思维简史：从丛林到宇宙(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：（美）伦纳德·蒙洛迪诺

出版社：中信出版社

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思维简史：从丛林到宇宙试读：

2016年，当谷歌的AlphaGo（阿尔法狗）打败李世石之后，世界上掀起了一阵人工智能热，有的人兴奋，有的人恐惧，更多的人是迷茫。面对人工智能给人类可能带来的冲击，我们不禁问自己：人类过去的长处到底在哪里，以至于我们的祖先在同其他动物以及人类的近亲竞争中能够最终胜出？人类未来的希望在哪里，我们每一个人在未来的社会中如何能找到自己合适的位置？

我在一次讲座中问听众：“在座的哪一位和剑齿虎搏斗过，如果有，能否把你剩余部分举起来让我看看？如果没有见过剑齿虎，和它们的近亲美洲狮搏斗过也可以。”当然没有人举手，一些听众会说：“剑齿虎已经灭绝了。”是的，剑齿虎已经灭绝了，事实上是被我们的祖先灭绝的。这一点说明，我们的脑子远比四肢重要。至于为什么现代智人的思维高出其他灵长类动物，包括我们人类的近亲，蒙洛迪诺认为，是好奇心和不断从失败中总结经验的本领。

好奇心对人类文明的进程至关重要。在我们过去的印象中，中世纪是一个长期黑暗的年代，整个欧洲，民间除了《圣经》就没有一本流行的书籍。但是就是在这样的环境下却诞生了现代意义上的大学，这又是为什么呢？这就要说到人的一个本性了，即对未知世界的好奇和不断探究。中世纪是一个把精神世界看得比物质世界更重要的时代，精神上的富翁，也就是僧侣阶层，属于第一等级，地位要高于世俗世界的贵族，后者属于第二等级。其他人再有钱，只能算是第三等级。虽然教会总是希望用正统的思想统一人的思维，但是总是有一些僧侣试图搞清楚从物质世界到精神世界的各种奥秘，并且喜欢聚在一起研究学问，他们可能还会有不少追随者。前者成为教授，后者成为学生，这样由师生共同形成的团体，就是大学的雏形。大学的拉丁文一词最早是复数，即universities，意思是很多人的共同体，后来才演变成学校这样的专有名词，成为单数。直到今天，美国大部分大学教授的薪金报酬并不高，但是社会上依然有很多人优秀的人喜欢当教授，让他们做出这种职业发展决定的思想核心是探求未知，这一点和七八百年前的知识阶层没有什么太多的不同。

在《思维简史》这本书中，蒙洛迪诺讲述了很多这一类的例子，从亚里士多德和牛顿这样的大科学家，到古埃及不知名的学者，再到某个想把问题搞清楚的囚徒，都是如此。在未来的智能时代，计算机可以帮助我们解决问题，却不能取代我们提出问题，也就是说好奇心不仅在人类进化和现代智人形成的过程中起到了巨大的作用，未来依然是我们人类在大自然生存的立足之本。

光有好奇心还不足以促成文明的进步，人类还需要有系统地解决问题，获得新知的方法。在《思维简史》一书中，作者详细介绍了人类是如何从炼金术出发发展出化学，并且逐步认识构成我们物质世界的规律的。炼金术在东西方都出现过，从古埃及到古代中国，从阿拉伯世界到欧洲。但是，如果没有从玻意耳到普利斯特里，最后到拉瓦锡的工作，炼金术依然是一种巫术，而不会变成化学这样一种实验科学，更无法获得积累性的进步。拉瓦锡等人超出同时代人的地方在于他们的思维方式和工作方法，使得他们能够通过实验获得新知。拉瓦锡是量化实验的鼻祖，他是一个天平不离身的人，他总是强调没有进过精确的实验，不应该轻易得出结论。此外，拉瓦锡善于解释实验现象并且指出背后的理论原因，在这方面他给后人树立了很好的榜样。一个世纪之后，俄国伟大的化学家门捷列夫在前人工作的基础上，提出了元素周期表，他告诉了世人我们这个很复杂的世界其实不过是由几十种（当时只知道几十种元素）质量不同的基本元素构成，而且这些元素的排列很有规律。

类似地，在生物学上，从最早观察到细胞的胡克和列文虎克，到后来提出进化论的达尔文，也是靠着一整套有效的思维方法和实验方法，将生物学和遗传学从无到有建立起来的。我经常和朋友们讲，人和人之间的差异，首先还不是在学识上，更不是在金钱上，而是在思维方式和做事方法上。自笛卡儿以来，一套行之有效的思维方式，使得发明和发现从过去的偶然变成了后来必然。

挑战极限是人类思维的第三个值得称道的特点。当我们知道了世界上万物是由不同原子构成的之后，不禁要问那么原子里面是什么，那些更小的粒子如果存在的话，是如何相互作用的。从普朗克，经过爱因斯坦，到希格斯等人的工作，其实就是在挑战这个认知的极限。每一次，当人类觉得前人提出的问题都被解决之后，新的未知有展现在了我们的面前。当人类通过实验证实了希格斯关于希格斯场和希格斯波色子的理论，以及爱因斯坦关于引力波的理论之后，人类又发现我们的宇宙中可能充满着观测不到的暗物质和暗能量，它们占据了宇宙质能的绝大部分。这其实又是人类所需要突破的一个新极限。每一次突破这样的极限，人类的思维就进化了一次。对于今天的和未来的人，应该对世界永远充满这些需要突破的极限而感到兴奋。

事实上，人类的文明史相比地区的历史，甚至相比现代智人的历史，都是非常短暂的，世界还充满了未知。我们完全没有必要担心技术发展太快而会让机器取代我们，事实上我们有太多的事情要做，太多的问题要搞清楚，以至于我们需要更好的技术，当然，也需要更好的思维方式。

我想，好奇心、系统思考的方法（或者说思维方式），以及不断挑战极限的精神，应该是人类立足于世界的根本。《思维简史》是一本提升我们认知的好书。里面史料详尽，故事生动有趣，阐述观点逻辑性强，我郑重向广大读者朋友推荐此书。吴军2018年1月29日于硅谷推荐序二科学家的核心价值观 万维钢（前物理学家，现科学作家，得到《精英日课》专栏作者）

现在有谁不是科学家的崇拜者呢？世人公认科学是第一伟大的力量，科学家的社会形象特别好，他们有时候会受到明星一样的追捧。

有时候人们把科学家当明星崇拜，就好像球迷谈论梅西昨天晚上的进球一样谈论科学家的丰功伟绩，仿佛与有荣焉。有时候我们把科学家的事迹当文艺八卦，像流行美剧《生活大爆炸》那样，认为这是一群有点怪异但是又很可爱的人。科学可以是一个很酷的姿态，可以是一种范儿。

绝大多数科学家做梦都没想过能有这样的公众地位。可是如果你一直都用追星的情绪看科学家的话，你就错过了最有价值的东西。

摆在你面前的这本《思维简史》，讲的是人类历史中最厉害的科学家的冒险故事。而你要想从他们身上学到真东西，读这本书最好的视角就不能是把自己当“粉丝”。你应该想象自己是他们的一员。

