对批评有先见之明——并且也许是暗指观察细致的林奈，他继续说道：“……乍看上去，它们给人的印象似乎是缺乏细节描述，但只要在阅读时稍加思考就不难明白，微不足道的细节并不值得付出更多的关注，正如我们最近已经给予它们的关注那样。”
布丰在负责皇家植物园期间，大大护展了园里对稀有和异常植物标本的收藏，使这个地方成了对外国显要人物和其他访问者很有吸引力的场所。不用说，从布丰长达40多卷和近50年的思考和写作中，今天的读者可以找到许多缺陷、矛盾、错误和马虎的地方。但重要的是，要意识到《自然史》在当时所具有的震撼力和巨大影响。它们激励了其他受过更严谨训练的思想家，去抓住布丰思想中富有挑战性和思辨的内容，从而集中对它们进行更为细致深入的研究。
在第一卷中，布丰开门见山地说明他与林奈系统的不同，嘲笑林奈的系统是枯燥无味的分类，总的说来是“人为”体系。他认为：“错误在于没有认识到，自然过程总是一步一步发生的。……从最完善的生物到最不定型的物质，其间几乎总是存在不可察觉的界限……将会发现存在大量中间物种和对象，它们居于两个等级之间。不可能将这类对象固定于一个位置，要把它们放入一个普遍系统，必然是徒劳的努力。”
那么，布丰提出的是什么呢？说起来还真不好把握，因为他的思想总带有思辨成分，又在不断变化，并且分布在许多年的工作和许多著作中。他的出发点是这一信念：所有分类系统都只不过是人类使用起来方便的产物，至于自然界本身并不是按纲、目、属和物种这样间断的分类单位而组成。无论这种分类体系对自然界的研究者是多么有用（或者有害），它们只不过是人为和任意的排列。布丰说，自然是由单个有机体组成的，这些有机体相互之间呈现微小而连续的渐变。然而，随着岁月转移，他的分类思想显然在改变。1749年，在他最早的作品中，他强烈地怀疑，对于丰富多彩的生物世界，任何分类系统都是可能的。但到1755年，他承认存在相关物种。不过他说，物种是“自然界中唯一客观和基本的实体”。所有其他的分类仍然是人为和误导的。
如果布丰就停留在这一步，那么今天我们所知的布丰也许只是18世纪科学史中的一个平凡而又有趣的注脚而已。但是，不像其他博物学家，他蔑视这类读物，其中“充满大量干巴巴的术语”和“乏味做作的手法”。布丰的雄心在于编织出一张更宽广的网，以生动形象的手法来再现一个完整的自然界，提供一部有关地球的面面俱到的历史，作为生命体的家园，地球就是一部运动中的巨大机器。事实上，运动正是其中的关键。因为布丰一开始就相信，生命本身也许就是这一巨大运动中的一部分，亦即，就像作为生命家园的地球及宇宙一样，生命，也不是静止的而是处于演化之中的。
内在模式
针对地球历史的漫长性，布丰已有相当令人诧异的见解，尽管他竭力避免跟教会当局引发冲突，因为教会反对这一说法，即地球可能比《圣经》所说的6OOO年更为古老。
然而，生命是布丰最感兴趣的对象，一旦他着手描述地球历史，就开始针对地球上生命形式的演变提出重要而又有趣的见解。尽管这些见解散见于许多著作和多年来的工作中，其中不乏离奇性，有时还相互矛盾，但这些想法的本质却暗示了一场重大智力转移的开始，它超越了静态的生命观，冲破了存在巨链带来的思路上的束缚，并且为19世纪达尔文的伟大工作铺垫了基础。
布丰开始思考生命及其演变时，心中有一个强烈的信念：生命，也像宇宙一样，只有用严格的机械论，也就是说，用牛顿学说的术语，才能作出解释和得到理解。布丰寻求的是物理解释和因果关系。牛顿以他对引力的工作，已经证明这类物理关系并不总是一目了然。物体之间的相互作用并不一定要相互接触。它们甚至不一定要靠得很近：想想太阳和月亮对地球的影响。布丰相信，在生命科学中，可以作出同样的假定。
当思路不畅时，布丰偶尔也会即兴发挥。他从胚胎这一长期存在的问题着手。布丰采纳某些人主张的理论，认为胚胎是在子宫里由雄性和雌性精液混合形成的（尽管今天听起来有点奇怪，当时雌性精液却是常用之词）。受时代局限，他作了这样的推理：精液是由“有机粒子”构成的，它们可能来自食物，也可能来自大气，因为那里充满了微小的生命粒子。他解释说，一旦这些粒子进入精液，随后它们就会自行组成胚胎的复杂结构。然而，这些粒子怎么“知道”组成某一特定物种，而不是另一种呢？
在这里，布丰试图围绕一个旧观念来做新文章，这一旧观念就是柏拉图的永恒“本质”，但不太成功。这就是说，理想形式存在于时间和空间之外，与特定的表现无关。布丰认为，每一物种都对应一个“内在模式”，它通过某种方式指导粒子进入它们恰当的位置。（这个“内在模式”是什么？它是怎么来的？实际上又是怎样操纵粒子到位的？布丰从未给出令人满意的解释。）作为这一内在模式的产物，物种是“固定的”。每个物种都是特定模式的确定和特殊产物，内在模式从最初起就存在于宇宙之中。模式决定一种生物体的全部细节，使无序的有机粒子形成具有特殊性状的动物或植物。布丰甚至想到，这些事先存在的模式会在其他行星上产生同样的物种，与地球上的物种完全相同，如果恰当的温度和其他环境要求都得到满足的话（这在当时可是一种激进思想）。在他的“内在模式”假说中，布丰还是与那些更激进的唯物主义者有所不同，他们认为，所有生命的起源都是自然发生的结果——是随机的，完全由环境决定。
