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1836年，达尔文返回故乡。在随后的二十多年间，他发表了一系列的论著，使自己享有英国主要生物学家之一的盛誉。早在1837年达尔文就确信动物和植物种类并不是一成不变，而是在地质史的过程中进化。但是当时他并不知道这种进化的原因是什么。1838年他读到了托马斯·马尔萨斯的《人口论》，该书对他建立起通过生存竞争而进行自然选择的观念给予了极其重要的启发。达尔文甚至在系统阐述了自然选择原理之后，也没有急忙发表他的思想。他认识到他的学说注定要引起强烈的反对，因此他花费长期的时间来为他的假说认真地收集证据和充实论证。

达尔文早在1842年就写出了其学说的纲要，1844年他正在着手写一部巨著。但是1858年7月正当达尔文仍在补充和修改他的伟大著作时，他收到了艾尔弗雷德·拉塞尔·华莱士（一位英国博物学家，当时在东印度群岛）送来的一份略述华莱士自己的进化论的手稿。在每个要点上，华莱士的学说都与达尔文的相同！华莱士完全独自地提出了自己的学说，他把手稿送给达尔文，目的是想在发表前征得一位有名望的科学家的意见和评论。这是令人窘迫的，完全可能引起一场令人不快的优先权之争。但是华莱士的论文和达尔文的纲要于翌月作为一份共同的论文递交给了一个科学团体。

出乎意料，这份论文的递交并未引起高度的重视。但是达尔文翌年发表的论著《物种起源》却引起了一场强烈的反响。事实上可能没有哪一部科学论著象《通过自然选择的物种起源即物竟天择适者生存》（简称《物种起源》那样引起科学界内外同样广泛而热烈的争论。这种争论在1871仍在激烈地进行着，当年达尔文发表了《人类的祖先和性选择》。该书提出了人类是由象猿一样的动物演变而来的思想，给正处在白热化的争论泼上了一层油。

达尔文没有参加有关其学说的公开辩论。有一个原因是他自从乘猎犬号航海以来健康状况一直不佳，也许是一种复发病──恰加斯氏病（南美洲锥虫病）作用的结果。他在南美由于受昆虫叮咬而患上了这种病。此外，进化论的支持者们拥有一位达尔文学说的得力的申辩人和衷心的捍卫者──托马斯·H·赫胥黎。1882年在达尔文去地下安息时，绝大多数科学家都承认他的学说基本上是正确的。

达尔文并不是物种进化学说的创史人；在他以前就有不少人提出过这种假说，其中包括法国博物学家让·拉马克和查理自己的祖父伊拉兹马斯·达尔文。这些假说从未得到科学界的承认，因为其申辩者对进化方式所做的解释没有说服力。达尔文的伟大贡献就在于他不仅能提出进化的可能方式──自然选择，而且也能提出支持其假说的令人信服的大量证据。

值得注意的是达尔文学说的发明没有依赖于遗传学说，实际上没有依赖任何遗传学说的知识。在达尔文所处的时代里，人们对特别特征从一代传给下一代的方法都一无所知。虽然在达尔文撰写和发表其具有划时代意义的著作的那些年月里，雷戈尔·孟德尔正在从事研究遗传规律，但是孟德尔的著作──对达尔文的著作做了如此完美的补充──却一直被忽略到1900年，此时达尔文的学说已被牢固地建立起来了。因此我们现代对进化学说──把遗传和自然选择相结合──的了解比达尔文的学说更加完全。

达尔文对人类思想的影响是巨大的。当然从纯科学的角度来看，达尔文使整个生物学科发生了革命。自然选择确实是一项非常广泛的原理，人们试图把它应用到许多别的领域中去，如人类学，社会学，政治学和经济学。

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