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這28本科學(xué)著作,是人類嘗試?yán)斫馐澜绲倪^(guò)程

《如何閱讀西方經(jīng)典》,青豆書坊|上海社會(huì)科學(xué)院出版社2022年12月版,海德?瓦萊奇蘇珊·懷斯·鮑爾(Susan Wise Bauer)著,孫大強(qiáng)、關(guān)穎譯。
下文附注的科學(xué)著作列表上的所有書籍,都適合非專業(yè)人士閱讀。不過(guò),花點(diǎn)時(shí)間做準(zhǔn)備還是必要的。你的第一次通讀將非常艱難,理解作品的背景和內(nèi)容是最有挑戰(zhàn)性的。第一次通讀時(shí)不用求快,而要充分利用所有必要的參考資料或指導(dǎo)。
不過(guò),要在心里牢記你的閱讀目的。你不是要掌握物理學(xué)、遺傳學(xué)或生物化學(xué)。你只是在嘗試學(xué)習(xí)人類理解世界的發(fā)展歷程,學(xué)習(xí)我們運(yùn)用理性和感官來(lái)認(rèn)識(shí)這個(gè)世界的方式。正如莫提默·艾德勒在40多年前所寫的那樣:“作為一個(gè)門外漢,你閱讀科學(xué)經(jīng)典著作并不是為了要成為現(xiàn)代專業(yè)領(lǐng)域的專家。相反地,你閱讀這些書只是為了了解科學(xué)的歷史與哲學(xué)?!比魏我晃徽J(rèn)真的讀者都有能力完成這項(xiàng)任務(wù),即使你對(duì)你的大學(xué)宇宙學(xué)概論課已忘得一干二凈。
選擇下面這些著作,不是要為你全面概述最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)(那需要一個(gè)長(zhǎng)得多的列表),而是為了強(qiáng)調(diào)我們思考科學(xué)的方式。這個(gè)列表是為不是科學(xué)家的讀者準(zhǔn)備的,所以那些技術(shù)性強(qiáng)、方程多(如歐幾里得的《幾何原本》)的重要書籍沒(méi)有列上去。
你無(wú)須逐字逐句閱讀那些時(shí)間更久遠(yuǎn)的文本。稍微翻閱一下希波克拉底的書就能大致領(lǐng)略他的方法;至于亞里士多德的《物理學(xué)》,你也不需要在掌握每一個(gè)細(xì)節(jié)后才接著往下讀;如果你檢驗(yàn)過(guò)《顯微制圖》中的少量圖示,你就已經(jīng)完全準(zhǔn)備好去理解羅伯特·胡克革命性的觀念了。
從蕾切爾·卡森的《寂靜的春天》開始,許多書都能找到無(wú)刪節(jié)的有聲讀物。但是,幾乎所有這些書都包含幫助你理解的圖表、示意圖,所以,請(qǐng)將有聲書當(dāng)作一種補(bǔ)充。
1.希波克拉底(前460-前370年)《風(fēng)土氣候論》(On Airs, Waters, and Places)
神經(jīng)科學(xué)家查爾斯·格羅斯(Charles Gross)曾經(jīng)描述希波克拉底醫(yī)學(xué)兼具以下特點(diǎn):“沒(méi)有迷信,臨床描述精準(zhǔn),不懂解剖學(xué),生理學(xué)很大程度上是錯(cuò)誤的類比、猜想和體液學(xué)說(shuō)的荒謬混合?!边@四項(xiàng)特征全都在“論風(fēng)、水和地方”中展現(xiàn)得淋漓盡致。
這篇文章一開始就提出:“任何有志于正確研究醫(yī)學(xué)的人,都應(yīng)該順次履行如下事項(xiàng):首先要考慮的是……風(fēng)……水的質(zhì)量……以及土地?!币胫斡祟惙N類繁多的身體疾病,靠的不是祈禱,而是更好地了解自然環(huán)境。
醫(yī)生必須要理解患者所處的環(huán)境。風(fēng)、水、氣溫,以及特定城市的海拔,會(huì)影響居民的健康。每個(gè)地方都有其特殊的風(fēng)和水,因此也有各自的疾病。舉例來(lái)說(shuō),被酷熱南風(fēng)吹拂的城市里,可能滿是松弛無(wú)力的男女,他們吃喝不多,且苦于多痰;嬰幼兒易抽搐和哮喘;最常見(jiàn)的疾病是痢疾、腹瀉、慢性冬季發(fā)熱和痔瘡。相比之下,那些避開了酷熱南風(fēng),卻受北風(fēng)肆虐的城市,則有冰冷的硬水。這些城市的居民遭受缺乏恰當(dāng)?shù)捏w液之苦;男人容易便秘,女人則經(jīng)常在育兒方面出問(wèn)題,每個(gè)人都容易流鼻血和中風(fēng)。為了治療病人,醫(yī)生必須首先分析他們所處的自然環(huán)境,然后把病人從一種氣候轉(zhuǎn)移到另一種氣候,以促進(jìn)他們體內(nèi)產(chǎn)生恰當(dāng)?shù)捏w液,保持體液平衡。
影響這一理論建立過(guò)程的是一些相當(dāng)有效的觀察。比如,“沼澤的、不流動(dòng)而污濁的”水有“一股強(qiáng)烈的氣味”,不利于健康,會(huì)導(dǎo)致疾病。希波克拉底的醫(yī)學(xué)理念將這種不健康歸結(jié)為體液失衡:氣味糟糕的水會(huì)產(chǎn)生過(guò)多膽汁,導(dǎo)致飲用了這種水的人生病。當(dāng)然,這是一種錯(cuò)誤的解釋。不過(guò),遵從希波克拉底理念的醫(yī)生,至少能夠看到臟水和患者喝水后胃部不適之間的關(guān)聯(lián)。在尋找自然結(jié)果的自然原因上,希波克拉底的方法大大地邁出了擺脫奇幻思維的第一步。
2.亞里士多德《物理學(xué)》(約前330年)
《物理學(xué)》分為八章,不過(guò),最重要的是前兩章。第一章確立了亞里士多德的科學(xué)方法:他建議我們從對(duì)宇宙的整體理解開始(“較為易知和明白的東西”),并從這些整體觀念出發(fā),對(duì)具體事物或現(xiàn)象(“就自然說(shuō)來(lái)較為明白易知的東西”)做具體分析(通常受到之前的理解影響)。這是演繹推理(從普遍真理開始,推理出邏輯上必然的結(jié)論),而非歸納推理(從個(gè)別觀察開始,推理出能說(shuō)明這些觀察的一般解釋)。
第二章根據(jù)內(nèi)在變化的原則定義“自然”:自然物自身就包含運(yùn)動(dòng)的根源,人為制品(如藝術(shù))則沒(méi)有。一株樹苗長(zhǎng)成一棵樹,是因?yàn)樗哂袃?nèi)在的運(yùn)動(dòng)變化根源;盡管一間房屋或一張床是用木材制成的,但是它們永遠(yuǎn)不會(huì)自行變成其他事物;它是一件藝術(shù)品,會(huì)一直是一間房屋或一張床。運(yùn)動(dòng)根源帶有目的性:運(yùn)動(dòng)無(wú)情地推動(dòng)自然物朝向一個(gè)預(yù)先確定的目標(biāo)。
貫穿整本《物理學(xué)》,亞里士多德假設(shè)這個(gè)世界朝著更好的方向進(jìn)化。當(dāng)然,這并不是我們今天所說(shuō)的進(jìn)化:現(xiàn)代生物學(xué)意義上的進(jìn)化沒(méi)有預(yù)先確定的目標(biāo),沒(méi)有整體的設(shè)計(jì)。另一方面,亞里士多德的科學(xué)是目的論的,它堅(jiān)信自然在有目的地朝向一個(gè)自我實(shí)現(xiàn)更充分的目標(biāo)發(fā)展。不過(guò),這個(gè)目標(biāo)不是(像皈依了基督教的中世紀(jì)科學(xué)假設(shè)的那樣)被造物主放在了某處。一株樹苗能長(zhǎng)成一棵樹,是因?yàn)樗臉涞膶傩砸呀?jīng)存在于內(nèi)部。對(duì)于亞里士多德而言,目的論并不是外部的引導(dǎo)力量,而是一種內(nèi)在的潛力。
3.盧克萊修《物性論》(約前60年)
盧克萊修陳述了三個(gè)要點(diǎn)。