但是，尽管布丰坚持永恒观念，但他也意识到，物种看来是会变的。在他的观察过程中，他注意到，例如，存在退化的器官，它们发育不全，而且显然毫无用途。他写道：“猪，看来并未体现原初特殊和完善的计划，因为它是其他动物的混合物：它具有明显无用的部分，或者有的部分派不上任何用场，它的脚趾骨骼发育完全，然而全然无用。”这些“无用的部分”似乎暗示在物种中存在不完美性。如果每个物种都从一开始就发育完善，而且自那以后从未变化过，那么，为什么现在会存在这些不完善呢？他解释说，这个对环境作出回应的过程，就是“退化”。但是布丰也相信，只要引起退化的环境影响消失，那么，物种就会回到它的原始形式。这里，他再次和后来的进化论有所区别，进化论把这些变化看成是一系列连续变化的一部分，而不是临时或者可逆的变化。
布丰的遗产
布丰富有挑战性，文笔优美，是一位相当有影响力的科普作家，其影响不仅面向当时的年轻动物学家，而且还有整个公众阶层。他的著作大部分是由专论组成，内容涉及各种哺乳动物，既有科学价值，也有文学价值。尽管他的不少思想洋洋洒洒大而无当，但针布丰清晰的描述和浩瀚的著作，包括他对《百科全书》的贡献，留下了丰富的遗产，尽管他的哲学立场往往很难界定。对林奈的过于拘泥细节而言，他的这种居高临下式的手笔却能带来启发。他拒绝物种演变思想，坚定地否定任何这种可能性；但是他所收集的事实似乎又与他支持的“物种固定”论相悖。事实上，达尔文把布丰看成是“当代以科学精神来论述物种起源的第一位作者”。
布丰那闪烁其词的议论也许就是为了避免教会当局来找麻烦。他的不少更激进的同事认为他过于模棱两可。或者也许他的著作只是反映了在漫长的写作期间他自己看法的变化。然而，他并没有完全逃过教会的愤怒。1751年6月15日，布丰被传唤到索邦神学院，告诫他放弃《自然史》的某些部分，据称是因为触犯了教义。当局特别提到这样一些部分：地球年龄，行星从太阳中诞生，以及真理只能通过科学得到等论点。布丰答应不再出现这些犯规的异端邪说，并且在今后降低写作调子。但是他继续写得富有挑战性，只是更谨慎而已。布丰死于1788年。更多因为他是贵族一员而不是他那富有争议的思想，革命者捣毁了他的坟墓和为他建立的纪念碑。但是，他的精神鼓舞了当时好几位伟大的博物学家，其中包括拉马克（Jean Baptiste Lemarck，1744—1829）和居维叶。
动物机器：生理学、繁殖和胚胎学
布丰，当然不是唯一被指控为信奉异端邪说的人。18世纪再没人像《人是机器》（L’Homme machine）（1748）一书的作者拉美特利（Julien offroy de La Mettrie，1709—1751）那样，典型地代表了后牛顿时代的唯物主义学说，也再没人比他更激怒教会当局的了（也许，除了伏尔泰之外）。
拉美特利与当局交恶已有一段很长的历史。早年他曾把布尔哈夫（Hermann Boer haave，1668—1738）的著作翻译成法文，遭到巴黎大学医学系的谴责（巴黎大学非常保守，巴黎皇家植物园教授朱西厄（Bermard de Jussieu，1700—1784）从黎巴嫩带回一棵雪松，正在运往法国。库克船长的世界探险和林奈的拉普兰之旅大大地扩展了科学家对世界其他地方生物多样性的认识。结果导致标本大量流入，这有助于对生命过程和特性的新理解。一直不愿接受16世纪和17世纪维萨留斯和哈维的工作）。布尔哈夫是荷兰广受尊敬的医学和化学教师与作家。作为一位顽强的叛逆者，拉美特利继续出版针对学校当局的讽刺性小册子和一些“异端书籍”，不怕引火烧身。尽管拉美特利本人是牧师，却毫不在意地提倡与宗教教义唱反调的唯物主义思想。
拉美特利最著名的著作《人是机器》在莱顿出版（莱顿在荷兰，那时荷兰比法国更开放），也许是希望避开保守的法国教会。在这本书里，他把人描写成完全受物理和化学因素控制的机器。这是一种激进的思想，是牛顿革命最终运用于人类本身的尝试。他还否定了笛卡儿的二元论，二元论强调的是把心灵或灵魂与躯体分开。拉美特利坚持说，人只不过是另一种动物，是一种“会说话的猿猴”。由于这本书，拉美特利破天荒地为近代生物学奠定了基础，因为他认为人与动物并无本质区别。
拉美特利与其说是一位科学家，不如说更像雄辩家和哲学家，受到他以及在他之前的哈维工作的激励，着手系统地探讨生物体的机理。在这一过程中，下述三大领域是主攻目标：努力理解使机体得以维持的生理学机制（包括消化和呼吸）、繁殖过程和胚胎发育。
哈勒被认为是最伟大的近代生理学家之一。对于后牛顿时代的生物学家来说，躯体机器是那个时代的观念。哈维已经用他的血液循环研究证明，血液通过动脉和静脉就像水通过管道一样，靠瓣膜控制，靠心脏压送。没人会在这一观念面前止步不前：躯体和机器的对比只能到此为止。
