迈克尔·莫斯利、约翰·林奇著的《我们如何到现在》是一部用心写就的科学史著作，再现了人类发展的几个关键主题，体现了人类认识世界的非凡智慧。如果你想知道人类发展到今天经历过什么，生命的密码如何被我们逐步掌握，又或者你想了解传奇科学家的那些鲜为人知的冒险故事，这就是你的书。

迈克尔·莫斯利、约翰·林奇著的这本《我们如何到现在》内容源自BBC具有里程碑意义的同名纪录片《科学的故事》，主要讲述人类从古至今在科学几个领域里的突破性成就，以六个主题告诉我们如何来到了现在。这些聪明的大脑与新出现的知识在特定时期发生碰撞，激起了文明进程中闪亮的火花，让我们如梦初醒般了解自己的过去、现在以及未来。

●一场惊人的巨变，让我们得到了如今关于宇宙的理解。

●原子世界的秘密深藏若干世纪，我们需要获得分开粒子的巨大能量。

●我们试图理解和延长生命，这促使我们审视身体的运作方式。

●通过解剖大脑的结构，科学家确凿地宣称大脑决定了我们是谁。

导言

第1章 宇宙：天外有什么？

第2章 物质：世界是什么构成的？

第3章 生命：我们如何走到现在？

第4章 力量：我们能有无限的力量吗？

第5章 身体：生命的秘密是什么？

第6章 心灵：我们是谁？

推荐读物

索引

图片出处

致谢

荷兰镜

整个16和17世纪。战争一直是科学的背景。1608年后半年，尼德兰有一个和平会议，促成了八十年战争中的“十二年休战”，新教徒荷兰人在此期间奋战，以摆脱西班牙的统治。在会上，来自米德尔堡(Middelburg)的眼镜商汉斯·利伯谢(Hans Lippersrley)给拿骚的莫里斯亲王看一种“间谍镜”。当时眼镜已经存世大约几百年，眼镜商掌握了制作凹透镜和凸透镜的技巧，用来矫正近视和远视，以利读书。利伯谢把一个凹透镜和一个凸透镜放在一起，制造了最初的望远镜。同年，他想为他的发明申请专利，但遭拒绝，因为另外两个人在大致相同的时候也声明自己才是发明者。为什么望远镜这个主意在荷兰突然冒出来，不清楚：但它在战场上的潜能，是一目了然的。那么在有许多外交官在场的会议上展示这个东西，意味着这个消息迅速传遍欧洲，与使者们带着那个令人高兴的和平消息来开会的速度一样快。到1609年上半年，小型的间谍镜在巴黎的新桥可以买到；夏季，意大利也有了。

这个装置非常简单：一个圆筒，一头是凸透镜，另一头是凹透镜，能导致大约3倍的放大率。当间谍镜的消息传到帕多瓦的一位数学教授耳朵的时候，他觉得自己也能制造一个。那位数学教授是伽利略·伽利雷，一个好斗、好辩之人，决心成大事，总是寻找机会，要在那些头面人物中提高自己的地位。一个能让他的潜在赞助人对他刮目相看的机会，来了。因此，他计划为威尼斯共和国总督制造一个间谍镜。他生活在总督的权威之下，在帕多瓦搞研究。1609年夏，传来消息，说一个荷兰人要献给总督一个望远镜：凭着非同一般的动手能力。伽利略在24小时之内拿出了自己版本的望远镜，然后改善到8倍的放大率。这是他想方设法献给共和国参议员们的东西，跑在他的竞争者的前头，时间是那年的8月。结果是轰动。伽利略写道，他和威尼斯的达宫贵人，好几次爬上城里最高的钟楼，看远处的东西，大大地放大了。他把东西呈给总督，强调它能为这个海洋国家提供优势，为抵抗土耳其人，望远镜不可须臾缺少。“我们就可以在海上远远地发现敌人，不必等着看清其船体和风帆，因此我们发现他们，要早于他们发现我们两小时。”这就是伽利略时代的办事路数：一份厚礼献给一位赞助者，顺便把自己的需要得体地暗示一下。总督心领神会，慷慨大方，给伽利略涨了一倍的薪水，批准他在帕多瓦大学的终生职位。然而，不便明言的事，就不那么尽如人意了：终生，真正的意思是他不准离开，而薪水仍然那么多。因此，伽利略把他的目光转向了别处。

