大历史(黄仁宇大历史观的全球通史版,8大门槛展现138亿年的大历史,曾改变比尔·盖茨的思考和学习模式!)(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-08-23 10:04:05

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作者:大卫·克里斯蒂安

出版社:北京联合出版公司

格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT

大历史(黄仁宇大历史观的全球通史版,8大门槛展现138亿年的大历史,曾改变比尔·盖茨的思考和学习模式!)

大历史(黄仁宇大历史观的全球通史版,8大门槛展现138亿年的大历史,曾改变比尔·盖茨的思考和学习模式!)试读:

序言

《大历史:虚无与万物之间》是大历史这个新兴跨学科领域的第一本教材。

大历史考察的,不仅仅是人类甚或地球的过去,而是整个宇宙的过去。阅读本书,教师和学生都会回溯一段旅程,它始于 138 亿年前的大爆炸和宇宙出现。大历史吸收了宇宙学、地球和生命科学、人类史的成果,并且把它们组合成关于宇宙以及我们在其中之位置的普遍性历史叙事。

所有社会都建构了普遍性故事,以此帮助人们理解他们在时空中的位置。然而,只有在相当晚近的时候,世界各地的科学家和学者才拼凑出一个基于科学证据之上的普遍性故事。那个故事的一些零星内容——例如,地球或许已经存在了几百万年,或者现代生命形式可能是从更古老的生命形式进化而来的——已经为 19 世纪的人们所熟悉。不过,这个故事的绝大部分细节是在过去一百年中收集起来的。有幸生活在当下的我们,是能够科学地理解万物如何成为现在这个面貌的第一代人。本教材的目的

当学生更熟悉这个故事之后,他们就会留意故事的各个组成部分如何结合在一起。他们将了解原子如何形成我们躯体由以构成的分子;原子本身如何在大爆炸或者扩张的星球内部形成;地球如何由那些在轨道旋转的大冰块和尘埃构成;生命如何首次出现在地球上,然后在整个地球表面扩张和变化。他们也会了解到 20 万年前人类如何首次出现于地球,为何我们与其他生命有机体(我们与它们分享着这个美丽星球)既如此相似又如此不同。最后,我们会探询未来:这个故事会走向何处?人类和地球的可能命运是怎样的?宇宙的最终命运又会如何?

这本教材旨在提高学生的批判思维能力,帮助他们考察和评价那些将这个历史叙事结合在一起的许多联系。第一版特色

除了迷人的写作风格之外,《大历史:虚无与万物之间》还呈现出一系列特色,它们让大历史故事栩栩如生,也有助于学生学习这个令人兴奋的故事。这些特色如下:

导语 本书用长篇导论界定了大历史概念,勾勒了复杂性和出现的概念,并且介绍了大历史的八大门槛(thresholds)。

考察大图景 阅读新材料的最好准备就是提问。每一章开头都会设置几个问题来激发读者的好奇心,激励他们从大历史的宏大规模进行思考。比如,第 6 章提出的问题包括:·城市是什么?国家是什么?农耕文明是什么?·人们如何学会提高农业生产力?·哪些技术变化为城市的出现奠定了基础?每章问题

与每章开头设置一些问题激发读者阅读兴趣一样,每章末尾设置的问题旨在帮助学生整合和评价他们已经阅读和学习过的内容:·为何人们开始聚集到城市?·最早的城市出现在世界上哪些地方?·描述四个不同世界区中城市和国家演进呈现出来的差异。·描述用来重构早期文明的各种证据。·本章关注早期农耕文明的相似性,那么,它们之间的差异性又体现在哪些方面?·宗教在城市和国家的出现中扮演了什么角色?

门槛概述 为了讲述 138 亿年的历史,本书的作者找出了八大突破,每一次突破都意味着某种全新事物的出现。他们将这些突破称为门槛。当这个故事到达一道新门槛之际,他们都会用一张表格来形象地概括那道门槛的主要成分。下面是第 1 章和第 11 章的例子。门槛 1 概述门槛成分 ▲结构 ▲金凤花环境 =突现属性大有爆炸:能量、物质、空能量与物质,处于一不确定:可能可能创间和时间。(宇宙中种快速扩张的空间-时间连是多重宇宙之中量宇造出万的万物!)续体之中。子的起伏。宙的起物。源门槛 8 概述门槛成分 ▲结构 ▲金凤花环突现属性境 =现代全球化;集体人类社会的集体人类使用资源的巨大增长世界/学习的飞快加速;全球联系与快速学习在全→全新的生活方式和社会关系创新;化石燃料的增长的控制生态球范围的→地球上第一个能够改变生态人类使用。的能力。加速。的物种。世关键术语和词汇

关键术语包括读者希望记住的概念、人物以及地点。为了便于学习,关键术语列在每章末尾。我们也把它们列在本书结尾处,以便它们在后面章节出现时易于查找。补充性资源

大历史在迅速发展,因此,一些相关网站也随之出现。以下是学习大历史的学生需要了解的三大网站:·International Big History Association (IBHA) http://ibhanet.org/·Big History Project (BHP) www.bighistoryproject.com/Home·ChronoZoom (a big history timeline) www.chronozoomproject.org/致 谢《大历史:虚无与万物之间》的写作得到许多人帮助,我们借此机会在此表达谢意。首先,我们非常感谢多年来与我们讨论大历史的所有朋友和同事。他们包括来自不同学科的合作者、朋友和同事,尤其是世界史史学家圈子和快速增长的大历史史学家圈子的同人。

威廉·麦克尼尔是世界史的伟大开拓者之一,他非常支持大历史观念,与我们一样,他也认为,大历史是世界史许多目标的自然延伸。我们尤其要感谢已故的杰里·本特利,他是《世界历史》杂志创刊人和主编。杰里是世界史领域另一位伟大的开拓者。他慷慨地提供他的意见和支持,也相当赞成大历史观念。事实上,他在《世界历史》上发表了论大历史最早的文章之一。我们非常怀念他。

我们有幸与麦格劳-希尔公司的编辑合作。最初的编辑是乔恩-戴维·黑格,他对大历史观念以及在这一领域出版第一本教材充满信心;后来,编辑工作由马修·巴斯布里奇接手,他得到高效的编辑团队——包括阿瑟·蓬波尼奥、南希·克罗基雷、琼·斯塔尔(内容项目经理)、莎伦·奥唐奈(技术编辑)以及戈特弗里德(校对者)等人——的支持,并且见证了本教材的出版完成。出版一本教材是漫长而复杂的过程,我们感谢所有编辑在此过程中提供的支持和建议。

2010 年,加州多米尼克大学和伟谷州立大学的师生们使用了本教材的初级版。我们向所有提供很有价值反馈信息的人表达谢意,因为这些反馈在很多方面促进了本教材最终版本的形成。