动物为何能动
18世纪最杰出的生理学家之一，哈勒（Albrecht yon Haller，1708—1777）出生于瑞士伯尔尼。与许多学生一起（他也是那个世纪里的一位伟大的教师），他逐个考察器官的构造和功能，使解剖学成为一门实验科学，还把动力学原理运用到生理学研究。
列奥谬尔仔细研究昆虫（诸如毛虫和蛀虫）的行为。哈勒是一位严格和勤奋的实验家，他对观察、记录和求知的渴望是如此之强烈，以致于直到临终，他依然保持着科学家的习惯。弥留之际，1777年12月12日，此时他的身边围绕着医生和朋友，他把手指放在手腕上，感到微弱的脉搏渐趋衰弱，于是，他平静地报告说：“动脉不再跳了。”
在生前，哈勒以同样的果断，探讨了肌肉的应激性和神经的敏感，从而为循环系统生理学作出了重要贡献，其中包括循环时间和心脏的自主作用，并且首次对呼吸进行了扎实的讨论。
他的《生理学原理》（Elementa Physiologiae Corporis Humani）一书被誉为是18世纪最权威的著作。19世纪的伟大生理学家马让迪（Francois Magendi，1783—1855）曾如此埋怨，每当他想到要做一个新实验时，就会发现在《生理学原理》一书中哈勒已经给予详尽的描述。哈勒系统地扩展了解剖学知识，用实验把这些知识和生理学联系起来，并且把动力学原理运用到生理学问题上。
在活体实验（以活着的有机体为对象）中，他充分运用扎实可靠的方法，逐步深入到功能和过程的细节之中。他把“应激性”（irritable）定义为接触时会发生收缩，把“敏感性”（sensible）定义为当受刺激时把信息传递给大脑。他试验过各种刺激方法——扎、捏和某些化学品。他还测试各种器官，如腱、骨、脑膜、肝、脾和肾，发现全都不具敏感性。他还发现肌肉的应激性是由于神经的刺激。例如，通过刺激某些神经可以使膈膜收缩。这样他就深入阐明了在那些活体肌肉组织或刚死去动物中自发性收缩现象的本质。
他的方法往往是分析客观的，并且在已发现的数据基础上向前推进。在谈及他对大脑和神经系统的研究时写道：“由于大脑和神经的特性相同，它们的功能也一定相似。在研究时，我们要尽可能地运用实验，无论如何在一开始，就要严格限于感官提供给我们的证据。”
意大利生理学家莫尔加尼（Giovanni Battista Morgagni，1682—1771）对于患病组织（而不是健康组织）的考察，给疾病起因和进程从解剖学的观点提供了新的见解。他对640具尸体的解剖，使病理学得到了发展，因此莫尔加尼可以看成是病理学的他始人。他从实验中发现，只有神经才是感觉器官，所以身体中只有与神经系统连接的那些部分才能体验到感觉。
哈勒持之以恒地投入工作，实验报告总附有证据。当然，他可能会受一个错误理论的误导而给出自己的有影响力的看法，但是他集中代表了那个时代的生物实验家。总的说来，他最大的贡献体现在对生理学研究的精神和方法的影响上。尽管今天的他相对不为人所知，但他的影响却遍及当时的欧洲。
列奥谬尔（Rene-Antoine Ferchault de Reaumur，1683—1757），昆虫学的创建者之一，他就昆虫的生活周期和行为写过一部六卷本的纲要。他对活昆虫的观察如此细致，以致为他的同代人和对手布丰写作《自然史》奠定了基础。其实，索邦神学院要攻击的正是布丰背后的列奥谬尔。
在他的著作中，列奥谬尔还强调要关注昆虫的大类，而不是仅仅陷于对个别物种的细节描述上，从而为居维叶以及他对林奈分类系统的修订打下基础。列奥谬尔还发明了一种温标和一种陶瓷，他的研究人员帮助建立了法国的镀锡工业，对法国炼钢工业也有很大贡献。但是在生物学中，深入揭示消化过程也许是他的最大功绩。
他有一只宠物鹰，这只鹰会把不能消化的东西吐出来。列奥谬尔训练它学会吞下金属细管，管端开口，里面含有海绵。当这些细管果然被吐出后，他检查海绵，发现有被消化的迹象，因为里面渗透了胃液。列奥谬尔分离出胃液，证明当它作用于肉食时，会使肉食软化。他写道：“当我把鹰的少许胃液沾于我的舌头上时，尝起来有点咸，而不是苦，尽管……被胃液作用后的骨头尝起来不是咸而是苦。”他还发现，当他把一小块肉放在金属细管里，鹰吐出后已被部分消化，而不是像有些理论家认为的那样，或者成为粉末状，或者腐烂掉了。
伟大的生命科学实验家斯帕兰扎尼正在进行鸟类消化实验。斯帕兰扎尼（Lazzaro Spallanzani，1729—1799）继续列奥谬尔的实验，他意识到，当测试胃液对肉的作用效果时，温度应与实验动物的体温保持一致。斯帕兰扎尼用其他鸟类做了同样的试验，其中有一只乌鸦，他用一根线取出已部分消化的食物，发现在7小时之后，大部分食物已完全被消化汁溶解。