第一,宗教只是一種迷信。“那我們就從她的第一大原則開始:無(wú)絕不會(huì)借助神力生出有來(lái)。”對(duì)神靈的信仰令理智昏暗,讓思想者不可能獲得對(duì)世界的真知灼見(jiàn)?!段镄哉摗返谝痪硪詫?duì)伊壁鳩魯?shù)馁澝栏栝_始,伊壁鳩魯是第一個(gè)敢教導(dǎo)說(shuō)眾神沒(méi)有控制我們的日常生活的人,并進(jìn)一步發(fā)展出一套完整的唯物主義哲學(xué)。盧克萊修提出,除去對(duì)神的信仰,理智之眼才能睜開:“心頭的種種恐懼都會(huì)不翼而飛,天庭的墻開了,通過(guò)不可度量的虛空,我看見(jiàn)了萬(wàn)物的真相。”
第二,退化原則在宇宙中發(fā)揮作用。宇宙間萬(wàn)事萬(wàn)物都被如冰雹一般襲來(lái)的原子不斷撞擊,因此受到磨損;最終,宇宙間一切事物都將衰敗。本書的第二卷是最早嘗試展現(xiàn)無(wú)序狀態(tài)的哲學(xué)文字之一。
第三,宇宙沒(méi)有計(jì)劃。宇宙中的一切都源于構(gòu)成世界的原子微粒的隨機(jī)碰撞。本書第五卷將全部人類歷史解讀為隨機(jī)的結(jié)果。盧克萊修總結(jié)說(shuō):“當(dāng)然,原子并不是想方設(shè)法或者處心積慮地把自己安置得井然有序?!睂?duì)于盧克萊修而言,沒(méi)有其他理由能夠解釋他在周圍世界看到的種種隨機(jī)現(xiàn)象:一個(gè)充滿敵意、厄運(yùn)和死亡的地方。
4.尼古拉斯·哥白尼《提綱》(1514年)
《提綱》開篇簡(jiǎn)短地陳述了一個(gè)呈現(xiàn)出的問(wèn)題:即使援用了偏心圓、本輪、偏心勻速點(diǎn),行星仍然不是“勻速”運(yùn)行。哥白尼解釋說(shuō),如果太陽(yáng)在宇宙的中心,這個(gè)問(wèn)題能得到部分解決。
《提綱》大部分篇幅都在解釋這種新的宇宙,不過(guò),哥白尼還交代了地球的運(yùn)動(dòng),他假設(shè)為“三重運(yùn)動(dòng)”:地球“圍繞太陽(yáng)在一個(gè)大圓上做周年運(yùn)動(dòng)”;圍繞地軸自轉(zhuǎn);隨季節(jié)交替,從一側(cè)傾斜到另一側(cè)。這些運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致“整個(gè)宇宙”表面上像在圍繞地球“快速旋轉(zhuǎn)”,但是哥白尼總結(jié)說(shuō)這只是錯(cuò)覺(jué),“地球運(yùn)動(dòng)能夠用不那么令人咋舌的方式解釋所有這些問(wèn)題”。
《提綱》自始至終都在致力于找到最簡(jiǎn)單的解釋。不過(guò),當(dāng)哥白尼繼續(xù)研究每一個(gè)行星的運(yùn)動(dòng)時(shí),他發(fā)現(xiàn)自己在太陽(yáng)周圍構(gòu)建了越來(lái)越多的殼,建起一系列日漸復(fù)雜地緊密連接的球體。他那最簡(jiǎn)單的解釋逐漸將他繞進(jìn)一個(gè)極為可笑的最終陳述,他總結(jié)說(shuō):“總而言之,用34個(gè)圓圈足以解釋整個(gè)宇宙的結(jié)構(gòu)及行星的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)了?!?/p>
5.弗朗西斯·培根《新工具》(1620年)
自從亞里士多德以來(lái),演繹推理主宰了科學(xué)實(shí)踐;培根準(zhǔn)備顛覆它。在《新工具》第一版的封面上,培根讓一艘船——這就是他嶄新的歸納法——成功超過(guò)“赫拉克勒斯之柱”(Pillars of Hercules):這是神話傳說(shuō)中的兩根柱子,標(biāo)志著大力神赫拉克勒斯所能到達(dá)的“極西”之處,也是古代世界最外圍的邊界,是舊的知識(shí)獲取方式所能擴(kuò)展的極限。
這本書的第一卷以“語(yǔ)錄”開篇,是相對(duì)獨(dú)立的簡(jiǎn)要陳述,給出了培根對(duì)當(dāng)前自然科學(xué)所用方法的拒絕。培根駁斥說(shuō),演繹推理傾向于強(qiáng)化四種不準(zhǔn)確的思維方式。他將它們稱為族類假象(即全社會(huì)都作為常識(shí)接受,不再有疑問(wèn)的普遍假設(shè))、洞穴假象(因?yàn)閭€(gè)別思考者特殊的教育經(jīng)歷或者天生的傾向性,對(duì)于他們而言似乎是自然而然的假設(shè))、市場(chǎng)假象(語(yǔ)詞和定義對(duì)每個(gè)聽眾而言意義相同的漠然假設(shè))和劇場(chǎng)假象(基于從古代流傳至今的哲學(xué)體系的假設(shè))。在第82節(jié),培根提出了探索知識(shí)的替代性方案,即(最終)發(fā)展為現(xiàn)代科學(xué)方法的三步。
第二卷擴(kuò)展了培根的中心主題:如果人們“把公認(rèn)的意見(jiàn)和概念都撇在旁邊”(所有那些假象),“暫時(shí)不要縈心于最高普遍性”,“心所固有的真純力量”將會(huì)給予理解。我們沒(méi)有必要讀完第二卷,這一卷仔細(xì)剖析了各種各樣的物理過(guò)程,以證明培根的觀點(diǎn),最后以培根嘗試將博物學(xué)研究進(jìn)行分類結(jié)尾。
6.伽利略《關(guān)于托勒密和哥白尼兩個(gè)世界體系的對(duì)話》(1632年)
伽利略出版《對(duì)話》時(shí),紅衣主教貝拉明已經(jīng)去世。但是,宗教裁判所仍然存在,而且很活躍,所以《對(duì)話》的形式是三個(gè)朋友之間進(jìn)行一場(chǎng)假設(shè)的論辯,討論日心地動(dòng)模型是否能在理論上被證明是最有可能的宇宙圖景。
書中,哥白尼的模型,由飽學(xué)聰慧的薩爾維阿蒂和沙格列陀(Sagredo)進(jìn)行辯護(hù);宗教裁判所準(zhǔn)許的所有觀點(diǎn),都由最缺乏同情心的辛普利邱代為表達(dá),他顯然無(wú)知無(wú)能,盲目忠于亞里士多德,妄圖站在門口就檢驗(yàn)亞里士多德的推理。伽利略的這個(gè)計(jì)策,足以讓《對(duì)話》通過(guò)多明我會(huì)神學(xué)家尼科洛·里卡迪(Niccolo Riccardi)的最初審查,但是里卡迪堅(jiān)持讓伽利略寫一篇承認(rèn)教會(huì)對(duì)日心說(shuō)的反對(duì)完全正當(dāng)有效的序言。里卡迪還想在結(jié)尾加一個(gè)否定聲明,提醒人們注意,即便不依靠地球的運(yùn)動(dòng),人們依然能夠理解潮汐。
伽利略立即加了一篇非常諷刺的序言(“幾年前,為了排除當(dāng)代的危險(xiǎn)傾向,羅馬頒布了一道有益世道人心的敕令,及時(shí)地禁止了人們談?wù)摗貏?dòng)說(shuō)”),還讓辛普利邱最后聲稱,上帝“以他無(wú)窮的力量和智慧”可以用“許多我們意想不到的方式”引起潮汐運(yùn)動(dòng)。這暫時(shí)滿足了審查的要求,但是這騙不過(guò)伽利略的任何一位從事科學(xué)研究的同事。
《對(duì)話》分成四章,每一章的討論都發(fā)生在一天之內(nèi)。第一天和第二天的論辯是最核心的;第三天和第四天擴(kuò)展了前兩章展現(xiàn)的關(guān)于運(yùn)動(dòng)的諸多問(wèn)題。
7.羅伯特·胡克《顯微制圖》(1665年)
首先,在序言中,胡克解釋了感覺(jué)與推理能力之間的關(guān)系。然后,花點(diǎn)時(shí)間查看胡克的圖。前57幅插圖和觀察結(jié)果都是顯微鏡下的;最后3幅圖關(guān)于折射光、恒星和月球,用到了望遠(yuǎn)鏡。
在《顯微制圖》全書中,胡克以近距離觀察——通過(guò)人造工具來(lái)擴(kuò)展人的感官——作為新的思維方式的起點(diǎn)。最終,他的儀器不僅增強(qiáng)了人類的感官,更增強(qiáng)了人類的理性。近距離觀察導(dǎo)致了新的理論;而新的理論又導(dǎo)致了新的范式。
通過(guò)類比威廉·哈維(William Harvey)的血液循環(huán)系統(tǒng),胡克在書的序言中解釋說(shuō),真正的自然哲學(xué):