这本书的作者伦纳德·蒙洛迪诺（Leonard Mlodinow）是位成功的科学作家，但他也是一个真正的物理学家——他不是报道科学家的记者，他是科学家的同事。

我猜每个物理学家都想在有生之年写一本有关科学史的书。最近这几年就有斯蒂芬·温伯格写过，丽莎·兰道尔写过，麦克斯·泰格马克写过。蒙洛迪诺这本是最容易读的。

这本书能让你从科学家身上学到一点真东西。这些真东西可能和你以前想的非常不同。为了确保你得到，我来给你解说一下。脱离日常生活，才有科学“科学是人们对生产生活的观察和总结，科学知识对实践有指导意义。”请问你觉得这句话有没有道理？

答案是这句话完全是错的。如果你相信这句话，你就是亚里士多德的学生——而你要知道，科学从伽利略那个时代开始，就已经不是这个意思了。

伽利略是第一个做抽象实验的人。他想研究物体是怎么下落的，可当时没有精确的计时设备，他只能设法把下落速度减慢。为此伽利略做了一个斜面，让铜球在斜面上滚下来。这个实验之所以“抽象”，是因为伽利略的关键一步是把铜球和斜面都弄得非常光滑，甚至还抹了油来把摩擦力减小到最低——这不是日常生活中的物体运动。伽利略试图研究一个理想化的情况，也只有这样，他的数学定量方法才有意义。

伽利略发现小球下落的速度越来越快，速度和球的重量无关。这是一个绝对反常识的发现。此前亚里士多德在日常生活中观察，都是越重的东西下落速度越快。

所以开启科学的第一步，是脱离日常生活。

牛顿三大运动定律也是这样，在日常生活中根本没有对照物。第一定律说“一个没有外力作用的物体将会保持匀速直线运动或静止”—— 生活中哪有什么做匀速直线运动的东西？牛顿考虑的是一个没有空气阻力、没有摩擦力的理想状态。《自然哲学的数学原理》这本书几乎是一出世就受到了热烈欢呼—— 可是这本书讲的内容，对当时那些人的生产生活完全没有指导意义。它是一个“哲学”，目的是解释天体的运动。人们研究自然哲学的时候心里想的并不是将来搞发明创造工业革命，他们纯粹是想知道世界到底是怎么回事。

这种与直接生存本能无关的思维追求，也许源自人类进化成智人以来就有的一个特性。尤瓦尔·赫拉利在《人类简史》里说智人相对于其他直立人的一个认知升级，是我们能够想象一些不存在的东西。有很多事情是我们先想到，然后才做到的。

中国有很多人认为生产生活方式决定人的思维方式，然后思维方式才对生产生活有一点——有限的——指导作用。可是仔细考察人类历史，似乎并不是这样。在真实历史中思维方式总是先行，是先有了思维方式的重大改变，才有了生产生活的重大改变。

比如说，以前的学者以为新石器时代的人是因为有了农业种植生产，才有了固定的住所。可是最新的考古发现中有个“哥贝克力石阵”，这是采集狩猎者的作品，是个宗教遗迹。人们似乎为了宗教祭祀的方便才住到了一起，然后人们为了能住到一起才开始发展农业。

科学不就是这样的吗？先有一个与日常生活无关的想法，然后这个想法带来生活方式的改变。

永远都是想法先行。能产生超越日常事物，同时又有价值的想法，这才是科学这个事业的本质行为。

但科学家是人不是神。人产生科学想法的过程，一点都不自然。科学家的内心挣扎

我以前就是个物理学家，做过十多年的研究工作。我的一个重大体会是做研究和学知识是两件完全不同的事。再难的物理教科书也是对真实物理研究的大大简化。有很多东西一旦跟你说破了，你接受了，完全可以很轻松地照着去做——但如果没人告诉你，你要自己想出来可就难了。有时候你还要克服心理障碍。

比如万有引力定律，现在人人都知道任何有质量的东西之间都有吸引力，但是当年牛顿可不知道。什么苹果砸在头上顿悟的故事其实是个童话。

牛顿写第一版《自然哲学的数学原理》的时候，仍然只把引力当成是天体之间的作用力，他没有想到，或者想到了但是还不确信，地球上的各种东西之间也存在引力。牛顿是到后来才相信引力是普遍现象。

而到这一步，人们就必须接受一个在当时很不寻常的观念：天上和地上的东西都受同一套物理定律支配！

达尔文也面临这个问题。达尔文提出了进化论，但是没有办法协调进化论和上帝的关系。如果各种生物都能自发地通过进化产生，那上帝的任务是什么呢？如果科学定律不仅适用于天上和地下，还适用于人，那上帝就无事可做了！

伽利略、牛顿和达尔文都是非常虔诚的宗教教徒。他们怎么解决自己的宗教信仰和科学思想的冲突呢？今天的人可以轻松地来一句我们要相信科学不信宗教，殊不知当时的科学家经过了多少内心挣扎才把这个世界观留给你。

然后牛顿几乎成了新的上帝。学者们试图把所有学科“牛顿化”，化学家甚至相信把化合物连在一起的那个力也是牛顿的引力！

但是爱因斯坦提出了相对论，在牛顿定律够不着、日常生活根本达不到的地方改写了牛顿的定律。几个科学家对常识进行了革命，又有新的科学家对那几个科学家进行了革命。

这个故事的主题就是革命。蒙洛迪诺说爱因斯坦相对论最大的意义在于给后来的新生代物理学家提供了勇气。而这种勇气连爱因斯坦都受不了。

紧接着，我们看到玻尔提出轨道量子化的理论，爱因斯坦说你这个理论我也想过，可是我觉得过于离奇了，没敢发表。后来玻尔始终说服不了爱因斯坦接受量子理论，玻尔都哭了！

你读书读到这里要是内心没有波澜起伏，你根本就没读懂。

原子论刚出来的时候，很多物理学家无法接受，他们认为原子这个东西摸不着看不见根本无法研究，原子论只能算是哲学而不是科学。好不容易大家都接受了原子论，人们又难以接受汤姆孙发现的电子，因为大家觉得原子是不可分割的。等到卢瑟福提出原子核可以衰变，主流物理学界又反对，说一个原子变成另外一种原子，这不是炼金术吗？

这本书里科学家的工作都是反常识的。到了海森堡提出自己的理论，连位置、速度和确定性这些概念也要推翻的时候，爱因斯坦至死都不能接受。

面对这样的历史，你要是来一句“科学家就是不能有成见啊，科学就是革命的事业”，你可能就太轻佻了。最容易理解革命的时候是革命成功以后。

如果革命这么容易，科学怎么不是在中国产生的呢？为什么中国没有科学

从冯友兰到李约瑟，很多热爱中国的学者都问过这个问题：为什么中国古代没有科学？人们分析了各种原因，有人还认为中国古代有科学——墨子的东西难道不是科学吗？

你要是不知道科学是什么，你就根本不配回答这个问题。

科学是一个反常识的、永远在革命的、不以实用为目的的东西，是纯粹精神上的追求，是人类想要知道这个世界的底层逻辑，是想破解世界的源代码。鉴于生物本能是生存和发展优先，没有科学是正常的，有科学是不正常的。