然而，斯帕兰扎尼并不满足于这些结果，他走得更远，竟拿自己做实验。尽管担心自己也许会窒息而死（事实上，列奥谬尔的鹰就是这样死的），但他还是吞下一个小亚麻包，里面装有一些嚼碎的面包渣。当小包在23小时后从他身体里取出来时，面包不见了，而小包依然完好无损。他后来又吞下木质小球和盛有食物的开口金属管，管子两端被纱布包住，但是这些使他呕吐。他发现，在这个特殊的课题上，他的科学好奇心已经超出了极限。
拉瓦锡破译呼吸问题
科学上的许多进展依赖于前人已经解决的障碍，此时，当一位具有特定视角、背景和研究技巧的人恰好应运而生时，他或她就有机会脱颖而出。拉瓦锡，一位已经在化学的其他领域颇有建树的科学家，当他面对呼吸问题时就有这样的好运气，因为在他面前所有必须解决的障碍都已被拿下：哈维解释了血液的循环，澄清呼吸运动；马尔比基已经完成对肺的微型解剖；至于气体化学，部分也是出自他本人的努力，已取得前所未有的进展。至18世纪末，气体成功地被分离和鉴定，导致了一场化学革命，现在终于可以开始研究呼吸问题了。
到1777年，拉瓦锡发表了一篇题为《动物呼吸的实验和空气通过肺所发生的变化》的论文。此时他已意识到呼吸过程中涉及两种不同性质的气体，一种是“特别适于呼吸的空气”（氧），另一种是“固定空气”（二氧化碳）——拉瓦锡把呼吸解释成缓慢的燃烧或氧化过程。尽管他的英国同事普里斯特利错失了这一点，但拉瓦锡抓住了关键，呼吸正是利用氧气和释放二氧化碳的过程。他与拉普拉斯合作，设计了一个实验装置，可以定量测出动物热的产生，以便研究呼吸的物理化学基础。利用他们改进过的量热计，可以定量地比较呼吸和燃烧，并得到了令人兴奋的结果。呼吸和燃烧的类比不再只是美好的隐喻。拉瓦锡现在可以在他的《热学论文集》中作出这样的结论：“呼吸过程中，纯空气转化为固定空气时所释放的热，正是维持动物热的主要原因。”
有机体如何繁殖
那些对博物学有兴趣的人们面临的最棘手的问题之一就是，动物如何产生后代。哺乳动物的卵子直到1828年才被发现，19世纪末才有人观察到卵核和精子的结合。这些关键性的发现所要求的技术和设备在18世纪还不具备。结果，18世纪的许多想法只能是猜想，这样的猜想倒是不少，有时基于事实，有时基于直觉，有时又基于他们立足的世界观。有些博物学家认为，卵（例如对于鸡和蛙）与受精和胚胎发育没有关系。许多人或者否认精子的存在，或者把它们当成一种寄生虫，对繁殖过程如果不是有害，也没有什么用处。许多人，包括林奈，认为体外受孕绝不会发生。林奈坦率声称：“在任何活着的有机体中，卵的受精或怀孕绝不可能发生在母体之外。”这些问题中的某些，虽然不是全部，恰恰源于斯帕兰扎尼所做的精彩实验。
斯帕兰扎尼对科学的热情也许受他表姐贝希所激励，贝希在博洛尼亚大学担任数学教授，在当时这对妇女来说是一个难得的荣誉。斯帕兰扎尼兴趣广泛，从地质学（埃特纳火山爆发时，他曾带领一支探险队去那里考察）到生理学，再到物理学（他担任勒佐大学物理学和数学教授），一直到希腊文和哲学（这两门课他都教过）。但是，尽管他兴趣广泛，他还是被认为是最伟大的实验家之一。通过仔细控制的实验，他破除了——至少是暂时地——自然发生的古老信念。他还花时间完成了非常有趣的有关生殖的若干实验。
17世纪几位杰出科学家，包括哈维和法布里修斯，曾经提出过一个思想，认为促成受精的关键因素是在精液中。实际上，他们认为它是非物质的，是一种看不见的力量，类似于磁力，他们称之为“精气”（aura seminalis）。斯帕兰扎尼用青蛙做实验，证明这一思想是错误的。在实验中，他杀死正在下卵的雌蛙。如果正常产出并随即与精液接触的卵和平常一样发育，但是通过解剖从雌蛙体内取出的卵，也即从未与精液接触过的卵却不能发育，尽管在理论上可以推测，它已足够地吸纳了附近的精气。
既然这些实验不错，他就决定再向前走一步。在下一次实验中，他给雄蛙缝制了紧身的达夫绸短裤。尽管穿着这些奇异服装，青蛙仍然想和往常一样交配。但是此时精液不能接近雌蛙的卵子。精液以及它携带的一切都留在短裤内，尽管雌蛙下了很多卵子，却没有一个得到发育。但是，当斯帕兰扎尼把达夫绸短裤里保存的液体涂在卵子上时，被涂过的卵子却正常发育了。斯帕兰扎尼还从雄蛙的精囊里直接采集精液，仔细地施与卵子。这样处理过的卵子也能发育成为蝌蚪。完善的科学实验之关键步骤就在于确保“控制”，以保证当实验者不施加影响时，上述观察结果就不会再出现。于是，斯帕兰扎尼还观察了实验中未经任何处理的卵子——它们分解了。
斯帕兰扎尼突然想出一个人工授精的方法。1779年，他成功地把类似过程用于一条母狗。尽管他肯定不是第一个成功进行人工授精的人（几个世纪以来，阿拉伯的牧马人早已这样做了），但他却是最早把这一手段用于科学，在此过程中，进行精心控制，并且对结果作出记录。
至少他在科学界引起了轩然大波，1781年瑞士博物学家邦尼特（Charles Bonnet，1720—1793）写信对他说：“我不知道是在哪一天，但总会有一天您发现的方法将会运用于人类本身，造成我们很少考虑过的严重后果。”