我们尤其感谢那些对早期版本做出正式评论的教师(最终所有的精确性我们负全责)。他们包括:霍普·贝恩,塞勒姆州立大学托德·邓肯,波特兰州立大学凯文·费恩隆德,密苏里大学圣路易斯分校厄休拉·古迪纳夫,圣路易斯华盛顿大学约翰·米尔斯,南卫理公会大学亚历山大·米尔科维奇,阿肯色理工大学乔尔·普里马克,加州大学圣克鲁兹分校

大卫·克里斯蒂安十分感谢悉尼麦考瑞大学多年来对大历史项目的慷慨支持,尤其要感谢对 2010 年国际大历史学会成立大会和 2012 年第一次大历史研讨会的资助。他还想感谢圣迭戈州立大学同事、朋友和学生,他于 2002-2008 年间在那里讲授大历史课程,这一全新的知识事业得到他们的热情支持。还有比尔·盖茨,这也是我们想要感谢的,他是大历史热情慷慨的支持者,现在正在资助为中学生和普通公众建立免费大历史网络课程,即“大历史项目”(www.bighistoryproject.com/Home)。在大历史发展过程中,麦考瑞大学和圣迭戈州立大学的学生所起的作用,远远超出了他们自己的想象,因为他们不断提出问题,这有助于防止大历史迷失在细节之中。他还要感谢沙尔迪、乔舒亚和艾米丽,因为当他再次埋头写作一本著作时,他们表现出了足够的耐心。他还要谢谢第一位启蒙老师,即他的母亲卡罗尔,她在尼日利亚教会了他许多。他始终没有忘记早年的这些令人兴奋的教诲。与辛西娅·布朗和克雷格·本杰明的合作是一次愉快的经历,但愿所有的合作者都会碰到这么机敏、无私而又志趣相投的同事!

辛西娅·斯托克斯·布朗要感谢加州多米尼克大学的学生、行政部门以及很有创造力的教员们,尤其是吉姆·坎宁安和菲尔·诺瓦克,他们与她一起率先开设大历史课程。多米尼克大学校长玛丽·马西一直十分赞同大历史;多米尼克大学大历史项目负责人摩根·比赫曼德领导了一场不可思议的、十分有效的合作。拉斯·谢丽尔·吉尼特组织了 2008 年 1 月召开的进化史诗研讨会,在那次会议上,本书三位作者得以面对面地讨论前 3 章稿子,他们在会上也碰见了彼此之外的许多大历史学家。她对此项组织工作表示感谢,也向国际大历史学会的同事表示谢意。厄休拉·古迪纳夫、凯瑟琳·贝里以及拉里·戈尼克提供了特别的帮助。最后,辛西娅要感谢杰克·罗宾斯和他的大家庭一直以来的支持。

克雷格·本杰明要感谢密歇根伟谷州立大学的学生、教员以及行政部门过去 10 年来对大历史的无私支持,尤其感谢学校校长、教务长以及布鲁克斯学院跨学科研究中心主任对这个领域的鼓励和支持,也要感谢他们同意将国际大历史学会的总部“大历史全球研究所”设在布鲁克斯学院。他要谢谢自己的孩子佐伊和阿舍,20 世纪 90 年代,他们都在麦考瑞大学学习大历史课程;感谢他的妻子帕梅拉耐心和坚定的支持,她是国际大历史学会顾问委员会主席,为这一领域做出了极大贡献。克雷格还要感谢他的合作者辛西娅和大卫,他们不仅仅是富有活力的同事,也是亲密的朋友。

作者简介

《大历史:虚无与万物之间》的三位作者是大历史领域的开拓者。大卫·克里斯蒂安是这个学科的奠基人之一,他创造了“大历史”(big history)这个词,用以描述 1989 年他在悉尼麦考瑞大学开设的一门课程。辛西娅在获悉克里斯蒂安的工作之后,于 1993 年在加州多米尼克大学开设了同样的课程。克雷格·本杰明从克里斯蒂安那里知悉这门课程,他曾是克里斯蒂安的教学助手。现在,美国和世界其他地方的高校也在讲授大历史课程。

作者渴望这本书得到批判性阅读,即质疑它的假说,指出它的局限性。下面的作者简介有助于读者正确评价他们各自为此项目而贡献的专门知识。大卫·克里斯蒂安(牛津大学博士)最初的研究领域是俄国和苏联史。他职业生涯的大部分时间是在悉尼麦考瑞大学任教,2001-2008 年间,一度在圣迭戈州立大学任教。克里斯蒂安出版了一些论述现代俄国的历史作品,他还研究过 19 世纪俄国伏特加酒贸易的作用。1998 年,他出版了《俄国、中亚和蒙古史》,即“布莱克维尔世界史”丛书第一卷。1989 年,他开始在麦考瑞大学讲授大历史课程。1991 年,他在《世界历史》上发表题为《为“大历史”辩护》的文章,首次为他的课程取名“大历史”。其他作品包括《时间地图:大历史导论》(2004)、《这个飞逝的世界:人类简史》(2007)。2007 年,他为 TTC(the Teaching Company)录制了 48 讲大历史课程。2010 年,他与比尔·盖茨一起成立“大历史项目”,这是面向中学的免费大历史网络课程,2013 年底启动。克里斯蒂安是澳大利亚人文学院院士,也是荷兰皇家科学和人文学会会员。他同时也是国际大历史学会创会主席。辛西娅·斯托克斯·布朗(约翰 ·霍普金斯大学博士)职业生涯的大部分时间是在加州多米尼克大学从事中学教学资格项目的管理工作。她在历史系开设选修课程,出版了关于民权史和教师的著作,其中包括《亚历山大·米克尔约翰:自由的导师》(1981)、《从内部做好准备:塞普蒂马·克拉克与民权运动》(1986)、《连接过去:中学的历史作坊》(1994)以及《拒绝种族主义:白人盟友与争取民权的斗争》(2001)。2007 年,布朗出版了《大历史:从大爆炸到当下》。此后,她一直参与多米尼克大学的大历史项目,自国际大历史学会成立以来就是它的委员会成员,并且通过比尔·盖茨资助的“大历史项目”为高中学生撰写文章。克雷格·本杰明(麦考瑞大学博士)是密歇根伟谷州立大学梅吉尔荣誉学院历史学副教授。与其他两位作者一样,本杰明频频在国际研讨会上做报告,他出版和发表了许多论述古代中亚历史、大历史以及世界史的著作和文章。此外,他也为 TTC 历史频道以及大历史项目录制了一些课程。他现在是 AP(the Advanced Placement)和 SAT 世界史考试发展委员会成员,也是世界史学会会长,自 2011 年 1 月国际大历史学会成立以来,他就担任这个机构的财务主管。导论 什么是大历史以及如何研究它?考察大图景

◆ 我们有可能讲述一个关于整个过去的故事吗?