完美的视像

16世纪初，威尼斯走过了文艺复兴的高峰期。庞大的威尼斯划艇，曾经雄霸地中海的贸易，鼎盛时为数大约3000艘，如今被远涉重洋的船只取代了，在西方的洋面上游弋。君士坦丁堡的拜占庭城陷落在土耳其手里，导致古典知识的重新觉醒，因为人和书都跨越爱琴海到了意大利的安全地带，带来了理解力，有助于文艺复兴的文化与人文的爆发与繁荣。与此同时，需要找到奔赴远东的其他路线，以绕过土耳其人的势力，开始了探索和发现新世界美洲的推动力。结果是经济力量从意大利转到了北欧。但是，威尼斯仍然是一个文化发电厂，它的百工中有玻璃工艺。远远地回顾13世纪，威尼斯从中东带回了碳酸钠，这是制造极其纯净的水晶玻璃的关键配料之一。这种玻璃在威尼斯溻湖里的慕拉诺岛(Murano)上制造。确实，慕拉诺的手艺人被禁止离开威尼斯，这是为了把他们的那种特别技艺保守成秘密。正是这种玻璃使伽利略能够在1609年秋对他的望远镜进行彻底的改善：到了年底，他成就了20倍的放大率。

伽利略也开始把望远镜转向天界，开始研究月球。根据看到的景象，他把不同的月相揭示在八幅系列绘图中，令人震惊。亚里士多德的宇宙学声称星体是完全光滑的球体，他看到的却是嶙岣的山体、周边参差的边线和阴影。他继续看其他天体。1610年2月，他看到了类似三颗小星的东西鱼贯出现在木星上：三个晚上之后，有一个消失了。再过三晚上，它又回来了，位置却不同了，他还看到了第四颗小星。他意识到这些“小星”必定在环绕木星的轨道上。他发现了这颗行星的四个“月亮”。伽利略本来就爽快地青睐哥白尼的宇宙观，但现在有了强有力的证据，即便是间接的，支持哥白尼。因为假如木星有几个卫星在环绕它的轨道上，那么说地球处在宇宙万物的中央这么一个特殊地位上，就不再那么特殊了。伽利略决定发布他的那些发现，写了一本简短易懂的书，用意大利语而不用拉丁语，还带插图。他称之为《星际信使》。他一直在寻找出人头地的机会嘛，就把该书奉献给美第奇家族的大公科西莫二世，并提出用美第奇四兄弟的名字为这四颗新卫星命名。作为一种战略，这成功了。到1610年夏季，他被任命为佛罗伦萨的美第奇家族的宫廷数学家和哲学家，薪水也暴涨。他未来的地位和财富稳稳当当了。

审讯

伽利略晚年的生活——他与教会的冲突，他为异端受审，他被监禁——作为科学史的转折点而令人瞩目，但事实不像常常演义的那样简单。到最后，事情和异端关系不大。跟权威关系更大。伽利略开始要做的事情，跌进了教会的一亩三分地，教会相信那决不容他人染指。伽利略用望远镜做的那些观察，让他更相信哥白尼的理论。他不仅看到了木星的卫星，看到了月球并不光滑的表面。还看到了金星的完整的位相——随着它在绕日轨道上运行而改变亮度，在它经过地球面前的时候，走进阴影，然后走出阴影。他的这些发现，起初被大家照实接受了。那就是看到的事实嘛，随后也没有做什么解释嘛，而且伽利略在1611年居然能让教皇听他讲课，结果跟佛罗伦萨的赞助人拉上关系，算是出尽了风头。但是，此后事情逐渐起了变化。他惹恼了一位颇有权势的耶稣会天文学家，口无遮拦地声称发现了太阳黑子，他也更公开地支持哥白尼主义。托斯卡纳大公夫人忧心忡忡，询问这个理论是否和《圣经》学说有抵触，伽利略回信，写的话很有名：“人不可从《圣经》章节的权威出发，而应该从感性经验出发，从必不可少的证明出发。”这算是对我们如今所知的科学方法的最早表述之一了——首先是证据，接着是推断。但这也表明伽利略开始说，他的科学研究或许与神启具有一般高的地位。这可就越了雷池。1616年，教皇的一个委员会下结论：哥白尼理论确实是异端邪说。此后伽利略得到指示，不可“坚持或者维护”这种日心看法。