始于雙手和雙眼,通過(guò)記憶前進(jìn),理性使它持續(xù);但也不能就此停止,而要再次回到雙手和雙眼,由一種感觀能力不間斷地過(guò)渡到另一個(gè),自然哲學(xué)才能保持它的生機(jī)與力量,正如人體要保持生機(jī),就要讓血液在身體各個(gè)部分循環(huán),胳膊、雙腳、肺部、心臟和頭部。一旦我們勤勤懇懇、一絲不茍地遵循這一方法,就沒(méi)有什么事物(不在)人類智慧的掌控之中了……爭(zhēng)論和說(shuō)理很快就會(huì)變得勞人身體;一切美好的構(gòu)想、普遍的形而上的本性都是敏感的大腦奇思妙想的產(chǎn)物,它們很快就會(huì)消失,讓位于實(shí)實(shí)在在的歷史、實(shí)驗(yàn)和作品。就像最初人類偷嘗知識(shí)之樹的禁果而墮落,我們作為他們的后代,可能要在一定程度上用同樣的方式去恢復(fù),不僅通過(guò)注視和沉思,也要嘗試自然知識(shí)之果。這從未被禁止。
“工具和輔助”不再只是感官的延伸;對(duì)胡克而言,它們就是知識(shí)之樹,是通向完美的路徑。
8.艾薩克·牛頓《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》中的“哲學(xué)中的推理規(guī)則”與“總釋”
(1687/1713/1726 年)
《原理》的四卷展現(xiàn)了引力作用的定律。牛頓在書中確立并運(yùn)用了三條定律(即“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”)。慣性定律規(guī)定,運(yùn)動(dòng)中的物體會(huì)保持運(yùn)動(dòng),而靜止的物體會(huì)保持靜止(除非受到外力作用)。加速度定律規(guī)定,力作用于物體會(huì)產(chǎn)生加速度;物體的質(zhì)量越大,產(chǎn)生加速度所需要的力越大。作用力與反作用力定律規(guī)定,每一個(gè)作用力都有一個(gè)大小相等、方向相反的反作用力?!对怼返牡谝痪砗偷诙碓诩兝碚撝校](méi)有摩擦力)和有阻力的情況下確立了這些運(yùn)動(dòng)定律。書中其余部分將引力作為一種普遍的力來(lái)處理。
“哲學(xué)中的推理規(guī)則”這個(gè)部分解釋了為何牛頓確信這些運(yùn)動(dòng)定律在宇宙中普遍適用。他考慮到了批評(píng)者可能會(huì)指責(zé)他提供的僅僅是一種“設(shè)計(jì)巧妙的羅曼蒂克”,而不是一種可靠的假設(shè)。因此,在“規(guī)則”中,牛頓著重說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)論可以推而廣之,超越個(gè)別實(shí)驗(yàn)的范圍。
接著,在“總釋”部分(這部分也包含了一場(chǎng)著名的關(guān)于上帝在自然哲學(xué)中的位置的討論),牛頓對(duì)所采用的方法加以限制。牛頓解釋說(shuō),引力這種力——
必然來(lái)自太陽(yáng)和行星中心的某種力量,而該力還沒(méi)有任何減少;它的作用力的大小不是根據(jù)它所作用的粒子表面的面積(像力學(xué)通常的原因),而是根據(jù)那些粒子所包含的物質(zhì)量,并且它的作用力可以向所有方向傳播很遠(yuǎn)的距離,并以反比于距離平方的增加而減少。
不過(guò),牛頓也提醒說(shuō):“我還沒(méi)能從現(xiàn)象中找到這些引力特征的原因?!彼軓乃诘厍蛏系膶?shí)驗(yàn)推論出引力定律,但是,引力的原因在他的掌控范圍之外。
不過(guò),他也不覺(jué)得有必要解釋為什么會(huì)存在引力。他總結(jié)說(shuō):“對(duì)我們來(lái)說(shuō),了解引力的確是存在的,并根據(jù)我們前述的原因就能充分說(shuō)明天體和地球海洋的所有運(yùn)動(dòng),這便已足夠了?!痹诎褜?shí)驗(yàn)方法推廣到整個(gè)宇宙時(shí),牛頓也小心翼翼地在另一邊豎起邊界墻:科學(xué)能夠告訴我們是什么(what),但是沒(méi)有責(zé)任解釋為什么(why)。
9.喬治·居維葉《初步探討》(Preliminary Discourse)(1812年)
“初步探討”源自居維葉對(duì)于培根方法的信奉。在整理國(guó)家博物館“藏骨室”里的化石時(shí),他發(fā)現(xiàn)了已經(jīng)不存在的物種。他沒(méi)有解釋它們?yōu)槭裁礈缃^,也沒(méi)有提出宏偉的涵蓋一切的生命理論;他轉(zhuǎn)而研究每一塊化石,以及發(fā)現(xiàn)這些化石的地層。漸漸地,這些研究令他相信,“我們的地球并非歷來(lái)如此?!钡貙泳褪且槐娟P(guān)于地球過(guò)去的書,我們可以依靠感知能力去閱讀。居維葉的閱讀讓他提出了一系列主張:
生命并非歷來(lái)有之。
地球的狀態(tài)有過(guò)一些相繼發(fā)生的變化,從海洋變成陸地,又從陸地變成海洋。
若干次改變地球狀態(tài)的變革都是突然發(fā)生的。
僅用眼前的證據(jù),居維葉已經(jīng)從觀察得出了假設(shè):過(guò)去曾經(jīng)被一系列災(zāi)變打斷。
10.查爾斯·賴爾《地質(zhì)學(xué)原理》(1830-1832年)
我們可以找到的大多數(shù)英譯本的《地質(zhì)學(xué)原理》有三卷,寫于1830年到1832年。最初,賴爾計(jì)劃只寫兩卷,其中一卷論述他的整體原理(第一卷),第二卷編列更具體的地質(zhì)學(xué)證據(jù)(現(xiàn)在的第三卷)。不過(guò),最終他意識(shí)到自己必須描述一下化石記錄,所以插入了新的一卷(現(xiàn)在的第二卷)。你只需要讀第一卷,其中展現(xiàn)了賴爾的基本原理;第二卷和第三卷里的具體觀察已經(jīng)徹底過(guò)時(shí)了。
在第一卷的26個(gè)短小章節(jié)中,賴爾給出了三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的地質(zhì)學(xué)原理,它們現(xiàn)在通常被稱為“均變論”“反災(zāi)變論”和(更為拙笨的)“地球穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)”。
均變論:每一種曾經(jīng)作用于過(guò)去的力,如今仍然在發(fā)揮作用(而且能被觀測(cè)到)。
反災(zāi)變論:那些力并不會(huì)在過(guò)去擁有更高的強(qiáng)度;它們的程度不曾改變。
地球穩(wěn)態(tài)系統(tǒng):地球的歷史沒(méi)有任何方向或者進(jìn)程;所有歷史時(shí)期本質(zhì)上是相同的。
賴爾拒絕接受超常事件在地球的歷史上起過(guò)作用的觀點(diǎn),不是大洪水,不是彗星、小行星撞地球,甚至也不是當(dāng)時(shí)無(wú)法觀測(cè)到的升溫或降溫。他寫道:
從我們能夠追溯到的最早的時(shí)間點(diǎn),直到如今,除了那些現(xiàn)在正在起作用的原因,沒(méi)有任何原因是曾經(jīng)起過(guò)作用,而現(xiàn)在不起作用了;而且……它們也從未施加過(guò)與現(xiàn)在程度不同的作用力。
兩年之后,英國(guó)自然哲學(xué)家和神職人員威廉·休厄爾(William Whewell)給賴爾的地質(zhì)學(xué)原理貼上了一個(gè)標(biāo)簽,這些原理自此以“地質(zhì)均變論”這個(gè)標(biāo)簽著稱。
11.查爾斯·達(dá)爾文《物種起源》(1859年)
當(dāng)查爾斯·達(dá)爾文踏上貝格爾號(hào),開始為期5年的航行時(shí),他內(nèi)心確定無(wú)疑:“當(dāng)我站在貝格爾號(hào)的甲板上時(shí),我相信物種是永恒不變的。”
達(dá)爾文后來(lái)寫道。他當(dāng)時(shí)認(rèn)為,各種各樣的動(dòng)物一直都存在。但是隨著他記錄下自己遇到的種類繁多的生物,他越來(lái)越困惑。某個(gè)物種曾經(jīng)是什么?它們是從哪里來(lái)?為何會(huì)產(chǎn)生不同的物種?當(dāng)他整理筆記準(zhǔn)備出版時(shí),他已經(jīng)變得相信:“許多事實(shí)表明,各種物種有共同的起源?!?/p>