◆ 理解万物的历史为何重要?

◆ 为何起源的故事在所有社会都很重要?

◆ 当前的现代“起源故事”有何不同?

◆ 什么是复杂性,当前的宇宙看起来为何比它出现之际(138 亿年前)更复杂?

◆ 你如何在本书讲述的大历史中为自己定位?“人究竟是什么呢?与无限相比,他是虚无,与虚无相比,他是一切,他介于虚无与万物之间。他完全脱离了思考极端,因此,事物之目的和它们的开端,隐藏在他绝对无法理解的秘密中;他同样无法参透他由以构成的虚无,以及他淹没其中的无限。”①——布莱兹·帕斯卡尔考察整个过去

在这本书中,我们会向你们介绍一种看待过去的新视角,它是由众多不同学科的学者在晚近建构起来的,这些学科涉及历史学、地质学、生物学以及宇宙学等。与以往相比,现在我们可以描绘更多的过去,而且可以做得更精确。因此,当前是各种历史研究的革命性时刻。

在我们对过去的理解中,这些变化大多数发生于 20 世纪中期以后,某种程度上是我们所说的精密计时革命(chronometric revolution)的结果。精密计时革命之前的历史

精密计时革命的核心内容,是一系列为过去事件定年的新技术。

为过去的事件测定年代的方法,是我们理解过去的基础。事实上,如果没有日期,我们也就不可能有“历史”。如果我们知道过去发生了什么,但是不了解它的序列,不清楚它发生的时间,那么,我们眼中的过去,就是一堆没有意义、没有深度、也没有真实形状的杂乱事件的堆积而已。日期有助于我们理解过去,因为它们允许我们以年代顺序“描绘”过去,在时间中考察它的形状。我们如此绘制的世界能够为我们提供一种强烈的意义感。然而,仅仅几十年之前,我们绘制过去的能力还非常有限。我们只能够为极小一部分过去提供确切的年代,它们要么恰好被人们记住了,要么刚好有文献记载。

20 世纪中期之前,书面文献提供了最重要和最可靠的方式以确定过去事件的年代。结果,历史意味着“通过书面文献材料考察的过去”。

很不幸,尽管书面文献为我们提供了许多可靠的日期,但是,它们也让我们对过去的理解局限于过去很小一部分,即它们恰好阐明的那部分。于是,历史仅仅指“人类的历史”。更糟糕的是,在实践中,历史只不过是富有者和有权势者的历史,因为只有这些人能够创作书面文献(或者雇用书记官替他们完成)。由此而来的结果就是,在最近几个世纪大众识字率提高之前,历史的主体是帝王将相、他们发动的战争、他们创作的文学以及他们信奉的神灵。过去的绝大部分处于黑暗之中,绝大多数人的经历、思想和生活方式没有留下任何文字记载。我们无法讨论没有文字的社会,除非那些能够创作的人(希腊史学家希罗多德或中国史学家司马迁那样的人)恰巧提到了它们。即便如此,有读写能力的社会对那些没有读写能力的邻居做出的思考和讨论,往往有悖事实。面对文字创造之前的时代,我们更是一筹莫展。而那些时代是相当重要的,我们现在已经了解到,那些时代至少涵盖人类在地球上出现以来 95% 的时间。最后,历史学把人类出现之前的一切事物排斥在外,尽管从 18 世纪以来,地质学家就着手理解地质事件发生的序列。总而言之,史学家对书面文献的依赖,意味着历史基本上是关于那些会写作之人(他们只占人类很小一部分)的历史。因此,毫不奇怪,历史事实上仅仅是政府、战争、宗教和贵族的历史。精密计时革命之后的历史

20 世纪中期,测定过去事件年代的新方法的出现,改变了我们对过去的理解。此后,我们能够为所有文献都未曾记载的事件提供确切日期,这些事件可以回溯到地球上生命的起源,甚至宇宙的起源。

在这些新技术中,其中最重要的技术建立在放射性测年法(radiometric dating)之上。放射性测年技术的依据在于,放射性物质的衰变会遵循一种很有规律的节奏,最终形成新的子物质(daughter materials)。这意味着,如果你有一块含放射性元素(比如铀)的材料,你就可以测量有多少子物质(比如铅)已经形成,从而能够估算出这块材料的形成时间。

20 世纪 10 年代,以这种方式使用放射性物质的潜能得到了重视,但是,放射性测年技术在当时还不太可靠,也不便宜,因而无法在 20 世纪 50 年代之前得到广泛使用。碳-14 纪年法是最早得到广泛应用的放射性测年技术,因为这种测年方法建立在碳的一种特殊形式(或同位素,同位素是同一种元素的原子,它们的内核具有不同中子数,因此,它们的原子重量也有点不一样)的衰变之上。碳-14 测年由威拉德·F·利比(Willard F. Libby)于 20 世纪 50 年代早期开发。利比曾经在核武器工厂工作,工作人员也需要具备能力分离和测量特定元素(就核武器研制来说,是指铀元素)的不同同位素。碳-14 测年革新了考古学,促使考古学有可能测定 5 万年之前的含碳物质(包括生物有机体的绝大多数残留物)。这比文献记载的最早时间要古老 10 倍。很快,许多其他的放射技术得到开发,从而让我们的年代学在时间上回溯得更久远。这些方法使用了放射性物质,比如衰变很慢的铀元素,这样,人们就可以测定几百万年甚至几十亿年之前形成的物质的年代。1953 年,克莱尔·佩特森(Clair Paterson)通过测定陨石中铀衰变产生的铅,从而确定了地球的年龄。

其他非放射性测年法也得到开发。其中最重要的一种就是基因测年。1953 年,遗传密码(genetic code)的活动方式被发现,此后,人们就可以比较不同物种的 DNA 之间的差异。(DNA 是一种分子,存在于所有活的细胞中,它含有用来形成和维持分子的遗传讯息,并且将那种讯息遗传给子代的分子。更详细的内容参见第 3 章。)1967 年,文森特·萨里奇(Vincent Sarich)与艾伦·威尔逊(Alan Wilson)指出,大多数 DNA 会在漫长的时期内发生有规律的变化。这意味着,这种变化也可以被当作时钟来使用。通过比较两种相关物种的 DNA,我们可以大致得知它们在何时拥有共同祖先。基因测年改变了我们对人类自身以及对其他物种进化的理解。比如,基因测年表明,黑猩猩和人类在 700 万年之前有着共同的祖先,这个发现在人类进化史研究中引起了一场革命。与此同时,天文学家和宇宙学家开发新方法来估算恒星的年龄,并进而估算整个宇宙的年龄。通过使用欧洲航天局普朗克卫星——2009 年发射升空用以研究宇宙背景辐射——传回的数据,天文学家已经得到了关于宇宙起源时间的更精确数据!宇宙形成于 138.2 亿年之前;在本书中,我们取一个约数,即 138 亿年。

