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“当今，在解释孟德尔学说的过程中，一些事实很快被转换成‘因子’。如果一个因子不能解释事实，那就找来两个因子；如果两个仍然不够，就造出三个因子来。为了解释实验结果，有时得乞灵于这种超级戏法。要是我们过分轻信，就会受到蒙骗，觉得实验结果得到了圆满解释；殊不知人们想出这些解释，其目的只不过是为了解释实验结果。我们从事实倒退到‘因子’，然后叫一声‘变’，又由这臆造出来的因子来解释事实。……首先，认为配子中的遗传因子是独立存在的，这样一种设想纯粹是一种先成论的观点。……遵从渐成论虽然费劲，但我相信它却有一大优点：它为进一步实验和再实验敞开了大门。科学的发展常常是以这种方式进行的。……这儿有一个非常重要的问题：卵子不需要含有成体的‘性状’，精子也不需要。卵子和精子都含有某种特殊的物质，在发育过程中将会以某种人们尚未认识的方法产生出成体的性状。”
1904年至1910年间，摩尔根逐渐形成了他自己的用以解释杂种行为的“交替显性”理论。
“我认为，关于两个相对性状的条件，我们不妨设想为相对稳定性状的结果……在同样一个个体中，显性性状可能出现，隐性性状也可能出现。例如，深褐色家鼠和黑色家鼠杂交会得出孟德尔式的结果，但我有一些家鼠后代躯体前面是黑色，后面是深褐色。又如，黑眼和粉红眼是孟德尔相对性状，然而我有三只家鼠，它们的眼睛全都是一只黑的。另一只粉红的。我推想，局部的条作决定着这些杂合体有时表现出显性性状，有时表现出隐性性状，而且我能拿出证据证明这样的实验结果不是单位性状（基因）的分离。”
虽然孟德尔的理论对摩尔根正失去原有的魅力，但与此同时，突变论却越来越使他感到满意。1900年摩尔根到过欧洲，特别访问了荷兰的希尔弗瑟姆。植物学家雨果·德弗里斯就是在这个城市偶然发现了孟德尔的论文。他在1886年发现自己住宅近旁长着一些月见草。它们具有一个突出的特点：可以产生能纯一传代的新类型。德弗里斯称之为“突变”。他后来从总共5
个植株中获得了约800个突变体，分为7种类型。德弗里斯想：既然月见草能够突然产生新类型，甚至新物种，这或许就是产生新物种的普遍方式的明显例子。
德弗里斯把突变解释为某种特殊物质单位的变异，到1915年，这种物质单位被认为是一种有机化学分子，至少摩尔根是这样看的。他说，“很难拒不接受这个诱人的设想：基因之所以稳定不变是因为它代表着一个有机化学统一体。”
显而易见，如果经常发生的大量的突变能够自发产生新的种族或物种，那么，生物界的多样性就不需要其他理论来解释了。但是，在那个时代，至少有三种理论在广为传播。最古老的理论是神创论，说一切物种都是上帝在公元前4004年用6天时间造出来的。这一理论当时已受到达尔文支持者的猛烈抨击。
达尔文的进化论体现在他1859年发表的《物种起源》一书中。这本书第一版印刷1250册，在出版的当天就被抢购一空。他在书中写道：“我看到一切生物不是特别的创造物，而是远在寒武系第一层尚未沉积下来以前就生活着的某些少数生物的直系后代……”
下面是《物种起源》中一段精彩的描述。
“思索一下一个树木交错的岸，在它上面有许多种类的无数植物覆盖着，鸟类在灌木丛里歌唱，各种不同的昆虫飞来飞去，蚯蚓在潮湿的泥土里爬过，并且默想一下这些构造精巧的类型，彼此是这样地相异，并以这样复杂的方式彼此相互依存，而它们都是由于在我们周围发生作用的法则产生出来的，这样的思索和默想是很有趣的。这些法则，就最广泛的意义来说，就是伴随着‘生殖’的‘生长’；几乎包含在生殖以内的‘遗传’；由于生活条件之间接的和直接的作用以及由于使用和不使用的”变异性‘：足以导致’生存斗争‘、因而导致’自然选择‘、并且引起’性状分歧‘和较少改进的类型’绝灭‘的那样程度的高度增加率。这样，从自然的战争里，从饥荒和死亡里，我们能够体会到的最可赞美的对象，即高级动物的产生，便直接随之而至。认为生物及其若干能力原来是由’造物主‘吹入到少数类型或一个类型中去的，并且认为在这个行星按照引力的既定法则继续运行的时候，最美丽的和最奇异的无限类型从如此简单的开始，过去曾经发生了而且现今还在发生着，这种观点是极其壮丽的。“