为什么古代中国没有科学？答案是只有古代希腊有科学。希腊之外，其他地方都没有科学。

罗马比希腊强大，但是罗马没有科学。罗马帝国征服希腊、统治欧洲那么长的时间之内，欧洲没有任何科学，连希腊人都放弃了科学。幸亏阿拉伯人把希腊的经典著作翻译了过去，科学得以在伊斯兰世界保存。

但阿拉伯人也没有科学。阿拉伯人翻译希腊著作不是为了追求科学，而是认为那套东西可能有用，再加上当时阿拉伯人有钱。阿拉伯帝国衰落以后，欧洲人又把这些东西翻译回了欧洲。

而欧洲人这么做也不是为了追求科学。一个是也觉得这套东西可能有用，一个是欧洲贵族们认为搞这些东西能够彰显自己的身份和地位。

但是希腊科学的种子毕竟保留了下来，并且在漫长的中世纪里默默传承，直到伽利略出现。等到伽利略开始做那些反常识的实验的时候，科学才真正在欧洲复兴。

那希腊为什么会有科学呢？也许是因为希腊有个哲学传统，而这套哲学恰好不追求有用。但也许纯属偶然。希腊出了个泰勒斯，把从埃及学到的几何学和他自己的哲学结合起来，认为世界应该是数学的，而不是什么神的——他迈出了产生科学的最关键一步。

所以科学是一个难能可贵的东西。可能在一个初始条件一模一样的平行宇宙里，地球人到今天也没有科学。

科学还是个很脆弱的东西。希腊科学并没有帮助希腊人富国强兵。古罗马人认为希腊那一套没用，直接就把科学放弃了。纳粹德国曾经禁止研究量子论，因为第一，当时搞量子论的大部分都是犹太人，这不爱国；第二，量子论研究的东西过于抽象，就好像当时兴起的抽象派艺术一样，不符合主流的审美。

直到一百年以前，科学家也不是全社会最受崇拜的人。现代人如此崇拜科学，很大程度上是从第一颗原子弹爆炸开始的——人们是见识了科学的力量才崇拜科学，人们真正崇拜的其实是科学的力量。

我觉得这种崇拜有点势利。在这个科学已经大行其道的年代，蒙洛迪诺提醒我们科学家的初心是什么。我觉得这个初心可以总结成下面这三个“核心价值观”。1.你的目的是想知道这个世界到底是怎么回事。2.你的理论要能用数学精确表述。3.对错与否取决于对自然的观测和实验。

其他一切都不重要，科学就是科学自身的推动。

近代中国人总想对人类文明做出比较大的贡献——我们也许应该先想到，这样的贡献并不好做。第一部分直立的思想家神秘感是一个人所能经历的最美好、最深刻的体验。它既是宗教的基本原理，也是所有艺术和科学的基本原理。在我看来，一个不曾有此体验的人，如果不是死了，至少也是瞎了。——阿尔伯特·爱因斯坦《我的世界观》 19321.我们求知的动力

我父亲有一次和我谈起了他在布痕瓦尔德集中营的同室狱友。那个人瘦骨嶙峋，学习过算术。你可以根据别人听到“派”（π）时的想法判断出他是什么样的人。对于“数学家”而言，它是圆的周长同直径之间的比率。如果问我父亲——他只上到七年级——他会说“派”是里面夹着苹果的面包圈。有一天，数学家室友不顾他们之间的鸿沟，给我父亲出了一道数学题。我父亲想了好几天还是无法解答。当他再见到这个狱友的时候，他向这个人求教解题方法。这个人不愿意说，让我父亲必须自己找出答案。过了一阵子，父亲又和他谈及此事，但那人严守他的秘密，好像答案是一块金子。父亲尝试着打消掉自己的好奇心，但他做不到。尽管集中营里臭气熏天，时时有死亡的威胁，他却像着了魔似的想知道这道题的答案。最终，另一个狱友向我父亲提出做一笔交易——如果父亲愿意拿面包圈交换，他就把这道题的答案告诉他。我并不清楚父亲当时的体重是多少，但在美军把他解救出来时，他只有85磅（38.56千克）重。在那种环境里，父亲想要知道这道题答案的欲望是如此强烈，以至于他愿意拿自己的面包来换答案。

父亲给我讲这件事的时候我还是个毛头小子，但这件事对我产生了巨大的影响。父亲的家人都已过世，他的财产也被没收，他食不果腹，憔悴不堪，还遭到殴打。纳粹夺走了他的一切，但他思考、推理和求知的动力还在。他的身体虽被囚禁，思想却自在遨游，事实也确实如此。那时我就意识到求知欲乃是人类所有欲望中最重要的，尽管我们身处的环境不同，但驱使我认识世界的热情和父亲是一样的。

在我上大学以及之后研究科学的过程中，父亲询问我最多的不是我所学的各种术语，而是它们隐含的意义——这些理论是如何得出的，为什么我觉得它们很美，对于人类它们又有什么意义。这本写于几十年之后的书，算是我最终对这些问题的回答。* * *

数百万年之前，人类开始站直身体，这改变了我们的肌肉和骨骼，使我们能够以一种直立的姿势行走，我们的双手因此得到解放，可以去探索和操控周围的物体；这还拓宽了我们的视野范围，使我们可以去更远的地方探索。在站立起来的同时，我们的思考能力也超出其他动物一大截，这让我们可以不只是用眼睛去看，还可以用大脑去探索这个世界。我们站了起来，但最重要的是，我们开始思考。

人类之所以高贵，是因为我们有求知的动力。作为一个物种，人的独特性体现在经过上千年的努力，我们成功地破解了自然的密码。假若给古代的人一台微波炉去加热野牛肉，他或许会认为这个盒子里有一群辛苦工作、像豌豆那么大的神仙，他们在食物下面生起小小的篝火，在盒子打开的一瞬间又会神奇地消失。但事实就是如此神奇——宇宙中的万事万物都遵循一组简单却不可违背的抽象法则，从微波炉的工作原理到我们周围的各种自然奇观皆是如此。

随着对自然世界的认知不断演进，我们从过去将潮涨潮落视为女神的旨意，发展到后来认识到这只是月球引力的结果而已。我们不再把星星看成是天上的诸神，而是看成原子反应堆在向我们投射光子。今天，我们清楚距离我们1亿英里的太阳的内部情况，也知道相当于我们10亿分之一的原子的结构。我们能够破解这些以及其他自然现象的密码不仅仅是个奇迹。它同时也是一个扣人心弦的神话，一部史诗。