为过去事件测定年代能力发生的变化,改变了我们对过去的理解。1919 年,当 H. G. 韦尔斯(H. G. Wells)尝试写作一部“普世的”历史作品时,他承认,他无法为第一届奥林匹克运动会(公元前 776 年)之前一切事件提供确切的时间。今天,我们甚至能够为宇宙起源之际的事件提供合理的时间。突然间,我们能够在坚实的科学证据之上建构关于整个过去的历史,这种情况在人类历史上尚属首次。自然科学加入历史学一起研究过去

一系列科学突破与精密计时革命密切联系在一起,它们使得科学本身对过去更加感兴趣。在 20 世纪,宇宙学、地质学和生物学都变成历史性学科。

18 世纪晚期之前,人们普遍以为,自然世界自诞生以来就很少变化。天文学家认为,恒星和星系始终如一。地质学家认为,即便地貌会发生微小变化,整个地球依然如故。包括现代生物分类体系奠基人卡尔·林奈(Carl Linnaeus,1707-1778)在内的大多数生物学家认为,今天的生物物种与地球诞生之初繁盛一时的物种没什么两样。

然而,早在 17 世纪晚期,地质学和生物学领域就有人开始提出质疑,其中主要原因在于人们对化石表现出日益强烈的兴趣。像三叶虫(现已不复存在)这类生物的化石表明,物种的混杂随着时间变化而发生变化。高山上(比如阿尔卑斯山脉)海洋生物化石的发现,表明地貌在过去发生了剧烈变化。很显然,在一定程度上,地球和自然世界都有其“历史”。不过,如果没有确切日期,我们也就无法精确地重建这种历史。如此一来,“历史”依旧是“人类的历史”,而“科学”的研究对象依然被认为是世界上未曾随时间流逝而发生重大变化的方方面面。

19 世纪和 20 世纪早期,地质学家、天文学家和生物学家开始意识到,过去与现在完全不一样,他们面临的主要挑战之一,在于解释世界如何成为今天的面貌。于是,天文学、地质学和生物学都成为历史性学科。精密计时革命允许我们为生命有机体、地球甚至宇宙的过去创造一张精确的时间表。1953 年 DNA 结构的发现(参见第 3 章),使得人们可以更精确地(与以往相比)考察和解释自然世界的变化。在地质学领域,20 世纪 60 年代出现的新范式即板块构造论表明,地球表面在过去发生了根本变化。同时,它也有助于解释地球如何以及为何变化。最后,同样在 20 世纪 60 年代,宇宙背景辐射的发现,让大多数天文学家相信,宇宙本身也随时间的推移而发生演变,这种演变始于一百多亿年前巨大的“爆炸”(参见第 1 章)。

突然间,我们必须以全新方式思考过去。我们现在能够研究的,不是过去几千年的人类史,而是数亿年前的过去,包括生态圈、地球以及整个宇宙的历史。我们能够着手建构关于整个过去的历史!什么是大历史?“大历史”的主要挑战,就是建构上述那种过去。大历史试图建构关于整个时间的历史,回溯到宇宙的开端。这就是我们在本书中所做的。我们叙述了从最开始到当下的历史,这种叙述以现代科学知识的各种结论为基础。我们将看到,这种做法是了解我们这个物种——智人(Homo sapiens)——在宇宙中位置的有力方式。这么做也有助于我们更好地理解人类史的内容。

思考整个过去,是整个人类社会想方设法去做的事情。思考的结果可以在起源故事(关于万物如何被创造的故事)或者所有重要宗教的主要文本中找到。据我们所知,起源故事在所有的社会中得到讲述;它们叙述了万物、人类、动物、地貌、地球、恒星以及整个宇宙的起源。它们也建立在每个社会最有效的知识之上。因此,它们为理解万物的历史提供了一幅路线图。这些关于过去的“地图”很有影响,因为它们帮助个体理解他们自己如何融入这个关于宇宙和地球上生命的故事之中。

在大多数社会的教育中,起源故事似乎一直扮演着重要角色。当一个社会的年青一代接受最初教育时,起源故事就得到讲授。因此,大多数人都了解他们自己社会对万物起源的解释。据我们所知,即便最古老的社会——从澳大利亚到法国再到美洲——也会在岩洞的墙壁上绘制一些奇怪的形状,或者创作一些雕像,它们意味着起源故事的存在。

不幸的是,今天,我们的中学和大学不再讲述任何类型的起源故事。这也是大历史之所以重要的原因之一:它能够扮演起源故事在大多数早期人类社会曾扮演的教育角色。与其他起源故事一样,大历史也是建立在我们能够获得的最好知识之上。就目前而言,这些知识来自现代科学。在现代世界,科学是知识的主要形式。它的根源可以回溯到 17 世纪科学革命。科学知识的影响是世界性的,其基础在于严格使用经过仔细检测的证据。

因此,把大历史视为一个现代的、科学的起源故事是十分有用的。它还提供了某种宇宙“地图”,你们可以从中找到自己的位置。它与传统的起源故事有所不同。首先,它是科学的。也就是说,它建立在现代科学的最好成果之上。与以往的起源故事相比,它建立在更多的知识之上,这些知识在许多不同社会得到严格的检测,因此,比传统社会可获得的知识更加可靠和精确。当然,这并不等于说,现代起源故事完全超越了所有其他的起源故事;不过,我们可以大声宣称,在当下这个受到现代技术和现代科学改变的全球化世界,它显得卓尔不群。

大历史与传统的起源故事还存在另一个差异,即它的普适性。大多数起源故事是由某个特定社会为自己建构起来的,它们往往强调不同集群之间的差别。大历史试图建构一种普遍适用的起源故事,它利用世界各地的科学知识,期待着在德里或迪拜、都柏林或丹佛都同样合理。今天,建构一个真正具有普遍性的起源故事显得尤为重要,因为我们这个全球化的世界正面临各种挑战,例如核战争威胁和全球变暖问题。这些问题是任何一个社会都无法独自解决的,需要全世界的合作和共同努力。

然而,奇怪的是,现代中学和大学很少讲授普世史(universal histories)。相反,我们在以一种零碎的方式学习这个故事的不同部分。在历史课堂上,我们学习的内容不是人类,而是自己的社会;我们学习美国历史或俄国历史或中国历史,这取决于我们就读的中学在哪儿。我们很少学习人类史如何与自然世界联系在一起。我们可能会学一丁点儿化学或地质学甚至天文学知识,但是,这基本上无助于我们考察这些不同知识形式之间的内在关联。