1858年,當(dāng)達(dá)爾文收到一封來(lái)自英國(guó)探險(xiǎn)家、小他14歲的阿爾弗雷德·拉塞爾·華萊士(Alfred Russel Wallace)的信時(shí),他還在研究這個(gè)問(wèn)題。華萊士已經(jīng)收集了他對(duì)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的不同物種的觀察,并得出結(jié)論:物種會(huì)因?yàn)榄h(huán)境的壓力發(fā)生改變或者進(jìn)化。華萊士寫道:“總體來(lái)說(shuō),適者生存。”
最健康的能不受疾病影響;最強(qiáng)壯、最敏捷或者最機(jī)警的能逃過(guò)天敵;最好的捕獵者或者消化能力最強(qiáng)的人能躲過(guò)饑荒;以此類推。于是我突然想到,這種自發(fā)的過(guò)程必然會(huì)改進(jìn)物種,因?yàn)槊恳淮休^為低劣的個(gè)體都不可避免地會(huì)被消滅,而優(yōu)質(zhì)的個(gè)體則能夠存活下來(lái)——也就是說(shuō),適者生存。
華萊士還隨信附上了他的論文《論變種無(wú)限偏離原始物種的趨勢(shì)》(On theTendency of Varieties to Depart Indefinitely From the Original Type),請(qǐng)達(dá)爾文轉(zhuǎn)交給任何可能會(huì)感興趣的自然哲學(xué)家。
此時(shí),達(dá)爾文已經(jīng)獨(dú)立得出了幾乎一樣的結(jié)論。他把華萊士的信寄給了倫敦林奈學(xué)會(huì)(Linnean Society of London)——一個(gè)擁有百年歷史的探討博物學(xué)的俱樂(lè)部,一并附上自己的研究結(jié)論摘要。1858年8月,華萊士和達(dá)爾文的理論同時(shí)被林奈學(xué)會(huì)刊出。
來(lái)年,達(dá)爾文在華萊士也發(fā)現(xiàn)了自然選擇原理的激勵(lì)下,最終出版了他的完整論述。第一版《論依據(jù)自然選擇即在生存斗爭(zhēng)中保存優(yōu)良族的物種起源》很快銷售一空。在接下來(lái)的二十多年里,達(dá)爾文對(duì)《物種起源》進(jìn)行了6次修訂。但即便是在最終修訂版里,他也沒(méi)有給自己的理論一個(gè)邏輯上的結(jié)尾;不過(guò),他已經(jīng)在私下里總結(jié)說(shuō),他的自然選擇理論也適用于人類。他在之后的《自傳》里曾寫道:“一旦我已經(jīng)變得……確信物種是會(huì)改變的產(chǎn)品,我就不能不相信,人也必須適用相同的規(guī)律?!?/p>
12.格雷戈?duì)枴っ系聽枴吨参镫s交實(shí)驗(yàn)》(Expetiments in Plant Hybridization)(1865年)
格雷戈?duì)枴っ系聽柣藢⒔陼r(shí)間對(duì)甜豌豆進(jìn)行雜交,試圖確認(rèn)或者否認(rèn)19世紀(jì)最廣為接受的遺傳模型。當(dāng)時(shí)這種模型被稱為“混合遺傳模型”,它主張雙親的性狀都以某種方式傳遞給后代,并融合成一個(gè)美好的中間物:一匹黑色種馬(公馬)和一匹白色母馬交配,將會(huì)產(chǎn)下灰色的小馬駒;一位6英尺高的父親和一位5英尺高的母親結(jié)合,生下的孩子長(zhǎng)大后,大約高5.6英尺。
這一模型有兩個(gè)問(wèn)題:第一,它經(jīng)常被證明是錯(cuò)的;第二,混合模型與自然選擇理論完全不兼容,混合模型傾向于抹除所有變異,并不會(huì)保留那些最適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體。
孟德爾發(fā)現(xiàn),這些豌豆的某些性狀總是會(huì)傳遞給下一代;孟德爾稱之為“顯性”性狀。另外一些性狀似乎在子代中消失了,但有時(shí)又會(huì)在幾代之后重新出現(xiàn),這被孟德爾稱為“隱性”性狀。孟德爾勤勉地對(duì)一代又一代甜豌豆進(jìn)行雜交授粉,這讓他總結(jié)出了顯性性狀與隱性性狀的一系列遺傳公式。在這個(gè)過(guò)程中,他意識(shí)到混合模型不能解釋他的甜豌豆的變異。相反,一定存在獨(dú)立的遺傳單元,能從一株植物傳遞到下一代植株。
隨著時(shí)間的推移,這確實(shí)可以將一個(gè)物種變成另一個(gè)物種:
如果要將物種A轉(zhuǎn)化為物種B,必須通過(guò)授精將兩者結(jié)合在一起,所得的雜交種之后再用物種B的花粉授精; 然后,在產(chǎn)生的各種變異后代中,選擇與物種B最接近的形態(tài),再一次用物種B的花粉授精,如此反復(fù)進(jìn)行直到最終形成和物種B一樣的形態(tài),并且該形態(tài)在后代中保持不變。通過(guò)這個(gè)過(guò)程,物種A將變成物種B。
13.阿爾弗雷德·魏格納《海陸的起源》(1915/1929年)
阿爾弗雷德·魏格納并非在證據(jù)的基礎(chǔ)上建立了大陸漂移學(xué)說(shuō),而是因?yàn)楫?dāng)時(shí)最普遍接受的對(duì)存在海盆和大陸板塊的解釋,受到了懷疑。
根據(jù)艾薩克·牛頓的理論,許多地質(zhì)學(xué)家相信地球曾經(jīng)處于熔融狀態(tài)。當(dāng)?shù)厍蚶鋮s下來(lái)時(shí),它會(huì)收縮,使地殼產(chǎn)生褶皺,有些地方沉下去,另一些地方則隆起,成為大陸和山脈。在那種理論下,地球應(yīng)該仍然在冷卻。但是,在19世紀(jì)和20世紀(jì)之交,放射性的發(fā)現(xiàn)表明,特定原子會(huì)隨著時(shí)間的推移產(chǎn)生更多熱量。這就完全不符合熱度均一的地球正在冷卻的觀點(diǎn);或者,就如魏格納在《海陸的起源》中所說(shuō):“在鐳被發(fā)現(xiàn)之前,地球在持續(xù)變冷這一顯而易見(jiàn)的冷縮論的基本假設(shè)已經(jīng)完全不成立了?!?/p>
作為替代,魏格納提出了大陸漂移學(xué)說(shuō),并在《海陸的起源》一書中闡述。不要去尋找證據(jù),這是一個(gè)亞里士多德傳統(tǒng)下的宏大理論。魏格納首先提出了這個(gè)包羅萬(wàn)象的解釋,然后完全用這個(gè)解釋內(nèi)在的一致性來(lái)為自己辯護(hù)。他自己總結(jié)說(shuō):“該理論為許多表面看來(lái)無(wú)解的問(wèn)題……提供了解決方案。”
大多數(shù)地質(zhì)學(xué)家對(duì)此并不贊同,這個(gè)假說(shuō)被接納得很慢。利特爾和哈蒙德在1929年的測(cè)量活動(dòng)有一些幫助,但要到20世紀(jì)60年代,由于地幔對(duì)流的發(fā)現(xiàn),大陸漂移的機(jī)制才最終得到理解。
14.阿爾伯特·愛(ài)因斯坦《廣義相對(duì)論的基礎(chǔ)》(1916年)
愛(ài)因斯坦在1916年版的前言開宗明義地說(shuō)道:“本書的目的,是盡可能使那些從一般科學(xué)和哲學(xué)的角度對(duì)相對(duì)論有興趣而又不熟悉理論物理的數(shù)學(xué)工具的讀者對(duì)相對(duì)論有一個(gè)正確的了解?!?/p>
換言之,只要稍加堅(jiān)持,你也可以跟上愛(ài)因斯坦的論證。愛(ài)因斯坦在一個(gè)時(shí)代即將結(jié)束時(shí)做研究;他是最后一批將自己最革新的發(fā)現(xiàn)直接告知大眾的偉大科學(xué)家之一。
15.馬克斯·普朗克《量子理論的起源和發(fā)展》 (The Origin and Development of the Quantum Theory)(1922年)