前一阵子，我为热播的电视剧《星际迷航：下一代》写了一季剧本。第一次开剧本讨论会的时候，在座的都是这部戏的其他编剧和制片人，我为其中一集想到了一个点子，为此我激动不已，因为这个点子涉及太阳风真正的天体物理学原理。当我激情四溢地描绘着我的观点及其背后的科学依据时，大家都看着我这个新来的家伙——他们中间的物理学家。当我说完后——整个过程不到一分钟——我心满意足，骄傲地看着我的老板。他是一个脾气不好的中年制片人，曾经是纽约市警察局刑事犯罪科的侦探。他直勾勾地瞪了我一会儿，脸上的表情不可捉摸，然后大声说：“闭嘴，你这该死的书呆子！”

当我从尴尬中恢复过来，我明白他想告诉我的是，他们之所以雇我，是因为我讲述故事的能力，而不是要我给他们上一堂关于星星的物理学拓展课。我完全接受他的观点，从那之后我就照此方法进行写作。（他另一个让人记忆犹新的建议是：如果你感觉自己快被炒鱿鱼了，赶紧关掉你家游泳池的加热器。）

科学在错的人手里会非常枯燥，但关于我们知道什么以及我们是如何知道的的故事却一点儿也不乏味。这将会是超级令人振奋的。人类探索的过程就如同一部电视剧，它和《星际迷航》或者人类第一次登上月球一样引人入胜，剧中有激情四溢、怪异有趣的角色——就像我们在艺术、音乐以及文学作品中见到的一样，也有永远充满好奇心的探索者，正是他们的好奇心将人类这个起源于非洲大草原上的物种带到了今天我们所生活的这个社会。

他们是怎样做到的？我们又是怎样从一个几乎不会直立行走，只能通过双手采集坚果、浆果以及植物根茎来果腹的物种，发展成为今天能驾驶飞机、全球实时发送信息、在巨大的实验室里再造宇宙初期条件的现代人类的？这就是我想要讲述的故事，了解了这个故事，你就会明白作为人你究竟继承了怎样的遗产。* * *“世界是平的”这句话在今天已经成为陈词滥调。但如果国与国之间的距离和差异可以有效地缩小，那今天和明天之间的差别就会增大。人类在大约公元前4000年的时候建造了第一批城市，长途旅行最快的方式就是靠驼队，可这平均每小时也只能走上几英里而已。大约在1 000或2 000年之后，人类发明了马车，最快速度提高到了每小时20英里（32.19千米）。直到19世纪，蒸汽动力机车的出现才使快速旅行成为现实，到19世纪末最高时速达到了100英里（160.93千米）。从学会以每小时10英里（16.09千米）的速度奔跑，到以每小时100英里的速度疾驰，人类用了200万年。但一种飞行速度高达每小时1000英里（1 609.34千米）的飞机的发明，使人类只花费了50年的时间就给这个数字后面加上一个零。到20世纪80年代，人类可以乘坐宇宙飞船以超过每小时17 000英里（27 358.85千米）的速度旅行。

其他科技的发展也显示了类似的加速过程。以通信为例，19世纪初期，路透社还在使用信鸽在城市之间传递股票市场的消息。到了19世纪中期，电报获得了广泛的应用，到了20世纪，电话出现了。固定电话花费了81年才获得75%的市场份额，手机达到这一市场份额却只用了28年，而智能手机则只用了13年。近些年，手机作为一种通信的工具，其功能先是被电子邮件取代，接着被短信取代，同时手机越来越被当作能装进口袋里的电脑，而不是为了打电话。“今天这个世界，”经济学家肯尼思·博尔丁说道，“跟我出生时的那个世界之间的不同就像我的世界和尤利乌斯·恺撒时代的世界不同一样。”博尔丁出生于1910年，于1993年逝世。他所目睹的变化——和随后发生的其他变化——是科学以及由此衍生出来的技术的产物。这些变化在人类生活中所占的比重越来越大，而我们要想在工作和社会上获得成功，也越来越依靠我们接受创新和开拓创新的能力。今天，即使我们所从事的工作和科学技术没多大关系，我们也要面临依靠创新来保持竞争力的压力。所以对我们所有人来说，探索的本质是一个重要的话题。

要想对我们今天所处的位置有一个清晰的认识，也为了让我们有望理解我们将走向何方，我们必须要知道我们从何处而来。人类智力发展历史上的伟大胜利——书写、计算、自然哲学以及其他各个学科——通常都是孤立的，就好像它们之间不存在任何关联一样，但这种看法是“只见树木，不见森林”。它忽略了人类知识的整体性，而这才是它最本质的特性。现代科学的发展——比如通常被认为是像伽利略和牛顿这样“孤立的天才”的作品——并不是从一个真空的社会或者文化中出现的。它深深扎根于古希腊人对知识的求索过程中；它成长于宗教提出的重大问题中；它与艺术创作的新手法一同发展；炼金术赋予了它斑斓的色彩；如果没有社会的进步，诸如欧洲那些伟大的大学的繁荣发展，或者连接城市与乡村的邮政系统的世俗发明，就不可能实现。同样，希腊的启蒙运动，也是源自生活在美索不达米亚和埃及这些土地上的早期先民那让人叹为观止的智慧发明。

正是因为这些影响和关联，人类对宇宙的理解才不会是一个个孤立的片断。就如同一本优秀的科幻小说，它有内在的叙事结构，形成了统一的整体，内部线索盘根错节，相互勾连，故事从人类起源的初期开始讲起。在接下来的文章中，我将选择性地带领大家了解这个艰难的探索之旅。

我们的旅行从现代人类大脑的发展开始，并重点突出那些人类大脑掌握认识世界新方法的重要时代以及转折点。同时，我还将描绘那些让人着迷的人物，他们有着独特的个性，他们的思维模式在那些创新领域发挥了重要的作用。

像许多神话故事一样，这部大戏由三部分构成。第一部分，我们将跨越数百万年的时间，去追寻人类大脑的进化，以及它爱问“为什么”的倾向。这些疑问推动着人类初期的精神求索，并最终催生了书写和计算，以及定律的概念——科学不可或缺的工具。最终，这些疑问促成了哲学的诞生，其洞察力让我们了解到物质世界是依据某种规律和原因运行的。

我们旅途的第二部分将探索自然科学的诞生。这是一个关于创新者的故事，他们拥有非同一般的认识世界的天赋，他们耐心、坚韧、聪明，即使有时候需要花费数年，甚至是数十年去完善他们的理论，他们也会奋勇向前。这些先驱——像伽利略、牛顿、拉瓦锡，以及达尔文——同他们所处时代已经确立的教条进行了长久的、卓绝的斗争，他们的故事无一例外都是个人抗争的故事，付出的代价甚至包括他们的生命。

最后，就像许多完美的故事一样，当主人公有理由相信自己已经接近旅程的尾声时，剧情又发生了意想不到的转折。正当人类认为已经破译了自然的各种法则，剧情又发生了奇怪的转折，爱因斯坦、波尔以及海森堡发现了一个全新的存在领域，这是一个不可见的领域，它的法则还不曾为人类所熟知。“那个”世界——以及它不同寻常的法则——由于太小以至于很难被直接理解：这是一个被量子物理学统治的原子的微缩宇宙。正是这些法则导致了我们经历的那些沧海桑田般的变化，并且这些变化仍在加剧。正因为我们理解了量子理论，我们才能够发明电脑、手机、电视、激光、互联网、医学成像、基因图谱，以及大部分让现代生活发生革命性变化的新技术。