现在,我们终于可以讲授一门新的、具有科学依据的普世史,这种历史包含所有人类社会,并且将它们的历史置于地球乃至整个宇宙的宏大历史背景中。据我们所知,本书是关于大历史的第一本现代课本。在书中,我们将考察现代科学能够告诉我们的一切:与宇宙、恒星(宇宙中最大的物体)、太阳系和地球、地球上的生命以及我们这个物种即智人的过去相关的一切。这个故事的基本形态:不断增强的复杂性

研究整个宇宙的历史似乎是一项令人畏惧的工作。不过,我们会发现,从许多方面而言,它并不比讲授一个大国(比如美国或俄国)的历史更艰巨。关键在于,我们一开始就要对这个故事的整体形态有清晰的认识。对我们很有帮助的事实在于,有一条线索贯穿整个故事:那就是宇宙出现 138 亿年以来越来越复杂的事物的出现。复杂事物具有多种组成部分,它们精确地排列,从而产生新的属性。我们将这些新属性称为突现属性(emergent properties)。

我们不会假装要描绘出现的一切新事物,或者宇宙某些部分变得更复杂的所有阶段,我们只是关注这个进程中的一些主要阶段,考察出现的一些最有趣的事物,并且努力弄明白我们是如何融入这个宏大故事之中的。

早期宇宙非常简单。最初,即宇宙学家所说的辐射时代(radiation era),巨大能量流主导着宇宙。整个宇宙有点类似太阳的中心,由于温度过高,复杂的化学结构无从诞生。当时没有原子、没有恒星、没有行星,也没有活的有机体。不过,宇宙在扩张的同时也在冷却,差不多在其诞生 40 万年之后,它的温度低得足以让氢原子和氦原子(还有其他一些简单元素)在那种热“浆”中凝结。原子是最早出现的复杂物质结构。不过,即便那时候,在几百万年时间里,宇宙还非常简单,仅仅由巨大的氢原子和氦原子云团以及散布其间的能量构成。(另外,还存在大量所谓的暗物质,不过,由于它们似乎永远也不可能构成复杂实体,因此,我们很大程度上忽略了它们。)

于是,通过以原子作为基本成分,更复杂的事物开始出现。不过,只有环境“恰到好处”时,它们才会出现。我们将这种环境称为“金凤花环境”(Goldilocks conditions)。首先,大概在宇宙出现 2 亿年之后,所有的恒星系出现了。在星系中,垂死的恒星开始形成新的原子和新的化学元素,如碳、氧、金和银等,然后将它们散播到周围太空。在条件合适的地方(不太热也不太冷,不太空旷也不太密集),这些元素逐渐以复杂方式结合,形成新的物质。恒星也会将能量散播到附近太空。由此可见,当大部分宇宙依然很简单时(直到今天也是如此),在星系内部,事物变得越来越复杂。当更多化学元素散布到恒星之间的空间时,新的物质——水与冰或灰尘和岩石——开始在新近形成的恒星周围聚集,最终形成最早的行星体系。至少在一个行星上(或许在许多行星上,尽管迄今为止我们还没有直接证据证明这一点),化学元素结合形成更复杂的结构,最后形成简单的活细胞,这种细胞能够以非凡的精确性复制和繁殖,并且缓慢地适应周围环境,同时创造出越来越多不同类型的单细胞有机物。慢慢地,更复杂的细胞开始进化,直到大约 6 亿年前,一些细胞结合起来形成多细胞有机物。在最近几十万年,我们这个物种进化出来了。我们在后面内容中会看到,在人类历史时期,事物变得更复杂。

在做出进一步探讨之前,我们必须更深刻地考察复杂性这个核心概念。复杂性是简单性的对立面。不过,知道这一点并没有什么用。难题在于,根本无人确切地知道解释复杂事物之所以变得复杂的最好方式。以下是大致的界定,或许将对我们有帮助。

首先,复杂实体包含多种成分。原子之类的简单事物包含很少的成分:就氢原子来说,只有一个质子和一个电子。更复杂的事物,如 DNA 分子,可能含有数十亿个不同原子。因此,我们首先得说,复杂事物包含许多不同的成分。

其次,这些成分以特定方式排列。将一架现代客机的零件堆在一起,然后任意组装起来,你很快就意识到,如果这些部件组装不正确的话,飞机根本无法起飞。不同部分都有特定功能,就好像它们是一个团队的组成部分。同样,构成 DNA 分子的原子必须以特定方式排列,只有这样,构成 DNA 分子的许多基因才可能协同工作,否则这些原子什么也干不了。即使一个氢原子也是以精确方式排列的:质子在核心,一个电子以一定距离绕着它旋转。这两个粒子被电磁力结合在一起,因为质子带一个正电荷,电子带一个负电荷。原子则比它的构成成分更复杂。

第三,复杂事物具有新属性或者突现属性。当复杂事物以正确的模式(这种模式能够促使它们的各组成部分协同工作)排列时,它们就能够创造新事物。新的特征“显现”。“把圣保罗大教堂捣成原子,”塞缪尔·约翰逊(Samuel Johnson)说道,“然后观察每一个原子;毫无疑问,它毫无用处;不过,如果将这些原子组合起来,你就得到了圣保罗大教堂。”②一堆飞机零件不可能完成任何有趣的事情。若将它们正确组装起来,它们就能够飞翔。把变形虫的 DNA 分子正确排列起来,它就提供了生命有机体形成所需要的一切讯息。(这确实给人留下深刻印象,因为我们现在无法在实验室做到这一点,尽管现代科学取得了许多成就。)即便一个氢原子也具有新的属性。比如,它呈电中性(因为正负电荷相互抵消),如果在高速和高温下与其他氢原子相撞,它就能够聚合形成氦原子。这些新特征就是突现属性的例证。这常常显得不可思议,因为它们并不存在于那些构成复杂实体的各种成分中。只是当这些成分以精确模式排列时,它们才显现出来。它们不仅仅源自这些成分,也源自那种模式。我们觉得,模式是非物质的或抽象的,而各种成分是实实在在的和物质的,这个事实解释了突现(emergence)之神奇特性。

第四,复杂实体似乎只出现于存在必不可少的金凤花环境的地方。即使今天,宇宙的绝大部分依旧很简单。不过,世界上一些地方出现了合适的环境,我们也在那里观察到了更复杂事物的出现。例如,地球表面就是复杂化学反应的理想场所。这里存在大量不同的化学元素,有非常适合化学反应的固体、气体、液体和温度。