但是精液的什么成分引起受精，这个问题仍然存在。所以邦尼特向斯帕兰扎尼建议做另外一个实验，从而导致了另外一系列精彩的故事。斯帕兰扎尼把仔细称量过的青蛙精液放在一块载玻片上，然后用少量的麦麸，一种天然的凝胶，把26个卵粘在另一块载玻片上，并使它翻面盖在盛有精液的那块载玻片上。卵子是潮湿的，但是卵子实际上没有真正接触精液。当把这些卵子放在水里时，它们没有发育。但是如果把这些精液涂在其他卵子上，那些卵子却发育了。这说明这些精液仍然有活力。于是精气之说终于不再有效。由此，斯帕兰扎尼得出结论：“青蛙的受精，并不是精气的作用，而是精液中可察觉（感觉得到的）部分作用的结果。”
邦尼特建议试试是否还有其他能影响的因素——血液、血液提取物、电、醋、酒、尿、柠檬和酸橙汁、油等等，也许能得到有趣的结果。斯帕兰扎尼一一照着做了，但是没有一样能引起发育。他试图测验精液的活力究竟如何——什么能够消除精液的受精能力——结果发现，将精液稀释、置于真空里、冷藏和用油处理，都不能消除精液的受精能力。然而，加热、蒸发、酒或用滤纸过滤，却能使精液失效。
最后的一个线索使斯帕兰扎尼想到做另一个实验，他用滤纸过滤精液，结果是过滤后的稀液没有能力使卵子发育，但是滤纸上留有黏稠的残余物。当斯帕兰扎尼把这一残余物涂在卵子上时，卵子发育了。然而由于某种原因，斯帕兰扎尼忽视了这一重要细节的意义，得到的结论却是：并不是残留在滤纸上的精子，而是残留在滤纸上的一小部分精液导致了卵子受精。本来斯帕兰扎尼应该从他的实验中得到正确的结论，是精子而不是精子周围的液体起到受精的作用。但是由于某种无法了解的原因，使他错失这一结论。他前面的实验结果也许使他受到了蒙蔽——使他认为没有精子的精液起到受精的作用，精液中的精子显然已被杀死，因为他已对它们做过这样的处理：放在真空中，加热，蒸发以及用醋处理。或者他由于先入为主的信念而误入迷途，认为精子是一些寄生虫，通过性交逐代传递，是一种普遍存在的性病。
与此同时，为什么动物的卵子受孕后会发育，仍然是一堆谜团。
沃尔夫挑战预成论
哈勒曾经写道：“雌性的卵巢不仅包含她的女儿，而且还有孙女、曾孙女和曾孙女的女儿，如果一旦证明卵巢可以含有许多后代，就不妨说它含有全部后代。”这种预成论的思想已经存在很长时间，不过这种微型人（指的是预先形成的小人）究竟是藏在卵巢里还是精液里，则取决于人们相信哪一种繁殖理论。富有想象力的显微镜学家甚至还画出了他们认为看到过的挤在单个精液细胞里的微型人。
但是，沃尔夫（Caspar Friedrich Wolff，1734—1794）对于胚胎发育和分化的分析提出了新方法。1759年，他撰写了划时代的论文《发生理论》（Theory of aeneration），从此改变了胚胎学的历史进程。文中叙述了他对各种植物所作的观察，由此提炼出一个哲学命题，认为胚胎发育是“渐成的”，也就是说，各部分是逐渐生成的结果。
他显然不知道他的大多数同事，包括伟大的生理学家哈勒，都坚定地相信预成论。沃尔夫把他的论文送给哈勒（当时沃尔夫只有26岁）。哈勒很快就基于宗教理由否定了沃尔夫的论文。明知遭到拒绝，沃尔夫尖锐地回答说，科学家必须追求真理，不应以神学为依据来作出判断，这不是科学立场。不过，对于沃尔夫来说，提出的也不过是一个有欠分量的假说；所以就此而言，他的论文缺乏过硬的证据反驳哈勒的异议。
但是，18世纪生物学家遇到了两难境地。尽管哈勒、斯帕兰扎尼和邦尼特都满足于已有的宗教背景，并且希望忠于《圣经》的创世故事，但他们又打算把生理学其他领域正在使用的机械论方式挪用于生殖研究。
在眼下的情况中运用实验方法有些麻烦。自从列文虎克时代以来，显微镜并没有太多改进。可以使生物学家区分不同组织和细胞的着色技术还未发展。更多的进展来自植物研究，因为通过显微镜，植物的细节比未着色的动物组织更容易看清。所以，沃尔夫大多数有关动植物的结论都只是基于对植物的显微镜观察。正是在种子里，他在原始未分化的材料中，看到了树叶的原基和花的部件。
于是在1768年，沃尔夫描述了他对小鸡肠子形成过程的研究。他发现，小鸡肠子是在胚胎发育过程中从一个简单的组织发育而成。它先以一定的长度折叠形成一个凹槽，然后封闭形成管子。他还在更高级的动物中发现，在发育完成之前，胚胎肾会消失。为了纪念他，这种结构被称为沃尔夫体。他坚持说，预成论不能解释上述两种情况。小鸡的肠子不可能在鸡蛋里预成，他曾一步一步地观察过它的发育，他的结论是：这个过程一定是由简单均匀（相似）的组织，分化为更复杂的各不相同的结构。
沃尔夫写道：“我们可以得出结论，体内各种器官并不始终存在，而是逐渐形成的，不管其形成过程如何。我并不是说，它们的形成是由于某些粒子的偶然结合，是某种发酵过程，是通过机械原因或是通过灵魂的活动，我只是说，它是逐步形成的。”
沃尔夫是最早成为自然哲学信奉者的生物学家之一。自然哲学是一种受浪漫主义影响的德国哲学，主张自然中渗透着一种生命力，它能激发创造和繁殖过程。