事儿就摆在那儿了，但伽利略又一次耽于公开吐槽耶稣会天文学家。在一篇文章中，他写到他们的彗星理论。在随后的另一本书中，他强化自己的哲学，说宇宙规律“是用数学语言写成的”。又来了，新教皇乌尔班八世召见了他。这位教皇和伽利略有私交，因此结果还好，伽利略得到鼓励，就写了一本书，把两种世界观放在一块儿比较——托勒密与哥白尼的世界观——当然，一个前提是他不曾断言哥白尼模型是真实的。结果就是1632年的那本书《关于两大世界体系的对话》。在书中，他摆开了支持与反对两种世界观的论辩，形式是在三个人物之间的争论。大家一般都认为伽利略走得太远了，读者会把他等同于哥白尼的辩护者；他把托勒密的说法塞在他称之为“辛普里奇奥”的嘴里——这名字的意思是“笨伯”。宗教法庭瞅准了机会，审讯伽利略，就粉墨登场了，说他违背不可为哥白尼主义辩护的禁令。众所周知，伽利略认罪，公开认错，《对话》成了禁书。伽利略被宣布为异端者，余生在家里接受软禁。但是，最重要的是，梵蒂冈掌控知识的权威得到重申：真理蕴含在天主教会的教诲中。

P37-41

淡蓝的小点

1990年2月14日情人节，“旅行者一号”航天探测器飞离地球已有大约60亿千米，风驰电掣，离我们而去，揖别太阳系的众行星，投身外空。探测器留足了宝贵的燃料，为的是再显身手：就在那天，任务控制员发出了指令。名扬四海的天文学家卡尔·萨根(Carl Sagan)，劝说大家让旅行者最后一次回望遥远的老家。信号以光速传送，花费6小时，到达探测器，探测器果然响应。它在转身之际，呈现在那个小小的照相机面前的，居然是整个太阳系——这个照相机。在13年的任务中，如实捕捉了令人振奋的外界影像，那是前所未知的影像。慢慢地，“旅行者”为它能看到的每一颗行星逐一拍了照，并在随后的3个月把照片传回地球。其中有一幅为亘古以来最强大的照片：行星地球，渺小得可怜巴巴，在万千光点的背景上几乎不可辨识，显得是一个淡蓝的小点，还不到一个像素的宽度，被捕捉在探测器光滑的表面反射的一缕阳光中。这幅照片，令人羞臊，令人深思—_全人类，我们全部的业绩，我们的未来，我们全部的希望与梦想，就在这么一个微小的光点中。

但是，淡蓝小点的这幅照片，代表其他某种特别事情的登峰造极：那就是在彼时彼地，在历史上的那个时刻，捕捉这个小蓝点儿所需要的知识。探测器本身就是两千年科学成就的产物——遮盖其骨架的外壳所需要的材料化学；把它推入上空的能量掌控，即对火箭燃料的控制性爆炸：利用太阳系不可错过的准线，加速把探测器从一颗行星弹到另一颗行星，以及理解此事所需要的数学：让探测器的电子设备把关于那些新世界的宝贵观察结果发送回来所需要的量子物理学。在小小的航天器里面还有一批特别的货物，放在那里是为了在遥远的未来。万一遇到天外的智力。那是一个特制的磁盘，铜质镀金，凝缩我们来之不易的科学知识——其中有化学和数学定义、人的解剖结构和地质情况。除此之外，还有地球上的生命景象，甚至55种不同语言的问候语，贝多芬《第五交响曲》的演奏，以及黑人乐手查克-贝瑞(Chuck Berry)演奏的《詹尼乖乖的》(Johnny B Goode)。

今日科学

今天，旅行者还在继续航行，现在离家大约170亿千米，在星际空间的边缘上推进，带着微缩的人类科学成就。其不凡的使命，是亘古以来每个人都问到的那些问题的产物——那是些大问题：我们是谁：我们来自哪里；我们由什么构成：外空有什么。人类如何努力回答这些问题，这个故事就是科学的故事。在讲故事过程中，我们将揭示现代社会如何建立。因为科学完全嵌入我们的生活，所以我们如今几乎不注意其存在。我们的手机通信网，依赖轨道力学，轨道力学把卫星安置在天上；依赖火箭燃料的化学，把卫星发射出去；依赖材料，来制造计算机、手机和电池所需要的塑料和硅片。现代医学不仅依赖研究每个细胞的生物化学的那种相关的知识，而且依赖对物质原子结构的同样深刻的理解，以便审视我们的器官和骨头，以此诊病。为了给生活提供燃料，我们需要能源，这依靠我们对地球内部地质情况以及热力学定律的理解。我们种地养活人的本领，依赖生物学家摆布与我们生活在一起的那些动植物的进化过程。我们今天的所作所为，无不得到科学的探索。如果我们能理解我们何以能走到今天，我们就能更有本事应对未来。