本书第一部分跨越了数百万年的历史，而第二部分却只涵盖了数百年，第三部分的时间跨度则只有数十年，这反映出人类知识的累积在以指数速度加快——以及我们认知这个陌生新世界的渴望。* * *

人类艰苦的探索之旅延续了多个世纪，但是我们认知世界的特点却始终如一，因为这就是我们人类的天性。其中一个特点对于那些在创新和探索领域工作的人来说应该非常熟悉——构想一个不同于已知世界或概念的新世界或新概念是有难度的。

在20世纪50年代，艾萨克·阿西莫夫，这个最伟大、最有创新能力的科幻小说作家写出了基地三部曲，这部系列小说描绘了未来数千年的故事。在这些书里，男人每天去办公室上班，女人则留在家里。没过多少年，这种对遥远未来的幻想就已经成为过去的事情了。我之所以提起这个，是因为它展示了人类思维最普遍的局限性：我们的创新能力受到传统思维定式的束缚，这些束缚深植于我们的信仰之中，无法摆脱，甚至让我们不敢去质疑。

构想变革的难度的另一面是接受变革的难度，这也是我们故事的另一个绕不开的特点。人类发现难以接受变革。变革对我们的头脑提出新要求，迫使我们走出舒适区，打破了我们的思维定式。它让人困惑和不知所措。它要求我们放弃旧有的思维方式，而这种放弃不是我们的自主选择，是强加在我们身上的。更重要的是，科技进步所带来的变革经常会终结我们的信仰体系，而绝大多数人——或许他们的职业和生计——全都要仰仗于此。其结果就是科学领域的新概念常常会遭到抵制、怒斥以及嘲讽。

科学是现代技术之魂，现代文明之根。它和我们今天生活中的许多政治、宗教和道德问题息息相关，它所隐含的观念正在以前所未有的速度改变着我们的社会。但正如科学会影响人类的思考方式一样，人类的思考方式也在科学理论的构建中发挥着重要的作用，这一点无可置疑。正如爱因斯坦所说，科学“如同人类其他努力一样主观和充满心理暗示”。这本书试图本着这种精神去描绘科学的发展——把它当成一项思想上以及文化上决绝的事业，只有通过对塑造它的个人的、心理的、历史的以及社会的条件的全面审视，我们才能更好地理解这项事业的理念。以这种方式看待科学，不仅能让我们认识这项事业本身，也能了解创造力和创新的本质，以及更普遍的人类的现状。2.好奇心

为了理解科学之根源，我们必须回过头去审视人类物种之根源。人类的独特之处在于我们被赋予了理解自身以及世界的能力和渴望。正是这种伟大的天赋将我们同其他的动物区分开来，这也是为什么我们会拿豚鼠和小白鼠来做研究，而不是它们来研究我们。求知、推理以及创造的渴望，经过数万年的锻炼，使我们掌握了生存的工具，使我们能够建造一个属于我们自己的独特的生态世界。通过使用智力，而不是体力，我们可以根据自己的需要来改造我们的环境，而不是让环境来改造或者打败我们。历经数百万年的进化，我们大脑的思考力和创造力帮助我们战胜了挑战我们身体力量和敏捷度的各种障碍。

我的儿子尼古拉小的时候常常喜欢抓小蜥蜴来当作宠物——如果你生活在南加州你也可以这么做。我们注意到当我们走近这些动物时，它们首先会一动不动，然而接下来我们正要伸手抓它们时，它们就会逃之夭夭。最后我们想出一个法子，我们带上一个大盒子，在蜥蜴溜走之前把它扣在下面，然后再从下面塞进一个盖子，抓捕工作就算完成了。从个人角度讲，如果我走进一条阴暗的被遗弃的街道，看到什么可疑的动静，我不会待着一动不动；我会立即跑到街道的另一头。所以我可以有把握地断定如果有两个大型肉食动物向我走来，还拿着一个巨大的盒子，我会想到最坏的一面，然后马上逃走。可是蜥蜴不会这么质疑它们的处境。它们纯粹是根据本能做出反应。毫无疑问这种本能在尼古拉和盒子出现之前的数百万年里让它们活了下来，但现在它们却失败了。

人类的肢体构造或许并不是进化的终极样本，但我们确实有能力用推理替代本能，并质疑我们的环境。这正是科学思维的先决条件，它是我们这个物种最重要的特质。我们的历险就从人类大脑的进化开始，从它独有的天赋开始。

我们称自己为“人”属物种，但“人”这个词实际上并不单指我们——现代智人——它是整个人类种属的统称。这个种属还包括其他的物种，如能人和直立人，但这些近亲早已灭绝。在进化这项淘汰制锦标赛中，所有其他的人属物种都被证明失败了。只有我们，凭借思考的力量，赢得了生存挑战（至少现在如此）。

有人说犹太人是猴子的后裔。但实际上犹太人——也包括所有其他人种——并不是从猴子进化而来的，而是从类人猿和老鼠，或者至少类似老鼠一样的生物进化而来的。在科学文章中被称为中古兽（Protungulatum donnae）的生物，是我们的太太太……祖母——我们远古时代的灵长类，以及其他类似我们的哺乳类动物的共同先祖——这种看上去十分可爱，有着毛茸茸尾巴的生物体重不到半磅（0.23千克）。艺术家描绘的中古兽

科学家相信在660万年前这种小型动物在它们的栖息地里快乐地生活，不久之后一颗直径6英里（9.66千米）的小行星撞击了地球。这次灾难性的撞击在空气中扬起足够多的尘埃，遮蔽了阳光很长时间——并产生足够的温室气体，气温急速上升。黑暗和随后的高温杀死了约75%的植物和动物，但我们是十分幸运的：在它创造的生态圈里那些生育幼崽的动物可以存活并繁衍生息，而不会被饥饿的恐龙和其他猎食者吞食。在随后的数十万年中，新的物种不断出现，又不断消失。中古兽大家族里的一支进化成了现代猩猩和猴子的祖先，接着又进一步分化，进化出我们现存的近亲，黑猩猩和倭黑猩猩 (小型的黑猩猩），以及最终，有了你，本书的读者和你的人类同伴。

现在大多数人能够接受我们的“祖母”长着尾巴并以昆虫为食这个事实了。但比起接受事实我还想更进一步：我对人类的祖先，以及它们生存的故事和文化的进化非常兴奋和着迷。我认为我们的先祖由老鼠和猿猴进化而来是自然界最酷的事情之一：在我们这个神奇的星球上，一只老鼠再加上660万年就能制造出一个研究老鼠的科学家，并由此发现他们的进化之根。沿着这条进化之路，我们产生了文化、历史、宗教和科学，我们用混凝土和钢铁建造的闪闪发光的摩天大楼代替了我们祖先用树枝搭成的巢穴。