普朗克的這篇短文是他獲得諾貝爾獎(jiǎng)的演講文稿,文中提供了關(guān)于量子理論的發(fā)展和早期方向的基本情況。到1922年,量子力學(xué)內(nèi)在的矛盾已經(jīng)清晰凸顯。
不用試圖跟上普朗克這篇演講的所有細(xì)節(jié),而是要特別關(guān)注第10-11頁(yè)。看看普朗克認(rèn)為量子理論可以在未來(lái)實(shí)現(xiàn)什么,以及普朗克擔(dān)心會(huì)有什么可能的后果。
16.朱利安·赫胥黎《進(jìn)化:現(xiàn)代綜合》(1942年)
赫胥黎開篇寫道:“達(dá)爾文主義(Darwinism)已死的宣告不僅來(lái)自教堂的講道壇,也來(lái)自生物實(shí)驗(yàn)室。不過(guò),正像馬克·吐溫的案例,這種報(bào)告似乎被夸大其詞了,因?yàn)榻裉?,達(dá)爾文主義依然非常有生氣?!焙振憷柙诘谝徽玛U明了他的意圖:
在經(jīng)歷了新的學(xué)科相繼被研究,且研究工作相對(duì)獨(dú)立的時(shí)期之后,生物學(xué)在最近二十年里已經(jīng)成為更加統(tǒng)一的科學(xué)。它已經(jīng)開啟一段綜合的時(shí)期,直到今天,它不再呈現(xiàn)出一幅有大量半獨(dú)立且很大程度上相互矛盾的科學(xué)分支的景象,而是逐漸能夠與像物理學(xué)這樣更古老科學(xué)的統(tǒng)一性相匹敵,其中任何一個(gè)分支取得進(jìn)展,幾乎立刻就會(huì)促進(jìn)該學(xué)科的其他所有領(lǐng)域發(fā)展,并且理論與實(shí)驗(yàn)攜手并進(jìn)。生物學(xué)統(tǒng)一的主要結(jié)果,是達(dá)爾文主義的復(fù)興……故此,重生的達(dá)爾文主義是修正過(guò)的達(dá)爾文主義,因?yàn)樗仨毺幚磉_(dá)爾文并不知道的事實(shí);但是,因?yàn)樗哪繕?biāo)是要給進(jìn)化一個(gè)自然主義的解釋,就這個(gè)意義上而言,它仍然是達(dá)爾文主義……這一重生的達(dá)爾文主義,這只從灰燼中飛升,發(fā)生突變的鳳凰……就是我打算在之后各章討論的內(nèi)容。
這是一項(xiàng)雜亂無(wú)序、需要多方面考慮的任務(wù),但是赫胥黎以其清晰的寫作風(fēng)格,并且在闡述技術(shù)思想時(shí)切合實(shí)際、不用術(shù)語(yǔ),使得《進(jìn)化:現(xiàn)代綜合》既好讀又受歡迎。這本書印了5次,再版了3次;最近的1973年版包括一篇由9位杰出科學(xué)家合寫的引言,肯定了這一綜合在整體上的真理性,并更新了書中的數(shù)據(jù)資料。
17.埃爾溫·薛定諤《生命是什么》(1944年)
《生命是什么》以介紹經(jīng)典的牛頓物理學(xué)開始;接著,第二章和第三章總結(jié)了遺傳學(xué)的發(fā)展;然后將量子力學(xué)引入畫面。
薛定諤的目標(biāo)是利用物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué),為生命維持和傳遞的方式提供單一的、一貫的解釋:“今天的物理學(xué)和化學(xué)在解釋這些事件時(shí)顯示出的無(wú)能,絕不應(yīng)成為懷疑它們?cè)瓌t上可以用這些學(xué)科來(lái)解釋的理由?!?/p>
薛定諤是第一個(gè)主張化學(xué)能夠解釋遺傳如何起作用的人。他聲稱,一定存在某種能從化學(xué)上進(jìn)行分析和傳遞的“密碼本”;生命不是一種神秘的“活力”,而是一系列有序的化學(xué)和物理反應(yīng)。
年輕的詹姆斯·沃森偶然發(fā)現(xiàn)了《生命是什么》,立刻就被吸引,“薛定諤認(rèn)為,我們可以從儲(chǔ)存與傳遞生物信息這個(gè)方面來(lái)思索生命,”他后來(lái)寫道,“因此,染色體只是信息的載體……要了解生命……我們必須辨識(shí)這些分子,破解它們的密碼?!?u>《生命是什么》開創(chuàng)了新的生物化學(xué)領(lǐng)域,并直接導(dǎo)致了DNA的發(fā)現(xiàn)。
18.蕾切爾·卡森《寂靜的春天》(1962年)
打從一開始,《寂靜的春天》就顯現(xiàn)出自己是一本與眾不同的科學(xué)著作:它在努力抓住你的智力、情緒和理性的同時(shí),也在努力抓住你的想象力。
“從前,在美國(guó)中部有一個(gè)城鎮(zhèn),這里的一切生物看來(lái)與周圍環(huán)境相處得很和諧。”卡森開篇寫道,接著描繪了一派田園風(fēng)光:春天有百花盛開的果園,秋天是滿樹火紅和金黃的葉子,還有野花,而群鳥在藍(lán)天翱翔,魚兒在清澈的池塘跳躍,鹿群“在霧氣中若隱若現(xiàn)”。然后,一種“奇怪的陰影”悄然出現(xiàn),“神秘莫測(cè)的疾病”使得牲畜患病,禽鳥死亡,甚至讓正在玩耍的孩子突然倒下,導(dǎo)致他們“在幾小時(shí)內(nèi)死去”。
這個(gè)充滿道德寓意的故事是一個(gè)預(yù)言:如果化學(xué)品的使用沒(méi)有得到控制,有機(jī)生命將會(huì)遭遇什么。《寂靜的春天》是一個(gè)關(guān)于政府的失敗、企業(yè)盲目貪婪、科學(xué)默不作聲的故事:不加控制、未經(jīng)檢驗(yàn)的殺蟲劑有摧毀我們周圍復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)的力量??ㄉf(shuō),人類已經(jīng)“寫下了一部令人痛心的破壞大自然的記錄,這種破壞不僅僅直接危害了人們所居住的大地,而且也危害了與人類共享大自然的其他生命?!?/p>
《寂靜的春天》獲得了輝煌的勝利。卡森被邀請(qǐng)到國(guó)會(huì)去證明濫用殺蟲劑的危害,一位參議員致意卡森說(shuō):“卡森小姐,您就是引發(fā)這一切的那位女士?!?u>這一切指:殺蟲劑的管理、EPA 的創(chuàng)建,以及現(xiàn)代環(huán)境運(yùn)動(dòng)的開始。
19.德斯蒙德·莫里斯《裸猿》(1967年)
查爾斯·達(dá)爾文和埃爾溫·薛定諤都已經(jīng)靠近他們的發(fā)現(xiàn)可能引向的結(jié)果了,但又都擦肩而過(guò)。達(dá)爾文拒絕梳理物種起源理論的全部含義,盡管他后來(lái)寫道,他“不能不相信,人也必須適用相同的規(guī)律”,就像所有其他物種一樣,人類也是可變的?!渡鞘裁础房偨Y(jié)說(shuō)生命是化學(xué)的,但卻以“決定論與自由意志”做最后總結(jié),薛定諤在文中試圖堅(jiān)持人類經(jīng)驗(yàn)的獨(dú)特性。
而德斯蒙德·莫里斯在《裸猿》的緒論中就寫道:“我是動(dòng)物學(xué)家,裸猿又是一種動(dòng)物。所以他自然成為我筆下的描寫對(duì)象。他的行為模式紛繁復(fù)雜、令人難忘,可是我再也不肯因此而加以回避?!痹诮酉聛?lái)的各章里,莫里斯試圖將人類存在的幾乎每個(gè)方面都解釋為生存技巧,從起源到浪漫愛(ài)情,從哺育喂養(yǎng)模式到母愛(ài)與父愛(ài)。我們所做的一切,從做頭發(fā)到聽了玩笑發(fā)笑,都有生物學(xué)和化學(xué)的解釋。
在當(dāng)時(shí),這個(gè)主張令人震驚。BBC驚呼:“動(dòng)物學(xué)家德斯蒙德·莫里斯博士實(shí)在令世人震驚!他對(duì)人的描寫竟然與科學(xué)家描繪動(dòng)物的方式如出一轍!”不過(guò),得益于平易近人的散文風(fēng)格,以及謹(jǐn)慎地分配篇幅用于描寫性,莫里斯的研究被翻譯成23種語(yǔ)言,賣出1000萬(wàn)冊(cè)以上。在后來(lái)名為“社會(huì)生物學(xué)”(對(duì)人類文化的研究和對(duì)人類遺傳的研究一樣,都要受物理和化學(xué)因素的影響與決定)的領(lǐng)域,這是第一本大眾讀物。
20.詹姆斯·杜威·沃森《雙螺旋:發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)的故事》(1968年)