作为自然哲学的信奉者，他认为他观察到的过程显示了某种生命力，它作用于匀质的有机物上，使它分化出各种结构。但是他不能再向前推进了。
最后，尽管沃尔夫已走得够远（赫胥黎认为他是一位被大大低估了的天才），但他并没有赢得这场反对预成论的战争。因为那场论战需要细胞理论来提供一种框架，从而理解精液、卵子和胚胎。再就是生物学家必须放弃他们钟爱的18世纪思想，包括机械论和自然哲学。他们必须放弃把有机体看成是机器的努力，但同时又不能放弃解释这种运作机制的希望。那些为理解胚胎发育而战的人们，和那些为抓住进化这一重大问题而奋斗的人们一样，只有在未来的19世纪才能看到他们战斗的胜利。
近代进化论的先行者：拉马克和居维叶
18世纪对“物种不变论”——所有物种永远保持不变——的论战在世纪末由于两个人的工作而达到白热化，这就是拉马克和居维叶。他们两位都是法国人，这也许并非偶然；巴黎那时已经成了生物学研究中心。这座城市坐落于一个辽阔盆地中，底下埋藏着无数贝壳、珊瑚、哺乳动物和各种化石。拉马克和居维叶两人成了主要竞争对手，一个是研究无脊椎动物的专家，另一个是研究脊椎动物的专家。
拉马克打开进化论的大门
达尔文曾经说，拉马克是“最早关注物种起源问题的人，他的结论引起了人们极大的注意，他的杰出贡献在于唤起人们关注这一可能性，即无论是有机界的变化，还是无机界的变化，都是自然规律作用的结果，而非奇迹的干预”。由于19世纪达尔文的巨大贡献，也由于当时同事们的嘲弄，拉马克在科学史上的地位有所遮蔽。但是，拉马克却第一个有勇气进化论的先驱拉马克爵士提出这一观念，即物种不是固定不变，而是在时间中会逐代发生变化。他富有直觉，尽管有时会脱离科学知识而走得太远。他试图综合各种理论，不仅包括生物学，还包括物理学和化学。
拉马克是家庭里11个孩子中最小的一个，不过他获得了家族的封号德·拉马克。但是他的好运也就到此为止，因为封号并没有收入。作为一个身无分文的年轻人，他被送到耶稣会学习，以便将来成为一名神职人员。但是当父亲去世时，他获得了一小笔遗产，于是立即买了一匹马，骑上它告别了未来的神职人员生涯。16岁时，他加入德国军队，在7年战争中表现英勇，得到提升。但是22岁那年，因为脖子上的慢性淋巴结炎症，不得不中途放弃军事生涯。拉马克来到巴黎试试运气，在那里结过几次婚，学过植物学、医学和音乐，当过银行职员。
在此期间，他成了哲学家卢梭（Jean-Jacques Rousseau，1712—1778）的朋友，两人一起远行，讨论自然和历史。他发现自己可以靠写作谋生，结果写了两本平淡无趣的书，一本关于医学，一本是年历，他还根据自己的气象学知识提供了11年的天气预报，但年年都不可靠。
拉马克事业的真正起飞源于他重新拾回对植物学的兴趣，当年随军驻扎于地中海沿岸时，他首次燃起对植物学的兴趣。他写了一本《法国植物志》，1778年出版，取得巨大成功，加印了好几次。这是第一本野外手册，能够帮助读者识别法国花卉品种，被植物学家和业余爱好者广泛使用。
在布丰的帮助下，拉马克开始步入博物学领域。布丰不仅关心他，还雇他当自己儿子的家庭教师。1781年，他成为皇家自然历史博物馆植物部的助理，这是一个有薪水的岗位，并且还有很多旅行的机会，以便为博物馆收集植物标本。不久发生了法国大革命，雇用他和布丰的政权垮台了。但是大革命也给他带来了好运。1793年，革命政府要物色人选担任博物馆的昆虫、贝壳和蠕虫部门（相当于我们今天所谓的无脊椎动物学）的低职位教授，拉马克被选上了，尽管他在这一领域并没有真正的基础。（与此同时，他的未来对手居维叶被任命为脊椎动物学教授，显然这是一个更有声望的职位）。然而，拉马克镇定自若，抓住这个机会，就在接近50岁的年龄，改行投入这一新的课题，并很快取得巨大成果，包括撰写了7卷本的《无脊椎动物史》（History of Invertebrates）一书。
拉马克成功地把林奈留下的一大堆烂摊子整理得井井有条。他把蜘蛛纲节肢动物（蜘蛛、扁虱、螨虫、蝎子，全都有8条腿）与昆虫纲（只有6条腿）分开。设立了甲壳纲（螃蟹、龙虾、螯虾及其类似物）和棘皮动物门（体表带刺的动物，如海星和海胆）。无脊椎动物和脊椎动物这两个词实际上是拉马克提出的，他还新造了biology（生物学）这个词。
1809年出版的《动物哲学》（Zoological Philosophy）是他最好的著作。其中，拉马克提出物种演化的两个重要因素：第一，所有生物都有演变为更高级生命形式的基本趋势，并且自然界本身也倾向于复杂性的增加；第二，获得性的遗传，这是他最著名也是遭受批评最多的观点。