这种智力上的发展一直在神奇地加速。大自然花费600万年制造出人类的祖先——“猿猴”；我们身体上的进化发生在区区100万年的时间里；我们文化的发展则只用了1万年。正如心理学家朱利安·杰恩斯所说：“所有的生命进化到某一点，接着我们转向了正确的方向，然后开始爆炸式发展。”

动物大脑第一次进化最初始的原因是为了更好地运动。运动能力——寻找食物和藏身之地，躲避天敌——当然是动物最根本的特质之一。回头看看诸如线虫类、蚯蚓以及软体动物的进化史，我们发现最早类似大脑的器官主要是按正确的顺序刺激肌肉来控制运动。但如果没有观察环境的能力，运动也没有多大意义，即使是最简单的生物也有感知周围环境的方式——比如，单细胞动物会对某种化学物质或者光子做出反应，通过向控制肌肉的神经发送电脉冲来实现运动。在中古兽出现的时候，这些对化学物质或者光照敏感的单细胞动物逐渐进化出了嗅觉和视觉，控制肌肉运动的神经中枢进化成了大脑。

没有人知道我们祖先的大脑是如何划分出不同的功能区的，但即使在现代人类的大脑中，一多半的神经元是用来控制运动以及其他5种感官功能的。从另一方面讲，让我们的大脑区别于其他“低等”动物大脑的部分所占比例相当小，而且还是后来出现的。

大约在300万~400万年之前，第一种类似人类的生物出现在了地球上。我们直到1974年才知道这种生物的存在。那天非常炎热，一位来自伯克利人类起源学院，名叫唐纳德·约翰松的人类学家被一小块突出于灼人的地面的手臂骨绊倒。这块骨头发现于埃塞俄比亚最北端一个干涸的沟壑里。约翰松和一个学生很快挖出了更多的骨头——大腿骨、肋骨、脊椎骨，甚至一小块下颚骨。一切都显示，他们发现了半具女性骸骨。她有女性的骨盆，颅骨较小，短腿，长长的悬垂的手臂。她可不是你想要邀请去舞会的女伴，但这位320万岁的老太太被认为和我们的过去存在着某种联系，她属于一个过渡性物种，很有可能就是我们整个种系的祖先。

约翰松将这个新物种命名为南方古猿（Australopithecus afarensis），意思是“阿法尔南部猿人”，阿法尔是他在埃塞俄比亚发现这个物种的地区的名字。他还给她取了个名字：露西，名字源自披头士的一首歌，《露西在缀满钻石的天空》，约翰松和他的团队在营地庆祝时收音机里播放的就是这首歌。安迪·沃霍尔说每个人都有15分钟的出名机会，几百万年之后，这个女人终于等来了她的机会。或者更确切地说，只有一半的她出了名，她的另外一半一直没有找到。

人类学家能从半具骸骨上看出这么多的东西，实在令人惊叹。露西巨大的牙齿，以及为了适应磨碎食物而生的下颌，表明她是以植物为食的，她的食物由粗糙的植物根茎、种子、外皮坚硬的水果构成。她的骨架证明她有一个大肚子，这很有必要，因为只有这样她才有足够长的肠道来消化她为了生存需要摄入的大量植物。更重要的是，她的脊柱和膝盖构造显示她或多或少能直立行走。2011年，约翰松和他的同事在附近发现了另一块露西同类的骨头，这块骨头和人类足部的骨头很相似，足弓适合行走，而不是用来抓取树枝。露西的同类经过进化，从生活在树上，转而适应了地面上的生活，这使得他们可以穿过森林和草地的混合生态圈去找寻地面上新的食物来源，比如富含蛋白质的植物根茎。许多人相信，正是生活方式的转变才促使整个人类物种出现。

想象一下你生活在一个屋子里，你的母亲就住在隔壁，她的母亲又住在她的隔壁，如此继续下去。人类的传承并不是线性的，而是有复杂的分支。想象一下开车穿过那样一条街道，从现在开往过去，你会遇到一代又一代的祖先，这应该很有趣吧。如果你真这么做，你差不多需要开上4 000英里（6 437.38千米）才能到露西的家，这个只有3.7英尺（1.28米）高、65磅重（29.48千克）的浑身长毛的女人在你眼里恐怕更像是一只黑猩猩，而不是你的亲戚。你在半路上还会经过另一位祖先的家，他和露西之间隔着10万代，这一物种和今天的人类已经十分相似了，从骨骼——以及据科学家推断——和大脑上看，可以将其划归人属了。科学家把那个200万年的古老物种命名为能人，或者“手巧的人”。

能人生活在辽阔的非洲大草原上，当时由于气候变迁，森林面积开始缩减。这些草原并不是舒适的生存环境，因为许多恐怖的捕食者生活在这里。此外，能人还要和一些不那么危险的捕食者竞争食物。能人生存的一个途径是使用他们的智慧——他们拥有一个全新的、容量更大的大脑，体积如同一个葡萄柚。按照水果沙拉来衡量脑容量的话，他们比我们的罗马甜瓜要小，但却是露西橘子般大脑的两倍。

在对不同物种进行对比时，我们根据经验可知，在智力水平和大脑容量相对于身体体积之间有一种大致的关联。因此，从他大脑的容量我们可知能人在智力水平上比露西和她的同类有了很大的提升。幸运的是，我们能够估测出人类和其他灵长类动物大脑的体积和形状，即使这些物种已经灭绝很久，但因为它们的大脑紧密地贴着颅骨，只要能找到一个灵长类动物的头骨，我们就可以复原曾经装在其中的大脑。

为避免有使用帽子的尺码来替代智力测试的嫌疑，我应该再加上一条声明，当科学家声称能够通过比较脑容量来测试智力时，他们指的只是对不同物种的平均脑容量进行比较。即使同属于一类物种，脑容量也会因为个体的差异而有很大的不同，但在同一类物种中，脑容量和智商之间并不存在直接的关系。比如，现代人类大脑的平均重量是3磅（1.36千克）。然而英国诗人拜伦的大脑重量达到了5磅（2.68千克），而另一位法国作家，诺贝尔奖得主阿纳托尔·弗朗斯大脑的重量只有2磅（0.91千克）多一点儿，爱因斯坦大脑的重量也只有2.7磅（1.22千克）。还有一个例子，一个名叫丹尼尔·里昂的人，死于1907年，活了41岁。他有着正常的体重和智力水平，但在验尸的时候，人们发现他大脑的重量勉强达到680克，大约只有1.5磅重。讲这个故事的意思是，在同一物种中，大脑的结构——神经元以及神经元组之间相连接的性质——比起大脑的体积来说更为重要。

露西的大脑只比黑猩猩的大那么一丁点儿。更重要的是，她头骨的形状表明，她大脑增加的部分主要集中在处理感觉的区域，而额叶、颞叶以及顶叶——大脑主要负责处理抽象思维和语言的区域——依然没有得到开发。露西又朝着人属动物前进了一步，但她没有到达抽象思维和语言这一步。而随着能人的出现，这种情况得到了改变。