沃森在《雙螺旋》開篇不久便談?wù)摰溃骸翱茖W(xué)幾乎不會(huì)像外人想象的那樣,直截了當(dāng)?shù)匕凑蘸虾踹壿嫷姆绞竭M(jìn)行?!痹谒麑?duì)自己和英國(guó)同事弗朗西斯·克里克的DNA“發(fā)現(xiàn)”之旅的描述中,充滿了錯(cuò)誤的開始,被剽竊的研究,科學(xué)家之間的領(lǐng)地之爭(zhēng),以及厭女癥。(沃森評(píng)論過(guò):“像她這樣一個(gè)女權(quán)主義者,最好還是另找去處,分道揚(yáng)鑣。”這是他沒(méi)有魅力的時(shí)刻之一。)
盡管書名如上所述,沃森的這部回憶錄卻并不是關(guān)于一次“發(fā)現(xiàn)”,而是關(guān)于一個(gè)理論結(jié)構(gòu)的建立??死锟撕臀稚瓫Q定確立一種模型,它將:
①與被稱為脫氧核糖核酸(即DNA)的核酸物質(zhì)的化學(xué)和結(jié)構(gòu)特性一致;
②能夠讓信息傳遞——于是他們想到了雙螺旋。
1953年4月,沃森和克里克在一篇發(fā)表在《自然》(Nature)上的短文里提出了這一模型,文章用一個(gè)簡(jiǎn)潔的句子(由克里克寫作)作結(jié),主張雙螺旋結(jié)構(gòu)能夠讓核酸物質(zhì)形成氫鍵(hydrogen bonds),這就意味著DNA可以進(jìn)行自我復(fù)制。在論文的總結(jié)部分,克里克寫道:“我們當(dāng)然注意到了,我們提出的專一堿基對(duì)直接揭示了遺傳物質(zhì)的一種可能的復(fù)制機(jī)理?!?/p>
這一模型令人信服:與觀察到的DNA特性相符,而且顯然能夠進(jìn)行自我復(fù)制。弗雷德里克·桑格(Frederick Sanger),喬治·伽莫夫(George Gamow),馬歇爾·尼倫伯格(Marshal Nirenberg) 和海因里?!ゑR太(Heinrich Matthaei)等生物化學(xué)界的杰出人物也都對(duì)這個(gè)模型做了詳細(xì)說(shuō)明。等到詹姆斯·沃森于1968年出版《雙螺旋:發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)的故事》之時(shí),DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)及其在生命繁衍中的作用已經(jīng)被當(dāng)作信條接受了(盡管克里克對(duì)這部回憶錄有反對(duì)意見(jiàn),指出書中許多地方和他的回憶并不吻合)。
但是,要到20世紀(jì)70年代末,科學(xué)家才會(huì)有制作真正詳盡的DNA染色體圖的技術(shù)工具。沃森和克里克沒(méi)有“發(fā)現(xiàn)”DNA,而是像哥白尼一樣,創(chuàng)建了一種可信的理論,非常巧妙地解釋了幾十年間觀察到的現(xiàn)象。
21.理查德·道金斯《自私的基因》(1976年)
《自私的基因》一書把德斯蒙德·莫里斯的結(jié)論帶到了分子層面。莫里斯已經(jīng)從有機(jī)體的生存意愿來(lái)解釋人類文化,而道金斯主張這和有機(jī)體(動(dòng)物或者人類)沒(méi)什么關(guān)系。他總結(jié)說(shuō),基因自身會(huì)不惜一切代價(jià)來(lái)保存自己。
道金斯沒(méi)有“發(fā)明……軀體只不過(guò)是基因的進(jìn)化載體的信念”(正如一本科學(xué)著作宣稱的),他沒(méi)有超越沃森和克里克“發(fā)現(xiàn)”DNA的范疇。事實(shí)上,1975年,在《自私的基因》出版的前一年,生物學(xué)家愛(ài)德華·威爾遜(E. O. Wilson)就曾在他的《社會(huì)生物學(xué)》(Sociobiology)的第一章斷定:“有機(jī)體只是DNA制造更多DNA的途徑?!辈贿^(guò),道金斯是一位寫作高手,也是一位雄辯家。
《自私的基因》將威爾遜這種觀點(diǎn)的含義講得非常清楚,讓外行讀者和生命科學(xué)的學(xué)生都能理解。該書出版時(shí),進(jìn)化生物學(xué)家安德魯·瑞德(Andrew Read)還是一位博士候選人,用他的話來(lái)說(shuō),“這方面的知識(shí)框架已經(jīng)有了,但《自私的基因》將它講得很透徹,讓它不容忽視?!?/p>
請(qǐng)通讀全書,但要特別注意第十一章,在這一章里,道金斯探討了文化和生物化學(xué)信息一代代傳遞下去的方式。為了給“文化傳播單位”找個(gè)名字,道金斯將希臘詞匯“mimeme”縮寫為“meme”,即“模因”,為英語(yǔ)貢獻(xiàn)了一個(gè)嶄新(且如今常見(jiàn))的詞。
22.史蒂文·溫伯格《最初三分鐘:關(guān)于宇宙起源的現(xiàn)代觀點(diǎn)》(1977年)
到1977年,物理學(xué)家普遍取得的一致看法是:宇宙曾經(jīng)是一個(gè)奇點(diǎn),是一個(gè)致密、熔融的“原始原子”,以某種方式包含了現(xiàn)在宇宙中所有的物質(zhì),且已向外膨脹。事實(shí)上,宇宙仍然在穩(wěn)定地向外膨脹;我們可以看到并測(cè)量宇宙的膨脹,因?yàn)檫b遠(yuǎn)的星云正穩(wěn)定地遠(yuǎn)離我們的有利觀測(cè)點(diǎn)。
最初,比利時(shí)天文學(xué)家喬治·勒梅特(Georges Lema?tre)提出一個(gè)理論構(gòu)想,即所謂的“大爆炸”(這個(gè)名字其實(shí)是該理論的反對(duì)者取的)不是指一次爆炸,而是指在長(zhǎng)到無(wú)法想象的時(shí)間里穩(wěn)定地向外擴(kuò)張。這個(gè)理論的支持者提出,這一最初的致密起點(diǎn)所蘊(yùn)含的巨大熱量仍然以殘留的微波輻射的形式出現(xiàn)在宇宙中。當(dāng)這種輻射于1965年第一次被測(cè)量到時(shí),即便是持懷疑態(tài)度的物理學(xué)家也開始贊同:是的,奇點(diǎn)確實(shí)在宇宙的中心或者宇宙開始的一瞬間(二者同一)存在過(guò)。
而普通公眾還要過(guò)些年才會(huì)接受這一理論。宇宙從一個(gè)奇點(diǎn)開始膨脹是一個(gè)技術(shù)性和反直覺(jué)的構(gòu)想。該理論需要一個(gè)普及者,而史蒂文·溫伯格就能清晰簡(jiǎn)要地表達(dá)技術(shù)性強(qiáng)的內(nèi)容,他是來(lái)自紐約的理論物理學(xué)家,在出版《最初三分鐘》兩年后獲得諾貝爾獎(jiǎng)?!蹲畛跞昼姟非逦亟o出了宇宙膨脹的背景信息,通覽了不同解釋的歷史發(fā)展,包括穩(wěn)態(tài)理論(steady-state theory),展現(xiàn)了宇宙微波輻射的必然性;這是第一部被廣泛閱讀的解釋大爆炸理論的讀物,也刺激了隨后十多年里,寫給外行讀者的宇宙學(xué)和理論物理學(xué)書籍爆炸式涌現(xiàn)。
不過(guò),盡管這是一部極具開創(chuàng)性的著作,《最初三分鐘》還是擁有所有起源故事的不足之處。它需要讀者對(duì)宇宙的開始發(fā)生一次信仰的飛躍。溫伯格在書的導(dǎo)論中寫道:“宇宙的起點(diǎn),或者大約最初百分之一秒的說(shuō)法總是有些模糊不清,讓人難以理解?!覀円苍S不得不接受絕對(duì)零時(shí)的觀點(diǎn)——絕對(duì)零時(shí)是過(guò)去的一個(gè)時(shí)刻,從理論上講,我們無(wú)法推知之前的事情的因果。”
另外,溫伯格也免不了要推測(cè)結(jié)局。溫伯格寫道,宇宙最終一定會(huì)停止膨脹;它要么就直接停止,消逝在寒冷與黑暗之中,或者“經(jīng)歷一種宇宙‘反彈’,開始重新膨脹?!覀兛梢韵胂笠粋€(gè)無(wú)窮盡的膨脹和收縮循環(huán),它一直延伸到無(wú)窮的過(guò)去,根本就沒(méi)有開端”。
23.愛(ài)德華·O.威爾遜《論人的本性》(On Human Nature)(1978年)