拉马克认为生命是从胶状或黏液物质，在热或电的过程帮助下自然发生的。他不同意那些人的想法——是大洪水和其他灾难塑造了动植物界的历史。他认为，生命在漫长的时间里经历了环境的逐渐变化。事实上，拉马克比他的同代人更深刻地意识到地质学时间的漫长。他认为，环境的长期变化对物种并没有产生直接变化，但是，环境变化会影响神经系统，从而给生物的整体结构带来变化：在动物身上会激发一种欲望或者需要，使得肌肉和器官受到刺激，发生某种变化，以回应周围环境的改变。拉马克认为，动物生命的需要实际上塑造了它的器官和特性，雌雄个体皆不例外，然后传给它们的后代。例如，长颈鹿（他相信长颈鹿起初和羚羊一样）为了够得着高高在上的树叶，于是使劲伸长它们的腿、脖子和舌头。每一代都伸长一点点，经过许多代，它们的腿、脖子和舌头越来越长，直至成为现在这个模样。其他动物的性状也曾经过历代长期的演变。例如，田鼠和鼹鼠，不能看东西，因为它们生活在地下，由于长期不用眼睛，视觉退化。鸭子的脚趾有蹼，是因为要用它来划水。拉马克并没有说物种获得新性状，仅仅是由于它们的需要或欲望，就像许多批评者所误解的那样。他的理论还带有更多的机械论特点。他推测，有机体内的欲望或需要会转化成某种流体，流进需要变化的器官里，例如，当长颈鹿伸长脖子想接近树叶时。
然而，“获得性遗传”并没有得到严格的检验。长颈鹿也许成功地伸长了它们的脖子，听来有那么点道理，但是诸如条纹、斑点或麻点，又是怎样产生的呢？大多数动物不可能依靠尝试或由于需要而改变颜色。事实也不支持获得性遗传观念，即使个体能够成功地改变其解剖结构。
尽管在这一问题上，拉马克因误入歧途而不断招来人们的指责，但无可否认，正是他把进化引入生物学思想的前沿，他是第一位这样做的生物学家。伊拉兹马斯·达尔文（查尔斯·达尔文的祖父）在50年前曾经提出过类似思想，但是他的工作更多是一种猜测，并不具有缜密的思维（这一点常常使他的孙子感到窘迫）。居维叶直截了当地反对拉马克，他宁可采用灾变论的思想。在这一点上，拉马克和居维叶有过激烈争论，居维叶不饶人，永远也没有原谅这一争吵。
拉马克晚年双目失明，在极其困难的时刻，居维叶讽刺性地指责他：“也许是你自己不会恰当使用眼睛来看自然界，才使它们丧失视力。”但是，拉马克在女儿的搀扶下，继续参加各种科学集会，力图为自己的观点辩护。他写道：“发现和证明一个有用的真理是不够的，还需要能够使它得到公认。”1829年，他在一贫如洗中去世，而他那有用的真理仍然未得到公认。总的说来，拉马克在同代人和后人中激起的热情，很遗憾，更多是由于嘲弄，而不是科学兴趣。
居维叶试图关闭这扇门
拉马克之所以不受欢迎和受到嘲弄，大部分是由于他的竞争对手居维叶所致。居维叶是当时的一位科学巨人，他那无与伦比的观察和演绎能力使他赢得盛誉，在他生前，法国政治交替更迭，他在政治上的精明使他立于不败之地。由于他的声望，他的思想在当时完全盖过了拉马克，就像赫顿在地质学中的情况一样。
比较解剖学和古生物学家居维叶居维叶有着扎实的比较解剖学知识，正是基于这一背景，他反对拉马克的进化思想，因为在他看来，一个动物的解剖结构和生理功能是如此完善地相互结合，以致在逐代相传的过程中，任何一种变化都会引起已有平衡的失调。居维叶主张，动物身体的任何部分，本质上都相互关联——形式伴随功能。一个器官的形状和用途暗示一组相关的器官及其功能。他甚至在梦中也可以重建一个动物的整体生活方式或者至少有一个著名的故事支持这一说法。
好像是在一个深夜里（也许在当地咖啡馆里酒喝多了），有一名学生决定对居维叶开一个玩笑，于是打扮得像个魔鬼一样，来到他的床前。“居维叶、居维叶，我来吃你了。”这个“魔鬼”大声吼道。这时居维叶仍然半睡着，平静地回答道：“带角和有蹄的生物都是食草的。你吃不了我。”居维叶转身又睡着了。
居维叶1769年出生于瑞士小镇蒙特贝利亚一个较为贫困的法国胡格诺派教徒家庭，这个家族逃到这里是为了躲避路易十四对新教徒的迫害（不过，居维叶的新教徒身份在18世纪的法国并没有给他带来麻烦，而法国的革命当局于1793年吞并了这块他出生的地区，使居维叶正式成了法国公民），居维叶的父亲是一位法国退伍军人。
居维叶是一个神童。受到母亲的鼓励，4岁学习阅读，14岁进入斯图加特学院。在那里，他那训练有素的研究方法加上惊人的记忆力，使他名声大震。据说，在他的晚年，从他那19000本藏书的任何一本书中选取任何一段，他都可以倒背如流。儿童时代的居维叶特别喜爱布丰写的书，他是从叔叔的书架上找到它们的，他叔叔和许多欧洲人一样，喜欢收藏这些书，一卷接着一卷，只要书一问世就加以收藏。
居维叶的解剖学知识和关于动物（现存的和灭绝的）骨骼结构的知识在他那个时代是举世无双的。居维叶19岁毕业后，在诺曼底担任一位伯爵的13岁儿子的家庭教师。此时的居维叶不仅对科学发生了浓厚的兴趣，而且还通过与社会不同阶层的接触获得了许多有益的社会技能，这些人中有伯爵、退任将军和伏尔泰的一位朋友。他还遇见一位动物学家提雷尔（Etienne Geoffroy St．-Hilaire，1772—1844），提雷尔后来在1795年帮助他取得了巴黎自然历史博物馆脊椎动物学教授的职务。他为在革命战争中成功当上将军的拿破仑（Napoleon Bonaparte，1769—1821）喝彩，1798年拿破仑邀请他一起去埃及，然而，居维叶拒绝了。