和露西一样，能人可以站立，这解放了他的双手，让他可以拿取东西，但与露西不同的是，能人利用这种自由去探索他周边的环境。事情就这么发生了。大约在200万年之前，一个能人中的爱因斯坦，或者居里夫人，或者——更有可能——几个远古的天才各自完成了人类历史上第一个重大发现：如果你拿一块石头以一个倾斜的角度砸在另一块石头上，可以砸出一个有着刀子一般锋利边缘的石头碎片。学会拿石头砸石头听上去并不像是社会或者文化变革的开端。当然，同灯泡、互联网、巧克力曲奇这些发明比起来，制造一块石头刀片显得相形失色。但就如同婴儿蹒跚学步一样，我们在认识和改变自然，提高自己生存机会的路上，迈出了第一步。依靠大脑赋予我们的力量，我们弥补甚而超越了我们身体的局限。对于一个从未见过任何工具的生物来说，一种可以拿在手上用来切割和剁碎食物的巨大的“人造牙齿”是一个改变生命的发明，而且它确实帮助人类彻底改变了生活方式。露西和她的同类是植食动物；在显微镜下观察能人牙齿的磨损程度，以及在他们骸骨附近骨头上的屠宰痕迹发现，能人可以使用石质切削工具为他们的食谱添加肉类了。食素让露西和她的同类经常能人面临季节性的食物短缺，而能人杂食性的特质则帮助他们弥补了这种短缺。比起植物，肉类的营养成分更为集中，因而肉食动物所需的食物要比植食动物少。另一方面，你也没有必要砍下一朵西蓝花的头吧，但如果你没有什么终极武器，想猎取动物则相当困难，而能人正好缺少这种武器。其结果就是能人只得依靠吃像剑齿虎这样的捕食者吃剩下的残骸来获取肉食。剑齿虎有着强有力的前爪和屠刀一般锋利的牙齿，它们可以杀死自己完全吃不完的大型动物。但对能人来说即使是吃剩肉也非常困难，他们不得不和其他的动物竞争。所以，下次当你为了去你最爱的餐厅吃饭却不得不等上半个小时而苦恼时，试着去想一下我们的祖先吧，他们为了获取食物不得不同游荡的鬣狗群打仗呢。

能人在获取食物的斗争中，锋利的石头帮助他们更快也更容易地把肉从骨头上刮下来，这让他们在争夺食物的战场上与那些天生就有利器的动物比起来不落下风。所以一旦这种方法推广之后，马上就流行开来，在几乎200万年的时间里它们都是人类的工具选项。实际上，正是散布在能人骨骼化石周边的石头给了他们“能人”这个名字，这个名字是由路易斯·里奇和他的同事在20世纪60年代给这一物种取的。此后，在发掘现场经常可以找到大量的石质刀具，如果你不想踩到它们的话，那你走路的时候就必须十分小心了。* * *

从石头利器到肝脏移植是一段漫长的旅程，但是，能人使用工具的能力反映了他们的大脑已经比人类现存的灵长类近亲的大脑发达得多。例如，倭黑猩猩即使被灵长类研究人员训练多年，也学不会有效地使用能人当年使用的简单的石头工具。近期一项神经影像研究显示，设计、制造和使用工具的能力是我们左脑特有的“工具使用”部分进化发展的结果。令人伤心的是，在少部分临床案例中，这一部分受损的病人的表现比倭黑猩猩好不了多少：他们能认出这些工具，但他们连牙刷或者梳子这样简单的器具也不会使用。

抛开认知能力的提升不说，这种超过200万年的人类物种——能人——只是现代人类的一个影子：相对较小的大脑、矮小的身材、长长的前臂，以及只有动物园管理者才会喜欢的面孔。他们出现之后，没过多久——以地质时间计算——又有其他一些人属物种出现了。他们中最重要的一种——大多数专家认为这是我们直接的祖先——就是直立人，又被称为“站立的人”，他们起源于180万年前的非洲。直立人残留的骨骼显示他们作为一个物种，比起能人来说更接近于现代人，他们不仅有着直立的姿态，而且也更高大——身高接近5英尺（1.52米）——有着修长的四肢和更大的颅骨，可以允许大脑中的额叶、颞叶和顶叶的扩张。

这种新的更大的颅骨对于生育来说也有着暗含的意义。头部的重新设计引起了一些麻烦：女性直立人为了能够顺利生出头部更大、脑容量更大的婴儿，她们的身材必须要比她们的前辈更加高大。结果，女性能人同男性同类相比，体形相当于他们的60%，而女性直立人的平均体重可以达到男性同类的85%。

为了新的大脑，这样的代价值得付出，因为在人类进化的历史上，直立人的出现标志着又一个意外的、伟大的转变。同他们的前辈相比，他们看待世界的眼光和迎接挑战的方式截然不同。特别是，他们是第一种拥有想象力和计划能力、能够制造复杂石质和木质工具的人。他们甚至需要其他工具来加工斧子、刀和切割工具。今天，我们要感谢我们的大脑赋予我们创造科学、技术、艺术以及文学作品的能力，但对于人类这一物种来说，我们大脑设计复杂工具的能力却更加重要——它让我们在生存竞争中拥有了一种优势。

直立人使用他们先进的工具进行捕猎，而不用再去吃别的动物剩下的残羹冷炙，这大大增加了他们食谱中肉类的分量。如果今天的烹饪书在讲述如何做小牛肉时说，“先猎杀一头小牛”，大多数人会宁愿选择书中其他的烹饪法，比如做“快乐茄子”。但在人类的进化史上，捕猎技能是一次巨大飞跃，人类可以获取更多的蛋白质，而不必像过去那样为了生存需要摄入大量的植物性食物。直立人或许是第一个学会摩擦生热，并发现热量可以生火的物种。有了火，直立人可以做其他动物无法做到的事情：在严寒中取暖，否则就有可能会被冻死。

当我在肉类柜台“狩猎”时，我使用工具的念头是去叫一个木匠砸开柜台，这个念头让我深感欣慰，我也是由熟悉这个行当的前辈们进化而来的——尽管他们有着突出的前额和能够咬穿码尺的利齿。更重要的是，大脑所取得的这些新成就使直立人可以从非洲扩散到欧洲和亚洲，作为一个物种存在了超过100万年。* * *

如果智力水平的提升允许我们制造复杂的捕猎和切割工具的话，这也同样催生了一个新的紧迫需求——在大草原上追踪和围捕移动迅速的大型动物时最好能有一群猎手。所以，在我们组建全明星篮球队或者足球队很久很久之前，我们的祖先为了猎取羚羊和瞪羚，就已经进化出足够的社交智慧和计划技巧去协调和组织。因此，直立人新的生活方式更青睐那些有良好沟通和计划能力的人。在这里我们又看到了现代人类的天性来源于非洲大草原的证据。

大约在直立人统治末期，或许在50万年之前，直立人进化出了新的物种——智人——他们有着更强大的大脑。那些早期的或者“古老”的智人依然不是我们现代意义上的人类：他们强壮有力，头骨大而厚实，但脑容量仍然不如我们的大。从解剖学上看，现代人类属于智人的一个分支，他们在公元前20万年左右在智人中出现。