第五,复杂实体似乎与有助于它们维持自身结构的能量流联系在一起。如果你将一些大理石从小山头滚到山脚一个洞中,它们还是会停留在一起,因为那种组合对能量的需求最少。这是一种静态的、不那么特别令人感兴趣的复杂形式。那些最吸引人的复杂形式是动态的。它们更像熟练的变戏法者所创造的复杂模式。维持它们的存在需要稳定的能量流。此外,广泛而言,以下说法似乎是正确的,即这些结构越复杂,它们也就需要更多能量维持自身。这是天文学家埃里克·蔡森(Eric Chaisson)的观点。蔡森表明,如果计算一下的话,结果显示,大致而言,行星似乎比恒星更复杂,因为在行星上,每秒钟流经每克物质的能量流,要多于恒星上相同时间流经相同质量的能量流。同样,活的有机物似乎比行星更复杂,而现代人类社会或许是我们所知道的最复杂事物之一!对人类尤其是历史学家而言,这是一个非常重要的结论。它塑造了我们在本书中讲述的故事的形态。

概括而言,以下是复杂事物的五大关键特征:

1.它们由多种成分组成:复杂事物是由各种各样成分构成的。

2.它们被组合在一种精确的结构中:它们的成分以一种十分明确的方式结合在一起。

3.它们具有新的或突现的属性:事物得以建构的方式赋予它们某些特别的属性。

4.它们只出现在环境合适的地方:只有当创造更复杂事物的完美的金凤花环境存在时,它们才会出现。

5.它们通过能量流结合在一起:引起我们最大兴趣的各种复杂形式,都依赖能量流。一旦能量流不复存在,它们就会丧失那些让它们与众不同的突现属性。这不仅适用于恒星,也适用于人类和汽车。恒星若没有内核的聚变反应,它们就会暗淡无光;人类若缺少来自食物的能量,就会死亡;汽车若耗完了汽油,就会停止不前。一个框架:大历史的八大门槛

在我们宇宙的历史中,尽管出现了许多新的复杂形式,不过,我们只关注那些与人类利益关系最大的复杂形式。下面表格列出了八道复杂性渐增的门槛,以及新的、更复杂的实体出现的时间点。这些实体具有新的属性,为整个宇宙的多样性做出了贡献。这些门槛会为本书提供一个框架。从字面意思来说,门槛(threshold)就是指门口(doorsill);在那里,你可以从一座房子外面进入到房子里面,因此,门槛就是指你可以在此碰到许多新事物的地方(参见下表)。

一旦具备了导论中提出的那些观念之后,我们就准备讲述宇宙的历史。从许多方面来说,这是一个激动人心、关于我们周围一切事物如何形成的故事。它是 20 世纪的起源故事,有助于我们更好地理解自己如何融入万物的整体方案之中。关于年代和日期的说明

在本书前面部分,日期和年代以 BP 形式(before the present,即“距今”)表示。这是古生物学家和考古学家使用的纪年方式。严格地说,它意味着“1950 年之前”,即放射测年技术开始使用的时候,不过,在处理距今几千年或几百万年之前的日期时,这并不会导致什么不同。从第 5 章开始——大致最近 1 万年(大约距今 1 万年前后)——我们会使用世界史学家的纪年体系,日期以 BCE(before the Common Era,公元前)和 CE(Common Era,公元)形式表示。Common Era(公元)始于大约 2000 年之前,因此,这种纪年体系与以前 BC(before Christ)和 AD(in the year of the Lord)纪年法在时间上一致,不过,它的优势在于,它在文化上没有那么明显的特指性。

让我们先来感受一下这些纪年体系:距今 5000 年(5000 BP)也就是公元前 3000 年(3000 BCE),距今 500 年(500 BP)也就是公元 1500 年(1500 CE)。复杂性渐增的八道门槛门槛成分 ▲结构 ▲金凤花环境 =突现属性1.大爆能量与物不确定:能量、物质、炸:质,处于一种快可能是多重宇空间和时间。(宇宙有可能创造出万物。宇宙速扩张的空间-时宙之中量子的中的万物!)的起间连续体之中。起伏。源早期宇宙原子物质,存内核(聚中密度和温度新的、局部的能量流;2.在的形式为氢原子变);外层储有的变化率+引力星系;有可能通过聚变创造恒星和氦原子以及/或者氢和氦+其他元创造出足以发新的化学元素。它们的原子核。素,直至铁。生聚变的高温。即将消失3.强核力将日的恒星或(甚较重氢原子核与氦化合作用(主要通过电益增多的质子数至更极端)超的化原子核(即质磁)有可能创造出几乎无限结合成更大的原新星中创造出学元子)。多的新物质。子核。的高温+强核素力。引力和化合恒星周围轨道作用把各种物质恒星形成新天体,具有更多物理4.上新化学元素和化结合成通常绕恒区域出现更多和化学复杂性,有可能创造行星合物。星旋转的巨大球较重元素。出更高程度的化学复杂性。状物。大量复杂新陈代谢(能够提取能复杂的分子的化学物质+适量);繁殖(几乎完美地自5.复杂的化学物通过物理和化学度的能量流+液我复制的能力);适应(在生命质+能量。作用结合成可以态媒介(比如自然选择的作用下,缓慢地繁殖的细胞。水)+合适的行变化和新形式出现)。星。进化的漫集体学习,即精确和迅与其他生命一由人类 DNA 长预备期创造速分享知识的能力,这样,6.样+高度发达的控控制的非常具体出高度发达的知识能够在社会和物种层面智人制、感知和神经能的生物结构。控制、感知和上积累,最终引起长远的历力。神经能力。史变化。日益增长的集人类社会共集体学习体知识→创新增强享信息,这种信人类获取能量和食物的前的漫长时7.了人类控制和获取息是以新的方式能力增强→更庞大、更稠密期;更暖和的农业来自环境以及其他控制它们周围的的社会→增加的社会复杂性气候;人口压有机物的资源的能环境所不可或缺→不断积累的集体知识。力。力。的。8.现代全球化;集体人类社会的人类使用资源的巨大增集体学习世学习的飞快加速;全球联系与快速长→全新的生活方式和社会在全球范围的界/创新;化石燃料的增长的控制生态关系→地球上第一个能够改加速。人类使用。的能力。变生态的物种。世本章问题

1.什么是大历史,它与传统的史学类型有何不同?

2.与 20 世纪早期相比,为何今天更容易讲述一个以科学为基础的起源故事?

3.大历史故事的主题是什么?

4.解释复杂性和突现这两个概念。

5.为什么将自然科学、社会科学和人文科学放在一起研究至关重要?这么做为什么很困难?关键词

big history 大历史

complexity 复杂性

emergent properties 突现属性

Goldilocks conditions 金凤花环境

isotopes 同位素

origin stories 起源故事

plate tectonics 板块构造论

science 科学

thresholds of increasing complexity 复杂性渐增的门槛延伸阅读

大历史

Bighistoryproject.com——为高中生和自学者提供的大历史课程,于 2013 年上线。

Brown, Cynthia Stokes. Big History: From the Big Bang to the Present. 2nd ed. New York: New Press, 2012.First published in 2007.