《論人的本性》是威爾遜被讀得最多的著作,書里假設(shè)人類的行為以化學(xué)為基礎(chǔ)。威爾遜的哲學(xué)是一種學(xué)科的還原論:來(lái)自物理學(xué)和化學(xué)的洞見(jiàn)能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)予以證明,能夠通過(guò)演算得以確證,是所有人類知識(shí)的根基;生物學(xué)就建
立在這堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上;生物學(xué)定律直接脫胎于物理學(xué)和化學(xué)原理。諸如心理學(xué)、人類學(xué)、動(dòng)物行為學(xué)(自然界動(dòng)物的行為)、社會(huì)學(xué)等社會(huì)科學(xué)“漂浮”其上,完全依賴下面的“硬”科學(xué)。
威爾遜的第一部作品描寫了螞蟻的社會(huì)。他在1975出版的《社會(huì)生物學(xué):新的綜合》(Sociobiology: The New Synthesis)中提出,人類的行為正如螞蟻的活動(dòng),究其原因,并沒(méi)有超出物理的必然性。甚至看似無(wú)形的感受與動(dòng)機(jī)(恨,愛(ài),愧疚,恐懼)都是:
受下丘腦(hypothalamus)和大腦邊緣系統(tǒng)(limbic system of the brain)中的情緒控制中心的約束和塑造……接著,我們不得不問(wèn),是什么創(chuàng)造了下丘腦和邊緣系統(tǒng)?它們通過(guò)自然選擇進(jìn)化而來(lái)……下丘腦和邊緣系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成要使DNA存續(xù)。 我們可能充滿悔恨情緒、利他沖動(dòng)或者是絕望,但這只不過(guò)是因?yàn)槲覀兊拇竽X(獨(dú)立于我們有意識(shí)的知識(shí))在以最能保存我們基因的方式在對(duì)環(huán)境作出反應(yīng)。
所以,“社會(huì)生物學(xué)”試圖把人類社會(huì)僅僅理解為生物沖動(dòng)的產(chǎn)物。
除了最后一章,《社會(huì)生物學(xué)》全書都是建立在動(dòng)物研究的基礎(chǔ)之上。3年后出版的《論人的本性》,則更聚焦于人類的數(shù)據(jù)資料。威爾遜聲稱:“人類心智是為生存與繁衍服務(wù)的裝置,推理只不過(guò)是其中一種技能。”接著,他解釋了每一種我們最為珍視的人類特質(zhì)是如何從基因產(chǎn)生的(譬如,“最高級(jí)的宗教活動(dòng)能帶來(lái)生物性的好處”,更別提還有“遺傳多樣性是性的終極功能。性行為的生理快感服務(wù)于遺傳多樣性”。)
像詹姆斯·沃森和理查德·道金斯一樣,威爾遜是一位頗有天賦的作家,能巧妙運(yùn)用強(qiáng)大的比喻。《論人的本性》受到了稱贊,也不乏嚴(yán)厲指責(zé),當(dāng)然更是得到了廣泛閱讀;它立刻就成為暢銷書,并在1979年贏得普利策獎(jiǎng)。
24.詹姆斯·拉伍洛克《蓋婭》(1979年)
詹姆斯·拉伍洛克拾起蕾切爾·卡森的主題,通過(guò)將整個(gè)相關(guān)系統(tǒng)設(shè)想為一個(gè)單一的、系統(tǒng)化的“存在”,來(lái)探索人類與地球的相互關(guān)系。他急忙解釋說(shuō),這不是一種“字面意義上的”存在,不是某種有感知覺(jué)的生物;準(zhǔn)確地說(shuō),“包括生命在內(nèi)的整個(gè)地球表面都是一個(gè)自我調(diào)節(jié)的存在。這也正是我使用‘蓋婭’的含義所在”。蓋婭這個(gè)名字是他的鄰居——小說(shuō)《公主新娘》(The Princess Bride)的作者威廉·高德曼(William Goldman)提議的。
以“蓋婭”作為核心理念,拉伍洛克——一位環(huán)境保護(hù)者和曾經(jīng)做過(guò)醫(yī)學(xué)研究生工作的發(fā)明者——探索了生物圈(“地球有生物存在的區(qū)域”)和地表巖石層、空氣、海洋之間的相互關(guān)系。他表明,這是一個(gè)組織嚴(yán)密、緊緊相連的系統(tǒng),一個(gè)部分遭受污染或?yàn)?zāi)患,會(huì)迫使整個(gè)“超級(jí)生命體”(super-organism)去適應(yīng)和改變。
與他的后繼普及者一樣,拉伍洛克隨后發(fā)展出了關(guān)乎人類存在的結(jié)論。他將人類的美感(“愉悅,認(rèn)同,成就,驚訝,興奮以及向往等那些復(fù)雜的情感……充溢我們心中”),解釋成一種生物反饋:“或許我們也是生來(lái)就具備一種本能,使我們能夠在與周圍的其他生命形式的關(guān)系中認(rèn)清自己所扮演的最佳角色?!彼偨Y(jié)說(shuō):“這看起來(lái)與達(dá)爾文自然選擇的力量并不相悖,因?yàn)橐环N愉悅感通過(guò)鼓勵(lì)我們?cè)谧陨砼c其他生命形式之間實(shí)現(xiàn)平衡來(lái)回報(bào)我們。”
25.斯蒂芬·杰·古爾德《人類的誤測(cè)》(The Mismeasure of Man)(1981年)
斯蒂芬·杰·古爾德相信,莫里斯和威爾遜的學(xué)說(shuō)都過(guò)于簡(jiǎn)化了。在《人類的誤測(cè)》中,他反對(duì)被他稱為“達(dá)爾文原教旨主義”的做法——用自然選擇解釋全部的人類經(jīng)驗(yàn)。相反,古爾德認(rèn)為是多重因素(都是自然的,但是全部加在一起相當(dāng)復(fù)雜,不能簡(jiǎn)化成DNA)相互交疊決定了人類的行為。
《人類的誤測(cè)》(與威爾遜那本書一樣)的目標(biāo)是普通讀者。全書有力地集中駁斥了一個(gè)被古爾德視為“達(dá)爾文原教旨主義者”的特例:將“智力的抽象”作為一種在生物化學(xué)意義上被決定的素質(zhì),“量化”為一個(gè)數(shù)字(這真是多虧了IQ測(cè)試的日漸流行),并在由生物決定的“價(jià)值序列”中,“用這些數(shù)字給人排列等級(jí)”。
書中論證遠(yuǎn)不只是要揭穿IQ測(cè)試的真相,古爾德還希望駁斥在威爾遜的書中非常明顯的學(xué)科還原主義。古爾德在序言里寫道:“從根本上看,《人類的誤測(cè)》探討的不是虛假的生物學(xué)爭(zhēng)論在社會(huì)環(huán)境中的普遍道德可恥性……甚至也不是人類不平等性的基因基礎(chǔ)之上的所有虛假論調(diào)。”(明顯在針對(duì)《社會(huì)生物學(xué)》)。準(zhǔn)確地說(shuō),“《人類的誤測(cè)》討論的是一張通過(guò)量化而對(duì)人類進(jìn)行分類的特殊表格:智商可以被抽象成一個(gè)單一的數(shù)字,一個(gè)能夠在固定不變的智力價(jià)
值曲線上對(duì)所有人進(jìn)行分類的數(shù)字”。
與威爾遜一樣,古爾德被一些人批評(píng)。譬如,著名心理學(xué)家漢斯·艾森克(Hans Eysenck)就堅(jiān)信智力的基因基礎(chǔ),他疾言厲色地說(shuō)過(guò),“每一頁(yè)的事實(shí)錯(cuò)誤都比我讀過(guò)的任何書要多”。但他也受到另一些人贊揚(yáng)。這本書贏得了1982年的美國(guó)國(guó)家書評(píng)人協(xié)會(huì)獎(jiǎng)。
26.詹姆斯·格雷克《混沌:開創(chuàng)新科學(xué)》(1987年)
與列表中的其他作者不同,詹姆斯·格雷克不是科學(xué)家;他是一名新聞工作者,主修英語(yǔ)專業(yè)。但是,在《混沌》這本書中,他能夠理解并清晰地復(fù)述一系列技術(shù)性很強(qiáng)的研究性文章,以至于讓混沌理論成了一個(gè)家喻戶曉的名字,最后還進(jìn)入了電影。