我们曾经也处于灭绝的边缘：最近一项由人类基因学家对DNA（脱氧核糖核酸）的分析发现，大约在14万年前左右，一场灾难——或许由气候变化引发——导致大批现代人属物种死亡，他们绝大多数生活在当时的非洲。在那一时期，人类亚种的数量锐减至只有数百人——我们成为今天所谓的“濒危动物”，就像是山地大猩猩或者蓝鲸。艾萨克·牛顿、阿尔伯特·爱因斯坦以及其他你曾经听说过的人，还有生活在今天这个世界上的数以亿计的人，都是这几百个存活下来的智人的后裔。

死里逃生或许显示这个新的亚种尽管有着较大的大脑，但他们依然没有聪明到能在长期的生存斗争中胜出。但接下来我们又经历了另外一次转变，它赋予我们新的惊人的思考能力。这一转变看起来不像是由我们的肢体变化引发的，甚至也不是我们大脑构造改变引发的。实际上，它似乎和我们大脑运行方式的改变有关。然而它就这么发生了，这一巨变让我们这个物种产生了科学家、艺术家、神学家，以及众多如我们一般思考的人。

人类学家把那次最终的思维转变称为“现代人类行为”的发展。他们所说的“现代人类行为”并不是指购物或者边看体育比赛边喝酒精饮料；他们指的是那些复杂的符号化思考行为，正是这种思维活动最终促使人类文化产生。对于这一行为是在什么时候发生的尚存有争议，但人们普遍接受的转变时间是在公元前4万年左右。

今天我们把自己这个亚种称为智人，或者“聪明的人”。（当你可以为自己的物种挑选名字时，当然得选这样的了。）但是那些促使我们大脑变得更大的转变是要付出代价的。从能量消耗这个角度看，大脑是现代人类身体中第二昂贵的器官，仅次于心脏。

大自然并不是简单地把这个有着高昂运行成本的大脑直接送给我们，她本来可以赋予我们更强壮有力的肌肉，同大脑相比，肌肉每单位的能量消耗只有大脑的1/10。然而大自然并没有选择让我们变得强壮来适应它。人类并不是特别强壮，我们也并不是最敏捷的物种。黑猩猩和倭黑猩猩，这些最接近人类的近亲，为了适应它们的生存环境，进化出了超过1 200磅（544.31千克）的拉扯力量，以及可以轻松撕开坚果坚硬外壳的锋利牙齿，而我呢，吃爆米花都是个问题。

人类并没有强有力的肌肉组织，但我们却拥有超大的头盖骨，这使我们成为低效的食物能量使用者——我们的大脑只占身体重量的2%，却要消耗身体摄入能量的20%。所以其他动物适应了丛林或草原上的艰苦环境，而我们看起来更适合坐在咖啡馆里喝摩卡咖啡。当然坐也不可轻视。在我们坐着的时候，我们在思考，我们在质疑。

德国心理学家沃尔夫冈·科勒在1918年出版了一本书，这本注定要成为经典的书是 《类人猿的智力》。这本书源自他担任普鲁士科学院设立在加那利群岛上的特纳利夫岛研究站的主任时对黑猩猩进行的一系列实验。科勒对黑猩猩解决问题的方式很感兴趣，比如怎样才能拿到那些放在它们够不着的地方的食物，他的实验显示了人类和其他灵长类动物有着共同的思考天赋。但如果有人拿人类的行为和黑猩猩做对比，他的书也对那些弥补我们身体缺陷的人类天赋多有展示。

科勒的一个实验很能说明问题。他把一根香蕉挂在天花板上，然后观察黑猩猩是如何学会把箱子堆起来，爬上去拿到香蕉的，但这些黑猩猩似乎并不了解这一行为所代表的力量。比如，它们有时会把箱子放在边缘上，或者由于地板上放了石块所以箱子总是会倒下来时，它们不会想到去把石块挪走。

在一个经过改进的实验中，实验人员把黑猩猩和3~5岁的人类儿童放在一起，教他们把积木摆放成L形，摆好就会得到奖励。实验人员偷偷地用不平的积木换掉原来的积木；当黑猩猩和小孩试图把它们堆起来时，它们总是会倒下来。黑猩猩坚持了一会儿，为了得到奖励它们一次次地尝试和犯错，最后都失败了——但它们却没有停下来去检查那些不平的积木。人类的小孩在这个经过改进的实验中也失败了（实际上这是无法完成的），但他们并不是简单地放弃了事。他们会检查这些积木，试图找出问题所在。从很小的年纪开始，人类就开始寻求答案；我们寻求对周边环境理论上的理解；我们会问“为什么”。

任何与小孩有过接触的人都知道他们最爱问“为什么”。20世纪20年代，心理学家弗兰克·洛里默正式宣布：他对一个4岁的小男孩持续观察了4天，并记下了在那段时间这个孩子提出的所有问题。一共有40个问题，比如：为什么水壶有两个把手？为什么我们有眉毛？我最喜欢下面这个问题：妈妈，你为什么不长胡子呢？全世界的小孩在很小的时候都提出了他们第一个问题，尽管他们还在牙牙学语，说不出一句完整的话。提问这一行为对于我们这个物种是如此重要，以至于我们有一个普遍的指示信号：任何语言，无论是有声调的还是没声调的，在提问的时候都有一个相似的升调。某些宗教会将提问视为最高等级的理解，在科学和工业领域，提出正确的问题是一个人能拥有的最重要的天赋。从另一方面讲，黑猩猩和倭黑猩猩可以学会通过简单标志和它们的训练员进行交流，甚至可以回答问题，但它们从不会向他们提出问题。

它们有着强壮有力的身体，但它们却不会思考。* * *

如果人类天生就拥有认识世界的渴望，那我们也应该天生就拥有——或者在后天很早的时候学会的——对于物理世界运行规律的强烈兴趣。我们似乎天生就能理解事件是相互作用的，经过上千年的努力，我们对这种法则最初级的直觉感受最终被艾萨克·牛顿所发现。

在伊利诺伊大学儿童认知实验室，科学家在过去30年一直对婴儿的身体直觉进行研究。他们让孩子和他们的母亲坐在一个小舞台或桌子上，然后观察婴儿对于舞台上发生的事情的反应。科学家想了解的问题有：关于物理世界，这些幼童知道什么？他们是什么时候知道的？他们发现，对于物理的运行方式拥有某种感觉是人之所以是人的一个本质属性，即使在儿童时期。

在一项系列研究中，6个月大的婴儿坐在一条水平轨道前面，这条轨道连接着一个倾斜的坡面。在坡面的底部，研究人员放了一个固定在轮子上的玩具昆虫。在坡面的顶部有一个圆筒，一旦这个圆筒被松开后，幼童就会兴奋地看着它往下滚，最后撞上那个昆虫，虫子则会沿着水平轨道滚出好几英尺远。接下来的部分让研究人员非常兴奋：如果他们重新设计实验装置，在斜坡的顶部放置了个大小不同的圆筒，那么这个婴儿是否会预测出，经过撞击后这个虫子滚动的距离和圆筒的大小是成正比的呢？

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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