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这次，他把目标瞄准了东南亚的马来群岛。
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马来群岛位于东南亚洋面，中国人习惯称之为南洋的地方，是世界上面积最大的岛群，中国人熟悉的菲律宾吕宋岛亦在其中。马来群岛正介于太平洋与印度洋之间，由苏门答腊岛、加里曼丹岛、爪哇岛、菲律宾群岛等无数岛屿组成，沿赤道东西走向绵延伸展约六千多公里，分属于印度尼西亚、菲律宾、马来西亚及文莱等国。
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因为地理环境特殊，群岛气温常年保持在21℃左右，降水充足，繁衍旺盛，岛上丛林密布，野兽横行，飞鸟爬虫，各逞其能，是博物学家的天然实验室。
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从1854年到1862年之间的八年，华莱士就一直待在这里考察。在这里，华莱士发现一个有趣的现象，那就是西部群岛上的生物与亚州大陆相近，比如胎盘动物众多；而东部各岛的生物却与澳洲相似，也有很多有袋类动物。东西两部之间的分界线，就是地理学上有名的华莱士线（Wallace’s Line）。
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来到马来群岛的第二年，华莱士就打算着手写一本关于物种变化的书，同时在《自然史年鉴杂志》上发表了一篇论文，论文题目是《论新物种发生的规律》，明确提出了现有物种是由相近祖先演化而来的观点。达尔文和赖尔都看到了这篇文章，达尔文并主动写信给华莱士，表示“同意他写的几乎每一句话”。并告诉华莱士自己也有一些相关的思想，但现在还不能确定正确与否。
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从那时起华莱士就开始和达尔文有了书信交流。令人遗憾的是，在通信中达尔文没有向华莱士敞开心扉，他没有明确提到自己的理论，只是告诉华莱士自己在这方面的研究可能会走得更远。而且指明，如果要让华莱士理解自己的工作，可能需要很长时间。所以华莱士不知道达尔文到底是怎么想的，以至于一直认为他自己仍是独自持有这种观点。
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作为后学，华莱士珍惜达尔文对他的鼓励，并曾很兴奋地写信给好友贝茨谈起了这件事。他告诉贝茨：他知道达尔文正在写关于物种和变异的作品，而且还知道达尔文为此已准备了二十年。
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华莱士继续独自在群岛上大量采集动植物标本，研究彼此之间的关系，并探究火山、浅海和岛屿的成因，八年间总计行程两万多公里，收集了十万多件动植物标本。
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到达群岛三年以后，也就是1858年，华莱士在济罗罗岛上再次遭到疟疾的侵袭，不得不卧床休息。百无聊赖地躺在病床上时，和达尔文一样，华莱士也想起了马尔萨斯的人口理论，结合自己的考察成果，他最终想到了物种演化的动力，那就是自然选择！狂喜之下，华莱士只用了三天时间就写了一篇论文来论证这个思想，并迫切需要找一位同行进行讨论，不巧的是，他又想到了达尔文，因为他知道达尔文对这一问题也很有兴趣，于是他就把那篇名为《论变种无限离开原始型的倾向》的论文寄给了达尔文，并要求达尔文看后把论文交给赖尔。在文中，华莱士明确提出了自然选择的观点，指出健全的物种可以生存，而薄弱的物种肯定会归于死亡。
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华莱士以自己单纯而特殊的方式给达尔文带来了巨大的烦恼。
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达尔文收到信后的苦恼心情在文章开头就已经描述过了，没有必要让达尔文为此而再痛苦一次。
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可是达尔文仍然很痛苦。
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他承认，华莱士独自形成的理论简直就是他将要完成的著作的摘要，而华莱士在论文中使用的词句几乎正是他这一著作中各章节的标题！苦恼无处排解时，达尔文写信给好朋友赖尔说明了自己的难处。他告诉赖尔，虽然华莱士没有说明要发表这篇论文，但他会写信建议华莱士发表，然后又万分痛苦地说出了自己心底的深渊，他为之苦思冥想了二十多年的理论将要面临着灭顶之灾。尔后又心有不甘地指出，华莱士的论文对他来说，并无新鲜之处，他才是真正率先提出这一理论的学者，只不过论文没有拿出来发表而已，有多位科学界的朋友都可以为他作证，包括好朋友胡克。可是反过来，达尔文又非常担心，如果自己和华莱士争夺优先权，有一天可能会被后人所鄙视，甚至把他当成一个卑劣和低贱的人。对于一个看重名声的绅士和知识分子而言，这实在是一道难以跨越的槛。所以他甚至想到了要焚毁自己的所有手稿，以此来保全自己的一世清名。