混沌理論誕生于1961年,當(dāng)時(shí)美國(guó)數(shù)學(xué)家愛(ài)德華·洛倫茲正在對(duì)氣象學(xué)進(jìn)行小修補(bǔ)。洛倫茲已經(jīng)寫好了納入多種因素(風(fēng)距與風(fēng)速、氣壓、氣溫等)的計(jì)算機(jī)程序,要用它們預(yù)測(cè)天氣模式。他偶然發(fā)現(xiàn),輸入的這些因素中產(chǎn)生的細(xì)微變化——風(fēng)速或者氣溫的改變,原本小到完全無(wú)關(guān)緊要——急劇改變了預(yù)測(cè)的模式。
1963年,洛倫茲在一篇發(fā)表的論文里表明,在某些系統(tǒng)中,極其微小的變化能夠?qū)е陆厝徊煌慕Y(jié)果。1972年,他又發(fā)表了一篇文章,題目為《可預(yù)言性:一只蝴蝶在巴西扇動(dòng)翅膀會(huì)在得克薩斯引起龍卷風(fēng)嗎?》。這是蝴蝶的翅膀首次被用來(lái)類比微小的初始改變,以及“蝴蝶效應(yīng)”這個(gè)詞第一次被使用。
1975年,另外兩位數(shù)學(xué)家李天巖和詹姆斯·約克發(fā)表了一篇文章,第一次給這種現(xiàn)象命名。他們稱之為“混沌”。對(duì)于大多數(shù)說(shuō)英語(yǔ)的讀者而言,這是一個(gè)極其有力的詞,即便已經(jīng)到了1975年,他們對(duì)這個(gè)詞在圣經(jīng)中的用法也有所了解:完全無(wú)形,混亂,無(wú)序。
當(dāng)格雷克——一位《紐約時(shí)報(bào)雜志》的專欄記者和自由撰稿人——選擇混沌理論作為他的第一本書的主題時(shí),該理論還處于它的青春期早期。《混沌》用了生動(dòng)的比喻做調(diào)劑,抓住了大眾的想象力?!昂?yīng)”也成為家喻戶曉的短語(yǔ),尤其是杰夫·高布倫(Jeff Goldblum)在《侏羅紀(jì)公園》里扮演的搖滾明星科學(xué)家還給了全世界觀眾一個(gè)簡(jiǎn)略版的解釋。(“一只蝴蝶在中國(guó)北京扇扇翅膀,那在美國(guó)的中央公園的天氣就會(huì)由晴轉(zhuǎn)雨……細(xì)微的改變……決不重復(fù),且會(huì)極大地影響結(jié)果?!保?/p>
但是,“混沌”這個(gè)詞有誤導(dǎo)性?!盎煦纭痹谶@里的意思是“不可預(yù)測(cè)性”——但不是最終的、固有的不可預(yù)測(cè)性(“無(wú)論我們知道多少,我們都無(wú)法預(yù)測(cè)最終結(jié)果”),而是一種偶然的、實(shí)踐的不可預(yù)測(cè)性(“這一系統(tǒng)對(duì)初始條件微小變化太敏感,以至于目前我們還無(wú)法以預(yù)測(cè)所有可能的結(jié)果所需要的精確度來(lái)分析那些初始條件”)。
27.斯蒂芬·霍金《時(shí)間簡(jiǎn)史》(1988年)
《時(shí)間簡(jiǎn)史》不是第一本受到歡迎的物理學(xué)暢銷書,但它超越了所有其他書?!翱隙ú皇橇硪槐娟P(guān)于大爆炸之類的書”,物理學(xué)家保羅·戴維斯(Paul Davies)回憶起他第一次看到霍金這部巨著時(shí)的想法。
霍金的目標(biāo)不高,他想用物理學(xué)來(lái)回答一系列問(wèn)題:“我們對(duì)宇宙有何認(rèn)識(shí),以及我們是如何認(rèn)識(shí)它的?宇宙從何而來(lái),正要去往何處?宇宙有開端嗎?如果有,在那之前發(fā)生了什么?時(shí)間的本質(zhì)是什么?時(shí)間會(huì)有終點(diǎn)嗎?”
書中的解答在35種語(yǔ)言中收獲了一千多萬(wàn)讀者,《時(shí)間簡(jiǎn)史》成了有史以來(lái)最暢銷的一本科學(xué)著作。
28. 沃爾特·阿爾瓦雷茨 《霸王龍和隕石坑》(1997年)
沃爾特·阿爾瓦雷茨在意大利的一個(gè)巖石層發(fā)現(xiàn)了異常豐富的化學(xué)元素銥,但這種元素本來(lái)不該出現(xiàn)在那里。雖然阿爾瓦雷茨接受的科學(xué)訓(xùn)練讓他相信地球的“均變論”,而不是“災(zāi)變論”。但他開始懷疑,事實(shí)上曾經(jīng)有巨大的災(zāi)難襲擊過(guò)地球。這處有問(wèn)題的巖石正好在所謂的K-T界線上,地質(zhì)學(xué)家很早就注意到,這一巖層中的化石記錄不連續(xù)。在K-T界線之前,恐龍和菊石化石大量存在;而在這條界線之后,它們便消失了。
阿爾瓦雷茨和他的父親—— 物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者路易斯·阿爾瓦雷茨(Luis Alvarez)一起構(gòu)建了理論,認(rèn)為這些銥元素可能來(lái)自一顆撞擊地球的小行星。1980 年,阿爾瓦雷茨在《科學(xué)》(Science)雜志上提出,“K-T界線上的銥元素異?!?,很可能是一次小行星撞擊導(dǎo)致的。論文的共同作者有父親路易斯、科學(xué)家同行弗蘭克·阿薩羅(Frank Asaro)和海倫·米歇爾(Helen Michel)。
此外,這一撞擊也可以解釋化石記錄的不連續(xù):一顆大型越地小行星所產(chǎn)生的威力可以將質(zhì)量是其自身60倍的物質(zhì)炸到大氣層中,成為粉碎的巖石;一部分塵埃將會(huì)在平流層中懸浮數(shù)年,并飄散到世界各地。隨之而來(lái)的黑暗會(huì)抑制光合作用,據(jù)此預(yù)期的生物學(xué)影響也與在古生物學(xué)記錄中觀察到的滅絕情況相當(dāng)一致。
不過(guò),還缺少撞擊產(chǎn)生的隕石坑。11年之后,阿爾瓦雷茨和同事們發(fā)現(xiàn)了隕石坑的痕跡,這個(gè)大坑位于尤卡坦海岸,有125英里寬,被上千年的沉積物所覆蓋。撞擊物的影響大到足以導(dǎo)致地殼氣化,森林陷入火海,海洋中海嘯肆虐,并將大量巖石碎片拋到大氣層中,遮天蔽日,還引發(fā)有毒的酸性暴風(fēng)雨。
阿爾瓦雷茨總結(jié)說(shuō),這次撞擊改變了地球的面貌,也導(dǎo)致了恐龍滅絕。
1997年,阿爾瓦雷茨出版了《霸王龍與隕石坑》,在書中闡釋了假說(shuō)的形成過(guò)程。書中絕大部分篇幅都在力求仔細(xì)精準(zhǔn)地描述引導(dǎo)阿爾瓦雷茨及其團(tuán)隊(duì)得出結(jié)論的線索,該書第一章名為《世界末日》(Armageddon),還有一段引自《指環(huán)王》的引文,并且對(duì)撞擊發(fā)生時(shí)的場(chǎng)景做了戲劇化的描述(“災(zāi)難從天而降……”)??破諏懽鬟_(dá)到了頂峰,科學(xué)作家卡爾·齊默爾(Carl Zimmer)在談到阿爾瓦雷茨的書時(shí)說(shuō):“忽然間,生命的歷史比任何科幻電影都更富有電影感?!?/p>
(本文節(jié)選自《如何閱讀西方經(jīng)典》,青豆書坊|上海社會(huì)科學(xué)院出版社2022年12月版,作者蘇珊·懷斯·鮑爾(Susan Wise Bauer),系美國(guó)超級(jí)暢銷書作家,傳奇女子,她從小沒(méi)有接受正規(guī)中小學(xué)教育,而是接受家庭教育,10歲學(xué)習(xí)拉丁語(yǔ),14歲成為職業(yè)音樂(lè)家,16歲時(shí)寫出3部小說(shuō),17歲進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí),獲費(fèi)城大學(xué)神學(xué)碩士學(xué)位,弗吉尼亞大學(xué)的英語(yǔ)語(yǔ)言文學(xué)碩士學(xué)位、美國(guó)研究博士學(xué)位,現(xiàn)在弗吉尼亞州威廉與瑪麗學(xué)院教授文學(xué)與寫作,著有《極簡(jiǎn)科學(xué)史》《世界史的故事》《受過(guò)良好教育的心靈:如何進(jìn)行家庭教育》等。本書譯者為孫大強(qiáng)、關(guān)穎。澎湃科技獲授權(quán)刊發(fā)。)





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