科学史讲起来，常常是一串伟大的突破、革命和科学英雄展现天才的时刻。但其实总有一个事前、事后的背景，一个历史的背景，因为科学并不凭空而来，科学不是远离人间烟火的象牙塔。科学总是世界的一部分，就在世界中运作，而世界一直遭受政治、人品、激情和利益的纠缠。因此，随着这个故事的展开，我们会遇到一些人物，他们在政治和宗教气候的限制中工作，也和同代人一样受制于相同的压力。只有理解他们身处其中的世界，我们才能理解不同凡响的科学进展为什么在彼时彼地发生。

……

化学家威廉·珀金(William Perkin)也得到了一项发现，完全在预料之外，表明在机会来临之际利用机会的那种灵活和机智。侣56年，珀金年方十八，在他父母的家里想合成一种治疟疾的新版本奎宁。他搞出来的不是奎宁的替代品，珀金却发现自己歪打正着地搞出了一种化学品，能把布染成深紫色。许多化学家或许把这个发现作为鸡毛蒜皮扔到一边，但珀金意识到其商业潜力。他不仅发了财。而且创造了工业化学这一重要的化学分支。

正如我们将在此书中展开的科学故事中看到的那样，历经若干世纪。历史、性格、金钱与技术的力量，凑集起来促成了迄今发生的伟大的科学发现。关于世界如何运作，科学提供的每一种解释，在很大程度上是其时代的产物。并非常识

但是，随着科学进步，它也常常竭力让更广大的人接受科学。部分的问题，是我们早有关于世界的一些看法，一般而言，我们也尊敬那些看法。但是，说到科学，一大堆人的看法就不算数了。在这种意义上，科学不是民主的。许多真相是反直觉的，我们对世界的日常经验大致与科学进步无关。说到科学，常识行之不远。在地球和太阳之间有一种吸引力，跨越浩渺的真空，须臾不误地发挥作用，这可能吗？苍茫大地坐落在巨大的石头顶上，在融化的地核上漂移，这怎么叫人相信呢？我们，以及地球上的每一生物，果真出自同一个细胞吗？我们周围的世界似乎结结实实，那么当科学家告诉我们万事万物都是由原子构成的。而原子本身几乎全是虚空，这是个什么意思呢？

在日常生活中，我们对这些事情大致是姑且信之，因为在很大程度上这些事情也不直接影响我们。但是，证据与我们自己的念想或者个人观察发生了矛盾，此刻问题就出现了。今天，证明人能干涉气候的证据势不可挡，然而在关于全球变暖的争论中，许多人仍然不以为然，不相信那是真实现象——这部分是因为科学太复杂，细节太不确定，部分是因为全球变暖对我们生活的恶果令人难以接受。与此相似，达尔文的进化论是气味最冲的最大的科学理论。但许多人觉得，相信地球上作为生命的那种构造极端精巧的东西必定出自某个设计者之手，这么想才比较容易、比较可信。说我们周遭的万事万物，从蝴蝶的美丽，到人眼的巧构，居然能够单单从机会和生存压力中进化出来，接受此说太难了啊。但是，支持自然选择主导的进化的科学证据，是牢不可破的。

科学方法如今在地球的每个角落都实行，在证据基础上建立解释：如果出现了不符合这个模型的新证据。解释必须改变。这就是科学进步的方式。无论动机多么可疑，无论男女一出生就遭受的经济、政治、个人力量多么有影响，无论结论多么难以下咽，科学发展终究一直依赖于证据指引的方向。在探寻对我们那些大问题的答案的过程中。我们已经遵循的道路，宛如史诗，彪炳千古的人物，启迪人心的观念，熙来攘往，探究死胡同、克服障碍，常常采取始料不及的转折。这些是最富色彩、最令人兴奋的故事之一，我们能够讲一番。