拿破仑欣赏居维叶，当他掌权（先是执政官，后是皇帝）后，为居维叶在政府里安排了职位。1803年，居维叶成为法国物理科学与自然科学院永久秘书，1808年，拿破仑让他主管法国教育研究。当波旁皇族1815年返回时，居维叶也许会被废逐，但他们还是起用了居维叶，让他当以前的帝国大学现在是巴黎大学的校长。居维叶在路易十八（Louis XVⅢ，1755—1824）的内阁也担任职务，尽管1824年路易的一位更反动的兄弟查尔斯十世（Charles X，1757—1836）继承了皇位，居维叶有过一段短暂的失意。但是1831年，随着查尔斯十世的再次放逐，新国王路易斯-菲利普（Louis-Philippe，1773—1850）授予他男爵，任命他担任内务部长，然而居维叶没有活到上任，他在1832年5月的霍乱流行中去世了。
尽管居维叶强烈反对任何有关进化论的暗示，但他还是对19世纪进化论的形成贡献了好几个观念。他第一个想到把他的比较解剖学原理运用于化石。他认识到，埋葬在岩层中的化石，代表了地球历史的某一时段，沉淀下来有待考察。他催促他的同行们提出问题，进行调查，进行实证研究。
他以训斥的口气说：“博物学家在构筑其体系时，对研究事实的特性似乎少有想法。”
采集者已经积累了大量化石，随便堆放在一起，不用心归类。居维叶责备他们把化石收藏仅仅看成是“古董，而不是历史文物”，从而不去寻找是什么规律决定了它们被发现的位置，以及这一位置与它们所处岩层的关系。他按序提出了一系列他认为应该知道的问题，诸如“特定的动植物是否仅出现于特定的岩层，在其他岩层就不可能存在？什么物种先出现，什么物种后出现？这两类物种是不是总是这样依次出现？”等等。
也许我们会对居维叶严谨的治学态度留下深刻印象，以致于忽略这一事实，居维叶认为他可以通过这一线索确定地球的历史，因为今天我们早已认为这是理所当然的想法。但是，为了根据化石建立地质学记录，这就意味着特定的古生物物种应该只能够在特定年代的岩层中找到。如果真是这样，化石就应该代表灭绝物种，而这正是居维叶时代的一个热门争议话题。许多他的同代人（包括杰弗逊在内）认为，灭绝不可能发生。他们坚持说，那些眼下看来还是未知的化石，一定代表了某种在地球某处依然生存着的物种，只是未被发现而已。
居维叶发展了一种根据动物少数部件重建整个动物的能力。1796年，他考察类似大象的古代化石，发现它不属于与之相近的两个现存物种。他证明，南美动物化石大懒兽，是一种巨型地面懒猴，现在已经灭绝，但与其相近的小型懒猴今天依然存在。1812年，他给一种能飞的大型爬虫取名为翼手龙，因为它的膜翼沿着巨型手指延伸。他对这些发现的解释是，生命的历史必定反映创生（和灭绝）的顺序，每一种都比上一种更现代。
居维叶还细分了林奈的分类系统，把动物界分成四个基本“类型”，强调林奈系统本质上具有平行特点。平行等级对长期来盛行的存在巨链有严重后果，更不用说拉马克的分级方法，这两种方法居维叶都反对。四种类型分别代表具有相似内在结构的动物类群，每一类基本结构中还伴有无穷多变的外部构造，以适应环境的不同要求。正是内部结构的类似性，而不是外部特性的有序排列，形成他的分类基础，而物种之间的亲缘关系正是基于这些相似性。居维叶还是最早把化石也包括进分类系统的学者。
居维叶的化石研究和他的分类系统，在某种程度上，为达尔文的思想奠定了基础，达尔文主张在自然界的演变中，单一的原始形式可以同时以不同的方式发生变化，从而导致多样性的分化，其中最能适应特殊环境的种类自然就能保存下来，或者被选择。
但尽管如此，居维叶还是反对进化思想。他知道，化石一定是很古老的，它们之所以被埋葬在岩层中，就因为经历了很长的时间。他也知道，化石埋得越深，岩石越古老，化石与后来种类的解剖结构差异就越大。他建立的分类系统暗示了从原始模型而来的分化，其实由此很容易跨向进化论，可是他为什么不呢？
有些批评者说，居维叶有一个主要盲点：他相信《创世纪》中有关地球历史的说法。但是居维叶却坚持说，他的反对本质上基于科学理由，基于他对动物内部结构的了解，因为这些内部结构相互吻合得如此之好，以致他可以肯定，物种是固定的并且具有明确的界限，进化是不可能的。他还从灾变论找到理由，相信由此可以解释古化石和显然已经灭绝物种的存在。激进的启蒙时期唯物主义者，诸如美特利和伊拉兹马斯·达尔文，都猜测过生命的起源和可变性。但是新近发现的比较解剖学的事实，使这些观念显得过于天真。生命现象的复杂性似乎排除了自然过程创造这些形式的可能性。
在居维叶去世时，19世纪地质学家莱伊尔已经对他的地位发起了几次攻击。莱伊尔强化了均变论——这是赫顿提出的思想，认为现在发生在地球上的过程为理解过去的一切提供了基础，这是一个“静态”地球——由此可解释所有的地质现象，而无须诉求于灾变论。这正是生物学思想史中即将发生一场革命的初始暗示。
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