Chaisson, Eric J. Cosmic Evolution: The Rise of Complexity in Nature. Cambridge, MA: Harvard University Press, 2001.

Christian, David. Maps of Time: An Introduction to Big ­History. 2nd ed. Berkeley: University of California Press, 2011.

Christian, David. “Big History: The Big Bang, Life on Earth, and the Rise of Humanity.” The Teaching Company, Course No. 8050 (2008). www.thegreatcourses.com/tgc/courses/course_detail.aspx?cid=8050 [April 4, 2012].

Spier, Fred. Big History and the Future of Humanity. ­Chichester, West Sussex, UK; Malden, MA: Wiley-Blackwell, 2010.

普通科学

Angier, Natalie. The Canon: A Whirligig Tour of the ­Beautiful Basics of Science. New York: Houghton Mifflin, 2007.

Hazen, Robert M., and James Trefil. Science Matters: ­Achieving Scientific Literacy. 2nd ed. New York: Anchor Books, 2009.

一般世界史

Christian, David. This Fleeting World: A Short History of ­Humanity. Great Barrington, MA: Berkshire Publishing Group, 2008.

McNeill, William H., and J. R. McNeill. The Human Web: A Bird’s-Eye View of World History. New York: Norton, 2003.

① Blaise Pascal, Pensées (1670), No. 72.

② James Boswell, Life of Johnson..., with additions and notes by J. W. Croker, 1831, vol 1453 [originally published 1763].第 1 章 前 3 道门槛 宇宙、恒星和新化学元素考察大图景从 138 亿年前到 46 亿年前

◆ 我们在大历史中使用的“门槛”一词是什么意思?为何这些转折点如此重要?

◆ 为何把宇宙的出现作为第 1 道门槛?在这道门槛之后出现了哪些前所未有的事物?

◆ 如果你想说服别人相信大爆炸就是关于宇宙起源的真实故事,那么你能够提供哪些证据?

◆ 为何把恒星的出现作为复杂性渐增的第 2 道门槛?

◆ 为何把垂死恒星中出现的新化学元素作为复杂性渐增的第 3 道门槛?1.1 门槛 1:大爆炸宇宙学与宇宙的起源

宇宙的形成是我们面对的第 1 道门槛,因为据我们所知,那一刻见证了我们周围万物的起源。那一时刻也是万物历史的开端(参见门槛 1 概述)。门槛 1 概述门槛成分 ▲结构 ▲金凤花环境 =突现属性大有爆炸:能量、物质、空能量与物质,处于一不确定:可能可能创间和时间。(宇宙中种快速扩张的空间-时间连是多重宇宙之中量宇造出万的万物!)续体之中。子的起伏。宙的起物。源

因此,我们的第一个问题就是:历史是如何开始的?这或许是我们能够提出来的最深刻、最重要的问题之一。无论你生活在什么社会,了解这个问题的最佳答案是十分重要的,不管你是否赞同它。传统的起源故事

就人类史的大部分内容来说,关于万物起源的叙述,基本上都取决于富于想象的猜测或直觉,或取决于许多人体验到的“启示”——神灵的窃窃私语或内在的“声音”(参见图 1.1 和图 1.2)。不过,宇宙是如何形成的这个问题如此重要,以至于所有社会的人们似乎都会提到它。在提出这个问题之后,人们也就得出了各种各样的答案。图 1.2 上帝赋予亚当生命(《创造亚当》),西斯廷教堂,梵蒂冈。这幅艺术作品表述了西方一个很有影响的起源故事。作品描述上帝正在赋予亚当(即人类)生命图 1.1 表 1.1 的文字摘自一些传统起一些岩洞壁画暗示着所有人类社会似乎都会讲述的起源故事,这幅画源故事的开头。尽管彼此存在差来自澳大利亚北部阿纳姆地异,不过,这些关于万物起源的叙(Arnhem Land),描述的是一条述,也具有一些重要的共同点。“彩虹蛇”表 1.1 不同起源故事对万物起源的叙述“第一个世界是 Tokpela(无尽的空间)。据说,一开始只有创世摘自亚利桑者,即塔洛瓦(Talowa)。剩下的,就是无尽的空间。没有开始、没那州东北部霍皮有结束、没有时间、没有形状,也没有生命。只有一个无垠的空间,人的起源故事它的开始和结束、时间、形状和生命存在于创世者塔洛瓦的头脑中。”摘自盘古传“天地混沌如鸡子,盘古生其中。万八千岁,天地开辟,阳清为说的某个版本天,阴浊为地。”“那时既没有‘无’也没有‘有’,既没有空界,也没有空之外的天界。什么覆盖着?在哪儿呢?谁给予庇护?是无垠而深不可测的水吗?摘自公元前 那时没有死,也没有不死。1200 年前后印度《梨俱吠陀》既没有夜的标志,也没有昼的标示。‘那’以自己的自然之力无风呼吸,此外没有任何其他东西。”(出自《梨俱吠陀》第 10 卷第 129 首《创世颂》,译文采用复旦大学出版社 2008 年出版的《梨俱吠陀精读》第 213 页。——编者注)摘自索马里“时间之前,有神在。他既不会生,也不会死。若他渴望某物,的伊斯兰起源故只需说‘在’,于是它就存在了。”事摘自《旧约·“起初神创造天地。地是空虚混沌;渊面黑暗;神的灵运行在水创世记》1:1面上。”

首先,从局外人的角度看,其他社会的起源故事通常显得天真和简单化。它们也缺乏情感力量打动外人。然而,我们不要忘记一点,即在讲述这些故事的社会中,这些故事可能具有强大的、几乎不可思议的力量,就像基督教社会中基督诞生的故事,或者佛教社会中佛陀涅槃或觉悟的故事那样。

其次,我们所摘录的文字都是诗性的。无论何时,当人类试图描绘难以形容的事物时,他们必定会诉诸比喻、故事和寓言,诉诸那些能够比简单直接的散文传达更多内容的表达。因此,仅仅从字面意思来理解起源故事是错误的做法,这些故事的讲述者可能并非总是把它们当作严格的事实。起源故事试图描述的,乃是言语永远无法充分表达的事物,用佛教的隐喻来说,就是“指月示人”。请注意这个表述是如何激起好奇心的。它就像宇宙本身一样神秘,尽管我们能够了解很多事物,但是永远不可能充分了解万物。这就解释了为何人们在打算解释像宇宙起源这类神秘的事物时,他们往往使用复杂的、诗性的和比喻性的语言。

第三,所有这些故事的核心是一个悖论,关于起始(beginnings)的悖论。所有这些故事一开始都打算描述一种时间,那时,我们所知道的一切还不存在。于是,它们解释一些事情如何从虚无中显现。许多故事坚持认为一位创世者创造了世界,但总会留下一个恼人的问题:创世者本身是如何被创造出来的?或者更宽泛地说,一些事物如何从虚无中出现?