达尔文发现生物界的进化，是在1831年至1836年他随“比格尔”号轮船环游世界的五年中发生的。这次航行使他收集到大量植物、动物和化石标本。不过，认识到进化这种现象是一回事，要解释进化如何发生却完全是另一回事。只是在读了托马斯·马尔萨斯的《人口论》之后，达尔文才得到了部分的解释。他说：“这是马尔萨斯的学说，以数倍的力量在整个的动物界和植物界的应用；因为在这种情形下，既不能人为地来增加食物，也没有谨慎的方法以限制婚姻。”一旦产生的后代在数量上超过了限度，唯有最能适应环境的个体才能在这场不可避免的争夺食物的斗争中生存下去。
不过，达尔文又遇到了另一个难题：他知道，长颈鹿由于颈较长而能获得更多的食物，所以也更适于生存，但他弄不明白，生下的小长颈鹿何以有比父母更长的脖颈，有了更长的脖颈又如何能在种族中代代相传。达尔文是相信融合遗传的，但融合遗传的结果，后代表现的性状理应在双亲之间。那么，这种动物的颈怎会越变越长呢？
为了回答这一问题，达尔文无可奈何地接受了第三种理论的部分观点，即拉马克的“获得性遗传说”。1809年，让·巴蒂斯特·拉马克就提出，父母后天形成的具体技能、习惯和驱体结构可以传递给子女。虽然达尔文说，“老天爷不容我相信拉马克的‘进步的趋势’、‘动物的慢性意志产生适应’等等邪说异端！”但他事实上已经接受了拉马克的意见。他的日记里曾有记载，一位叫弗莱明·詹金的工程师指出，从数学理论上看，融合遗传与自然选择的缓慢进程是水上不相容的，因为，按融合遗传的理论，每经过一个世代，遗传的差异就减掉一半。达尔文没有其它办法解释长颈鹿为何长颈，只好认定长颈鹿把脖颈伸长了，并将这一特点传给了后代。
以上这些就是当时世界上到处都在辩论的问题。在霍普金斯大学、布林莫尔学院、哥伦比亚大学和伍兹霍尔，摩尔根都是进化论的拥护者。一天，吃过晚饭后，在一个夏季实验室里，摩尔根从前的老师布鲁克斯就遗传问题议论开了。威尔逊提高嗓门说：“布鲁克斯，我弄不清你讲这些理论的逻辑关系。”
布鲁克斯霍地站了起来，把嚼烂了的烟草沫，喷到走廊的栏杆上。他回敬道：“威尔逊，我料你也弄不清，你要想出个名堂，够你费好久的脑筋呢！‘
不过，据摩尔根和威尔逊看来，布鲁克斯的思想近乎浪漫，这可不是解决进化论问题的办法。解决有关进化论的问题，必须通过实验，这是摩尔根决定采用的方法。他信奉赫胥黎、洛布和欧洲经验主义理论家的机械主义哲学。1903年，朱尔斯·庞加莱对机械主义作过有力的阐述，他说：“实验是真理的唯一泉源，只有实验能使我们学得新的东西，只有实验才能使我们深信不疑。”
摩尔根认定可以通过实验研究卵如何发育成生物成体。同时他又认为，为了驳倒拉马克的获得性遗传说和达尔文的目然选择说（不久后他又在思考如何否定孟德尔的学说了），也必须通过实验进行研究。他写了五本关于进化的书，在第一本书《进化与适应》里，他对自己在这一时期的哲学观点有过细致但略嫌紊乱的表述。这本书发表于1903年，扉页上写着“献给威廉·基思·布鲁克斯教授，以表敬佩之忱。”摩尔根写的书只有三本是题献给别人的，另外两本，一本献给他母亲，一本献给威尔逊。在《进化与适应》的第463页上，他提到了布鲁克斯，稍微带点否定的意思。在这本总共470页的著作中，大部分表现出他对布鲁克斯最津津乐道的达尔文