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达尔文怀着矛盾的心情不断地给赖尔写信，不停地诉说着自己的苦恼，他直言自己简直要瘫倒了，请赖尔无论如何要想出一个解决的办法来。
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也就在同时，达尔文的好朋友胡克当然也知道了这件麻烦事。胡克和赖尔利用自己在英国科学界的特殊影响力，为达尔文安排了一个折中的解决办法。他们要求达尔文立即整理出一个简洁的文章纲要出来，然后和华莱士的论文一道于1858年7月1日提交给林奈学会，经他人宣读后在学会的刊物上同期发表。
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华莱士对此解决办法一无所知，仍然在马来群岛继续他的考察工作，收到达尔文的信时事情已经结束了。1859年1月，华莱士给达尔文回了一封信，非常大度地表示同意胡克和赖尔的安排。华莱士并告诉达尔文，对他来说，能和达尔文同时想到自然选择理论是一件非常荣幸的事情。需要说明的是，华莱士竟不知道自己的论文已被发表了。
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有意思的是，这两个同时发表的文章并没有引起什么反响，大概是学术性的杂志读者偏少的原因。但学术界对此也缺少准备，林奈学会在当年的年度总结中曾提到，这一年没有什么值得庆祝的革命性发现。
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但这件事自有其他意义，达尔文经此事刺激后，不再有任何拖延，在近一年半的时间里迅速完成了二十年来没有写成的专稿，作品全名为《物种起源：生命进化过程中自然选择或优势种生存的必然结果》。书一出版立即引起轰动，第一版一千多本当天就销售一空，十二年间再版六次，此后传遍世界，成为影响世界文明进程的一本重要作品。达尔文也因此而与马克思和弗洛伊德（Sigmund Freud）并称为19世纪最有影响力的三大思想家。
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在《物种起源》的最先几次出版中，达尔文还经常提起华莱士的工作，并称进化论是他和华莱士共同的孩子。但越到后来，他提起华莱士的次数就越少了，华莱士的名字终于和古生物学研究中的一些化石一样，变成了人们谈论达尔文主义时偶尔提及的名词而已。
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关于这一公案，至今仍有人指责达尔文对华莱士不公，并涉嫌抄袭，不过华莱士本人对此却一向大度。他先承认，自己的那篇论文如果没有达尔文的影响，将很难发表，即便发表，事实证明，也不会有什么影响。对进化论的完善和传播，达尔文的《物种起源》起到了不可磨灭的作用。所以，华莱士坚决把优先权让给了达尔文，他写信给达尔文说：“我将永远坚持进化论是您个人的成就。”此后华莱士出版自己的论文集时，书名就是《达尔文主义》，这一名词一直沿用到了现在，成为自然选择进化理论的代名词。
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那么，华莱士到底亏不亏呢？
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有专门的科学史研究者指出，华莱士当年提交给达尔文的论文中提出的理论要点与达尔文是有所区别的。华莱士眼里的环境，是一个一手拿标杆、一手拿砍刀的冷血暴徒，凡不符合标杆要求的生物变种全部被砍掉，也就是被自然淘汰了。而符合了标杆要求的一律不需要紧张，也就不存在竞争。根据这种机制，只要标杆不变，那么物种就不需要变，当然也不能变，因为变的都被砍掉了。所以，只有环境发生变化的时候，物种才会随之发生变化并遗传下去。在他这里，环境变化是物种变化的前提。尼科尔森认为，这一观点算不上是严格和正确的自然选择。
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而达尔文的理论不是这么表达的，达尔文眼里的环境是不拿标杆的，不设标准，也不动手砍人，而只是无动于衷地站在那里，砍人的工作由生物自己完成。但他有一个容量，他只容许一定数量的生物存活，至于谁活下来，由生物本身互砍的结果决定。
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一个不一定确切但更方便的比喻是，华莱士开了一个学校，这个学校有一个入学分数线，凡是达到分数线的一律可以入学，且人数不限，上线就录取。这就出现了一个问题，凡是有把握拿高分的聪明孩子，基本上就不需要再参与竞争了。
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达尔文也开了一个学校，与华莱士不同的是，这个学校不设分数线，而且招生人数变动较大，在竞争排行榜中名次靠后的，只能自认倒霉。为了尽量排名靠前，考生只有不断地相互竞争，每一个考生和其他考生都是竞争对手，因为谁也不知道这个学校要招多少人。所以，这是一场没有终点的持续战争。这种生物个体之间的战争才是自然选择的要旨所在。
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