我们会发现,现代大爆炸宇宙学包含的起源故事(一种对宇宙起源的现代的、科学的解释)也具备这些特征。从外部来看,它似乎很疯狂。它也具有诗性或比喻性特点,因为现代科学在描述难以形容的事物时,也得使用诗性语言。例如,“大爆炸”这个表达就是一种比喻,现代天文学家并不会真正认为宇宙出现时存在一次“大爆炸”。

最后,即便现代宇宙学(对宇宙演化的研究)也无法解决起始悖论。尽管宇宙学家通常热衷于思考大爆炸之前存在什么,但是,事实上,我们现在根本不清楚宇宙为何从虚无中出现。我们甚至不知道大爆炸之前是否空无一物。一个晚近受到重视的推测认为,此前存在一个宇宙,这个宇宙收缩成为虚无,然后再次爆炸形成一个新的宇宙(参见第 13 章)。另外还有一个现在受到更严肃对待的推测,它认为存在一个庞大的多维度的“多元宇宙”(multiverse),在其内部,宇宙不断出现,每一个都具有明显的特征,这样,我们的宇宙或许只是无数宇宙中的一个。

这个现代起源故事也在一些重要方面与其他起源故事有所不同。首先,它对万物的起源做出了实事求是的叙述。它渴望人们认真对待它,把它当作对大约 138 亿年前真实发生的事情的描述。它完全不是为了弥补无知而做出的诗意尝试。它宣称对历史的开端做了准确的叙述,因为它建立在经历许多世纪而产生、得到反复检验的众多证据之上,也建立在严谨的、经过仔细检验的科学理论之上。它是唯一一个受到全世界科学家认可的起源故事。不过,由于它建立在证据之上,而新的证据又会不断涌现,因此,这些科学家也很清楚,它的许多细节在未来会发生变化。它不是固定不变的、绝对的故事,也不会宣称自己是完美的。大爆炸宇宙学的起源

如果我们了解现代大爆炸宇宙学在过去许多世纪的演化,那么,我们就很容易理解它。世界各地科学家现在都赞同的一些宇宙学观念,形成于现代欧洲科学革命传统之中。不过,这些观念的根源,可以回溯到起源于古代美索不达米亚、埃及、印度、古典希腊和罗马以及穆斯林世界的数学、科学和宗教思想。现代宇宙学利用了来自非洲-欧亚大陆大多数地区的思想、技术和传统。早期宇宙学

在中世纪欧洲,对宇宙起源的解释主要基于两大传统。其一是基督教神学。与犹太教一样,基督教也是一神论宗教。它承认一位至高无上的上帝的存在,它认为宇宙是上帝的作品。到公元 3 世纪,当基督教在罗马帝国广泛传播的时候,一些基督教神学家试图确定上帝创世的日期。他们的努力是“科学的”,因为这种努力建立在他们所知道的最权威的书面文献即《圣经》之上。通过使用这种资料,一些早期基督教学者试图通过计算《旧约》所记载的世代来推定创世的时刻。这些估算表明,上帝在公元前 4000 年创造了地球和宇宙。这意味着,在罗马帝国全盛期,宇宙只存在了 4000 多年。(更多内容参见第 2 章的“塑造地球的表面”。)

中世纪基督教宇宙学依据的第二个传统,乃是罗马-埃及天文学家、亚历山大的托勒密(Ptolemy ,大约公元 90-168 年)的作品。托勒密是一位地理学家、数学家和天文学家。他最伟大的天文学著作以希腊语创作,不过,当穆斯林学者将其翻译成阿拉伯语时,他们把它译成al-Majisti(“伟大的工作”)。中世纪基督教翻译者将其译成《天文学大成》(Almagest),在基督教世界,它是天文学思想和宇宙观念的基础(参见图 1.3)。托勒密拒绝了更早的希腊宇宙模型,那种模型认为,地球和行星围绕太阳旋转。相反,托勒密认为,地球是宇宙中心,其他天体都围绕它旋转。基督教神学家声称,地球是一个有罪的和不完美的地区;不过,在托勒密的模型中,围绕地球旋转的是一个完美的区域。天层由一些完美无瑕的、晶莹剔透的圆圈构成,其中有恒星、太阳、行星和其他天体。这些圆圈以不同速率旋转,由此解释了从地球上看到的天体运动。在基督教世界,大多数学者接受托勒密模型长达 1500 多年。部分原因在于,它得到天主教会的支持。不过,它也很好地解释了天体运动。它也十分符合我们的强烈直觉,即地球是静止不动的。毕竟,如果地球是运动的,你难道不该感觉到这种运动吗?图 1.3 托勒密的宇宙。在中世纪欧洲,大多数学者接受古科学的挑战埃及天文学家托勒密提出的宇宙观:地球是宇宙的中心,四周是旋然而,到了 16 世纪,托勒密的转的载有天体的透明圆圈模型在几个方面受到批评。宗教改革削弱了天主教会的权威。更重要的,乃是托勒密天文学受到科学批判。尼古拉斯·哥白尼(Nicolaus Copernicus,1473-1543)是波兰天文学家,他复兴了一个古老观念,即宇宙的中心是太阳而不是地球。他也能够证明,这个观念可以解决托勒密体系中一些重大的异常现象。比如说,托勒密天文学对行星的“反向”运动——行星的轨道每年似乎有一点点改变——做出了某种不自然的解释。哥白尼表明,如果地球与其他行星都绕太阳旋转,那么,那种反向运动就是意料之中的事情。此外,德国天文学家约翰内斯·开普勒(Johannes Kepler,1571-1630)证明,行星的轨道并不是托勒密宇宙学所要求的那种完美圆圈,而是椭圆或受到挤压的圆圈。

最后,意大利学者伽利略·伽利雷(Galileo Galilei,1564-1642)终结了天上地下截然有别的观念。伽利略是最早通过望远镜观察天空的天文学家之一。这样,他就能够指出,太阳的表面根本就不是完美无瑕的,而是带有一些黑点,而木星有着自己的卫星。这两个事实都与托勒密模型相悖。伽利略还解释了我们为何不能感觉到地球运动。他指出,如果地球上所有事物都向着一个方向运动,我们就觉得它像没有运动一样。如果你坐在飞机上,然后将一颗球抛向空中,它不会以每小时 800 千米的速度射向后方;而是落到你手中,因为你们共享着飞机的向前运动。因此,尽管地球以每小时 112000 千米的速度在太空运动,我们却感觉不到它在动。

临近 17 世纪末期,英国物理学家和数学家艾萨克·牛顿(Isaac Newton,1642-1727)表明,理解宇宙根本就不需要托勒密那种复杂的、虚构的天体体系。相反,人们只需要依据少数简单方程式,就

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